除草劑2-甲-4-氯鈉脅迫對茭白生理特性的影響

黃凱豐 房艷 江解增

（1揚(yáng)州大學(xué)水生蔬菜研究室，江蘇 揚(yáng)州 225009；2貴州師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院植物遺傳育種研究所，貴州 貴陽 550001；3揚(yáng)州市邗江區(qū)沙頭鎮(zhèn)政府，江蘇 揚(yáng)州 225105）

2-甲-4-氯鈉（MCPA-Na）是一種苯氧羧酸類選擇性激素型除草劑（程亮 等，2009），主要用于防除水稻、麥類、玉米、高粱等作物田以及休耕地一年生和多年生的莎草科及多種闊葉雜草，如鴨舌草、瓜皮草、扁慈姑、扁稈篇草、豬殃殃、蒲公英、野芥菜等（單德泉和扈保杰，2008；韓錦勇和姚滿生，2009）。所有激素類除草劑對植物都有兩種不同的效應(yīng)，即低濃度促進(jìn)生長，高濃度抑制生長（慕立義，1997；劉寶祥和張鎖榮，2008）。因此，除草劑2-甲-4-氯鈉對植物的生理效應(yīng)與生物化學(xué)影響因劑量及植物種類而異，微量的除草劑以與IAA相同的途徑促進(jìn)長度生長，而高劑量則造成分生組織受抑制，長度生長停止，產(chǎn)生次生膨脹而導(dǎo)致根與莖腫脹，進(jìn)而韌皮部堵塞，最終木質(zhì)部破壞，植株死亡（蘇少泉，1996；方忠義 等，2007）。2-甲-4-氯鈉是茭白〔Zizania caduciflora（Turcz.）Hand.-Mazz.〕生產(chǎn)過程中常用的一種除草劑，為了明確其在防治茭田雜草的同時，是否也會對茭白的生長產(chǎn)生傷害，本試驗以水生蔬菜茭白為試材，進(jìn)行 2-甲-4-氯鈉0～650 mg·kg-1濃度范圍內(nèi)的脅迫處理（江解增 等，2010），研究了茭白葉片和根系中生理生化指標(biāo)的變化，以探討 2-甲-4-氯鈉對茭白生長的傷害，為茭白除草劑的合理選擇和施用提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

2-甲-4-氯鈉水劑：有效成分含量為 13 %（浙江海鹽農(nóng)藥廠生產(chǎn)）。供試茭白品種：單季茭品種蔣墅茭、雙季茭品種葑紅早。

1.2 種植管理

試驗于2005年4月25日在揚(yáng)州大學(xué)進(jìn)行。選擇大田中上年種植的、具有典型種性的茭墩分墩移栽，每墩帶有3～5支新生分蘗并有少量老墩，均勻栽植于水池中，株行距為75 cm見方。

田間試驗采用兩因素隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)設(shè)保護(hù)行，于孕茭期前30 d（蔣墅茭8月15日，葑紅早9月1日）對兩茭白品種的葉片分別噴施不同濃度的2-甲-4-氯鈉溶液，設(shè)置濃度梯度為162.5、325.0、487.5、650.0 mg·kg-1，每小區(qū)面積為6 m2，12墩，每處理3次重復(fù)，以噴清水為對照（CK），以葉面潮濕發(fā)亮為準(zhǔn)。常規(guī)田間管理。

1.3 樣品處理及測定

噴施除草劑2-甲-4-氯鈉后，每隔5 d取樣1次，連續(xù)測定4次，每處理3次重復(fù)。取各處理小區(qū)中兩茭白品種的白色根系和倒三片功能葉，洗凈并吸干表面的水分，剪碎混勻，以 0.5 g每包，在液氮中處理 5～10 min，于-40 ℃冰箱中保存。測定根系活力、丙二醛和脯氨酸的含量（鄒琦，2000）、細(xì)胞膜透性（上海植物生理學(xué)會，1985）、葉綠素含量（黃凱豐 等，2008）、過氧化物酶（POD）活性（楊居榮 等，1996）、多酚氧化酶（POD）活性（蔣躍明 等，1991）。

采用Excel 2003軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，利用SPSS 17.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性差異測驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 2-甲-4-氯鈉對茭白生理生化指標(biāo)的影響

由表1可以看出，不同濃度的2-甲-4-氯鈉處理對兩茭白品種根系活力的影響不大，這可能與茭白的長勢較強(qiáng)有關(guān)；隨 2-甲-4-氯鈉處理時間的增加，兩茭白品種的根系活力均表現(xiàn)為逐漸下降的變化趨勢；品種間存在差異，以葑紅早同比高于蔣墅茭。兩茭白品種的細(xì)胞膜透性總體隨2-甲-4-氯鈉處理濃度的增加而上升，當(dāng)處理濃度達(dá)到325.0 mg·kg-1以后，細(xì)胞膜透性增加的幅度更為明顯，各濃度處理間差異顯著；葑紅早的細(xì)胞膜透性總體隨 2-甲-4-氯鈉處理時間的增加而上升；品種間存在差異，以蔣墅茭同比高于葑紅早。較低濃度的 2-甲-4-氯鈉處理促進(jìn)蔣墅茭葉綠素含量的增加，但隨處理濃度的進(jìn)一步增加而下降，葑紅早則表現(xiàn)為隨 2-甲-4-氯鈉處理濃度的增加而持續(xù)下降的變化趨勢；兩茭白品種倒三片功能葉中葉綠素的含量總體表現(xiàn)為隨 2-甲-4-氯鈉處理時間的增加而增加，品種間存在差異，總體上以葑紅早同比高于蔣墅茭。

由表2可以看出，兩茭白品種葉片中的丙二醛和脯氨酸含量均隨2-甲-4-氯鈉處理濃度的增加而呈快速增加的變化趨勢，各處理間差異達(dá)顯著水平；兩茭白品種的倒三片功能葉中的丙二醛含量隨高濃度2-甲-4-氯鈉處理時間的增加而下降，低濃度時則當(dāng)處理15 d以后丙二醛含量開始上升；蔣墅茭脯氨酸含量隨高濃度 2-甲-4-氯鈉處理時間的增加總體表現(xiàn)為先上升后下降再上升的趨勢，而葑紅早則表現(xiàn)為先下降再上升的趨勢。低濃度處理時兩品種則隨 2-甲-4-氯鈉處理時間的增加總體表現(xiàn)為增加的趨勢。品種間存在差異，總體以蔣墅茭葉片中的丙二醛和脯氨酸含量同比高于葑紅早。

表1 2-甲-4-氯鈉處理對茭白生理生化指標(biāo)的影響

表2 2-甲-4-氯鈉處理對茭白丙二醛和脯氨酸含量的影響

2.2 2-甲-4-氯鈉對茭白抗氧化酶活性的影響

由表3可以看出，蔣墅茭葉片中的POD活性隨2-甲-4-氯鈉處理濃度的增加呈先上升后下降的變化趨勢，處理間差異顯著，葑紅早葉片中的POD活性則隨2-甲-4-氯鈉處理濃度的增加而升高，處理間差異顯著；兩茭白品種葉片的POD活性總體隨低濃度2-甲-4-氯鈉處理時間的增加而降低，品種間存在差異。兩茭白品種葉片中的PPO活性均隨2-甲-4-氯鈉處理濃度的增加而上升，處理間差異顯著；高濃度處理時，兩茭白品種的PPO活性隨2-甲-4-氯鈉處理時間的增加基本呈先增加后下降的變化趨勢，品種間存在差異。

表3 2-甲-4-氯鈉處理對茭白抗氧化酶活性的影響

3 結(jié)論與討論

2-甲-4-氯鈉是一種闊葉類除草劑，作用機(jī)理是高濃度處理時能抑制光合作用，從而抑制生長、導(dǎo)致雜草死亡。從本試驗結(jié)果可以看出，較低濃度的 2-甲-4-氯鈉脅迫處理在一定程度上促進(jìn)茭白的生長，表現(xiàn)為葉綠素含量的增加，隨 2-甲-4-氯鈉脅迫濃度的進(jìn)一步增加，對茭白的生長則起一定的抑制作用，這與前人的研究結(jié)果相一致（翟淑美 等，2009）；從本試驗茭白根系活力等的測定結(jié)果還可以看出，即使2-甲-4-氯鈉處理濃度達(dá)最高（650 mg·kg-1）時，也只是適當(dāng)降低茭白植株的長勢，沒有形成明顯的藥害現(xiàn)象，結(jié)合兩茭白品種抗氧化酶活性的研究結(jié)果，認(rèn)為茭白對2-甲-4-氯鈉的耐性較強(qiáng)。從本試驗結(jié)果還可以看出，茭白受脅迫傷害的程度隨2-甲-4-氯鈉脅迫時間的增加而增加，這與前人的研究結(jié)果相一致（翟淑美 等，2009）。

前期試驗發(fā)現(xiàn)，常規(guī)采收期前30～40 d噴施相應(yīng)濃度的2-甲-4-氯鈉水劑，可使茭白提前采收4 d左右（江解增 等，2010），結(jié)合本試驗結(jié)果，認(rèn)為采收期稍有提前的原因可能是噴施2-甲-4-氯鈉的時期已是黑粉菌開始繁殖的前期，而本試驗0～650 mg·kg-1的2-甲-4-氯鈉濃度處理只是適當(dāng)降低植株的長勢，沒有形成明顯的藥害現(xiàn)象，這與茭農(nóng)在實際生產(chǎn)過程中所采用的斷根和摘除部分葉片的方法來提早結(jié)茭的原理一樣，即通過降低茭白植株的生長勢來促進(jìn)其早熟。另外，雖然 2-甲-4-氯鈉是生產(chǎn)上大量使用的除草劑，但是噴施 2-甲-4-氯鈉是否會導(dǎo)致茭白肉質(zhì)莖中的殘留量超標(biāo)，不同濃度處理間的殘留量有無差異？這些都有待進(jìn)一步試驗證實。

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