3種除草劑對晉谷21 SOD的影響

馮明++王宏富

摘要 選用晉谷21為試驗材料，采用完全隨機區(qū)組試驗設(shè)計，研究3種不同除草劑在不同濃度下對谷子SOD的影響，結(jié)果表明：10%麥谷寧可濕性粉劑，70% 2，4-D丁酯乳油和50%撲草凈可濕性粉劑對谷子SOD有一定的抑制作用，其中10%麥谷寧可濕性粉劑濃度過高，對谷子SOD的抑制最大；50%撲草凈可濕性粉劑1 125 g/hm2可以增加谷子SOD活性，對谷子的影響最小；70% 2，4-D丁酯乳油90 mL/hm2可以增加谷子SOD活性，對谷子的影響最小。總體上70% 2，4-D丁酯乳油對谷子的生長發(fā)育影響小，和谷子相處關(guān)系最為融洽。

關(guān)鍵詞 晉谷21；除草劑；SOD；超氧化物歧化酶（SOD）

中圖分類號 S482.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2015）12-0121-01

化學(xué)除草作為雜草綜合防治體系中的一個重要手段，目前已成為人類大幅度提高作物產(chǎn)量的重要方法之一[1]。盡管我國除草劑工業(yè)得到快速發(fā)展，但是近年來，隨著國家及人們意識的不斷提高，食品的安全、營養(yǎng)與人類健康已成為農(nóng)業(yè)及社會關(guān)注的熱點。

植物在受到逆境脅迫時，如干旱、低溫、污染等，其體內(nèi)可產(chǎn)生適量超氧化物歧化酶（SOD），用以消除由逆境誘導(dǎo)產(chǎn)生的大量O2-對機體產(chǎn)生的傷害，從而維護(hù)植物正常生長發(fā)育。SOD普遍存在于動、植物體內(nèi)，它在高等植物的氧傷害、器官衰老及抗逆性中所起的作用已得到證實[2]。

晉谷21是由山西省農(nóng)科院經(jīng)濟作物研究所育成，該品種適應(yīng)性廣、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)，育成以來一直是山西省谷子的主栽品種。因此，該文以晉谷21為試驗材料，旨在探索谷子地除草劑對谷子SOD含量影響的研究，對于長治市谷子品質(zhì)也具有重要的指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在長治職業(yè)技術(shù)學(xué)院試驗農(nóng)場進(jìn)行，試驗土壤為碳酸鹽褐土。0～20 cm土層土壤養(yǎng)分狀況如下：有機質(zhì)12.5 g/kg、全氮1.76 g/kg、全磷0.29 g/kg、速效磷6.54 mg/kg、速效鉀149.72 mg/kg。

1.2 試驗材料

供試谷子品種：晉谷21；供試除草劑：10%麥谷寧可濕性粉劑（山東濰坊潤豐化工有限公司生產(chǎn)）、50%撲草凈可濕性粉劑（山東勝邦綠野化學(xué)有限公司生產(chǎn)）、70% 2，4-D丁酯乳油（山東濰坊潤豐化工有限公司生產(chǎn)）。

1.3 試驗設(shè)計

每種除草劑設(shè)3個濃度共10個處理，分別為10%麥谷寧可濕性粉劑200 g/hm2（A）、400 g/hm2（B）、600 g/hm2（C），50%撲草凈可濕性粉劑750 g/hm2（D）、1 125 g/hm2（E）、1 500 g/hm2（F），70% 2，4-D丁酯乳油45 mL/hm2（G）、90 mL/hm2（H）、135 mL/hm2（I）。3次重復(fù)，采用完全隨機區(qū)組試驗設(shè)計，以不施任何藥劑人工除草作為對照組（CK）。

1.4 試驗方法

試驗于2010年5月18日播種，5月22日出苗，撲草凈為播后苗前土壤處理劑，于播后第2天（5月19日）施用。麥谷寧和2，4-D丁酯為苗后莖葉處理劑，于出苗后四至五葉期（6月5日）噴施。然后分別對谷子的苗期、拔節(jié)期和抽穗期3個重要生育時期進(jìn)行谷子SOD的生物測定分析，并用DPS 6.50軟件及Excel 2007進(jìn)行統(tǒng)計分析。

1.5 谷子生理指標(biāo)測定及方法

在谷子3個生育階段，即幼苗期（6月10日）、拔節(jié)期（6月30日）、抽穗期（7月30日）。各小區(qū)選取生長一致的植株3株，取上部第一完全展開葉，測定其超氧化物歧化酶。

超氧化物歧化酶（SOD）活性測定在皺琦[3]的氮藍(lán)四唑法的基礎(chǔ)上改良，所加核黃素為原操作時的2倍，反應(yīng)液NBT為6 mL，其余操作均按標(biāo)準(zhǔn)操作。

1.5.1 酶液提取。取1 g材料于預(yù)冷研缽中，加1 mL預(yù)冷磷酸緩沖液在冰浴上研磨成漿，加緩沖液使終體積為5 mL。取1.5～2.0 mL于4 000 r/min下離心10 min，上清液為SOD粗酶液。

1.5.2 顯色反應(yīng)。取5 mL指形管（要求透明度好）4支，2支為測定管，另2支為對照管，按表1順序加入各溶液。

混勻后將1支對照管置于暗處，其他各管于4 000 lx日光燈下反應(yīng)20 min（要求各管受光情況一致，溫度高時間縮短，反之延長）。

1.5.3 SOD活性測定與計算。至反應(yīng)結(jié)束后，以不光照的對照管作空白，分別測定其他各管在560 nm的光吸收，已知SOD活性單位以抑制NBT光化還原的50%為一個酶活性單位表示，按下式計算SOD：

SOD活性=■

式中：SOD總活性以每克樣品鮮質(zhì)量的酶單位表示（U/g）；A0為光照對照管的光吸收值；As為樣品管的光吸收值；Vt為樣品液總體積（mL），Vs為測定時樣品用量（mL）；W為樣品鮮重（g）。

2 結(jié)果與分析

從表2可以看出，經(jīng)過除草劑處理后，谷子的SOD活性受到一定的影響，經(jīng)方差分析，部分處理間存在顯著或極顯著的差異。

2.1 10%麥谷寧可濕性粉劑對谷子SOD活性的影響

在不同濃度的麥谷寧脅迫下晉谷21葉片的SOD的活性表現(xiàn)為：苗期，隨著麥谷寧濃度的增加，SOD的活性增加，隨著脅迫時間的延長，處理A、B的SOD的活性先升后下降，處理C是持續(xù)下降。抽穗期，3個處理與CK相比差異達(dá)到50%以上，這可能是高濃度的麥谷寧進(jìn)入細(xì)胞后積累的濃度很快超過了植物敏感閾值，自由基的產(chǎn)生大于SOD的消除能力，從而抑制了SOD酶的活性。可見本試驗使用的麥谷寧濃度過高，一定程度上抑制了植物的生長發(fā)育。

2.2 50%撲草凈可濕性粉劑對谷子SOD活性的影響endprint

苗期，隨著撲草凈濃度的增加，SOD的活性增加，隨著脅迫時間的延長，處理D先降低后上升，處理E持續(xù)升高，但都與CK差異不顯著；處理F持續(xù)下降，并且與CK比較差異顯著。可見，處理E可以增加谷子SOD活性，對谷子的影響最小，而處理F濃度過高。

2.3 70% 2，4-D丁酯乳油對谷子SOD活性的影響

苗期，隨著70% 2，4-D丁酯乳油濃度的增加，SOD的活性增加，隨著脅迫時間的延長，處理G、H持續(xù)升高，但都與CK差異不顯著；處理I持續(xù)抑制，但與CK差異不顯著。可見處理H可以增加谷子SOD活性，對谷子的影響最小，總體上70% 2，4-D丁酯乳油的脅迫能力不大，對晉谷21的傷害不大。

3 結(jié)論與討論

本試驗研究表明，在不同除草劑的處理下，隨著濃度的增大，谷子的SOD活性增強，隨處理時間的延長，谷子的SOD活性與對照相比較或者變化不顯著，這可能是該除草劑濃度較低，植物能有效防御；或者逐漸降低，有的甚至遠(yuǎn)低于對照水平，這可能是該除草劑濃度較高，處理后隨時間的延長，除草劑進(jìn)入細(xì)胞后積累的濃度很快超出谷子本身能忍耐的生理閾值，自由基的產(chǎn)生大于SOD的消除能力，從而抑制了SOD酶的活性。10%麥谷寧可濕性粉劑、50%撲草凈可濕性粉劑和70 % 2，4-D丁酯乳油對谷子SOD都有一定的抑制作用，其中晉谷21對于麥谷寧比較敏感，或者麥谷寧濃度過高，對谷子SOD的抑制最大，一定程度上抑制谷子的生長發(fā)育；50%撲草凈可濕性粉劑1 125 g/hm2可以增加谷子SOD活性，對谷子的影響最小；70% 2，4-D丁酯乳油對谷子SOD抑制作用最小，總體上對谷子的生長發(fā)育影響都小，和谷子相處關(guān)系最為融洽。

關(guān)于除草劑脅迫作物活性氧代謝之間的關(guān)系有一些報道。姜孝玉等[4]用不同濃度的2，4-D處理水稻幼苗，發(fā)現(xiàn)高濃度的2，4-D對水稻幼苗的SOD活性有明顯抑制，低濃度的2，4-D對水稻幼苗的SOD活性有激活作用。這里需要指出，姜孝玉等使用樣品在2，4-D中處理4 h，其試驗結(jié)果相當(dāng)于本研究中谷子的抽穗期，因此這與本研究結(jié)果一致。可見，低濃度的處理對SOD的誘導(dǎo)效果較好，隨著濃度升高，植物體內(nèi)脂質(zhì)過氧化程度加強，而當(dāng)處理部位遭到氧化損傷，正常代謝過程受到影響，就會導(dǎo)致SOD活性下降；葉亞新等[5]研究15%精吡氟禾草靈乳油對蘿卜幼苗SOD的影響，隨著除草劑濃度的升高，蘿卜幼苗SOD活性先上升后下降，隨著除草劑脅迫時間的延長，蘿卜幼苗SOD活性也均是先上升后下降。這與本研究結(jié)果大致相似，區(qū)別是在苗期隨著除草劑濃度的升高，SOD的活性增加而沒有降低。這表明在本試驗用藥條件下，活性氧的增加未超過SOD的歧化能力。還有隨著2，4-D丁酯濃度的升高，雖然SOD活性增加，但是低濃度的處理對SOD有抑制作用，與對照相比差異極顯著。本試驗條件下隨著時間的延長2，4-D丁酯并未抑制SOD活性，這表明2，4-D丁酯對谷子SOD的抑制作用小。

綜上所述，在適度逆境誘導(dǎo)下，植物能增加SOD的活性以提高其適應(yīng)能力，抵抗逆境而得以生存；對于同一種除草劑，高濃度除草劑的脅迫，能嚴(yán)重影響植物體內(nèi)活性氧清除系統(tǒng)的活力，過氧化有害物質(zhì)積累，細(xì)胞膜系統(tǒng)遭到破壞，從而降低作物的抗性，導(dǎo)致植物受害，選擇適當(dāng)?shù)臐舛扔盟幉挪粫o植物生理生化過程造成紊亂。此外，不同種類除草劑，SOD反應(yīng)靈敏度不同，激素類除草劑對植物SOD的影響較小。

值得指出的是，該試驗中并沒有反映出麥谷寧最佳的濃度設(shè)置，至于在哪種濃度下SOD活性的影響最小，還有待進(jìn)一步研究。

4 參考文獻(xiàn)

[1] 齊玉志，相德臻.谷子優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)新技術(shù) [M].北京：金盾出版社，1998：20-21.

[2] 楊居榮，賀建群，蔣婉茹.Cd污染對植物生理生化的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)，1995，14（5）：193-197.

[3] 鄒琦.植物生理生化實驗指導(dǎo)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1995.

[4] 姜孝玉，梅星元，袁均林，等.2，4-D對水稻幼苗過氧化物酶、超氧化物歧化酶活性及同工酶的影響[J].華中師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），1998（2）：79-82.

[5] 葉亞新，栗冠珍.除草劑對蘿卜幼苗逆境生理指標(biāo)的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012（10）：146-149.endprint