芐嘧磺隆對(duì)晉谷21號(hào)農(nóng)藝性狀和光合色素的影響

張偉莉，張麗光，王吉祥，白亞青，暢灼卓，王雅情，周 浩，原向陽

（1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，山西太谷030801；2.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所，山西太原030031）

谷子是一年生草本植物，是我國北方地區(qū)具備較高營養(yǎng)價(jià)值的重要糧食作物[1]。谷子具有良好的抗逆性、耐旱性、耐瘠薄性等特點(diǎn)。雜草是影響谷子產(chǎn)量的重要因素之一，我國常年因草害引起谷子減產(chǎn)，嚴(yán)重時(shí)甚至絕收[2-3]?；瘜W(xué)除草技術(shù)的應(yīng)用能有效解決雜草危害，但如果使用不當(dāng)，也會(huì)給作物帶來不同程度的藥害[4]。一種除草劑是否適合某種作物的田間除草，需要從除草劑對(duì)雜草的作用效果和對(duì)作物的藥害程度來探究。

芐嘧磺隆是屬于磺酰脲類選擇性內(nèi)吸傳導(dǎo)型除草劑，最早由YAYAMAETAL報(bào)道，1984年由美國杜邦公司首先開發(fā)[5]。芐嘧磺隆能從作物的根、莖、葉進(jìn)入作物內(nèi)并迅速傳導(dǎo)，其主要特點(diǎn)為生物活性高、反應(yīng)速度較慢、對(duì)作物安全、可混性強(qiáng)和毒性低等[5]，目前在水稻地針對(duì)闊葉類雜草和一些莎草有非常明顯的防除效果。前人研究表明，芐嘧磺隆對(duì)水稻相對(duì)安全[6]，30%苯磺隆·芐嘧磺隆·氯氟吡氧乙酸WP能夠有效防除春小麥田闊葉雜草并對(duì)小麥具有較好的安全性[7]，但在谷子上的研究鮮有報(bào)道。若能將芐嘧磺隆應(yīng)用到谷子田上，對(duì)磺酰脲類除草劑的安全應(yīng)用具有重要意義。在芐嘧磺隆脅迫下，玉米的株高、地上鮮質(zhì)量等農(nóng)藝性狀指標(biāo)降低，從而抑制玉米生長，而土壤芐嘧磺隆殘留可抑制玉米幼苗的光合作用[8]。苯磺隆和芐嘧磺隆對(duì)不同小麥品種的株高和葉綠素含量有抑制作用[9]。黃蕾等[10]研究認(rèn)為，張雜谷5號(hào)和晉谷21號(hào)谷子幼苗的株高、葉面積、生物質(zhì)量經(jīng)闊世瑪處理后隨著施藥劑量的增加而不斷降低，谷子葉片中葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素的含量也均有所降低。目前關(guān)于芐嘧磺隆對(duì)谷子生長發(fā)育影響的研究較少。

為了探討芐嘧磺隆對(duì)于谷子田除草的可行性，本研究以晉谷21號(hào)為試驗(yàn)材料，從農(nóng)藝性狀和光合色素2個(gè)方面來闡明芐嘧磺隆對(duì)谷子的影響，旨在為芐嘧磺隆在谷子田的安全使用提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試谷子品種為晉谷21號(hào)，由山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所提供。供試藥劑為可濕性粉劑芐嘧磺?。ńK快達(dá)農(nóng)化股份有限公司生產(chǎn)），有效成分含量10%。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2018年3月在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)化學(xué)除草與化學(xué)調(diào)控實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，將晉谷21號(hào)的種子播種于7 cm×8 cm裝有基質(zhì)的營養(yǎng)缽中。于3～5葉期噴施10%的芐嘧磺隆，共5個(gè)劑量處理，分別為：0（CK），150（T1），300（T2），600（T3），1 200 g/hm2（T4），4 次重復(fù)，在噴藥后 3，7，15 d 取樣，進(jìn)行農(nóng)藝性狀及葉綠素含量的測(cè)定。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1 農(nóng)藝性狀的測(cè)定 于藥后3，7，15 d選取生長一致的谷子幼苗葉片，用直尺測(cè)量株高、葉長和葉寬，并計(jì)算葉面積。于15 d后采用萬分之一天平測(cè)定地上部分鮮質(zhì)量。

1.3.2 葉綠素含量的測(cè)定 采用96%的乙醇浸提，取谷子倒2葉0.05 g，共4份，擦拭干凈剪碎后放入試管中，加入5 mL 96%的乙醇浸泡至葉片變白，取葉綠體色素提取液在波長665，649，470 nm下測(cè)定吸光度，計(jì)算出相應(yīng)的葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素和葉綠素總含量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和分析利用Excel 2010和SAS 17.0軟件進(jìn)行，采用Duncan極差法進(jìn)行多重比較分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 芐嘧磺隆對(duì)晉谷21號(hào)農(nóng)藝性狀的影響

2.1.1 芐嘧磺隆對(duì)晉谷21號(hào)株高的影響 由圖1可知，在芐嘧磺隆脅迫下，晉谷21號(hào)谷子的株高整體呈下降趨勢(shì)。藥后第 3，7 天，T1，T2，T3，T4 處理的谷子株高均顯著低于對(duì)照，分別比CK降低了26.22%，25.05%，30.35%，36.75%和12.64%，12.20%，18.29%，24.33%，且均在T4處理時(shí)達(dá)到最低，而T1，T2處理間差異不顯著。藥后15 d，各處理均低于CK，T4處理最低，比CK降低了11.50%，T3，T4處理與CK間均差異顯著，而T1，T2處理與CK之間差異均不顯著。

2.1.2 芐嘧磺隆對(duì)晉谷21號(hào)葉面積的影響 在芐嘧磺隆脅迫下，晉谷21號(hào)谷子的葉面積均隨除草劑劑量的增加而降低，且均在各個(gè)時(shí)期T4處理達(dá)到最小值，分別比CK降低了64.89%，48.56%，35.30%。藥后3 d，各處理與對(duì)照之間均差異顯著，但各處理間均差異不顯著。藥后 7，15 d，T2，T3，T4處理與CK間均差異顯著，而T1，T2，T3，T4處理間均差異不顯著（圖2）。

2.1.3 芐嘧磺隆對(duì)晉谷21號(hào)地上部分鮮質(zhì)量的影響 藥后15 d，谷子葉片的鮮質(zhì)量隨芐嘧磺隆劑量的增高而降低，各處理比對(duì)照分別下降0.96%，6.68%，15.20%，17.82%。T3，T4處理與CK間均差異顯著，而T1，T2處理與CK間均差異不顯著（圖3）。

2.2 芐嘧磺隆對(duì)晉谷21號(hào)葉片光合色素含量的影響

由表1可知，隨著芐嘧磺隆劑量的增加，葉綠素總含量呈逐漸降低的趨勢(shì)。藥后3 d，葉綠素總含量在T1，T2，T3，T4處理時(shí)均低于對(duì)照，分別比對(duì)照降低了4.78%，17.69%，26.82%，39.94%；藥后7 d分別降低了10.70%，13.44%，13.78%，29.51%；藥后15 d分別降低了6.83%，8.37%，9.79%，13.03%。類胡蘿卜素含量在藥后3 d時(shí)，T2，T3，T4處理與對(duì)照間相比均差異顯著，藥后7 d，T4處理與CK間差異顯著，而其他處理在各時(shí)期和各劑量間均無顯著差異。藥后3 d，谷子葉片的葉綠素a和葉綠素b在T2，T3，T4處理與對(duì)照間均差異顯著，且在T4處理時(shí)達(dá)到最小值；而T1處理與CK差異不顯著。藥后7 d，谷子葉片的葉綠素a、葉綠素b的各個(gè)處理與對(duì)照間均差異顯著，T1，T2，T3處理之間差異不顯著。藥后15 d，T2，T3和T4處理的葉綠素a與CK相比均差異顯著，T1處理和CK間差異不顯著；T4處理的葉綠素b與對(duì)照間差異顯著，而T1，T2，T3處理與CK之間差異均不顯著。

表1 芐嘧磺隆對(duì)晉谷21號(hào)葉片光合色素含量的影響 mg/g

3 討論

農(nóng)藝性狀是可以代表作物品種特點(diǎn)的相關(guān)性狀，可以直觀地表示品種的優(yōu)劣，區(qū)分品種間的差異，而株高、葉面積和地上部分鮮質(zhì)量是反映植物生長的重要農(nóng)藝性狀指標(biāo)。在本試驗(yàn)中，600 g/hm2（T3）處理的芐嘧磺隆顯著降低了谷子的株高、葉面積和地上部分鮮質(zhì)量，這可能是因?yàn)槠S嘧磺隆抑制了乙酰乳酸酶（ALS）的活性，從而破壞了植物體內(nèi)纈氨酸、亮氨酸和異亮氨酸的生物合成，進(jìn)一步抑制了細(xì)胞有絲分裂，導(dǎo)致植物組織失綠、黃化，植物生長受到抑制[11]，這與黃蕾等[10]的研究結(jié)果一致。

葉綠素是作物中與光合作用相關(guān)的最重要的一種色素，而光合作用能夠?yàn)樽魑锷L提供所需的物質(zhì)和能量，對(duì)作物的產(chǎn)出有著極其重要的作用，因而，在作物中葉綠素含量的高低直接影響著作物的光能轉(zhuǎn)化率，在對(duì)光能吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換的同時(shí)，也會(huì)在環(huán)境的變化中隨之調(diào)節(jié)在作物體內(nèi)的分布和含量關(guān)系，高效合理地將吸收的光能進(jìn)行分配，以確保作物體內(nèi)的光合系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)[12]。有研究表明[12-14]，除草劑的施用會(huì)不同程度的對(duì)植物葉片中的葉綠素含量造成影響。本試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著芐嘧磺隆噴施劑量的增加，不同時(shí)期的葉綠素含量相比對(duì)照均逐漸降低，且在1 200 g/hm2時(shí)達(dá)到最小值，說明芐嘧磺隆對(duì)谷子葉片的葉綠體造成了傷害，影響了谷子的光合色素含量，和前人[15]的研究結(jié)果一致。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，在芐嘧磺隆脅迫下，谷子的株高、葉面積和地上部分鮮質(zhì)量均在一定程度上受到抑制，同時(shí)造成了葉綠素總含量的減少。谷子除草用10%芐嘧磺隆300 g/hm2（推薦劑量）噴施時(shí)相對(duì)安全，而在高劑量（1 200 g/hm2）下藥害較嚴(yán)重，從而對(duì)谷子的生長發(fā)育產(chǎn)生了脅迫作用。