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(guó)北方重要的糧食作物。隨著全球性水資源的匱乏,人們對(duì)旱作農(nóng)業(yè)日趨重視,加之小米營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、適口性好,對(duì)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(shì)頭,種植面積逐年增長(zhǎng)。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(huì)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(bào)道[3~7],但在谷子上的應(yīng)用還未見報(bào)道。近年來,關(guān)于谷子化學(xué)除草方面的研究也有一些報(bào)道[8~13]。由于作物品種不同,對(duì)除草劑的抗性也存在很大差異,加之化學(xué)除草具有較強(qiáng)的地域性,不同地區(qū)的方法只可借鑒,不可照搬。
本試驗(yàn)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(duì)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)。
供試谷子品種為晉谷30號(hào),由山西農(nóng)業(yè)科學(xué)院品種資源研究所提供。
供試除草劑及其濃度如表1所示。
試驗(yàn)地設(shè)在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)。采用單因素隨機(jī)完全區(qū)組設(shè)計(jì),4個(gè)處理,3次重復(fù),共12個(gè)小區(qū),小區(qū)面積為20 m2。
表1 供試除草劑及其濃度
各處理于谷子4葉齡時(shí)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(jì)各項(xiàng)指標(biāo)平均數(shù),用DPS7.05軟件對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
從表2可以看出,3種除草劑對(duì)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(qiáng)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(duì)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(shì),但與對(duì)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(duì)照之間差異顯著。
表2 3種除草劑對(duì)谷子形態(tài)指標(biāo)的影響
進(jìn)一步計(jì)算3種除草劑對(duì)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(duì)谷子株數(shù)的抑制率最大,對(duì)谷子株高的抑制率最??;2甲4氯對(duì)谷子鮮質(zhì)量的抑制率最大,對(duì)株高的抑制率最小;2,4-D丁酯對(duì)谷子株數(shù)的抑制率最大,其次是鮮質(zhì)量,對(duì)株高的抑制率最?。▓D1)。3種藥劑對(duì)谷子各項(xiàng)形態(tài)指標(biāo)的影響規(guī)律相同,其中抑制作用最強(qiáng)的是2,4-D丁酯,最弱的是百草敵,2甲4氯抑制作用居中。
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(duì)谷子葉綠素含量的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn),3種藥劑對(duì)谷子葉綠素含量都有一定的抑制作用,抑制最強(qiáng)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(qiáng)的氧化能力,對(duì)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(dòng)態(tài)平衡狀態(tài);當(dāng)受脅迫時(shí),自由基會(huì)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(huì)下降,平衡將被打破。由表3可知,3種藥劑對(duì)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(qiáng),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(duì)照最高,其次是百草敵處理,2,4-D丁酯處理的最?。ū?)。
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(cè)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(shì),其中變化最大的是2,4-D丁酯,說明其對(duì)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(duì)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(duì)谷子可溶性糖含量均有抑制,且與對(duì)照相比均達(dá)到顯著水平(表3)。
表3 3種除草劑對(duì)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(duì)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(duì)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,百草敵抑制率最小;3種藥劑中,對(duì)谷子POD活性及可溶性糖抑制率最大的均為2甲4氯,對(duì)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(duì)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。
谷子成熟后對(duì)各小區(qū)進(jìn)行考種,調(diào)查不同處理對(duì)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(duì)照,而百草敵對(duì)谷子產(chǎn)量的影響與對(duì)照間的差異未達(dá)顯著水平(圖3)。
隨著我國(guó)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(yíng)養(yǎng)價(jià)值而備受青睞,種植面積逐年增長(zhǎng)。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(yàn)經(jīng)過研究3種除草劑對(duì)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(duì)谷子的安全性。通過比較3種除草劑對(duì)谷子形態(tài)及生理指標(biāo)的影響,發(fā)現(xiàn)百草敵對(duì)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(shí)期。
[1] 程汝寵,劉正理.谷子育種中幾個(gè)主要性狀選育方法的探討[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào),2003,18(院慶專輯):145-149.
[2] 郭平毅.農(nóng)田化學(xué)除草 [M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)科技出版社,1996.
[3] 婁國(guó)強(qiáng),呂文彥,職明星.2甲4氯對(duì)不同小麥品種幼苗及生理指標(biāo)的影響[J].麥類作物學(xué)報(bào),2006,26(5):143-145.
[4] 王鳳芝,孫福華,張曉東.2甲4氯鈉防除稻田扁桿鑣草藥效試驗(yàn)[J].河北農(nóng)業(yè)科學(xué),2005,9(4):40-42.
[5] 潘曉皖,曹明坤,張啟勇.百草敵防除小麥田雜草冬前施藥研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),1996,24(1):42-43.
[5] 李香菊,李秉華,蘇立軍,等.2,4-D丁酯麥田除草效果及其對(duì)小麥安全性的研究 [J].河北農(nóng)業(yè)科學(xué),2002,6(4):1-4.
[7] 涂鶴齡,邱學(xué)林,辛存岳,等.百草敵與2,4-D丁酯混配防除春麥田闊葉雜草研究[J].雜草學(xué)報(bào),1990,4(4):14-19.
[8] 任建躍.除草劑土壤處理對(duì)谷子生物學(xué)特性的影響 [J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào),2008,14(5):116-117.
[9] 王節(jié)之,王根全,郝曉芬,等.除草劑莠去津?qū)茸蛹肮忍镫s草的影響[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué),2008,36(9):57-59.
[10] 梁志剛,郝紅梅,王宏富.單嘧磺隆對(duì)谷子田雜草的防效[J].農(nóng)藥,2006,45(3):204-205.
[11] 王鑫,原向陽(yáng),郭平毅,等.單嘧磺隆對(duì)谷子營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2006,34(3):516,518.
[12] 姚滿生,郭平毅,王鑫.甲磺隆對(duì)高粱和谷子生理代謝的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2007,35(36):11753-11754.
[13] 郭青海,王宏富,趙曉玲,等.撲草凈不同處理對(duì)谷子幼苗過氧化物酶活力及同工酶的影響 [J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué),2009,37(7):11-13.