玉米葉片SPAD值在除草劑藥害早期診斷中的應(yīng)用

郭建文

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高粱研究所，山西晉中030600）

葉綠素是植物中的綠色物質(zhì)，是一種復(fù)雜的有機(jī)酸，同時(shí)也是一類與光合作用有關(guān)的最重要的色素，是植物生長特性、生理變化和營養(yǎng)狀況的重要指標(biāo)[1-3]。綠色植物通過葉綠素，利用光能進(jìn)行光合作用，即把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，同時(shí)釋放出氧氣。葉綠素含量的變化能夠間接反映植物生理活性的變化，因此，利用植物在不同生長狀態(tài)下葉綠素含量的變化能夠分析植物生長狀況。傳統(tǒng)的葉綠素含量測定方法操作繁瑣，耗時(shí)太長，測量誤差較大，日本科學(xué)家根據(jù)葉片葉綠素對有色光的吸收特性，通過測量一定波長的發(fā)射光強(qiáng)和透過葉片后的光強(qiáng)進(jìn)行葉片葉綠素含量的測定，研究出了葉綠素測量儀器（SPAD，Soil and Plant Analyzer Development），其測得的SPAD值可以較好地反映植物葉片葉綠素的濃度[4-7]。

近年來，通過便攜式葉綠素儀在田間簡單、快速、無損檢測植物葉片的SPAD值，對棉花、玉米、高粱、大豆、小麥、水稻和草莓等農(nóng)作物生長狀況及其氮素營養(yǎng)狀況進(jìn)行分析研究，已有大量報(bào)道[8-16]。但通過作物葉片SPAD值的改變進(jìn)行除草劑藥害診斷方面的研究，還未見報(bào)道。

本研究對推薦劑量不同倍數(shù)除草劑處理后玉米葉片SPAD值以及施藥后玉米葉片SPAD值與玉米株高、地上部鮮質(zhì)量相互關(guān)系進(jìn)行分析，旨在探索玉米葉片SPAD值與除草劑藥害的關(guān)系，為玉米田除草劑藥害診斷與分析提供技術(shù)支持。

1 材料和方法

1.1 供試材料

供試藥劑為10%硝磺草酮懸浮液（先正達(dá)作物保護(hù)有限公司）。供試作物為玉米（Zea mays L.），品種是葉色較深的自選5號和葉色較淺的自選22號（內(nèi)部交流資源）。

1.2 試驗(yàn)方法

玉米出苗后約6葉期時(shí)，對莖葉進(jìn)行噴霧。試驗(yàn)設(shè)供試藥劑推薦劑量及推薦劑量的1.25，1.5，1.75，2倍5個(gè)不同處理，噴液量為450 L/hm2，以噴清水為空白對照。試驗(yàn)采用新加坡利農(nóng)HD400背負(fù)式手動(dòng)噴霧器進(jìn)行莖葉噴霧處理。

1.3 數(shù)據(jù)測量

噴藥前、噴藥后1，3，5 d使用SPAD-502Plus葉綠素儀測量玉米倒二葉中部SPAD值，每個(gè)處理3次重復(fù)；噴藥后5，15 d測量每個(gè)處理供試玉米的株高，并用百分位電子天平稱量不同處理玉米的地上部鮮質(zhì)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 除草劑噴施前玉米葉片SPAD 值分析

噴藥前隨機(jī)選取2個(gè)供試玉米品種各10株，分別測定其倒二葉中部SPAD值，結(jié)果（表1）表明，隨機(jī)測量的葉色較深的玉米品種自選5號的10株葉片SPAD值之間差異不顯著，其值平均為62.66，葉色較淺的自選22號的10株葉片SPAD值之間差異也不顯著，其值平均為52.52，但這2個(gè)品種的葉片SPAD值差異達(dá)到0.01顯著水平。這表明，相同栽培條件下，同一品種玉米不同株系的葉片SPAD值相對穩(wěn)定，玉米葉片SPAD值具有明顯的品種特征。

表1 噴藥前玉米葉片SPAD值

2.2 不同處理對玉米葉片SPAD 值的影響

采用供試除草劑推薦量不同倍數(shù)的劑量噴施玉米，處理后1，3，5 d測量倒二葉SPAD值，結(jié)果（表2）顯示，玉米品種自選5號噴施供試除草劑1，1.25，1.5倍推薦量，處理后1，3，5 d倒二葉SPAD值均與空白對照處理無顯著差異；在推薦量1.75倍劑量下，自選5號葉片的SPAD值比空白對照降低，且差異達(dá)0.05顯著水平；在推薦量2倍劑量下，自選5號葉片SPAD值與空白對照差異達(dá)0.01顯著水平。

玉米品種自選22號與自選5號類似（表2），除草劑使用劑量越高，葉片SPAD值越低。在推薦量1.5倍劑量下，葉片SPAD值與空白對照差異達(dá)0.01顯著水平。在推薦量1.75，2倍劑量下，自選22號葉片SPAD值均與空白對照差異達(dá)0.01顯著水平，且在推薦量1.75倍劑量下SPAD值顯著低于推薦量1.5倍劑量下的SPAD值、顯著高于推薦量2倍劑量下的SPAD值。

表2 不同處理下玉米葉片SPAD值的變化

2.3 不同處理對玉米株高及地上部鮮質(zhì)量影響

分別于噴藥后5，15 d測量各處理玉米株高，并稱量各處理的地上部鮮質(zhì)量。結(jié)果（表3）顯示，噴藥后5 d各處理玉米株高及地上部鮮質(zhì)量均與對照之間差異不顯著。噴藥后15 d，在推薦量1，1.25，1.5倍的試驗(yàn)劑量下，玉米品種自選5號的株高及地上部鮮質(zhì)量與對照之間差異均不顯著；在試驗(yàn)劑量大于1.5倍推薦劑量時(shí)（1.75，2倍推薦劑量），玉米品種自選5號的株高及地上部鮮質(zhì)量與對照之間差異均達(dá)到顯著水平。供試品種自選22號在試驗(yàn)劑量大于推薦量的1.5倍時(shí)，株高及地上部鮮質(zhì)量與對照之間差異均達(dá)到顯著水平。這表明，2個(gè)玉米品種均在噴施大于一定劑量供試除草劑時(shí)，處理15 d后株高、地上部鮮質(zhì)量受到了抑制，產(chǎn)生了明顯藥害。

表3 不同處理對玉米株高及地上部鮮質(zhì)量的影響

2.4 受害玉米葉片SPAD 值與株高及地上部鮮質(zhì)量的相關(guān)性分析

噴施除草劑處理后5 d玉米葉片SPAD值與處理后15 d的株高及地上部鮮質(zhì)量相關(guān)性分析結(jié)果（表4）顯示，在供試除草劑推薦量1.5倍的試驗(yàn)劑量下，玉米自選5號的葉片SPAD值與地上部鮮質(zhì)量呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.54；玉米自選22號的葉片SPAD值與株高及地上部鮮質(zhì)量均呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.75和0.72。在噴施供試除草劑推薦量為1.75，2倍的試驗(yàn)劑量下，2個(gè)供試玉米品種葉片SPAD值與株高及地上部鮮質(zhì)量均呈極顯著正相關(guān)。這表明，噴施除草劑5 d后，玉米葉片SPAD值能夠反映玉米受除草劑的藥害程度，SPAD值越低，后期株高及地上部鮮質(zhì)量也越低，玉米受除草劑的藥害就越重；相反SPAD值越高，受害程度越輕。

表4 玉米葉片SPAD值與株高及地上部鮮質(zhì)量的相關(guān)性分析

3 討論與結(jié)論

綠色植物遭受除草劑藥害后，內(nèi)部結(jié)構(gòu)和生理平衡被破壞，導(dǎo)致生活力下降，葉綠素含量降低，葉片SPAD值減小。在一定作用時(shí)間內(nèi)，隨除草劑在植物組織內(nèi)部反應(yīng)的進(jìn)行，受害癥狀顯現(xiàn)，葉片葉綠素含量逐步降低，SPAD值持續(xù)下降。

本研究表明，在供試除草劑推薦量1.75倍的試驗(yàn)劑量下，處理后5 d自選5號、自選22號2個(gè)供試玉米品種葉片SPAD值均比空白對照顯著降低，但株高及地上部鮮質(zhì)量差異不顯著；處理后15 d，受害玉米株高及地上部鮮質(zhì)量比對照處理顯著降低，且處理后5 d受害玉米葉片SPAD值與處理后15 d玉米株高及地上部鮮質(zhì)量呈顯著正相關(guān)。這表明，噴施除草劑后，前期玉米葉片SPAD值能反映并在一定程度上預(yù)測除草劑對玉米的藥害程度。據(jù)此，可通過測定玉米葉片SPAD值，診斷并預(yù)測玉米遭受除草劑的藥害程度。

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