膜间喷施二甲戊灵对谷子幼苗叶片光合特性的影响

刘韶光，赵夏童，宋喜娥，郭平毅，原向阳，董淑琦，郭美俊

（山西农业大学农学院，山西太谷 030801）

谷子属禾本科一年生草本植物，具有抗旱、耐贫瘠和适应性强等特点[1]。谷子起源于我国，有7000多年的历史[2]，是我国的主要农作物，也是我国北方主要粮食作物之一[3]，在我国悠久的农耕文明历史中发挥过重要作用的主栽作物[4]，谷子粮草兼用的特征非常明显，具有较高的食用和饲用价值。

在谷子悠久的栽培历史中，谷子的生长一直受到杂草的影响[5]。谷子田间杂草种类繁多，危害严重。单子叶杂草与谷子特性相似，不易铲除。杂草对谷子生产具有很大的困扰，人工拔除杂草极为不便，且费时费力，效果不明显[6]，杂草与谷子会争夺营养物质，从而降低谷子的产量和质量。每年谷子因杂草危害而引起的减产达到20%以上，严重时部分地区绝收[5]。化学除草是对谷子杂草最有效的防治手段[7]，化学除草不仅可节约劳动力，而且有利于农业机械化的发展[8]。但是谷子对除草剂较为敏感，对除草剂抗性差，极易影响谷子的生长发育，甚至会发生药害，因此，适用于谷田的除草剂甚少，实际登记使用的产品少之又少，所以，除草剂在谷田还不能广泛使用[9]。

二甲戊灵是世界上第三大除草剂，在国内外应用较广[10]。该除草剂对人畜低毒，应用广泛，现主要应用于玉米、棉花、大豆、花生、马铃薯以及蔬菜田，是一种选择性土壤封闭除草剂[11]。其作用机制为破坏杂草种子的胚芽鞘，使其枯萎死亡，而在杂草萌发的幼芽初期喷雾处理用药时，进入杂草体内的药剂与微管蛋白结合，抑制杂草细胞的有丝分裂，破坏生长点发育使其枯萎，从而造成杂草死亡[12]。

本试验旨在寻找田间覆膜与膜间喷施二甲戊灵相结合的最佳方式及最适剂量，最终力求筛选出更加安全的谷田除草剂施用方案并进行推广，从而推动谷子现代化生产，提高谷子的竞争力。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试药剂为二甲戊灵（有效成分含量330g/L），由江苏永安化工有限公司提供。

供试谷子品种为张杂谷10号（河北省张家口市农业科学院选育）和晋谷21号（山西省农业科学院经济作物研究所提供）。

1.2 试验地概况

试验地土壤为碳酸盐褐土，0～20 cm土层内有机质平均含量为23.87 g/kg，速效磷为9.49 mg/kg，速效钾为109.7 mg/kg，速效氮为57.19 mg/kg，pH值为8.12。

1.3 试验设计

试验于2017年5—10月在山西省太谷县申奉村进行，试验田前茬作物为玉米。试验采用完全随机区组设计，播种时全程机械化覆膜、打孔、播种一次性完成地膜覆盖栽培，播种深度为4 cm，密度为18万株/hm2，行距50 cm，株距23 cm。在播种前，将750 kg/hm2的复合肥均匀撒播并掺混到土壤中。播种后1～3 d内施用除草剂，选晴朗无风的10：00进行各剂量梯度的喷施，除草剂的用量如表1所示。通过塑料地膜之间的定向喷雾器施加除草剂，并且使用配备有统一型号喷壶喷药。每个试验区面积为3.4 m×10 m。

表1 除草剂的用量情况

1.4 测定项目及方法

1.4.1 叶绿素含量的测定 取谷子从上至下第2片叶片，绞碎，称量0.1 g放入装有10 mL乙醇（96%）的试管中（含有塞子），在室温无光环境处理24 h，分别测定 OD470，OD649，OD665吸光度值，采用高俊凤[13]的方法来进行光合色素含量的计算。

1.4.2 光合参数的测定 在膜间喷药后，待谷子出苗稳定后进入苗期，选择晴天10：00—11：00采用便携式光合仪（CI-340，思爱迪生态科学仪器有限公司）在田间选定活体测量谷子从上至下第2叶片光合特性，即气孔导度（Gs）、胞间 CO2浓度（Ci）、净光合速率（Pn）和蒸腾速率（Tr）。

1.5 数据处理与统计

采用Excel 2010与SAS 9.4软件对试验数据进行处理和分析，并应用LSD法进行数据的多重比较。

2 结果与分析

2.1 二甲戊灵对2种谷子幼苗叶片光合色素含量的影响

表2 2种谷子幼苗膜间喷施二甲戊灵对光合色素的影响 mg/g

由表2可知，不同处理下，晋谷21号和张杂谷10号倒二叶的叶绿素含量随着喷施剂量的增加均呈现不同程度降低。二甲戊灵处理的晋谷21号，T4，T3处理后的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和色素总含量与CK间差异均达到显著水平，T4处理时达到最低，与CK相比分别显著降低13.37%，39.53%，17.24%和17.31%。T2处理后的叶绿素b、色素总含量与CK间差异达到显著水平，较CK分别降低18.60%，11.66%。二甲戊灵处理的张杂谷10号，T4处理后的叶绿素a、类胡萝卜素含量与其他处理间差异均达到显著水平，各处理的叶绿素b含量与CK间差异显著，T4，T3处理后的色素总含量与CK间差异达到显著水平，较CK分别降低18.77%，8.53%。

2.2 二甲戊灵对2种谷子幼苗叶片净光合速率的影响

由图1可知，不同剂量二甲戊灵处理下，张杂谷10号、晋21号各处理组的谷子幼叶叶片净光合速率与CK相比皆有所下降。二甲戊灵的剂量越高，净光合速率越小，张杂谷10号的T1，T2，T3，T4处理与CK相比净光合速率分别降低了4.06%，16.13%，20.62%，27.38%，T1与 CK 间差异不显著，T2，T3，T4处理与CK间差异显著。晋谷21号的T1，T2，T3，T4处理与CK相比净光合速率分别降低了0.56%，3.09%，12.13%，19.99%，T1和T2处理与CK间差异不显著，T3和T4处理与CK间差异显著。二甲戊灵对晋谷21号净光合速率的影响相对张杂谷10号而言相对较小。

2.3 二甲戊灵对2种谷子幼苗叶片蒸腾速率的影响

由图2可知，在喷施不同剂量二甲戊灵的2种谷子各个处理组的幼叶叶片蒸腾速率与CK相比皆有所下降。蒸腾速率随二甲戊灵剂量的增加呈逐渐减小趋势，张杂谷10号的处理组与CK的蒸腾速率均差异显著，较CK分别降低了9.62%，21.04%，27.12%，28.45%。晋谷21号的处理组与CK相比，蒸腾速率分别降低了 6.27%，30.04%，26.47%，48.41%，T1处理与CK相比差异不显著，T2，T3和T4处理与CK间差异显著。低剂量处理对2种谷子幼苗叶片蒸腾速率的影响较小。膜间喷施二甲戊灵对晋谷21号蒸腾速率的影响相对张杂谷10号而言影响较大。

2.4 二甲戊灵对2种谷子幼苗叶片气孔导度的影响

由图3可知，在喷施不同剂量二甲戊灵的2种谷子各个处理组的幼叶叶片气孔导度与CK相比起初有所上升，但随着二甲戊灵剂量的逐渐增大，气孔导度逐渐减小，张杂谷10号的T1和T2处理与CK相比分别上升了12.55%，1.27%，而T3和T4处理与CK相比气孔导度分别下降了11.31%和21.90%，T2处理与 CK相比差异不显著，T1，T3，T4处理与CK相比差异显著。晋谷21号的T1和T2处理与CK相比分别上升了10.77%，34.40%，但T1和T2处理与CK相比差异显著，而T3和T4处理与CK相比气孔导度分别下降了1.50%，15.83%，且T3与CK相比差异不显著，T4与CK相比差异显著。T1与T2处理对张杂谷10号谷子幼苗叶片气孔导度的影响相对较小。其中，T4处理对张杂谷10号、晋谷21号谷子幼苗叶片气孔导度的影响相对较大。

2.5 二甲戊灵对2种谷子幼苗叶片胞间CO2浓度的影响

气孔是植物叶片和外界进行气体交换的主要通道，能够调节植物的Gs和光合作用[14]。由图4可知，在喷施不同剂量二甲戊灵的2种谷子各个处理组的胞间CO2浓度与CK相比皆有所上升。谷子幼苗叶片胞间CO2浓度随着二甲戊灵剂量的增大呈逐渐增大趋势，张杂谷10号的处理组与CK相比胞间CO2浓度分别上升了3.89%，24.04%，43.32%，71.33%，T1处理与 CK相比差异不显著，T2，T3，T4处理与CK相比差异显著。晋谷21号的处理组与CK相比胞间CO2浓度整体趋势是上升的，但是T1处理与CK相比下降了0.20%，且T1与CK相比差异不显著，T2，T3，T4处理与CK相比分别上升了10.73%，33.75%，57.28%，T2，T3，T4 处理与 CK 相比差异显著。其中，T1与T2处理对2种谷子幼苗叶片胞间CO2浓度的影响相对较小。二甲戊灵对晋谷21号胞间CO2浓度的影响相对张杂谷10号而言相对较小。

3 结论与讨论

叶绿素含量可以有效地反映出该植物光合作用的强弱[15]。光合作用关乎着植物的生长和发育，是植物体内最重要的生化过程[16]，它是作物产量的最主要原动力[17]，其也可以对植物抗逆性的强弱起到一定的指示作用[18]。膜间喷施二甲戊灵对光合色素的各个成分影响均不显著，但是高剂量二甲戊灵对色素总含量有所影响，与CK相比差异显著，总含量有所下降。3，6 L/hm2剂量的二甲戊灵均可以使用。

谷子90%的干物质是来自于光合作用，光合参数可以有效的反映出植物光合能力强弱[19-20]。3，6 L/hm2剂量处理对谷子幼苗叶片净光合速率的影响较小。二甲戊灵对晋谷21号净光合速率的影响相对张杂谷10号而言相对较小。低剂量处理对2种谷子幼苗叶片蒸腾速率的影响较小，膜间喷施二甲戊灵对晋谷21号蒸腾速率的影响相对张杂谷10号影响较大。其中，12 L/hm2剂量的二甲戊灵对张杂谷10号、晋谷21号幼苗叶片气孔导度的影响相对较大，3，6 L/hm2剂量的二甲戊灵对张杂谷10号谷子幼苗叶片气孔导度的影响相对较小。二甲戊灵对晋谷21号胞间CO2浓度的影响相对张杂谷10号而言较小。

本试验结果表明，膜间喷施二甲戊灵使晋谷21号和张杂谷10号幼苗叶片的光合特性参数产生了不同程度的动态变化，3～9 L/hm2剂量的二甲戊灵膜间喷施后，2个品种谷子叶片净光合速率均下降，除张杂谷10号的6 L/hm2处理与CK间差异显著外，其余剂量与CK间无显著差异，9～12 L/hm2剂量的二甲戊灵均对2个品种谷子的净光合速率产生影响。综上所述，膜间喷施二甲戊灵在3～9 L/hm2剂量时，可在张杂谷10号、晋谷21号谷田使用，二甲戊灵剂量＞9 L/hm2时对谷子的光合特性有明显的抑制作用。