噴施草甘膦對抗草甘膦油菜糖氮積累的影響

袁權 丁錦峰 左青松 冷鎖虎

摘要 [目的]探討噴施草甘膦對抗草甘膦油菜糖氮代謝的影響，為抗除草劑油菜品種的選育和生產提供理論依據。[方法]通過小區(qū)試驗研究噴施草甘膦對抗草甘膦油菜各器官糖氮含量的影響。[結果]抽薹期噴施草甘膦，抗草甘膦油菜初花期、終花期和成熟期各器官的可溶性糖含量和可溶性糖總量均明顯增加；各器官的氮素含量和氮素總量明顯減少；各器官的糖氮比明顯提高。施N、施P、施K和不施肥條件下，噴施草甘膦上述各指標均有相似的變化趨勢。[結論]各器官中呈現出糖增氮降的變化可能主要是由于含氮物質合成能力的下降所致。

關鍵詞 油菜；草甘膦；糖氮積累

Effects of Spraying Glyphosate on Sugar-nitrogen Accumulation in Glyphosate-resistant Rapeseed

YUAN Quan1， DING Jin-feng2， ZUO Qing-song2， LENG Suo-hu2*

（1.Jiangsu Nong Min Pei Xun Xue Yuan， Suqian， Jiangsu 223800；2. Agricultural College of Yangzhou University， Yangzhou， Jiangsu 225009）

Abstract [Objective] The aim was to explore effects of spraying glyphosate on sugar-nitrogen accumulation in glyphosate-resistant rapeseed so as to provide theoretical basis for the breeding and production of herbicide-resistant rapeseed variety. [Method] We studied effects of spraying glyphosate on sugar-nitrogen accumulation in glyphosate-resistant rapeseed through field experiments. [Result] Spraying glyphosate on glyphosate-resistant rapeseed at bolting stage，soluble sugar content and total amount soluble sugar of various organs obviously increased at the beginning and ending of flower stage and maturing stage；nitrogen content and total amount nitrogen of various organs obviously reduced；the ratio of soluble sugar to N of various organs increased obviously. Under the conditions of N， P， K and no fertilizer application，the above indexes of spraying glyphosate had similar change tendency. [Conclusion] After spraying glyphosate， there is a tendency that various organs sugar increased and nitrogen reduced，which may be mainly due to the decline of the synthesis of nitrogen content matter.

Key words Rapeseed；Glyphosate；Sugar-nitrogen accumulation

油菜是世界上重要的油料作物之一，也是我國最主要的油料作物。發(fā)展油菜生產對保障食用植物油脂的安全供給有重要作用。油菜生長受多種因素的影響，雜草是主要障礙之一。據估計，中國每年由于雜草危害而造成的產量損失在10%～20%[1-2]。篩選和創(chuàng)制抗除草劑油菜是有效防除油菜田雜草的一項有效途徑[3]。目前，世界上應用較多的是轉基因抗草甘膦油菜。草甘膦在全球范圍內都是很重要的一種除草劑[4]。研究抗除草劑油菜的生理變化特性具有重要意義。Oard等[5]研究轉bar基因對水稻農藝性狀的影響，結果表明在不施用除草劑情況下，轉基因株系與原品種在抽穗期植株高度和稻谷產量上有顯著差異。段發(fā)平等[6]認為即使在最佳時期噴施合適濃度的除草劑，噴藥的抗性品種與對應未噴藥的品種相比較，單株產量仍然略有下降。除草劑對作物生理生化影響的研究主要集中在營養(yǎng)生長期[7-9]。李健等[10]認為抗除草劑油菜與對照苗期都有較好的抗旱能力、抗寒能力，兩者之間無顯著差異。一般認為，除草劑噴施作為一種逆境，植物會產生逆境適應，如乙草胺與賽克的適量混用可以增加大豆葉片的SOD活性，但是不同除草劑及其不同劑量對大豆葉片SOD活性的影響不同，有的促進有的降低其SOD活性[11]。有學者經過3年的試驗研究了葉面噴施草甘膦對抗草甘膦大豆固氮酶活性、氮素含量和產量的影響，結果表明葉片氮含量降低，產量降低，但對固氮影響不大[12]。國內外關于抗除草劑油菜的研究，多集中在抗性基因的獲得、基因導入方法、生物多樣性、生態(tài)安全性等，涉及抗除草劑油菜的生理性質的研究較少。鑒于此，筆者研究了噴施草甘膦對抗草甘膦油菜糖氮代謝的影響，旨在為抗除草劑油菜品種的選育和生產提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在揚州大學農學院試驗農場進行。土壤狀況：砂壤土，有機質11.3 g/kg，全氮1.0 g/kg，速效氮79.56 mg/kg，速效磷23.34 mg/kg，速效鉀116.25 mg/kg。

1.2 供試材料

抗草甘膦油菜品系N07由江蘇省農業(yè)科學院經濟作物研究所提供。草甘膦為鎮(zhèn)江江南化工有限公司生產的10%水劑，直接購于農藥市場。

1.3 試驗設計

采用小區(qū)設計。油菜育苗移栽，株距0.20 m，行距0.45 m，行寬2.40 m，小區(qū)面積32.4 m2，折合密度11.11萬株/hm2。施肥處理：設置N、P 、K、CK 4個肥料處理，施肥量均為純N、P2O5、K2O各 120 kg/hm2。肥料運籌方式為基苗和臺肥比例6∶4，氮肥施用尿素，磷肥施用過磷酸鈣，鉀肥施用氯化鉀。噴施草甘膦處理：在抽薹期（抽薹約10 cm，3月上旬，天氣晴朗，09∶30）噴施草甘膦，采用手持式小型噴霧器，制劑用藥量為15 kg/hm2，加水量為750 kg/hm2，田間噴施時加入少量洗衣粉。

1.4 測定項目與方法

氮素含量測定采用H2SO4-H2O2消化，半微量凱式定氮法[13]?？扇苄蕴菧y定采用80%乙醇提取-蒽酮比色法[14-15]。糖氮比=可溶性糖含量/氮素含量。

1.5 數據處理

試驗數據用Excel、SPSS 軟件進行分析。

2 結果與分析

2.1 噴施草甘膦對抗草甘膦油菜初花期各器官糖氮積累的影響

由表1可見，噴施草甘膦后可溶性糖含量和可溶性糖總量均高于未噴施草甘膦的處理，差異達到顯著水平。增施肥料均可提高可溶性糖含量和可溶性糖總量，其中以可溶性糖總量增加的幅度更大，各施肥處理均達顯著水平。各施肥處理間相比較，以增施N肥的效應最大。噴施草甘膦后，莖枝、葉片中氮素含量分別比未噴施草甘膦的處理下降，差異達到顯著水平。施N處理中，噴施草甘膦后，莖枝和葉片的糖氮比分別比未噴草甘膦的處理增加0.92和0.17，分別增加74.80%和9.50%，差異均顯著。噴施草甘膦后均增加了各器官的糖氮比。施P、施K和不施肥處理，噴施草甘膦后均會增加各器官的糖氮比。

2.2 噴施草甘膦對抗草甘膦油菜終花期各器官糖氮積累的影響

由表2可見，噴施草甘膦后可溶性糖含量和可溶性糖總量均高于未噴施草甘膦的處理，差異達到顯著水平。增施肥料均可提高可溶性糖含量和可溶性糖總量。各處理中，噴施草甘膦后，莖枝、葉片、角果中氮素含量分別比未噴施草甘膦的處理下降，差異達到顯著水平。無論是噴施草甘膦還是未噴施草甘膦，增施肥料都可增加植株中氮素含量和氮素總量。從增施肥料的效果來看，增施N肥效果最明顯。施N處理中，噴施草甘膦后，莖枝、葉片和角果的糖氮比分別比未噴草甘膦的處理增加0.35、0.11和0.08，分別增加18.42%、8.53%和6.78%，葉片中糖氮比增加顯著。噴施草甘膦后均增加了各器官的糖氮比。

2.3 噴施草甘膦對抗草甘膦油菜成熟期糖氮積累的影響

由表3可見，各處理中，噴施草甘膦后可溶性糖含量和可溶性糖總量均高于未噴施草甘膦的處理，差異達到顯著水平。增施肥料均可提高可溶性糖含量和可溶性糖總量。各施肥處理均達顯著水平。各處理中，噴施草甘膦后，主莖、分枝、果殼、籽粒中氮素含量分別比未噴施草甘膦的處理下降，差異達到顯著水平。無論是噴施草甘膦還是未噴施草甘膦，增施肥料都可增加植株中氮素含量和氮素總量。從增施肥料的效果來看，增施N肥效果最明顯。 施N處理中，噴施草甘膦后，主莖、分枝和果殼中的糖氮比分別比未噴施草甘膦的處理增加0.78、0.60和1.13，分別增加25.48%、22.34%和30.54%，增加均達顯著水平。施P、施K和不施肥處理，噴施草甘膦后均會增加各器官的糖氮比。

3 討論

雜草是危害油菜生產的主要障礙之一，培育和種植抗除草劑油菜是解決這一難題的有效途徑之一。但噴施除草劑后對抗除草劑油菜自身的影響尚少見報道。該研究以抗草甘膦油菜為材料，研究了噴施草甘膦對不同施肥條件下油菜糖氮代謝的影響。結果表明，與未噴施草甘膦的處理相比較，噴施草甘膦后抗草甘膦油菜各器官可溶性糖含量和總量均明顯增加；氮素含量和氮素積累量呈下降趨勢。噴施草甘膦后，由于植株體內呈現糖增氮降的現象，從而導致各器官糖氮比顯著提高。

草甘膦作為一種廣譜性的除草劑能夠快速高效地防除雜草，在大面積生產上被廣泛采用。大豆、油菜等作物上抗草甘膦品種的推廣使草甘膦的應用更為普遍。噴施草甘膦后雖然不影響抗草甘膦作物的正常生長發(fā)育，但對其生理代謝是否產生影響尚不明確。該研究表明，噴施草甘膦對抗草甘膦油菜來講也是一種逆境處理，但抗草甘膦油菜可以通過一系列的代謝過程來減輕草甘膦的不利影響。趙合句等[16]在常規(guī)油菜上研究指出，糖高氮低是生長弱勢的表現，其光合作用速率、NR活力等指標都較弱。有學者在大豆上研究也得出“葉面噴施草甘膦使抗草甘膦大豆葉片氮含量降低、產量降低”[12]的結論。草甘膦被抗草甘膦油菜所吸收后隨同化物傳導至整個植株，影響了葉綠素的合成和蛋白質的代謝，植株形成的光合產物用于合成蛋白質等含氮物質的量減少，從而以糖的形式存在于各器官中，增加了各器官的含糖量。含氮物質合成數量的減少又削弱了植株對氮素的需求，從而抑制植株對氮素的吸收和積累。因此，含氮物質的合成能力下降可能是導致植株體內糖高氮低的主要原因。

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