3種除草劑對棉葉中丙二醛和脯氨酸含量的影響

陳晉忠，張東海，何澤敏，柳建偉

（石河子大學農學院，石河子832003）

3種除草劑對棉葉中丙二醛和脯氨酸含量的影響

陳晉忠，張東海，何澤敏，柳建偉

（石河子大學農學院，石河子832003）

采用大田試驗方法，探討了3種莖葉處理除草劑及其不同濃度對棉花產生藥害后，棉葉內丙二醛（MDA）和脯氨酸（Pro）含量的變化情況。結果表明：棉花產生藥害后，與對照相比，棉葉內MDA和Pro含量均有不同程度的變化，但是MDA、Pro含量的增加與各除草劑的濃度無顯著相關性。百草枯對MDA、Pro含量的影響最為明顯，2，4－D丁酯次之，草甘膦稍輕。百草枯和草甘膦各處理在藥后7d，棉葉內MDA含量達最大，定向表現為上升－下降的趨勢。2，4－D丁酯對棉花MDA含量影響是一個持續(xù)積累的過程，在藥后15d，其積累量達到最大。經百草枯處理的棉花在藥后1d，Pro積累量達到最大，2，4－D丁酯和草甘膦各個處理在藥后15d，Pro還在積累。

百草枯；2，4－D丁酯；草甘膦；棉花；MDA；Pro

新疆屬典型大陸性干旱氣候，光熱資源豐富，具有發(fā)展棉花的資源優(yōu)勢［1］，是我國最大的棉花種植基地。棉花是生育期較長的作物之一，生長期間常受到多種雜草的危害，其生長、發(fā)育、產量均受到一定影響。除草劑在棉田防治雜草過程中，發(fā)揮了重要作用。但由于除草劑長期、單一的使用，甚至應用不當，其對棉花的影響越來越嚴重。尤其近幾年來，棉田藥害事故頻繁發(fā)生，也使得棉花受害面積逐漸擴大，給廣大棉農造成了重大的經濟損失。

除草劑的使用會對作物產生脅迫，這種脅迫會導致作物體內生理生化的復雜變化。張育平等［2］的研究表明，用低劑量的吡氟氯禾靈處理核桃幼苗后，對各項生理指標的影響均比對照高。植物在衰老或逆境脅迫下會發(fā)生膜脂過氧化作用，積累許多過氧化物，其中MDA是細胞膜脂過氧化積累的終產物之一［3］，其積累的多少可作為植物遭受逆境傷害程度和對逆境反應強弱的指標［4］。Pro在細胞中起著無毒滲透保護作用的細胞相溶性物質，被廣泛的積累在各種器官中［5］。其在植物細胞內的積累，可作為逆境脅迫的一個信號［6］，是反映植物抗逆性的重要生理指標之一，因而可以用Pro含量的變化來評價除草劑的安全性［7］。

本研究通過研究棉花受藥害后棉葉內MDA和Pro含量的變化，旨在掌握除草劑藥害對棉花的危害程度及棉花的抗逆能力，為預防和減少農作物藥害的發(fā)生與發(fā)展提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗于2011年4－9月在石河子大學農學院試驗站進行。土壤類型為灰漠土。供試棉花品種為新陸早48。供試除草劑為72%2，4－D丁酯乳油（濟南天邦化工有限公司）；20%百草枯水劑（湖北仙隆化工股份有限公司）；10%草甘膦水劑（湖北仙隆化工股份有限公司）。

1.2 方法

1.2.1 田間試驗設計

試驗中每種藥劑設4個濃度，另加空白對照。試驗小區(qū)采用隨機區(qū)組設計進行田間排列，加對照共13個小區(qū)，小區(qū)間留30cm保護行。

施藥劑量分別為72%2，4－D丁酯乳油：375、750、1500 和 3000mL／hm2。20% 百 草 枯 水 劑1500、3000、6000和12000mL／hm2。10%草甘膦水劑6000、12000、24000和48000mL／hm2。在棉花八片真葉期采用直接噴霧施藥，在施藥后1、3、7、10和15d采棉株頂部葉片測定MDA和Pro的含量。

1.2.2 生化測定

MDA含量的測定采用硫代巴比妥酸（TBA）比色法，Pro含量的測定采用磺基水楊酸法［8］。

1.2.3 數據處理

數據采用SPSS17.0軟件進行統(tǒng)計分析，結果以平均數±標準誤（）表示，方差分析采用LSD檢驗法。

2 結果與分析

2.1 不同除草劑藥害對棉花MDA含量的影響

植物在遭受逆境時，體內活性氧代謝會失衡，過多的活性氧能夠使植物器官（如葉片等）遭受傷害，在此過程中往往會發(fā)生膜脂過氧化［9］。而MDA含量多少代表膜損傷程度的高低［10］，也表現出植物的抗逆性生長能力。

本試驗測定了3種除草劑不同劑量處理棉花后，在不同時間內棉葉MDA含量的變化情況，測定結果見表1。

表1 3種除草劑藥害對棉花MDA含量的影響 μmol／gTab.1The effect of three herbicides on MDA content of cotton leaves

由表1可見，3種類型除草劑的不同濃度對棉葉中MDA含量均有不同程度的影響。藥后1d，百草枯各濃度處理MDA含量均高于對照，且與對照均有顯著性差異。2，4－D丁酯1500mL／hm2與對照差異顯著，除750mL／hm2劑量外，其它濃度處理的MDA含量均高于對照。噴施草甘膦的處理，MDA含量變化幅度較小，除48000mL／hm2劑量外，其它濃度與對照均無明顯差異。同藥后1d相比，藥后3d的MDA含量均有一定程度的增加，其中百草枯的4個濃度處理及2，4－D丁酯3000mL／hm2、草甘膦48000mL／hm2處理，MDA含量與對照有顯著性差異。藥后7d各濃度處理MDA含量仍在增加，說明棉葉膜脂過氧化程度加深。其中，百草枯各濃度處理MDA含量均高于對照，草甘膦12000mL／hm2和24000mL／hm2與對照差異顯著。百草枯和草甘膦各處理在藥后10d和藥后15 d，MDA含量持續(xù)下降，除草甘膦6000mL／hm2外，其它均高于對照且與對照有顯著性差異。2，4－D丁酯各處理在藥后10d和15d，MDA含量仍增加，且在調查時間內，藥后15d時達到最大。

由結果可見，除草劑處理后，棉葉內MDA含量在一定時間內均有不同程度的升降變化。2，4－D丁酯對棉花MDA含量影響是一個持續(xù)積累的過程，在藥后15d，其積累量達到最大。百草枯和草甘膦各處理在藥后7d，棉葉內MDA含量達最大，定向表現為上升－下降的趨勢。3種除草劑中，百草枯使棉葉內MDA含量變化幅度較大，在每個調查時間內均高于其它兩種除草劑。實驗中每種除草劑的4個濃度處理，對棉株MDA含量的影響程度不同，且MDA含量增加與各除草劑濃度無顯著相關性。

2.2 不同除草劑藥害對棉花Pro含量的影響

植物在正常條件下，游離Pro的含量很低，但是在遇到干旱、低溫、鹽堿等逆境時，其含量會大量積累，這是由于其積累指數與植物的抗逆性有關［11］。試驗中測定了3種除草劑不同劑量處理棉花后，不同時間棉葉內游離Pro含量的變化情況，測定結果見表2。

表2 3種除草劑藥害對棉花Pro含量的影響 μg／gTab.2The effect of three herbicides on Pro content of cotton leaves

由表2可見，3種類型除草劑對棉葉中Pro含量均有不同程度的影響，主要表現為：藥后1d，草甘膦48000mL／hm2及其它藥劑各濃度處理與對照均差異顯著，且Pro含量均高于對照。藥后3d，草甘膦各個濃度處理與對照相比無明顯差異，2，4－D丁酯和百草枯各個濃度處理的Pro含量均高于對照。與藥后1d相比，2，4－D丁酯1500和3000mL／hm2在藥后3dPro含量有所增加，而其它藥劑各濃度處理Pro含量均有不同程度的下降。藥后7d，2，4－D丁酯375、1500mL／hm2及百草枯3000、6000、12000mL／hm2濃度處理與對照有顯著性差異。藥后15d，Pro積累較藥后10d有所增加，草甘膦各濃度處理及2，4－D丁酯750mL／hm2和百草枯1500 mL／hm2與對照無顯著性差異。3種除草劑對Pro含量的影響表現出明顯的升降趨勢。其中，草甘膦對棉葉Pro積累的影響作用并不明顯。而2，4－D丁酯和百草枯對棉葉內Pro的積累影響較大，所有調查時間內與對照相比均有顯著差異。2，4－D丁酯處理棉葉內Pro積累量最高可達到對照的5.02倍，最低為1.02倍。百草枯處理棉葉內Pro積累量最高可達對照的4.8倍，最低為1.1倍。

從上述結果可以看出，除草劑處理后棉葉內Pro含量在一定時間內都有不同程度的升降變化，因除草劑種類不同，Pro含量變化趨勢也不盡相同。百草枯處理在藥后1d，Pro積累量就達到最大，2，4－D丁酯和草甘膦各個處理在藥后15d，Pro還在積累。草甘膦對棉株Pro含量的影響小于2，4－D丁酯和百草枯。每種除草劑的4個處理對棉株Pro含量的影響程度不同，且Pro含量的增加與各除草劑的濃度無顯著相關性。

3 結論與討論

施用除草劑后作物會出現一些形態(tài)變化。這些形態(tài)上的癥狀是植株生理上變化的結果，即使植株形態(tài)上未表現出明顯的癥狀，其體內也可能發(fā)生生理、生化變化［12］。本實驗中，百草枯施于棉花上主要使棉花葉片、莖桿甚至整株失綠枯黃。2，4－D丁酯使棉花葉片莖桿扭曲變色，低劑量導致葉片雞爪狀，后期使棉葉干枯死亡。草甘膦引起的癥狀前期不明顯，后期會導致棉株頂部葉片蜷縮，不能正常長出，頂部小葉片有明顯的花青素色。上述各除草劑在棉花上引起的癥狀與其在本實驗中使棉花體內MDA和Pro含量變化情況一致，百草枯對棉花的傷害和影響最為嚴重，2，4－D丁酯次之，草甘膦最輕。由本試驗的結果可見，除草劑藥害對棉花的影響和傷害非常明顯，而且對棉花的脅迫時間較長，這對棉花的產量和品質產生了嚴重的影響。因此，在農業(yè)生產中正確用藥防止除草劑藥害產生將成為棉花生產的重要方面。同時，除草劑產生藥害后，是否可以從生理生化角度進行補救，還有待進一步研究。

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Effect of Three Herbicides on the Content of Malondialdehyde and Proline in Cotton Leaves

CHEN Jinzhong，ZHANG Donghai，HE Zemin，LIU Jianwei
（College of Agriculture，Shihezi University，Shihezi 832003，China）

The effect of three foliar herbicides on malondialdehyde（MDA）and praline（Pro）contents in cotton leaves was investigated based on field experiments.The results showed that MDA and Pro contents changed to different degrees compared to the control，but there was no obvious correlation between the increase of MDA and Pro contents and the concentrations of 3herbicides.The effect of the herbicides reduced in the order of Paraquat，2，4－D butylate and Glyphosate.The MDA content peaked 7 days after Paraquat and Glyphosate were applied，with the tendency of rising first and then falling.The effect of 2，4－D butylate on MDA content was a process of continued accumulation，peaking 15days later.The highest accumulation of Pro in cotton treated by Paraquat was recorded 1dafter the treatment，but Pro in cotton treated by 2，4－D butylate and Glyphosate was still accumulating after 15days.

Paraquat；2，4－D butylate；Glyphosate；cotton；MDA；Pro

S451

A

1007－7383（2012）01－0033－04

2011－09－27

陳晉忠（1985－），男，碩士生，研究方向為農藥學；e－mail：chjzhyym＠126.com。

張東海（1969－），男，副教授，從事農藥毒理學研究；e－mail：xjzhangdh＠126.com。