趙夏童，劉韶光，宋喜娥，原向陽，董淑琦，郭美俊，寧娜，郭平毅

(山西農(nóng)業(yè)大學 農(nóng)學院，山西 太谷 030801)

谷子一直是我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要糧食作物之一[1,2]，也是我國旱區(qū)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的主要優(yōu)勢作物[3]。谷子具有營養(yǎng)豐富，抗逆性強等特點[4]，其中張雜谷10號具有高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、抗病、抗倒伏、分蘗能力強、米質(zhì)優(yōu)良等優(yōu)點。目前，我國谷子年種植面積逐漸縮減，主要原因之一是谷田雜草危害，人工除草不僅體力勞動繁重，而且常年因草害減產(chǎn)30%～50%左右，嚴重時甚至絕收[5,6]。近年來，覆膜穴播技術(shù)解決了谷子免間苗、保全苗的技術(shù)難題，且有關(guān)地膜覆蓋對雜草防除的影響已有報道。張小葉[7]研究表明黑色地膜覆蓋條件下甜高粱田間雜草防除率達到了100%；郭大辛[8]研究表明普通白色地膜雜草株防效可達65.63%并促進增產(chǎn)。但膜間雜草種類多，危害重，不僅嚴重影響谷子的產(chǎn)量和品質(zhì)，也給后期的機械化中耕和收獲帶來不便，成為制約谷子現(xiàn)代化生產(chǎn)的主要障礙，其次谷子粒小苗弱，對除草劑抗性較差，極易發(fā)生藥害，也使化學除草技術(shù)在谷田的應(yīng)用受到限制。

乙草胺具有低毒，高效，安全，持效期長，殘留量小等眾多特點[9]，已成為除草劑的首選藥劑。乙草胺屬于選擇性芽前處理除草劑[10]，對禾本科雜草的防除效果優(yōu)于闊葉雜草。在土壤中持效性為45 d左右[11]，可避免作物在生育期遭遇雜草危機。劉本華[12]研究表明在玉米播后苗前，用50%乙草胺乳油108 mL·667 m-2，藥后28 d，對雜草的株防效89.7%，對玉米安全且增產(chǎn)；潘少麗等[13]研究表明90%乙草胺乳油最適宜施用量為3 L·hm-2，可有效防除甘薯田禾本科的雜草和部分闊葉雜草，最高防效可達90%以上，增產(chǎn)25.3%；而吾爾古麗·艾麥提[14]表明麥類、谷類作物對乙草胺敏感，不宜施用。乙草胺直接在作物上噴施會嚴重抑制其出苗，且不直接在作物上噴施(過道或行間)也可能對苗期作物產(chǎn)生逆境脅迫，當植物處于逆境時，體內(nèi)活性氧和自由基的濃度急劇升高導致植物細胞不能正常代謝，進而對細胞產(chǎn)生傷害，影響其正常生長發(fā)育，可以看出除草劑對作物來說是一種逆境脅迫，為適應(yīng)這種脅迫植株體內(nèi)的保護酶系統(tǒng)會發(fā)生一系列的變化。黃蕾等[15]研究表明谷子苗期噴施闊世瑪不安全，會使丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、過氧化物酶(POD)活性升高，顯著提高谷子的抗逆性[16]；葉亞新等[17]研究表明適宜濃度的15%精吡氟禾草靈乳油處理蘿卜幼苗可提高幼苗的SOD、POD活性，緩解除草劑的脅迫。因此，本試驗在不直接接觸谷子的基礎(chǔ)上，通過膜間噴施乙草胺，研究除草劑對谷子葉片保護酶系統(tǒng)、雜草防效及產(chǎn)量的影響，尋求膜間噴施乙草胺的最佳劑量，為膜間噴施技術(shù)提供新方法及理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試品種：張雜谷10號由河北省張家口農(nóng)科院提供。

供試藥劑：乙草胺(有效成分含量：50%)由山東樂邦化學品有限公司提供。

1.2 試驗設(shè)計

試驗在山西省太谷縣申奉村試驗田進行，采用隨機區(qū)組設(shè)計，地膜覆蓋栽培，行距為70 cm。在播種前，將750 kg·hm-2的復合肥均勻撒播并參混到土壤中。2017年5月23日播種，除草劑施用在2017年5月24日下午4:00，天氣晴朗、無風。乙草胺的施用劑量如表1所示，采用同一型號手持壓縮噴霧器膜間進行均勻噴施， 兌水量為450 kg·hm-2，每個實驗區(qū)為2 m×5 m，重復3次，共15個小區(qū)。由于播種后未降雨，土壤干旱，導致出苗推遲，2017年6月30日出苗，試驗分別在苗期第7天，第14天，第21天進行指標測定。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 生理指標的測定

測定超氧化物歧化酶活性采用氮藍四唑(NBT)光化還原法，測定過氧化物酶的活性采用愈創(chuàng)木酚法[18]，測定丙二醛含量采用硫代巴比妥酸法[19]。

表1 供試藥劑及用量/ L·hm-2Table 1 Herbicide and dosage

1.3.2 雜草防效的測定

施藥45 d評價除草劑功效。45 d后調(diào)查各小區(qū)膜間雜草的株數(shù)，計算株防效。

株防效=[(對照區(qū)雜草株數(shù)-施藥區(qū)雜草株數(shù))/ 對照區(qū)雜草株數(shù)]× 100%

1.3.3 產(chǎn)量構(gòu)成的測定

待谷子成熟期，每個小區(qū)采用蛇形取樣法隨機取9株帶回室內(nèi)考種，對其穗長、穗重、千粒重、產(chǎn)量進行測定。

1.4 統(tǒng)計分析

使用軟件DPS6.5和Excel2010進行數(shù)據(jù)處理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 膜間噴施乙草胺對張雜谷10號SOD活性的影響

超氧化物歧化酶與植物的抗逆和衰老有著密切關(guān)系，具有保護植物免受活性氧損傷的作用。由圖1可見，膜間噴施乙草胺對苗期各個測定時期谷子葉片中的SOD活性影響各異。在7月9日和7月16日2個測定時期，不同劑量乙草胺處理后谷子葉片SOD活性隨著施藥劑量的增加呈先升高后降低的趨勢。當7月9日經(jīng)各劑量乙草胺處理后葉片中的SOD活性與CK相比具有顯著差異，同時，T1處理SOD活性，較CK顯著提升了24.96%，而T2，T3，T4處理較CK顯著下降(P<0.05)，SOD活性分別下降20.57%，26.93%，31.97%。7月16日，SOD活性在T1，T2處理較CK顯著增加了17.65%，20.44%；T3，T4處理較CK顯著下降了18.26%，46.48%。在7月23日，SOD活性僅有T4處理，與CK相比顯著提升13.36%。

2.2 膜間噴施乙草胺對張雜谷10號POD活性的影響

圖1 乙草胺處理對谷子葉片SOD的活性影響Fig.1 Effects of acetochlor treatments on SOD activity in millet leaves 注：不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。下同。Note: Means with different small letters are significant differences(P<0.05). The same below.

由圖2可見，7月9日，不同處理下，谷子葉片POD活性隨著施藥劑量的增加呈先升高后降低的趨勢。其中T1處理較CK顯著增加13.58%，T2處理較CK顯著增加28.21%；7月16日，不同處理之間POD活性的變化較CK無顯著差異；而7月23日，T4處理，POD活性與CK相比達到顯著差異水平，顯著降低了15.63%。在7月9日，T1，T2處理POD活性升高，T3，T4處理，葉片中POD活性呈下降趨勢，這說明谷子受到低劑量(2.25～4.5 L·hm-2)的脅迫作用后POD活性隨乙草胺劑量的升高而增強，高劑量傷害谷子本身的過氧化物酶系統(tǒng)，導致POD活性顯著低于CK。

圖2 乙草胺處理對谷子葉片POD的活性影響Fig.2 Effects of acetochlor treatments on POD activity in millet leaves

2.3 膜間噴施乙草胺對張雜谷10號MDA含量的影響

MDA是反應(yīng)植物在逆境脅迫下膜系統(tǒng)受害程度的重要指標之一。由圖3可知，乙草胺處理下， 7月9日，各處理的MDA含量均有不同程度的升高，其中T4處理，谷子葉片中的MDA含量高于其它各個處理，為27.90 μmol·g-1。7月16日，各處理葉片中MDA含量與CK差異顯著，MDA含量分別為18.10，23.48，25.03，22.85，24.26 μmol·g-1，各處理之間也差異不顯著。7月23日，各處理之間無顯著差異。整體而言，張雜谷葉片中的MDA含量隨著乙草胺噴施濃度的增加而增加，各個處理組與CK無顯著差異，均接近于CK水平。

圖3 乙草胺處理對谷子葉片中MDA含量的影響Fig.3 Effects of acetochlor treatments on MDA content in millet leaves

2.4 膜間噴施乙草胺對谷子產(chǎn)量及雜草防效的影響

由表2可見，與CK相比，T1、T2處理對谷子穗長無顯著差異，T3、T4處理顯著降低了7.76%，7.86%；T1、T2處理對谷子穗重具有顯著增效作用，增長了14.52%，6.25%，但T3、T4處理穗重顯著降低(P<0.05)。對于千粒重的影響，各處理與CK相比均無顯著差異。從穗數(shù)來看，隨著噴施乙草胺劑量的增加，穗數(shù)呈濃度梯度效應(yīng)，其中T3、T4處理組的穗數(shù)減少量與CK達到顯著水平(P<0.05)，分別減少了16.61%，27.19%。

隨著乙草胺劑量的增加，谷子產(chǎn)量變化呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢，其中T1處理產(chǎn)量最高，較CK達顯著水平(P<0.05)，增加13.89%。T1較T2、T3、T4處理產(chǎn)量分別提高15.38%，34.39%，46.71%，產(chǎn)量整體趨勢表現(xiàn)為T1>CK>T2>T3>T4,其中除了T1處理在除草的同時促進谷子產(chǎn)量的增加，其余組膜間噴施乙草胺均使谷子不同程度減產(chǎn)，但較之CK，T2處理水平上差異不顯著，T3、T4處理水平上谷子減產(chǎn)較CK差異顯著(P<0.05)?？傮w而言，膜間施用不同劑量乙草胺與谷子產(chǎn)量關(guān)系密切，而T1、T2處理可在膜間施用。

對于雜草的防除，乙草胺的雜草防除效果隨著劑量的增加而增加，T1、T2、T3、T4處理的相對雜草防效為74.21%，87.62%，94.51%，97.18%，其中T1處理較T2處理的相對雜草防效差異不顯著，T3處理較T4處理的相對雜草防效差異不顯著，T1處理較T3、T4處理的相對雜草防效存在顯著差異，膜間乙草胺T1、T2處理的除草效果優(yōu)良，在產(chǎn)量方面也具有明顯的優(yōu)勢。

表2 膜間噴施乙草胺對于谷子產(chǎn)量性狀及雜草防效的影響Table 2 Effects of different concentrations of acetochlor on yield and weed control of millet

注：同列數(shù)據(jù)后不同字母表示在0.05水平差異顯著。

Note：Different small letters show significant difference at the 0.05 level in the same row.

3 討論與結(jié)論

(1)除草劑的使用在現(xiàn)在已是促進作物增產(chǎn)的一種主要方式，但除草劑使用不當容易對作物產(chǎn)生藥害。作物處于逆境中時，就會產(chǎn)生氧化脅迫現(xiàn)象，活性酶(AOS)就會在作物體內(nèi)累積，產(chǎn)生大量自由基，導致植物組織結(jié)構(gòu)受到損害[20～22]。SOD和POD的主要功能就是清除植物體內(nèi)產(chǎn)生的自由基，參與分解H2O2，從而防止AOS在植物體內(nèi)積累，降低對植物的危害，保證植物的生長發(fā)育[23]。本試驗結(jié)果表明，隨著乙草胺劑量的增加，谷子葉片中SOD、POD活性呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，這說明膜間噴施乙草胺，谷子體內(nèi)發(fā)生氧化脅迫反應(yīng)，遭遇逆境，并且在乙草胺藥效期內(nèi)，藥劑施用時間越長，SOD、POD活性降低，趨于正常水平，同時SOD、POD活性的高低也可以反映出谷子受到乙草胺藥害脅迫程度逐漸降低至恢復正常水平。

(2)谷子處于逆境中，葉片內(nèi)自由基，活性氧大量生成，誘發(fā)膜脂氧化作用，產(chǎn)生丙二醛[24,25]，使細胞膜的功能和結(jié)構(gòu)受損，細胞膜的通透性增加，從而嚴重損害細胞組織，影響植物的正常發(fā)育[26]。本試驗表明噴施乙草胺的初始階段，谷葉中MDA的含量隨著乙草胺劑量的不斷上升而增加，這說明谷子苗期受到乙草胺的脅迫，致使谷子產(chǎn)生藥害，但與23日測定時發(fā)現(xiàn)葉片中MDA的含量相比于前期降低，且與CK無顯著差異。這說明隨著時間推移，谷子通過進一步調(diào)節(jié)自身的生理代謝來增強抗逆能力，乙草胺對于谷子藥害也隨時間推移而逐漸減弱，谷子恢復正常生長。

(3)相關(guān)研究表明，谷子產(chǎn)量與谷穗的生長情況及籽粒的生長有密切的關(guān)系[27]。因此,可以通過研究不同劑量乙草胺對谷子的穗數(shù)、穗長、穗重、千粒重的影響來反映乙草胺對谷子產(chǎn)量及其生長發(fā)育情況的影響。本試驗表明，乙草胺不同劑量對谷穗及籽粒的生長發(fā)育造成影響，而其產(chǎn)量在T1處理水平上較CK相比有顯著差異，產(chǎn)量增加，T2處理較CK產(chǎn)量無顯著差異，T3，T4水平上與CK相比減產(chǎn)作用顯著。

(4)朱春根等[28]研究表明，麥田噴施50%乙草胺乳油20，30，45 d防除硬草可達93%以上；劉祥英等[29]研究表明，花生田噴施900 g·L-1乙草胺 EC 20，40 d，株防效達81%以上，本試驗表明膜間噴施乙草胺T1，T2處理相對雜草防除效果達74%以上，T3，T4處理相對雜草防除效果達94%以上。綜合分析可得，在T1至T2范圍內(nèi)，膜間噴施乙草胺能抑制谷田雜草生長，同時不會造成谷子減產(chǎn)。

綜上所述，谷田膜間噴施乙草胺因控制草害而影響谷子的營養(yǎng)生長及產(chǎn)量，同時谷子也通過調(diào)節(jié)自身的SOD，POD活性，MDA含量等生理代謝來緩解乙草胺的不利影響，雜草防除率隨劑量增加而升高，但高劑量(6.75～9 L·hm-2)會顯著降低產(chǎn)量，其中在膜間噴施2.25 L·hm-2乙草胺最為適宜，谷子生長發(fā)育安全且除草效果較好，產(chǎn)量增加，可推薦谷田膜間施用，而噴施6.75、9 L·hm-2乙草胺其雜草防除率高達94%以上，但會造成減產(chǎn)，應(yīng)謹慎噴施使用。