玉米葉片SPAD值在除草劑藥害早期診斷中的應用

郭建文

（山西省農業科學院高粱研究所，山西晉中030600）

葉綠素是植物中的綠色物質，是一種復雜的有機酸，同時也是一類與光合作用有關的最重要的色素，是植物生長特性、生理變化和營養狀況的重要指標[1-3]。綠色植物通過葉綠素，利用光能進行光合作用，即把二氧化碳和水轉化為儲存著能量的有機物，同時釋放出氧氣。葉綠素含量的變化能夠間接反映植物生理活性的變化，因此，利用植物在不同生長狀態下葉綠素含量的變化能夠分析植物生長狀況。傳統的葉綠素含量測定方法操作繁瑣，耗時太長，測量誤差較大，日本科學家根據葉片葉綠素對有色光的吸收特性，通過測量一定波長的發射光強和透過葉片后的光強進行葉片葉綠素含量的測定，研究出了葉綠素測量儀器（SPAD，Soil and Plant Analyzer Development），其測得的SPAD值可以較好地反映植物葉片葉綠素的濃度[4-7]。

近年來，通過便攜式葉綠素儀在田間簡單、快速、無損檢測植物葉片的SPAD值，對棉花、玉米、高粱、大豆、小麥、水稻和草莓等農作物生長狀況及其氮素營養狀況進行分析研究，已有大量報道[8-16]。但通過作物葉片SPAD值的改變進行除草劑藥害診斷方面的研究，還未見報道。

本研究對推薦劑量不同倍數除草劑處理后玉米葉片SPAD值以及施藥后玉米葉片SPAD值與玉米株高、地上部鮮質量相互關系進行分析，旨在探索玉米葉片SPAD值與除草劑藥害的關系，為玉米田除草劑藥害診斷與分析提供技術支持。

1 材料和方法

1.1 供試材料

供試藥劑為10%硝磺草酮懸浮液（先正達作物保護有限公司）。供試作物為玉米（Zea mays L.），品種是葉色較深的自選5號和葉色較淺的自選22號（內部交流資源）。

1.2 試驗方法

玉米出苗后約6葉期時，對莖葉進行噴霧。試驗設供試藥劑推薦劑量及推薦劑量的1.25，1.5，1.75，2倍5個不同處理，噴液量為450 L/hm2，以噴清水為空白對照。試驗采用新加坡利農HD400背負式手動噴霧器進行莖葉噴霧處理。

1.3 數據測量

噴藥前、噴藥后1，3，5 d使用SPAD-502Plus葉綠素儀測量玉米倒二葉中部SPAD值，每個處理3次重復；噴藥后5，15 d測量每個處理供試玉米的株高，并用百分位電子天平稱量不同處理玉米的地上部鮮質量。

2 結果與分析

2.1 除草劑噴施前玉米葉片SPAD 值分析

噴藥前隨機選取2個供試玉米品種各10株，分別測定其倒二葉中部SPAD值，結果（表1）表明，隨機測量的葉色較深的玉米品種自選5號的10株葉片SPAD值之間差異不顯著，其值平均為62.66，葉色較淺的自選22號的10株葉片SPAD值之間差異也不顯著，其值平均為52.52，但這2個品種的葉片SPAD值差異達到0.01顯著水平。這表明，相同栽培條件下，同一品種玉米不同株系的葉片SPAD值相對穩定，玉米葉片SPAD值具有明顯的品種特征。

表1 噴藥前玉米葉片SPAD值

2.2 不同處理對玉米葉片SPAD 值的影響

采用供試除草劑推薦量不同倍數的劑量噴施玉米，處理后1，3，5 d測量倒二葉SPAD值，結果（表2）顯示，玉米品種自選5號噴施供試除草劑1，1.25，1.5倍推薦量，處理后1，3，5 d倒二葉SPAD值均與空白對照處理無顯著差異；在推薦量1.75倍劑量下，自選5號葉片的SPAD值比空白對照降低，且差異達0.05顯著水平；在推薦量2倍劑量下，自選5號葉片SPAD值與空白對照差異達0.01顯著水平。

玉米品種自選22號與自選5號類似（表2），除草劑使用劑量越高，葉片SPAD值越低。在推薦量1.5倍劑量下，葉片SPAD值與空白對照差異達0.01顯著水平。在推薦量1.75，2倍劑量下，自選22號葉片SPAD值均與空白對照差異達0.01顯著水平，且在推薦量1.75倍劑量下SPAD值顯著低于推薦量1.5倍劑量下的SPAD值、顯著高于推薦量2倍劑量下的SPAD值。

表2 不同處理下玉米葉片SPAD值的變化

2.3 不同處理對玉米株高及地上部鮮質量影響

分別于噴藥后5，15 d測量各處理玉米株高，并稱量各處理的地上部鮮質量。結果（表3）顯示，噴藥后5 d各處理玉米株高及地上部鮮質量均與對照之間差異不顯著。噴藥后15 d，在推薦量1，1.25，1.5倍的試驗劑量下，玉米品種自選5號的株高及地上部鮮質量與對照之間差異均不顯著；在試驗劑量大于1.5倍推薦劑量時（1.75，2倍推薦劑量），玉米品種自選5號的株高及地上部鮮質量與對照之間差異均達到顯著水平。供試品種自選22號在試驗劑量大于推薦量的1.5倍時，株高及地上部鮮質量與對照之間差異均達到顯著水平。這表明，2個玉米品種均在噴施大于一定劑量供試除草劑時，處理15 d后株高、地上部鮮質量受到了抑制，產生了明顯藥害。

表3 不同處理對玉米株高及地上部鮮質量的影響

2.4 受害玉米葉片SPAD 值與株高及地上部鮮質量的相關性分析

噴施除草劑處理后5 d玉米葉片SPAD值與處理后15 d的株高及地上部鮮質量相關性分析結果（表4）顯示，在供試除草劑推薦量1.5倍的試驗劑量下，玉米自選5號的葉片SPAD值與地上部鮮質量呈顯著正相關，相關系數為0.54；玉米自選22號的葉片SPAD值與株高及地上部鮮質量均呈極顯著正相關，相關系數分別為0.75和0.72。在噴施供試除草劑推薦量為1.75，2倍的試驗劑量下，2個供試玉米品種葉片SPAD值與株高及地上部鮮質量均呈極顯著正相關。這表明，噴施除草劑5 d后，玉米葉片SPAD值能夠反映玉米受除草劑的藥害程度，SPAD值越低，后期株高及地上部鮮質量也越低，玉米受除草劑的藥害就越重；相反SPAD值越高，受害程度越輕。

表4 玉米葉片SPAD值與株高及地上部鮮質量的相關性分析

3 討論與結論

綠色植物遭受除草劑藥害后，內部結構和生理平衡被破壞，導致生活力下降，葉綠素含量降低，葉片SPAD值減小。在一定作用時間內，隨除草劑在植物組織內部反應的進行，受害癥狀顯現，葉片葉綠素含量逐步降低，SPAD值持續下降。

本研究表明，在供試除草劑推薦量1.75倍的試驗劑量下，處理后5 d自選5號、自選22號2個供試玉米品種葉片SPAD值均比空白對照顯著降低，但株高及地上部鮮質量差異不顯著；處理后15 d，受害玉米株高及地上部鮮質量比對照處理顯著降低，且處理后5 d受害玉米葉片SPAD值與處理后15 d玉米株高及地上部鮮質量呈顯著正相關。這表明，噴施除草劑后，前期玉米葉片SPAD值能反映并在一定程度上預測除草劑對玉米的藥害程度。據此，可通過測定玉米葉片SPAD值，診斷并預測玉米遭受除草劑的藥害程度。

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