烯禾啶对不同谷子品种农艺性状及光合指标的影响

周 浩，郭永新，原向阳，董淑琦，郭平毅，宋喜娥

（山西农业大学农学院，山西太谷030801）

谷子是起源于我国的1 年生禾本科作物，具有抗逆性强、耐旱、耐瘠薄且营养价值较高等特点[1-2]，可作为一种粮草兼用型作物[3-6]。谷子粒小苗弱，苗期生长缓慢，杂草危害非常严重，影响谷子的产量和品质，成为制约谷子产业化生产的最大障碍之一[7-8]。谷子多种植于山区旱地，除草多以传统的人工除草为主，全生育期约需要除草2～3 次（依雨水多少及杂草危害程度而定），不仅费工、费时，且效率较低，加之人工成本越来越高，影响谷子种植效益及种植积极性[9]。化学除草技术高效、省工、省时且除草效率高，是目前解决杂草危害的有效途径之一[10-11]。烯禾啶属环己烯酮类除草剂，是选择性强的内吸传导型茎叶处理剂。喷施烯禾啶后，能被杂草快速吸收，并传导到顶端和节间分生组织，使其细胞分裂遭到破坏，禾本科杂草一般在药后3 d 停止生长，7 d 左右开始死亡，叶片退绿变黄，15 d 左右全部死亡，因此，烯禾啶能有效防除牛筋草、狗尾草、看麦娘、马唐、稗草、早熟禾等1 年生和多年生禾本科杂草。在田间环境中，烯禾啶能被快速分解为安全物质，残留时间短，对人畜毒害性和后茬作物生长影响较小。除草剂烯禾啶因其对杂草高度的选择性，喷施后残留时间短、毒性小，并且适用范围较广等特点，在市场中占有重要地位[12-13]。

赵治海等[14]利用光温敏两系法引入了抗烯禾啶基因，选育出了抗烯禾啶张杂谷品种。程汝宏等[15]、师志刚等[16]采用杂交育种的方法选育出了抗烯禾啶冀谷品种。解丽丽[17]研究表明，张杂谷10 号和晋谷21 号幼苗随烯禾啶浓度的增加，产量会逐渐下降。刘丹[18]研究表明，低浓度的烯禾啶对张杂谷10 号的光合活性不会造成严重损伤，而高浓度的烯禾啶会严重降低张杂谷10 号的光合活性，造成谷子死亡。郭美俊[19]研究表明，张杂谷3 号、张杂谷5 号、张杂谷10 号对烯禾啶的抗性存在很大差异。

为减少烯禾啶药害，明确不同品种谷子对烯禾啶的抗性差异，本试验选择6 个杂交谷子品种为材料，于谷子3～5 叶期叶面喷施推荐剂量烯禾啶，从光合指标及农艺性状方面评价其安全性，旨在为谷子田安全、有效、科学地施用烯禾啶提供理论依据，为谷子规模化、机械化生产提供保障。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试谷子品种张杂谷13 号、张杂谷19 号、张杂谷21 号，由河北省张家口农业科学院提供；冀谷38 号、冀谷39 号、冀谷41 号，由河北省农林科学院谷子研究所提供。

供试药剂为12.5%烯禾啶乳油（中农立华（天津）农用化学品有限公司）。

1.2 试验设计

采用盆栽试验，完全随机设计，将张杂谷、冀谷种子播种于营养钵（10.2 cm×8.5 cm）中。待谷子长到3～5 叶期，茎叶喷施推荐剂量的烯禾啶（1 500 mL/hm2），以喷施等量清水作为对照（CK），每个处理重复3 次，于施药后3、7、15 d 进行农艺性状及光合指标测定。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 形态指标的测定 用卷尺对谷子株高以及倒2 叶叶长和叶宽进行测定，并计算叶面积。

1.3.2 叶片SPAD 值的测定 用SPAD-502 型便携式叶绿素测定仪（日本柯尼卡美能达公司）测量谷子倒2 叶的SPAD 值，每片叶片测定叶基部、中部和叶尖SPAD 值，并取其平均值。

1.3.3 叶片光合参数的测定 于施药后3、7、15 d选取生长一致的谷子幼苗，使用便携式光合仪CI-340（思爱迪生态科学仪器有限公司）于晴天9：00—11：00 对谷子倒2 叶进行净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）的测定，测定时光强为（900±50）μmol/（m2·s），温度为（30±2）℃，CO2浓度为（400±50）μmol/mol。

1.4 数据分析

采用Microsoft Excel 2010 整理数据，用SPSS 19.0 软件对数据进行统计分析，并采用成组t检验比较处理与对照间差异显著性。

2 结果与分析

2.1 烯禾啶对不同品种谷子株高、叶面积的影响

从表1 可以看出，药后3 d，6 个品种谷子株高、叶面积与对照相比均显著降低，张杂谷19 号和张杂谷21 号株高降低较多，分别降低15.67%和18.27%，冀谷39 号叶面积降低最多，为12.08%。药后7 d，张杂谷13 号的株高与对照间差异不显著，叶面积显著低于对照，其余5 个品种谷子株高、叶面积均显著低于对照。药后15 d，张杂谷13 号、张杂谷19 号、冀谷38 号、冀谷41 号株高、叶面积与对照间差异均不显著；张杂谷21 号和冀谷39 号株高较对照分别显著降低7.59%和7.06%，叶面积较对照分别显著降低6.45%和8.18%。烯禾啶对张杂谷13 号株高、叶面积的影响最小，对张杂谷19 号、冀谷38 号、冀谷41 号次之，对张杂谷21 号和冀谷39 号影响最大。

2.2 烯禾啶对不同品种谷子叶片SPAD 值的影响

从图1 可以看出，药后3 d，6 个品种谷子叶片SPAD 值均显著低于对照，其中，张杂谷21 号和冀谷39 号降低较多，分别降低16.54%和14.50%。药后7 d，张杂谷13 号和冀谷41 号叶片SPAD 值与对照间差异不显著，其他品种仍显著低于对照。药后15 d，张杂谷13 号、张杂谷19 号、冀谷38 号、冀谷41 号叶片SPAD 值与对照间差异不显著；而张杂谷21 号和冀谷39 号叶片SPAD 值较对照分别显著降低6.28%和5.48%。烯禾啶对张杂谷13 号和冀谷41 号叶片SPAD 值影响最小，对张杂谷19 号和冀谷38 号影响次之，对张杂谷21 号和冀谷39 号影响最大。

表1 烯禾啶对不同品种谷子株高和叶面积的影响

2.3 烯禾啶对不同品种谷子叶片光合参数的影响

从表2、3 可以看出，药后3 d，6 个品种谷子叶片Pn、Tr、Gs 均显著低于对照，Ci 均显著高于对照。张杂谷21 号叶片Pn 降低最多，较对照降低16.67%；Ci 升高也最多，较对照增加17.44%；冀谷39 号叶片Tr 和Gs 均较对照分别显著降低20.55%和17.13%。药后7 d，张杂谷13 号和冀谷41 号叶片Pn、Tr、Gs、Ci 与对照间差异不显著，其他品种谷子叶片Pn、Tr、Gs 仍显著低于对照。药后15 d，张杂谷13 号、张杂谷19 号、冀谷38 号、冀谷41 号叶片Pn、Tr、Gs、Ci 与对照间差异均不显著；而张杂谷21 号和冀谷39 号叶片Pn 较对照分别显著降低6.56%和7.56%，Tr 较对照分别显著降低8.65%和11.22%，Gs 较对照分别显著降低6.50%和9.36%，Ci 较对照分别显著增加9.14%和8.52%。烯禾啶对张杂谷13 号和冀谷41 号光合参数影响最小，对张杂谷19 号和冀谷38 号影响次之，对张杂谷21 号和冀谷39 号影响最大。

表2 除草剂对不同品种谷子光合速率和胞间CO2 浓度的影响

表3 除草剂对不同品种谷子气孔导度和蒸腾速率的影响

3 结论与讨论

除草剂在进行田间杂草防除的同时，也会对作物造成一定伤害，影响作物的正常生长发育[20]。高剂量烯禾啶会显著抑制张杂谷13 号的株高、叶面积[18]，阔世玛也可显著抑制谷子的株高、叶面积[21]。本研究表明，喷施推荐剂量烯禾啶3 d 后，6 个品种谷子的株高、叶面积均有不同程度降低，与前人研究结果相似。烯禾啶对谷子株高、叶面积的抑制作用随着生育期的推进而有所缓解。药后7 d，张杂谷13 号和冀谷41 号株高、叶面积与对照间差异不显著。药后15 d，张杂谷19 号和冀谷38 号株高、叶面积与对照间差异不显著；而张杂谷21 号和冀谷39 号株高、叶面积仍显著低于对照。

叶绿素是进行光合作用的物质基础，在吸收和转化光能方面发挥了巨大作用[22]。植物体内叶绿素含量的高低直接影响光能利用率的强弱[23]。有研究表明，喷施烯禾啶可以降低植物叶片中的色素含量[17-18]。本试验也得到类似结论，喷施推荐剂量烯禾啶3 d 后，6 个品种谷子叶片SPAD 值均显著低于对照。这可能是由于烯禾啶抑制了谷子体内的乙酰辅酶A 羧化酶（ACCase）的活性，阻碍了叶绿体和脂肪酸的合成，破坏了膜系统，进而使光合色素合成受阻，含量降低[24-25]。烯禾啶对谷子叶片SPAD 值的抑制作用随着生育期的推进而有所缓解。药后7 d，张杂谷13 号和冀谷41 号叶片SPAD 值与对照间差异不显著。药后15 d，张杂谷19 号和冀谷38 号叶片SPAD 值与对照间差异不显著；而张杂谷21 号和冀谷39 号叶片SPAD 值仍显著低于对照。

逆境胁迫下植物光合作用的相应变化，可以用来判定植物生长的安全性[26-28]。刘丹[18]研究表明，喷施烯禾啶后，谷子光合系统会受到抑制和损伤，引起Pn 和Gs 的下降。如果作物的Pn 和Tr 下降，而Ci升高，则Pn 下降主要是由非气孔限制引起的[29]。本试验在喷施推荐剂量烯禾啶3 d 后，6 个品种谷子的Pn、Gs、Tr 值均显著低于对照，而Ci 均显著高于对照，这与前人研究结果一致。药后7 d，张杂谷13 号和冀谷41 号光合参数与对照间差异不显著。药后15 d，张杂谷19 号和冀谷38 号光合参数与对照间差异不显著，但张杂谷21 号和冀谷39 号Pn、Gs、Tr仍显著低于对照。随时间推移，烯禾啶对6 个品种谷子光合作用的抑制有所缓解，但品种间存在差异，可能与张杂谷、冀谷的杂交特性和抗药性不同有关。

本研究用盆栽试验方法研究了不同杂交谷子苗期对烯禾啶的抗性差异，但有关烯禾啶对不同杂交谷子产量及产量构成的影响，有待进一步大田试验。

本研究结果表明，6 个品种谷子对烯禾啶的抗性存在显著差异，张杂谷13 号和冀谷41 号耐药性较好，张杂谷19 号和冀谷38 号耐药性次之，它们均可安全喷施推荐剂量的烯禾啶防除田间杂草；张杂谷21 号和冀谷39 号药害症状较明显，应用推荐剂量的烯禾啶时应慎重。