苄嘧磺隆对晋谷21号农艺性状和光合色素的影响

张伟莉，张丽光，王吉祥，白亚青，畅灼卓，王雅情，周 浩，原向阳

（1.山西农业大学农学院，山西太谷030801；2.山西省农业科学院作物科学研究所，山西太原030031）

谷子是一年生草本植物，是我国北方地区具备较高营养价值的重要粮食作物[1]。谷子具有良好的抗逆性、耐旱性、耐瘠薄性等特点。杂草是影响谷子产量的重要因素之一，我国常年因草害引起谷子减产，严重时甚至绝收[2-3]。化学除草技术的应用能有效解决杂草危害，但如果使用不当，也会给作物带来不同程度的药害[4]。一种除草剂是否适合某种作物的田间除草，需要从除草剂对杂草的作用效果和对作物的药害程度来探究。

苄嘧磺隆是属于磺酰脲类选择性内吸传导型除草剂，最早由YAYAMAETAL报道，1984年由美国杜邦公司首先开发[5]。苄嘧磺隆能从作物的根、茎、叶进入作物内并迅速传导，其主要特点为生物活性高、反应速度较慢、对作物安全、可混性强和毒性低等[5]，目前在水稻地针对阔叶类杂草和一些莎草有非常明显的防除效果。前人研究表明，苄嘧磺隆对水稻相对安全[6]，30%苯磺隆·苄嘧磺隆·氯氟吡氧乙酸WP能够有效防除春小麦田阔叶杂草并对小麦具有较好的安全性[7]，但在谷子上的研究鲜有报道。若能将苄嘧磺隆应用到谷子田上，对磺酰脲类除草剂的安全应用具有重要意义。在苄嘧磺隆胁迫下，玉米的株高、地上鲜质量等农艺性状指标降低，从而抑制玉米生长，而土壤苄嘧磺隆残留可抑制玉米幼苗的光合作用[8]。苯磺隆和苄嘧磺隆对不同小麦品种的株高和叶绿素含量有抑制作用[9]。黄蕾等[10]研究认为，张杂谷5号和晋谷21号谷子幼苗的株高、叶面积、生物质量经阔世玛处理后随着施药剂量的增加而不断降低，谷子叶片中叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素的含量也均有所降低。目前关于苄嘧磺隆对谷子生长发育影响的研究较少。

为了探讨苄嘧磺隆对于谷子田除草的可行性，本研究以晋谷21号为试验材料，从农艺性状和光合色素2个方面来阐明苄嘧磺隆对谷子的影响，旨在为苄嘧磺隆在谷子田的安全使用提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试谷子品种为晋谷21号，由山西省农业科学院经济作物研究所提供。供试药剂为可湿性粉剂苄嘧磺隆（江苏快达农化股份有限公司生产），有效成分含量10%。

1.2 试验设计

试验于2018年3月在山西农业大学化学除草与化学调控实验室进行。采用完全随机设计，将晋谷21号的种子播种于7 cm×8 cm装有基质的营养钵中。于3～5叶期喷施10%的苄嘧磺隆，共5个剂量处理，分别为：0（CK），150（T1），300（T2），600（T3），1 200 g/hm2（T4），4 次重复，在喷药后 3，7，15 d 取样，进行农艺性状及叶绿素含量的测定。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 农艺性状的测定 于药后3，7，15 d选取生长一致的谷子幼苗叶片，用直尺测量株高、叶长和叶宽，并计算叶面积。于15 d后采用万分之一天平测定地上部分鲜质量。

1.3.2 叶绿素含量的测定 采用96%的乙醇浸提，取谷子倒2叶0.05 g，共4份，擦拭干净剪碎后放入试管中，加入5 mL 96%的乙醇浸泡至叶片变白，取叶绿体色素提取液在波长665，649，470 nm下测定吸光度，计算出相应的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和叶绿素总含量。

1.4 数据分析

试验数据处理和分析利用Excel 2010和SAS 17.0软件进行，采用Duncan极差法进行多重比较分析。

2 结果与分析

2.1 苄嘧磺隆对晋谷21号农艺性状的影响

2.1.1 苄嘧磺隆对晋谷21号株高的影响 由图1可知，在苄嘧磺隆胁迫下，晋谷21号谷子的株高整体呈下降趋势。药后第 3，7 天，T1，T2，T3，T4 处理的谷子株高均显著低于对照，分别比CK降低了26.22%，25.05%，30.35%，36.75%和12.64%，12.20%，18.29%，24.33%，且均在T4处理时达到最低，而T1，T2处理间差异不显著。药后15 d，各处理均低于CK，T4处理最低，比CK降低了11.50%，T3，T4处理与CK间均差异显著，而T1，T2处理与CK之间差异均不显著。

2.1.2 苄嘧磺隆对晋谷21号叶面积的影响 在苄嘧磺隆胁迫下，晋谷21号谷子的叶面积均随除草剂剂量的增加而降低，且均在各个时期T4处理达到最小值，分别比CK降低了64.89%，48.56%，35.30%。药后3 d，各处理与对照之间均差异显著，但各处理间均差异不显著。药后 7，15 d，T2，T3，T4处理与CK间均差异显著，而T1，T2，T3，T4处理间均差异不显著（图2）。

2.1.3 苄嘧磺隆对晋谷21号地上部分鲜质量的影响 药后15 d，谷子叶片的鲜质量随苄嘧磺隆剂量的增高而降低，各处理比对照分别下降0.96%，6.68%，15.20%，17.82%。T3，T4处理与CK间均差异显著，而T1，T2处理与CK间均差异不显著（图3）。

2.2 苄嘧磺隆对晋谷21号叶片光合色素含量的影响

由表1可知，随着苄嘧磺隆剂量的增加，叶绿素总含量呈逐渐降低的趋势。药后3 d，叶绿素总含量在T1，T2，T3，T4处理时均低于对照，分别比对照降低了4.78%，17.69%，26.82%，39.94%；药后7 d分别降低了10.70%，13.44%，13.78%，29.51%；药后15 d分别降低了6.83%，8.37%，9.79%，13.03%。类胡萝卜素含量在药后3 d时，T2，T3，T4处理与对照间相比均差异显著，药后7 d，T4处理与CK间差异显著，而其他处理在各时期和各剂量间均无显著差异。药后3 d，谷子叶片的叶绿素a和叶绿素b在T2，T3，T4处理与对照间均差异显著，且在T4处理时达到最小值；而T1处理与CK差异不显著。药后7 d，谷子叶片的叶绿素a、叶绿素b的各个处理与对照间均差异显著，T1，T2，T3处理之间差异不显著。药后15 d，T2，T3和T4处理的叶绿素a与CK相比均差异显著，T1处理和CK间差异不显著；T4处理的叶绿素b与对照间差异显著，而T1，T2，T3处理与CK之间差异均不显著。

表1 苄嘧磺隆对晋谷21号叶片光合色素含量的影响 mg/g

3 讨论

农艺性状是可以代表作物品种特点的相关性状，可以直观地表示品种的优劣，区分品种间的差异，而株高、叶面积和地上部分鲜质量是反映植物生长的重要农艺性状指标。在本试验中，600 g/hm2（T3）处理的苄嘧磺隆显著降低了谷子的株高、叶面积和地上部分鲜质量，这可能是因为苄嘧磺隆抑制了乙酰乳酸酶（ALS）的活性，从而破坏了植物体内缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的生物合成，进一步抑制了细胞有丝分裂，导致植物组织失绿、黄化，植物生长受到抑制[11]，这与黄蕾等[10]的研究结果一致。

叶绿素是作物中与光合作用相关的最重要的一种色素，而光合作用能够为作物生长提供所需的物质和能量，对作物的产出有着极其重要的作用，因而，在作物中叶绿素含量的高低直接影响着作物的光能转化率，在对光能吸收、传递和转换的同时，也会在环境的变化中随之调节在作物体内的分布和含量关系，高效合理地将吸收的光能进行分配，以确保作物体内的光合系统正常运转[12]。有研究表明[12-14]，除草剂的施用会不同程度的对植物叶片中的叶绿素含量造成影响。本试验结果表明，随着苄嘧磺隆喷施剂量的增加，不同时期的叶绿素含量相比对照均逐渐降低，且在1 200 g/hm2时达到最小值，说明苄嘧磺隆对谷子叶片的叶绿体造成了伤害，影响了谷子的光合色素含量，和前人[15]的研究结果一致。

4 结论

本研究结果表明，在苄嘧磺隆胁迫下，谷子的株高、叶面积和地上部分鲜质量均在一定程度上受到抑制，同时造成了叶绿素总含量的减少。谷子除草用10%苄嘧磺隆300 g/hm2（推荐剂量）喷施时相对安全，而在高剂量（1 200 g/hm2）下药害较严重，从而对谷子的生长发育产生了胁迫作用。