除草劑2，4-D殘留對(duì)5個(gè)水稻品種幼苗生長(zhǎng)的影響

袁聽(tīng)　何勇　田志宏

摘 要：水稻是我國(guó)主要的糧食作物之一，而除草劑2，4-D殘留會(huì)影響水稻的正常生長(zhǎng)。配制含0.1mg/L濃度的2，4-D的水稻營(yíng)養(yǎng)液，模擬除草劑殘留，培養(yǎng)到7d左右，觀察到2，4-D對(duì)水稻幼苗的生長(zhǎng)產(chǎn)生了明顯的抑制作用。水培10d后，測(cè)量5個(gè)品種水稻幼苗的株高、根長(zhǎng)、根數(shù)、葉綠素含量及抗氧化酶活性，分析除草劑殘留對(duì)5個(gè)水稻品種幼苗生長(zhǎng)的影響。結(jié)果表明，2，4-D持續(xù)作用使水稻的株高、根長(zhǎng)、根數(shù)受到抑制，平均減少40%以上;對(duì)葉綠素含量具有增強(qiáng)作用，水稻葉片中SOD、POD、CAT活性均上升。因此，2，4-D殘留對(duì)水稻的生長(zhǎng)影響較大，長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)殘留會(huì)對(duì)水稻產(chǎn)生抑制作用。

關(guān)鍵詞：除草劑;2，4-D;水稻;抗氧化

中圖分類號(hào) S435文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2020）08-0091-03

Abstract： Rice is one of the most important food crops in China.The residue of 2，4-D herbicide will affect the growth of rice.A rice nutrient solution containing 0.1mg/L of 2，4-D was prepared to simulate the herbicide residue and cultured for about 7 d.It was observed that 2，4-D significantly inhibited the growth of rice seedlings.Hydroponic 10 d was used to measure the plant height，root length，root number，chlorophyll content，and antioxidant enzyme activities of five rice varieties，and the effects of herbicide residues on the five rice varieties were analyzed.The results showed that the continuous effect of 2，4-D could inhibit the plant height，root length and root number of rice，with an average reduction of more than 40%，but it could enhance the chlorophyll content.The antioxidant enzyme activity was measured，and the activities of SOD，POD，and CAT in rice leaves were all increased.2，4-D residues have a great effect on the growth of rice，and long-term persistent residues will have an inhibitory effect on rice.

Key words： Herbicide; 2，4-D; Rice; Antioxidant enzymes

除草劑是用于控制雜草生長(zhǎng)的農(nóng)用化學(xué)品，旨在顯著提高農(nóng)作物的生產(chǎn)力[1]。2，4-D是用于控制一年生和多年生雜草的第一種合成生長(zhǎng)素除草劑[2]。它是于第二次世界大戰(zhàn)期間被開(kāi)發(fā)的，旨在提高戰(zhàn)爭(zhēng)期間的作物產(chǎn)量[3]。2，4-D的低成本導(dǎo)致今天仍在使用，它仍是世界上最常用的除草劑之一。2，4-D作為除草劑能選擇性地殺死雙子葉雜草[4]，因而廣泛應(yīng)用于稻田除草。水稻是我國(guó)最主要的糧食作物之一，2018年其產(chǎn)量占我國(guó)糧食總產(chǎn)量的1/3左右[5]，是保障我國(guó)糧食安全的重要作物。稻田除草通常使用高濃度的2，4-D作為除草劑[6]，而2，4-D是一種合成的小分子，植物不能在體內(nèi)降解[7]，自然條件下不易降解，施用后溶于水中長(zhǎng)時(shí)間存在。因此，研究除草劑2，4-D殘留對(duì)水稻的影響，對(duì)于水稻生產(chǎn)過(guò)程中除草劑的施用具有一定的指導(dǎo)作用。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 供試水稻品種為奧普龍、ZY37、黃華占、元豐B、紫香黑糯粳。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 種子萌發(fā)與水稻幼苗的培養(yǎng) 選取5個(gè)水稻品種健康飽滿的種子，用2.5%次氯酸鈉溶液消毒10min，置于植物生長(zhǎng)室萌發(fā)。種子萌發(fā)后，選取每個(gè)品種萌發(fā)后長(zhǎng)勢(shì)一致的水稻幼苗，轉(zhuǎn)移至含200mL國(guó)際水稻營(yíng)養(yǎng)液的培養(yǎng)缽水培生長(zhǎng)。處理組添加2，4-D，使?fàn)I養(yǎng)液中濃度為0.1mg/L，模擬除草劑殘留;同時(shí)設(shè)置不添加2，4-D的對(duì)照組。

1.2.2 水稻生物性狀測(cè)量 水培10d后，測(cè)量2組水稻的株高、根長(zhǎng)、根數(shù)及葉綠素含量。葉綠素含量的測(cè)定方法參照文獻(xiàn)[8]。

1.2.3 水稻幾種抗氧化酶活性測(cè)定 水培10d測(cè)定每個(gè)品種處理組與對(duì)照組的抗氧化酶（SOD/POD/CAT）活性。測(cè)定方法參照文獻(xiàn)[9]。

2 結(jié)果與分析

2.1 水稻幼苗的生長(zhǎng)狀況 由圖1可知，對(duì)照組水稻幼苗的長(zhǎng)勢(shì)明顯優(yōu)于處理組，對(duì)照組水稻幼苗株高更高、根長(zhǎng)更長(zhǎng)、根系更發(fā)達(dá)。處理組水稻幼苗發(fā)育遲緩，株高只有對(duì)照組的50%，根系稀少、根長(zhǎng)變短，表明2，4-D使處理組水稻幼苗生長(zhǎng)受到抑制。

2.2 水稻的生物性狀 由表1可知，水稻幼苗的株高、根長(zhǎng)、根數(shù)均顯著降低。奧普龍、ZY37、黃華占、元豐B、紫香黑糯粳的株高處理組與對(duì)照組相比降低39.03%、53.32%、47.97%、54.20%、25.77%，根長(zhǎng)處理組與對(duì)照組相比降低47.46%、50.17%、61.78%、43.64%、49.01%，根數(shù)處理組與對(duì)照組相比降低51.13%、57.43%、61.78%、43.64%、34.54%;而葉綠素含量反而上升，處理組與對(duì)照組相比，奧普龍、ZY37、黃華占、元豐B、紫香黑糯粳的葉綠素含量依次上升3.4倍、2.4倍、2.3倍、2.3倍、0.19倍。在2，4-D的作用下，水稻生長(zhǎng)受到抑制，發(fā)育遲緩。

2.3 抗氧化酶（SOD/POD/CAT）活性 由表2可知，處理組抗氧化酶活性顯著上升，奧普龍、ZY37、黃華占、元豐B、紫香黑糯粳的SOD活性上升1.77～6.23倍，其中奧普龍SOD活性升高最多、紫香黑糯粳最少;POD活性上升2.15～4.09倍，其中紫香黑糯粳POD活性升高最多，黃華占最少;CAT活性?shī)W普龍、ZY37、元豐B、紫香黑糯粳表現(xiàn)為上升，奧普龍升高2.56倍最多。水稻通過(guò)抗氧化酶來(lái)清除過(guò)量的活性氧，抗氧化酶活性升高，表明在2，4-D的作用下，水稻產(chǎn)生了大量的活性氧。

3 結(jié)論與討論

作為除草劑，2，4-D通常的使用濃度在500mg/L以上[6]，殘留的除草劑可能會(huì)對(duì)水稻的生長(zhǎng)發(fā)育造成影響。本研究中，利用含2，4-D濃度為0.1mg/L的水稻營(yíng)養(yǎng)液，模擬2，4-D殘留，結(jié)果表明，在2，4-D的持續(xù)影響下，持續(xù)7d，5個(gè)水稻品種的幼苗生長(zhǎng)均受到了明顯抑制，2，4-D使水稻幼苗發(fā)育遲緩。通常，生物和非生物脅迫都會(huì)誘導(dǎo)植物產(chǎn)生過(guò)氧化氫或其他活性氧，從而引起氧化應(yīng)激反應(yīng)。而抗氧化酶如抗壞血酸-谷胱甘肽循環(huán)酶是植物應(yīng)對(duì)氧化損傷的重要機(jī)制[10]。本研究結(jié)果表明，2，4-D殘留使5個(gè)品種水稻的抗氧化酶活性平均升高2倍左右，表明除草劑2，4-D殘留對(duì)水稻形成了脅迫，從而使水稻產(chǎn)生了更多的活性氧，活性氧可以對(duì)細(xì)胞中的生物膜造成過(guò)氧化損傷，對(duì)葉綠體和線粒體等細(xì)胞器造成功能性損傷，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡[11]，從而使得水稻幼苗生長(zhǎng)受到抑制。根據(jù)本研究結(jié)果，2，4-D持續(xù)殘留會(huì)對(duì)水稻的生長(zhǎng)造成不利的影響，因此，在今后的水稻生產(chǎn)過(guò)程中，使用2，4-D除草后，應(yīng)對(duì)稻田進(jìn)行及時(shí)換水，避免2，4-D殘留對(duì)水稻造成不良的影響。

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