楊德潔 王曄楠 余鳳玉 牛曉慶 宋薇薇 唐慶華 覃偉權(quán)
摘要 以檳榔幼苗為研究對(duì)象, 研究不同濃度2,4-D丁酯對(duì)其生長(zhǎng)情況、葉片生理特性及土壤微生物數(shù)量的影響。結(jié)果表明,低濃度(1.30×106 mg/kg)的2,4-D丁酯會(huì)促進(jìn)檳榔幼苗生長(zhǎng),而高濃度(2.60×106 mg/kg及6.50×106 mg/kg)會(huì)抑制其生長(zhǎng)。同時(shí),隨著2,4-D丁酯濃度的升高,檳榔苗的葉綠素含量均顯著下降;土壤微生物的數(shù)量呈現(xiàn)先下降后升高再下降的趨勢(shì);此外,CAT和POD活性在5倍濃度處理時(shí)顯著高于對(duì)照,SOD活性在2倍及5倍濃度處理時(shí)顯著低于對(duì)照。
關(guān)鍵詞 2,4-D丁酯;檳榔;生理特性;土壤微生物
中圖分類號(hào) S-482.4? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A
文章編號(hào) 0517-6611(2021)13-0161-02
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2021.13.039
開放科學(xué)(資源服務(wù))標(biāo)識(shí)碼(OSID):
Effects of 2,4 D Butyl Ester on Physiological Characteristics of Areca catechu L.Seedlings and Soil Microorganisms
YANG? De jie,WANG Ye nan,YU? Feng yu et al
(Coconut Research Institute,Chinese Academy of Tropical Agriculture Sciences/Hainan Innovation Center of Academician Team,Wenchang,Hainan 571339)
Abstract Effect of 2,4 D butyl ester treatment with different concentrations on physiological characteristics of Areca catechu L.seedlings and soil microorganisms was studied.The results showed that with the increase of 2,4 D butyl ester concentration,the chlorophyll content of Areca catechu L.seedlings decreased significantly,the growth of Areca catechu L.seedlings was increased initially,and then decreased;the number of soil microorganisms decreased initially,then increased and then decreased.In addition,the activities of CAT and POD were significantly higher than those of control at 5 times of concentration,while the activity of SOD was significantly lower than that of control at 2 and 5 times concentrations.
Key words 2,4 D butyl ester;Areca catechu L.;Physiological characteristics;Soil microorganism
檳榔是我國(guó)四大南藥之首,其果、種子、皮、花均可入藥,果皮可用于提取單寧[1],也是人們?nèi)粘>捉朗群闷?。由于檳榔比其他?jīng)濟(jì)作物易于管理,在我國(guó)海南省廣泛種植[2],是海南省第一大特色經(jīng)濟(jì)作物。海南檳榔的種植株間距較大,所以雜草為害嚴(yán)重[3],除草劑在檳榔園施用較多。其中施用較為普遍的2,4-D丁酯為苯氧羧酸類激素型除草劑,具有較強(qiáng)的內(nèi)吸傳導(dǎo)性[4],通常與其他除草劑混配使用來增強(qiáng)除草效果,對(duì)多種作物的產(chǎn)量和光合作用等均有一定程度的影響[5-6]。
由于近年來檳榔園葉片黃化現(xiàn)象嚴(yán)重,對(duì)檳榔產(chǎn)量的影響較大,使得種植檳榔的收益大幅下降。關(guān)于除草劑施用在其中發(fā)揮的作用方面研究較多[7],因此,筆者選用目前使用較為普遍的2,4-D丁酯,并以檳榔幼苗作為研究對(duì)象,對(duì)其葉片顏色變化、株高、葉長(zhǎng)、葉綠素含量、抗氧化酶活性及根部微生物數(shù)量進(jìn)行了研究,以期了解2,4-D丁酯對(duì)檳榔苗生長(zhǎng)、光合作用及根部微生物的影響,探索其與檳榔葉片黃化的關(guān)系。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料 試驗(yàn)材料為種植于中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院椰子研究所科研試驗(yàn)基地的的檳榔幼苗,正常管理。試驗(yàn)藥劑為大連松遼化工有限公司生產(chǎn)的2,4-D丁酯乳油(有效成分57%)。
1.2 試驗(yàn)方法
選取長(zhǎng)勢(shì)一致的檳榔幼苗,分別按照2,4-D丁酯標(biāo)準(zhǔn)施藥濃度的1倍(1.30×106 mg/kg)、2倍(2.60×106 mg/kg)和5倍(6.50×106 mg/kg)進(jìn)行噴灑處理,同時(shí)設(shè)一組清水對(duì)照組,對(duì)照及每個(gè)處理各設(shè)5個(gè)重復(fù)。噴藥后定期觀察檳榔是否出現(xiàn)褪綠、枯黃和死苗等現(xiàn)象及其嚴(yán)重程度,并在處理57 d后采集檳榔幼苗倒數(shù)第3片葉葉片及檳榔根部土壤。
1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法
通過施藥前后測(cè)定每組檳榔苗的株高及葉長(zhǎng)確定生長(zhǎng)量。葉綠素含量測(cè)定采用丙酮乙醇混合液法[8]。酶活均使用Solarbio公司相關(guān)試劑盒進(jìn)行測(cè)定。其中過氧化物酶(POD)活性測(cè)定采用愈創(chuàng)木酚法,1 g組織在1 mL反應(yīng)體系中1 min A470變化0.005定義為一個(gè)酶活力單位;過氧化氫酶(CAT)活性測(cè)定采用紫外吸收法,1 g組織在反應(yīng)體系中1 min催化1 nmol H2O2降解定義為一個(gè)酶活力單位;超氧化物歧化酶(SOD)活性測(cè)定采用氮藍(lán)四唑(NBT)光化還原法,黃嘌呤氧化酶偶聯(lián)反應(yīng)體系中抑制百分率為50%時(shí),反應(yīng)體系中的SOD酶活力定義為一個(gè)酶活力單位。土壤可培養(yǎng)微生物數(shù)量的測(cè)定采用稀釋平板法[9]。
1.4 數(shù)據(jù)分析 使用Excel office軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、繪圖,使用SPSS Statistics軟件進(jìn)行差異顯著性分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 施藥后檳榔幼苗生長(zhǎng)情況
施藥后觀察發(fā)現(xiàn)不同濃度2,4-D丁酯處理的檳榔幼苗外觀均無明顯褪綠和變黃,隨著2,4-D丁酯濃度的增加,檳榔株高增長(zhǎng)量先增長(zhǎng)后下降,1倍濃度處理對(duì)檳榔幼苗生長(zhǎng)表現(xiàn)為促進(jìn)作用,2倍及5倍濃度對(duì)檳榔幼苗株高生長(zhǎng)表現(xiàn)為明顯的抑制作用;檳榔葉長(zhǎng)增長(zhǎng)量在低濃度時(shí)顯著增加,1倍濃度處理對(duì)檳榔幼苗葉片生長(zhǎng)有顯著促進(jìn)作用,2倍及5倍濃度對(duì)檳榔幼苗葉片生長(zhǎng)無顯著影響(圖1)。
2.2 施藥后檳榔葉綠素總量與酶活性
通過計(jì)算后發(fā)現(xiàn)不同濃度2,4-D丁酯處理的葉綠素總量均低于對(duì)照,且具有顯著差異,但不同濃度間無顯著差異;2,4-D丁酯處理組的CAT 與POD活性均比對(duì)照高,且隨著濃度的增加,CAT與POD活性呈高—低—高的“V”型變化趨勢(shì),5倍濃度處理的檳榔葉片CAT與POD活性顯著高于對(duì)照,但1倍及2倍濃度與對(duì)照無顯著差異;2,4-D丁酯處理組的SOD活性均比對(duì)照低,且隨著濃度的增加,SOD活性也呈高—低—高的“V”型變化趨勢(shì),2倍和5倍濃度處理的檳榔葉片SOD活性顯著低于對(duì)照,但1倍濃度與對(duì)照無顯著差異(表1)。
2.3 施藥后檳榔根部土壤微生物數(shù)量變化
通過稀釋培養(yǎng)確定細(xì)菌計(jì)數(shù)適宜稀釋度為10-5,放線菌為10-3,真菌為10-3。對(duì)菌落數(shù)量統(tǒng)計(jì)后發(fā)現(xiàn),隨著濃度的增加,細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量均表現(xiàn)為先下降后升高再下降的趨勢(shì),且1倍和5倍濃度處理的樣品細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量均顯著低于對(duì)照,2倍濃度處理的樣品細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量與對(duì)照無顯著差異(表2)。
3 結(jié)論與討論
該研究中不同濃度2,4-D丁酯處理的檳榔幼苗外觀均無明顯褪綠和變黃,且低濃度對(duì)檳榔苗生長(zhǎng)有促進(jìn)作用,這是激素型除草劑的典型特征[10]。從表面看檳榔幼苗沒有受到2,4-D丁酯的影響與傷害,但除草劑的施用在推薦劑量下對(duì)作物也是一種脅迫[11],2,4-D丁酯作為激素型選擇性除草劑,具有較強(qiáng)的內(nèi)吸性,檳榔幼苗雖然表面上沒有明顯受傷,但其內(nèi)部光合作用是否受到影響則需要通過對(duì)其生理生化等指標(biāo)測(cè)定來進(jìn)行確認(rèn)。
葉綠素與植物的光合作用密切相關(guān)[12]。該研究中不同濃度2,4-D丁酯對(duì)檳榔苗葉片葉綠素含量有顯著降低作用,這與2,4-D丁酯對(duì)罌粟葉綠素含量的影響保持一致[13],說明不同濃度2,4-D丁酯對(duì)檳榔光合作用有一定程度的影響,這與苯氧羧酸類除草劑主要抑制光合作用的機(jī)理相吻合[14]。作物在逆境脅迫下,體內(nèi)的活性氧清除系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生一系列的變化,多種酶協(xié)調(diào)作用使生物體處于一種動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)[15],該研究中高濃度的2,4-D丁酯處理后SOD、CAT和POD活性的變化說明檳榔保護(hù)酶系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡受到了破壞。
綜上所述,由于該研究中低濃度2,4-D丁酯處理下SOD、CAT和POD活性與對(duì)照相比并無顯著變化,且低濃度2,4-D丁酯對(duì)檳榔苗的生長(zhǎng)還有一定促進(jìn)作用,說明正常施用的2,4-D丁酯對(duì)檳榔的生長(zhǎng)及抗氧化酶活性等生理特性較為安全。另一方面,檳榔苗的外觀形態(tài)沒有因?yàn)椴煌瑵舛?,4-D丁酯的施用而發(fā)生明顯變化,但不同濃度下葉綠素的變化以及高濃度條件下酶活的變化會(huì)導(dǎo)致植株的光合作用受到一定程度的影響,所以不能僅僅通過植株的形態(tài)變化來判斷其是否受到藥害,當(dāng)植株形態(tài)發(fā)生明顯變化時(shí),說明機(jī)體損傷已經(jīng)達(dá)到比較嚴(yán)重的程度[10]。此外,由于該試驗(yàn)為2,4-D丁酯對(duì)檳榔影響的初探,為了便于操作選擇檳榔幼苗作為試驗(yàn)對(duì)象,而檳榔黃化現(xiàn)象在檳榔大樹上表現(xiàn)更為突出,因此后續(xù)試驗(yàn)會(huì)在此研究基礎(chǔ)上繼續(xù)對(duì)大樹進(jìn)行試驗(yàn),以更貼近實(shí)際生產(chǎn)需要。
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