除草劑2，4-D殘留對5個水稻品種幼苗生長的影響

袁聽　何勇　田志宏

摘 要：水稻是我國主要的糧食作物之一，而除草劑2，4-D殘留會影響水稻的正常生長。配制含0.1mg/L濃度的2，4-D的水稻營養液，模擬除草劑殘留，培養到7d左右，觀察到2，4-D對水稻幼苗的生長產生了明顯的抑制作用。水培10d后，測量5個品種水稻幼苗的株高、根長、根數、葉綠素含量及抗氧化酶活性，分析除草劑殘留對5個水稻品種幼苗生長的影響。結果表明，2，4-D持續作用使水稻的株高、根長、根數受到抑制，平均減少40%以上;對葉綠素含量具有增強作用，水稻葉片中SOD、POD、CAT活性均上升。因此，2，4-D殘留對水稻的生長影響較大，長時間持續殘留會對水稻產生抑制作用。

關鍵詞：除草劑;2，4-D;水稻;抗氧化

中圖分類號 S435文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2020）08-0091-03

Abstract： Rice is one of the most important food crops in China.The residue of 2，4-D herbicide will affect the growth of rice.A rice nutrient solution containing 0.1mg/L of 2，4-D was prepared to simulate the herbicide residue and cultured for about 7 d.It was observed that 2，4-D significantly inhibited the growth of rice seedlings.Hydroponic 10 d was used to measure the plant height，root length，root number，chlorophyll content，and antioxidant enzyme activities of five rice varieties，and the effects of herbicide residues on the five rice varieties were analyzed.The results showed that the continuous effect of 2，4-D could inhibit the plant height，root length and root number of rice，with an average reduction of more than 40%，but it could enhance the chlorophyll content.The antioxidant enzyme activity was measured，and the activities of SOD，POD，and CAT in rice leaves were all increased.2，4-D residues have a great effect on the growth of rice，and long-term persistent residues will have an inhibitory effect on rice.

Key words： Herbicide; 2，4-D; Rice; Antioxidant enzymes

除草劑是用于控制雜草生長的農用化學品，旨在顯著提高農作物的生產力[1]。2，4-D是用于控制一年生和多年生雜草的第一種合成生長素除草劑[2]。它是于第二次世界大戰期間被開發的，旨在提高戰爭期間的作物產量[3]。2，4-D的低成本導致今天仍在使用，它仍是世界上最常用的除草劑之一。2，4-D作為除草劑能選擇性地殺死雙子葉雜草[4]，因而廣泛應用于稻田除草。水稻是我國最主要的糧食作物之一，2018年其產量占我國糧食總產量的1/3左右[5]，是保障我國糧食安全的重要作物。稻田除草通常使用高濃度的2，4-D作為除草劑[6]，而2，4-D是一種合成的小分子，植物不能在體內降解[7]，自然條件下不易降解，施用后溶于水中長時間存在。因此，研究除草劑2，4-D殘留對水稻的影響，對于水稻生產過程中除草劑的施用具有一定的指導作用。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 供試水稻品種為奧普龍、ZY37、黃華占、元豐B、紫香黑糯粳。

1.2 試驗方法

1.2.1 種子萌發與水稻幼苗的培養 選取5個水稻品種健康飽滿的種子，用2.5%次氯酸鈉溶液消毒10min，置于植物生長室萌發。種子萌發后，選取每個品種萌發后長勢一致的水稻幼苗，轉移至含200mL國際水稻營養液的培養缽水培生長。處理組添加2，4-D，使營養液中濃度為0.1mg/L，模擬除草劑殘留;同時設置不添加2，4-D的對照組。

1.2.2 水稻生物性狀測量 水培10d后，測量2組水稻的株高、根長、根數及葉綠素含量。葉綠素含量的測定方法參照文獻[8]。

1.2.3 水稻幾種抗氧化酶活性測定 水培10d測定每個品種處理組與對照組的抗氧化酶（SOD/POD/CAT）活性。測定方法參照文獻[9]。

2 結果與分析

2.1 水稻幼苗的生長狀況 由圖1可知，對照組水稻幼苗的長勢明顯優于處理組，對照組水稻幼苗株高更高、根長更長、根系更發達。處理組水稻幼苗發育遲緩，株高只有對照組的50%，根系稀少、根長變短，表明2，4-D使處理組水稻幼苗生長受到抑制。

2.2 水稻的生物性狀 由表1可知，水稻幼苗的株高、根長、根數均顯著降低。奧普龍、ZY37、黃華占、元豐B、紫香黑糯粳的株高處理組與對照組相比降低39.03%、53.32%、47.97%、54.20%、25.77%，根長處理組與對照組相比降低47.46%、50.17%、61.78%、43.64%、49.01%，根數處理組與對照組相比降低51.13%、57.43%、61.78%、43.64%、34.54%;而葉綠素含量反而上升，處理組與對照組相比，奧普龍、ZY37、黃華占、元豐B、紫香黑糯粳的葉綠素含量依次上升3.4倍、2.4倍、2.3倍、2.3倍、0.19倍。在2，4-D的作用下，水稻生長受到抑制，發育遲緩。

2.3 抗氧化酶（SOD/POD/CAT）活性 由表2可知，處理組抗氧化酶活性顯著上升，奧普龍、ZY37、黃華占、元豐B、紫香黑糯粳的SOD活性上升1.77～6.23倍，其中奧普龍SOD活性升高最多、紫香黑糯粳最少;POD活性上升2.15～4.09倍，其中紫香黑糯粳POD活性升高最多，黃華占最少;CAT活性奧普龍、ZY37、元豐B、紫香黑糯粳表現為上升，奧普龍升高2.56倍最多。水稻通過抗氧化酶來清除過量的活性氧，抗氧化酶活性升高，表明在2，4-D的作用下，水稻產生了大量的活性氧。

3 結論與討論

作為除草劑，2，4-D通常的使用濃度在500mg/L以上[6]，殘留的除草劑可能會對水稻的生長發育造成影響。本研究中，利用含2，4-D濃度為0.1mg/L的水稻營養液，模擬2，4-D殘留，結果表明，在2，4-D的持續影響下，持續7d，5個水稻品種的幼苗生長均受到了明顯抑制，2，4-D使水稻幼苗發育遲緩。通常，生物和非生物脅迫都會誘導植物產生過氧化氫或其他活性氧，從而引起氧化應激反應。而抗氧化酶如抗壞血酸-谷胱甘肽循環酶是植物應對氧化損傷的重要機制[10]。本研究結果表明，2，4-D殘留使5個品種水稻的抗氧化酶活性平均升高2倍左右，表明除草劑2，4-D殘留對水稻形成了脅迫，從而使水稻產生了更多的活性氧，活性氧可以對細胞中的生物膜造成過氧化損傷，對葉綠體和線粒體等細胞器造成功能性損傷，導致細胞凋亡[11]，從而使得水稻幼苗生長受到抑制。根據本研究結果，2，4-D持續殘留會對水稻的生長造成不利的影響，因此，在今后的水稻生產過程中，使用2，4-D除草后，應對稻田進行及時換水，避免2，4-D殘留對水稻造成不良的影響。

參考文獻

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