2,4-滴丁酯對(duì)不同葉齡期玉米植株形態(tài)的影響

趙長(zhǎng)山，郭曉慧，何付麗，陳麗麗，李 灼，張明波

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，哈爾濱 150030）

2,4-滴丁酯為苯氧羧酸類除草劑，可被植物根、莖、葉吸收，禾本科作物對(duì)其具有較強(qiáng)耐性，而多數(shù)闊葉雜草、莎草科雜草及鴨跖草（俗稱蘭花菜）等惡性雜草對(duì)其較為敏感[1-2]，具有作用位點(diǎn)多、長(zhǎng)期使用抗性雜草出現(xiàn)比例低[3]、不易被雨水沖刷、價(jià)格低廉、藥效持久等優(yōu)點(diǎn)[4]，2,4-滴丁酯成為玉米田苗后處理較為常用的除草劑。但已有研究表明，玉米不同葉齡期對(duì)2,4-滴丁酯的敏感性不同[5]，對(duì)玉米產(chǎn)生的影響持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，生育初期所受影響直到玉米抽穗時(shí)仍能顯現(xiàn)出來(lái)[6]。這種藥害常使農(nóng)民錯(cuò)過(guò)挽救的最佳時(shí)機(jī)，針對(duì)這一現(xiàn)象，本研究以2012年占黑龍江省墾區(qū)玉米種植面積55%的德美亞1號(hào)玉米為研究對(duì)象，探討不同施藥時(shí)期和施藥量對(duì)玉米植株形態(tài)的影響，根據(jù)施藥后玉米早期藥害癥狀盡早判斷出后期藥害程度，為有效緩解2,4-滴丁酯對(duì)玉米造成的藥害提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試藥劑

2,4-滴丁酯乳油72%，由大連松遼化工有限公司生產(chǎn)。

1.1.2 供試玉米品種

德美亞1號(hào)，由黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供。

1.2 方法

在室外自然條件下進(jìn)行盆栽試驗(yàn)，取未使用除草劑的表層土壤過(guò)篩后使用，裝入上口直徑29 cm，高27 cm的塑料桶中，每桶定量澆水2 L，播種深度為3 cm，每桶播10粒，待玉米長(zhǎng)至2葉期定苗6株。試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，主處理為施藥量，設(shè)72%2,4-滴丁酯乳油有效成分用量分別為324、648、972、1 296、1 620 g · hm-2，不施藥對(duì)照6個(gè)水平，副處理為施藥時(shí)期，設(shè)玉米2葉1心期、4葉1心期和7葉1心期共3個(gè)葉齡期，3次重復(fù)。利用KNAPSACK Hydraulic Sprayer背負(fù)式噴霧器（四噴頭，噴嘴型號(hào)為TEEJET 80015VS），兌水225 L·hm-2進(jìn)行莖葉噴霧處理。

觀察2,4-滴丁酯對(duì)玉米植株形態(tài)產(chǎn)生的影響，做詳細(xì)文字記錄及圖像采集。于玉米抽穗期分別調(diào)查無(wú)法抽雄及畸形雌穗植株占植株總數(shù)的百分比，對(duì)穗部藥害情況逐株進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果見(jiàn)表1，計(jì)算藥害指數(shù)，對(duì)玉米氣生根和莖基部以圖像形式加以記錄。數(shù)據(jù)采用DPSv10.15企業(yè)版軟件統(tǒng)計(jì)分析，利用（Duncan's multiple rangertest,DMRT）比較不同處理間藥害指數(shù)。

表1 玉米穗部藥害分級(jí)Table1 Classification table of phytotoxicity on tassels and ears

2 結(jié)果與分析

2.1 不同葉齡期施用2,4-滴丁酯對(duì)玉米葉片生長(zhǎng)的影響

如圖1所示，3個(gè)葉齡期施用2,4-滴丁酯，玉米長(zhǎng)到10葉1心時(shí)，施藥量為324 g·hm-2時(shí)葉片均未出現(xiàn)明顯藥害癥狀。而施藥量超過(guò)648 g·hm-2后各葉齡期施藥處理表現(xiàn)出不同的藥害癥狀，2葉1心期施藥，玉米葉片癥狀變化過(guò)程如圖2所示，玉米長(zhǎng)到7葉時(shí)開(kāi)始出現(xiàn)心葉平行于葉脈皺縮的現(xiàn)象（a），接著抽出的葉片出現(xiàn)多條主脈（b），當(dāng)?shù)?0片葉長(zhǎng)出時(shí)已變形為粗、硬的棍狀（c），或者心葉長(zhǎng)出時(shí)沿葉緣愈合在一起呈筒狀，導(dǎo)致新生葉片無(wú)法抽出，隨著施藥量的增加這種癥狀愈加嚴(yán)重，且葉片產(chǎn)生的這種現(xiàn)象直到玉米抽穗時(shí)仍 無(wú)法恢復(fù)，嚴(yán)重影響玉米雄穗和雌穗的正常抽出；4葉1心期施藥，玉米長(zhǎng)到7葉時(shí)葉片開(kāi)始出現(xiàn)扭卷現(xiàn)象，葉脈彎曲向上生長(zhǎng)，此階段玉米葉片卷成蔥狀，遠(yuǎn)觀藥害癥狀相當(dāng)嚴(yán)重（見(jiàn)圖3），葉片并未長(zhǎng)在一起，隨著植株的生長(zhǎng)，葉片可恢復(fù)舒展?fàn)顟B(tài)，恢復(fù)速度隨施藥量的增加而減慢，因此玉米4葉1心期施用2,4-滴丁酯會(huì)對(duì)玉米雄穗抽出造成一定影響，但程度低于2葉1心期施藥；7葉1心期施藥，當(dāng)玉米長(zhǎng)至10葉1心時(shí)（見(jiàn)圖2），在各施藥量下玉米葉片僅略顯僵直，并未出現(xiàn)皺縮現(xiàn)象，直至玉米抽穗時(shí)葉片才出現(xiàn)輕微扭卷，此時(shí)葉片畸形仍會(huì)對(duì)玉米雄穗的抽出造成一定影響。

圖1 3個(gè)葉齡期施用2,4-滴丁酯后玉米長(zhǎng)至10葉1心時(shí)葉片的癥狀Fig.1 Leaves morphology of 10 leaf stage spray 2,4-D butylate at three leaf stages

圖2 玉米2葉1心期施用2,4-滴丁酯648 g·hm-2時(shí)葉片形態(tài)的變化過(guò)程Fig.2 Change process of leaves morphology spray2,4-D butylate 648 g·hm-2at 2 leaf stage

圖3 4葉1心期施用2,4-滴丁酯的玉米長(zhǎng)至8葉1心時(shí)的癥狀Fig.3 Morphology of 8 leaf stage spray 2,4-D butylate at 4 leaf stage

2.2 不同葉齡期施用2,4-滴丁酯對(duì)玉米穗部生長(zhǎng)的影響

2.2.1 2,4-滴丁酯對(duì)玉米雄穗和雌穗生長(zhǎng)的影響

由圖4和表2可知，3個(gè)葉齡期施藥對(duì)玉米雄穗和雌穗生長(zhǎng)的影響程度不同。2葉1心期施藥，僅施藥量為324 g·hm-2時(shí)雄穗和雌穗均能夠正常抽出；施藥量為648 g·hm-2時(shí)玉米雄穗被卷裹于葉片內(nèi)，部分雄穗可繼續(xù)生長(zhǎng)從包裹的葉片中“抽出”，但雄穗抽出時(shí)由于受到外力作用而顯弱小，另有58.30%的雄穗無(wú)法抽出，雌穗均可正常生長(zhǎng)；施藥量達(dá)到972 g·hm-2時(shí)，雄穗被緊實(shí)地卷裹于卷曲成蔥狀的葉片內(nèi)，50%的雄穗完全無(wú)法抽出，另外有66.70%的雌穗也被包裹于葉片中，隨著生長(zhǎng)可以逐漸伸展出來(lái)，但穗軸已經(jīng)彎曲變形，嚴(yán)重影響果穗質(zhì)量，施藥量超過(guò)1 296 g·hm-2后玉米無(wú)法抽雄且畸形雌穗的百分比超過(guò)83.30%，已接近絕產(chǎn)。4葉1心期施藥，施藥量為324 g·hm-2時(shí)與對(duì)照相似，雄穗飽滿，主軸長(zhǎng)，分支多；施藥量為648～1 296 g·hm-2的玉米雄穗均能抽出，但主軸短，分支少，雄穗相對(duì)弱小，造成雄穗花粉量明顯減少，可供授粉的花粉量不足；施藥量達(dá)1 620 g·hm-2時(shí)有個(gè)別玉米雄穗被心葉卷裹其中，無(wú)法抽出，而此葉齡期施藥玉米雌穗在各施藥量下均可正常生長(zhǎng)。7葉1心期施藥，抽穗時(shí)期略有滯后，在施藥量為324～1 296 g·hm-2時(shí)雄穗均能正常抽出；施藥量為648～1 296 g·hm-2時(shí)同樣出現(xiàn)雄穗主軸短，分支少的現(xiàn)象；施藥量達(dá)到1 620 g·hm-2時(shí)也有個(gè)別植株葉片卷裹導(dǎo)致雄穗無(wú)法抽出，雌穗在各施藥量下均可正常生長(zhǎng)。

圖4 3個(gè)葉齡期施用2,4-滴丁酯對(duì)玉米穗部生長(zhǎng)的影響Fig.4 Effect of spray 2,4-D butylate on tassel and ear growth at three leaf stages

表2 3個(gè)葉齡期施用2,4-滴丁酯對(duì)玉米雄穗及雌穗生長(zhǎng)的影響Table2 Effect of tassel and ear spray 2,4-D butylate at three leaf stages(%)

2.2.2 2,4-滴丁酯對(duì)玉米穗部藥害指數(shù)的影響

綜合考慮玉米雌穗和雄穗的受害情況，根據(jù)表1玉米穗部受害分級(jí)情況進(jìn)行逐株調(diào)查，玉米穗部藥害指數(shù)如圖5所示。施藥量為324 g·hm-2時(shí)，3個(gè)葉齡期施藥的玉米穗部長(zhǎng)勢(shì)與對(duì)照相似。而在施藥量超過(guò)648 g·hm-2后，隨著施藥量的增加，3個(gè)葉齡期施藥的玉米穗部藥害指數(shù)均呈增大趨勢(shì)，當(dāng)施藥量為648 g·hm-2時(shí)，2葉1心期施藥的玉米穗部藥害指數(shù)已達(dá)到60%，而4葉1心期和7葉1心期施藥不到10%；施藥量為972 g·hm-2時(shí)2葉1心期施藥玉米穗部藥害指數(shù)達(dá)到75%，而4葉1心期和7葉1心期施藥在10%；施藥量超過(guò)1 296 g·hm-2后2葉1心期施藥的玉米穗部藥害指數(shù)超過(guò)90%，而4葉1心期和7葉1心期施藥穗部藥害指數(shù)僅為10%～30%。

可見(jiàn)，2葉1心期施藥的玉米穗部藥害指數(shù)顯著高于4葉1心期和7葉1心期，而4葉1心期和7葉1心期施藥玉米穗部藥害指數(shù)在各施藥量處理之間無(wú)顯著差異。

圖5 3個(gè)葉齡期施用2,4-滴丁酯對(duì)玉米穗部藥害指數(shù)的影響Fig.5 Effect of spray 2,4-D butylate on phytotoxicity index of tassel and ear at three leaf stages

2.3 不同葉齡期施用2,4-滴丁酯對(duì)玉米氣生根及莖基部生長(zhǎng)的影響

如圖6所示，3個(gè)葉齡期施用2,4-滴丁酯對(duì)玉米氣生根和莖基部影響不同。2葉1心期施藥，對(duì)照氣生根貼近地面生長(zhǎng)，粗壯堅(jiān)韌、表皮角質(zhì)化、后壁組織發(fā)達(dá)，入土后抗拔力強(qiáng)，施藥量324 g·hm-2時(shí)氣生根著生部位增高，其末端在扎入土壤前即發(fā)黑、萎縮、停止生長(zhǎng)；施藥量超648 g·hm-2氣生根形態(tài)異常，隨著施藥量增加變形越嚴(yán)重，此葉齡期施藥后各施藥量下玉米莖基部節(jié)間均有所增長(zhǎng)。4葉1心期施藥，施藥量為324～972 g·hm-2時(shí)氣生根多數(shù)能夠扎入土壤，僅有少數(shù)幾根生長(zhǎng)方向不規(guī)則；施藥量1 296～1 620 g·hm-2時(shí)氣生根雖然形態(tài)有所變化，變成扇板狀、變細(xì)或數(shù)量增多，但均可扎入土壤，此葉齡期施藥后氣生根著生部位均較接近地面。7葉1心期施藥，施藥量324～648 g·hm-2時(shí)氣生根數(shù)量明顯減少且生長(zhǎng)方向不規(guī)則，能夠扎入土壤的極少；施藥量超過(guò)972 g·hm-2后其生長(zhǎng)極不規(guī)則，盤結(jié)在其著生莖節(jié)處，均不能入土，此葉齡期施藥后玉米莖基部節(jié)間明顯增長(zhǎng)，莖節(jié)出現(xiàn)膨大、變脆、彎曲現(xiàn)象，隨施藥量增加，其癥狀愈加嚴(yán)重。

圖6 3個(gè)葉齡期施用2,4-滴丁酯對(duì)玉米氣生根及莖基部生長(zhǎng)的影響Fig.6 Effect of spray 2,4-D butylate on morphology of aerial root and stem base growth at three leaf stages

可見(jiàn)，不同葉齡期施用2,4-滴丁酯玉米氣生根和莖基部的敏感性不同，由大到小依次為7葉1心期、2葉1心期、4葉1心期。

3 討論與結(jié)論

本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，玉米穗部受害與葉片的生長(zhǎng)情況密切相關(guān)，這與玉米雄穗和雌穗著生部位有關(guān)，其中雄穗著生于莖稈頂端，雌穗著生于葉腋處，因此玉米葉片是否呈舒展?fàn)顟B(tài)直接影響玉米穗部的生長(zhǎng)狀況。2葉1心期施藥，玉米葉片呈現(xiàn)皺縮狀態(tài)，后期對(duì)玉米穗部的影響較嚴(yán)重；4葉1心期施藥，玉米葉片出現(xiàn)扭卷現(xiàn)象，而7葉1心期施藥，玉米葉片僅在抽雄時(shí)出現(xiàn)扭卷現(xiàn)象，這兩個(gè)葉齡期施藥對(duì)玉米穗部的影響均較小。因此，玉米田施用2,4-滴丁酯后，要密切關(guān)注玉米葉片形態(tài)的變化情況，若葉片出現(xiàn)‘皺縮’現(xiàn)象，要立即采取有效緩解措施，及時(shí)挽救減少損失。

玉米氣生根是在穗期（拔節(jié)期—抽雄期）生成的，主要作用于中上部莖、葉的生長(zhǎng)及雌、雄穗的分化發(fā)育，影響長(zhǎng)穗結(jié)實(shí)[7]，管建慧研究，維持玉米氣生根較高的吸收能力是保證玉米較高產(chǎn)量的關(guān)鍵因素[8]；同時(shí)氣生根對(duì)玉米植株起到強(qiáng)有力的固定和支持作用，調(diào)查結(jié)果表明，玉米地上1～3節(jié)間越長(zhǎng)、越細(xì)植株越易倒伏[7]。結(jié)合以上氣生根和莖基部在玉米植株建成及產(chǎn)量形成過(guò)程中的作用，可知玉米氣生根和莖基部生長(zhǎng)的異常都會(huì)對(duì)玉米產(chǎn)量構(gòu)成較大威脅。本試驗(yàn)結(jié)果表明，不同葉齡期施用2,4-滴丁酯對(duì)玉米氣生根和莖基部產(chǎn)生不同影響，2葉1心期施藥，氣生根發(fā)育異常，汲取土壤養(yǎng)分的途徑被阻斷，導(dǎo)致玉米中上部營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)不足，起不到牢固的固定、支持作用，易倒伏；4葉1心期施藥，氣生根的養(yǎng)分吸收過(guò)程受影響程度較小，并能夠?qū)τ衩字仓昶鸬捷^好的固定、支持作用；而7葉1心期為玉米氣生根形成期和拔節(jié)期，氣生根和莖基部對(duì)藥劑較為敏感，受到的影響也是3個(gè)施藥時(shí)期中最嚴(yán)重的，使得玉米氣生根無(wú)法起到汲取養(yǎng)分和固定植株的作用，玉米中上部營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)不足，莖基部（承載地上部分全部重量）的莖節(jié)處極易受到外力作用而折斷?？梢?jiàn)，4葉1心期施用2,4-D丁酯對(duì)玉米氣生根和莖基部安全，施藥過(guò)早、過(guò)晚都會(huì)造成較大影響，把握好施藥時(shí)期尤為重要。另外，保證玉米出苗整齊也是提高2,4-滴丁酯對(duì)玉米安全性的重要因素之一。

本研究通過(guò)跟蹤調(diào)查施用2,4-滴丁酯后玉米植株形態(tài)的變化過(guò)程，以及對(duì)不同葉齡期施藥后植株形態(tài)的差異進(jìn)行對(duì)比，得出以下結(jié)論：玉米穗部生長(zhǎng)受葉片形態(tài)的制約；各受害部位在不同葉齡期施藥的處理之間敏感程度由大到小順序?yàn)椋喝~片敏感性：2葉1心期＞4葉1心期＞7葉1心期，穗部敏感性：2葉1心期＞4葉1心期≈7葉1心期，氣生根和莖基部敏感性：7葉1心期＞2葉1心期＞4葉1心期，即玉米4葉1心期施用2,4-滴丁酯比2葉1心期和7葉1心期施藥較為安全，但施藥量應(yīng)控制在648 g·hm-2以下。

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