幾種不同莖葉處理除草劑對谷子的安全性研究

宋喜娥，王宏富，郭平毅，姚滿生，來改英

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，山西太谷030801）

谷子抗旱耐瘠、適應(yīng)性廣，是我國北方重要的糧食作物。隨著全球性水資源的匱乏，人們對旱作農(nóng)業(yè)日趨重視，加之小米營養(yǎng)價值高、適口性好，對調(diào)節(jié)膳食結(jié)構(gòu)起積極重要的作用[1]，使谷子生產(chǎn)呈現(xiàn)出新的發(fā)展勢頭，種植面積逐年增長。然而，由于谷子粒小苗弱，雜草為害十分嚴(yán)重，影響了谷子的產(chǎn)量和品質(zhì)，并成為制約谷子生產(chǎn)的最大障礙之一。化學(xué)除草技術(shù)的應(yīng)用為解決雜草為害提供了有效途徑，但如果施用不當(dāng)，也會給作物帶來一定的藥害[2]。百草敵、2甲4氯和2，4-D丁酯在其他作物雜草控制中的研究應(yīng)用已有報道[3～7]，但在谷子上的應(yīng)用還未見報道。近年來，關(guān)于谷子化學(xué)除草方面的研究也有一些報道[8～13]。由于作物品種不同，對除草劑的抗性也存在很大差異，加之化學(xué)除草具有較強的地域性，不同地區(qū)的方法只可借鑒，不可照搬。

本試驗在前人研究基礎(chǔ)上，篩選了百草敵、2甲4氯和2，4-D丁酯3種除草劑，系統(tǒng)研究了其對谷子形態(tài)指標(biāo)及生理代謝的影響，旨在為探討谷子田安全、高效的化學(xué)除草方案，為谷子的高產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

供試谷子品種為晉谷30號，由山西農(nóng)業(yè)科學(xué)院品種資源研究所提供。

1.2 供試除草劑及其濃度

供試除草劑及其濃度如表1所示。

1.3 試驗設(shè)計

試驗地設(shè)在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)實驗農(nóng)場。采用單因素隨機(jī)完全區(qū)組設(shè)計，4個處理，3次重復(fù)，共12個小區(qū)，小區(qū)面積為20 m2。

表1 供試除草劑及其濃度

1.4 方法

各處理于谷子4葉齡時用0.8型手持式噴霧器進(jìn)行葉面噴霧，施藥后20 d進(jìn)行調(diào)查。調(diào)查指標(biāo)包括株高、株數(shù)、葉面積、鮮質(zhì)量等形態(tài)指標(biāo)和葉綠素含量、細(xì)胞膜透性、可溶性糖含量等生理指標(biāo)。成熟后進(jìn)行考種，調(diào)查其產(chǎn)量。用Excel錄入數(shù)據(jù)并統(tǒng)計各項指標(biāo)平均數(shù)，用DPS7.05軟件對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 除草劑對谷子形態(tài)指標(biāo)的影響

從表2可以看出，3種除草劑對谷子株高、株數(shù)、鮮質(zhì)量都有一定程度的抑制作用，其中抑制作用最強的是2，4-D丁酯，最弱的是百草敵，且影響規(guī)律一致。3種藥劑對谷子葉面積的影響則不同，百草敵和2甲4氯使谷子的葉面積有增大的趨勢，但與對照間的差異未達(dá)到顯著水平；而2，4-D丁酯則使谷子的葉面積顯著降低，與對照之間差異顯著。

表2 3種除草劑對谷子形態(tài)指標(biāo)的影響

進(jìn)一步計算3種除草劑對谷子株高、株數(shù)、鮮質(zhì)量、葉面積等形態(tài)指標(biāo)的抑制率結(jié)果發(fā)現(xiàn)，百草敵對谷子株數(shù)的抑制率最大，對谷子株高的抑制率最小；2甲4氯對谷子鮮質(zhì)量的抑制率最大，對株高的抑制率最小；2，4-D丁酯對谷子株數(shù)的抑制率最大，其次是鮮質(zhì)量，對株高的抑制率最小（圖1）。3種藥劑對谷子各項形態(tài)指標(biāo)的影響規(guī)律相同，其中抑制作用最強的是2，4-D丁酯，最弱的是百草敵，2甲4氯抑制作用居中。

2.2 除草劑對谷子生理指標(biāo)的影響

作物葉綠素含量的多少可直接反映作物光合能力的大小及同化產(chǎn)物積累的多少。本研究分析了3種莖葉處理除草劑對谷子葉綠素含量的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，3種藥劑對谷子葉綠素含量都有一定的抑制作用，抑制最強的是2，4-D丁酯，最弱的是百草敵（表3）。

過氧化物酶屬于膜保護(hù)性酶，在除草劑脅迫下，谷子組織中通過多種途徑產(chǎn)生O2-，OH-等自由基，而這些自由基具有很強的氧化能力，對許多生物功能分子都有破壞作用。正常情況下，細(xì)胞內(nèi)自由基的產(chǎn)生和清除處于動態(tài)平衡狀態(tài)；當(dāng)受脅迫時，自由基會導(dǎo)致膜脂過氧化作用，清除自由基的過氧化物酶活性就會下降，平衡將被打破。由表3可知，3種藥劑對谷子過氧化物酶都有抑制作用，其中2甲4氯抑制作用最強，2，4-D丁酯最弱。

硝酸還原酶活性的大小可間接反映植物氮代謝的狀況。植物吸收的硝酸根離子，首先通過硝酸還原酶的催化，被還原成亞硝酸根離子，產(chǎn)生的NO2-可從植株組織中滲透并積累在外界溶液中。本研究中，硝酸還原酶活性對照最高，其次是百草敵處理，2，4-D丁酯處理的最小（表3）。

植物組織在受到各種不利環(huán)境的為害后，細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能首先受到傷害，膜透性增大。若將受害的組織浸入無離子水中，其外滲液中電解質(zhì)含量比正常組織外滲液中含量增加，組織受傷害越嚴(yán)重，電解質(zhì)含量增加越多。用電導(dǎo)儀測定外滲液電導(dǎo)率的變化，可以反映出質(zhì)膜受傷害的程度。表3顯示，用3種藥劑處理后，谷子細(xì)胞膜透性都呈增加趨勢，其中變化最大的是2，4-D丁酯，說明其對谷子細(xì)胞膜的傷害最大。

可溶性糖含量的高低一方面可以反映谷子植株對除草劑脅迫的響應(yīng)，另一方面也可以間接反映生物膜受傷害的情況。本研究中，3種藥劑對谷子可溶性糖含量均有抑制，且與對照相比均達(dá)到顯著水平（表3）。

表3 3種除草劑對谷子生理指標(biāo)的影響

從圖2可以看出，3種藥劑中，2，4-D丁酯對谷子葉綠素含量的抑制率最大，百草敵和2甲4氯抑制率相近；3種藥劑處理后，谷子的細(xì)胞膜透性均增大，其中影響最大的是2，4-D丁酯，最小的是百草敵；對谷子硝酸還原酶活性抑制率最高的是2，4-D丁酯，其次是2甲4氯，百草敵抑制率最小；3種藥劑中，對谷子POD活性及可溶性糖抑制率最大的均為2甲4氯，對谷子POD活性抑制率居中的為百草敵，最小的為2，4-D丁酯；對谷子可溶性糖含量抑制率居中的是2，4-D丁酯，最小的是百草敵。

2.3 不同除草劑對谷子產(chǎn)量的影響

谷子成熟后對各小區(qū)進(jìn)行考種，調(diào)查不同處理對谷子產(chǎn)量的影響，結(jié)果表現(xiàn)，2甲4氯和2，4-D丁酯處理后，谷子的產(chǎn)量均顯著低于對照，而百草敵對谷子產(chǎn)量的影響與對照間的差異未達(dá)顯著水平（圖3）。

3 結(jié)論與討論

隨著我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和種植業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，谷子因具有較高的營養(yǎng)價值而備受青睞，種植面積逐年增長。但由于田間雜草種類多、為害大，嚴(yán)重地影響了谷子的產(chǎn)量和品質(zhì)，制約了谷子的生產(chǎn)。農(nóng)田化學(xué)除草劑自問世以來便成為控制雜草的有效途徑，但由于谷子粒小苗弱，抗性較低，因此谷子田化學(xué)除草技術(shù)的研究十分困難，更缺乏安全、高效的專用除草劑。

本試驗經(jīng)過研究3種除草劑對谷子形態(tài)指標(biāo)及生理指標(biāo)的影響，探討了3種藥劑對谷子的安全性。通過比較3種除草劑對谷子形態(tài)及生理指標(biāo)的影響，發(fā)現(xiàn)百草敵對谷子的安全性要優(yōu)于2甲4氯和2，4-D丁酯，因此百草敵可作為谷子田的安全除草劑。建議今后設(shè)不同濃度的百草敵進(jìn)一步研究，以期發(fā)現(xiàn)其最佳用藥量和最佳施藥時期。

［1］ 程汝寵，劉正理.谷子育種中幾個主要性狀選育方法的探討[J].華北農(nóng)學(xué)報，2003，18（院慶專輯）：145-149.

［2］ 郭平毅.農(nóng)田化學(xué)除草 [M].北京：中國農(nóng)業(yè)科技出版社，1996.

［3］ 婁國強，呂文彥，職明星.2甲4氯對不同小麥品種幼苗及生理指標(biāo)的影響[J].麥類作物學(xué)報，2006，26（5）：143-145.

［4］ 王鳳芝，孫福華，張曉東.2甲4氯鈉防除稻田扁桿鑣草藥效試驗[J].河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005，9（4）：40-42.

［5］ 潘曉皖，曹明坤，張啟勇.百草敵防除小麥田雜草冬前施藥研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，1996，24（1）：42-43.

［5］ 李香菊，李秉華，蘇立軍，等.2，4-D丁酯麥田除草效果及其對小麥安全性的研究 [J].河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2002，6（4）：1-4.

［7］ 涂鶴齡，邱學(xué)林，辛存岳，等.百草敵與2，4-D丁酯混配防除春麥田闊葉雜草研究[J].雜草學(xué)報，1990，4（4）：14-19.

［8］ 任建躍.除草劑土壤處理對谷子生物學(xué)特性的影響 [J].安徽農(nóng)學(xué)通報，2008，14（5）：116-117.

［9］ 王節(jié)之，王根全，郝曉芬，等.除草劑莠去津?qū)茸蛹肮忍镫s草的影響[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36（9）：57-59.

［10］ 梁志剛，郝紅梅，王宏富.單嘧磺隆對谷子田雜草的防效[J].農(nóng)藥，2006，45（3）：204-205.

［11］ 王鑫，原向陽，郭平毅，等.單嘧磺隆對谷子營養(yǎng)價值的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006，34（3）：516，518.

［12］ 姚滿生，郭平毅，王鑫.甲磺隆對高粱和谷子生理代謝的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，35（36）：11753-11754.

［13］ 郭青海，王宏富，趙曉玲，等.撲草凈不同處理對谷子幼苗過氧化物酶活力及同工酶的影響 [J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（7）：11-13.