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        幾種不同莖葉處理除草劑對谷子的安全性研究

        2010-09-10 09:05:00宋喜娥王宏富郭平毅姚滿生來改英
        山西農(nóng)業(yè)科學(xué) 2010年4期
        關(guān)鍵詞:丁酯百草谷子

        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?;瘜W(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??;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?。?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。

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