膜間噴施二甲戊靈對(duì)谷子幼苗葉片光合特性的影響

劉韶光，趙夏童，宋喜娥，郭平毅，原向陽，董淑琦，郭美俊

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，山西太谷 030801）

谷子屬禾本科一年生草本植物，具有抗旱、耐貧瘠和適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)[1]。谷子起源于我國，有7000多年的歷史[2]，是我國的主要農(nóng)作物，也是我國北方主要糧食作物之一[3]，在我國悠久的農(nóng)耕文明歷史中發(fā)揮過重要作用的主栽作物[4]，谷子糧草兼用的特征非常明顯，具有較高的食用和飼用價(jià)值。

在谷子悠久的栽培歷史中，谷子的生長(zhǎng)一直受到雜草的影響[5]。谷子田間雜草種類繁多，危害嚴(yán)重。單子葉雜草與谷子特性相似，不易鏟除。雜草對(duì)谷子生產(chǎn)具有很大的困擾，人工拔除雜草極為不便，且費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效果不明顯[6]，雜草與谷子會(huì)爭(zhēng)奪營養(yǎng)物質(zhì)，從而降低谷子的產(chǎn)量和質(zhì)量。每年谷子因雜草危害而引起的減產(chǎn)達(dá)到20%以上，嚴(yán)重時(shí)部分地區(qū)絕收[5]。化學(xué)除草是對(duì)谷子雜草最有效的防治手段[7]，化學(xué)除草不僅可節(jié)約勞動(dòng)力，而且有利于農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展[8]。但是谷子對(duì)除草劑較為敏感，對(duì)除草劑抗性差，極易影響谷子的生長(zhǎng)發(fā)育，甚至?xí)l(fā)生藥害，因此，適用于谷田的除草劑甚少，實(shí)際登記使用的產(chǎn)品少之又少，所以，除草劑在谷田還不能廣泛使用[9]。

二甲戊靈是世界上第三大除草劑，在國內(nèi)外應(yīng)用較廣[10]。該除草劑對(duì)人畜低毒，應(yīng)用廣泛，現(xiàn)主要應(yīng)用于玉米、棉花、大豆、花生、馬鈴薯以及蔬菜田，是一種選擇性土壤封閉除草劑[11]。其作用機(jī)制為破壞雜草種子的胚芽鞘，使其枯萎死亡，而在雜草萌發(fā)的幼芽初期噴霧處理用藥時(shí)，進(jìn)入雜草體內(nèi)的藥劑與微管蛋白結(jié)合，抑制雜草細(xì)胞的有絲分裂，破壞生長(zhǎng)點(diǎn)發(fā)育使其枯萎，從而造成雜草死亡[12]。

本試驗(yàn)旨在尋找田間覆膜與膜間噴施二甲戊靈相結(jié)合的最佳方式及最適劑量，最終力求篩選出更加安全的谷田除草劑施用方案并進(jìn)行推廣，從而推動(dòng)谷子現(xiàn)代化生產(chǎn)，提高谷子的競(jìng)爭(zhēng)力。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試藥劑為二甲戊靈（有效成分含量330g/L），由江蘇永安化工有限公司提供。

供試谷子品種為張雜谷10號(hào)（河北省張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育）和晉谷21號(hào)（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所提供）。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地土壤為碳酸鹽褐土，0～20 cm土層內(nèi)有機(jī)質(zhì)平均含量為23.87 g/kg，速效磷為9.49 mg/kg，速效鉀為109.7 mg/kg，速效氮為57.19 mg/kg，pH值為8.12。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2017年5—10月在山西省太谷縣申奉村進(jìn)行，試驗(yàn)田前茬作物為玉米。試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，播種時(shí)全程機(jī)械化覆膜、打孔、播種一次性完成地膜覆蓋栽培，播種深度為4 cm，密度為18萬株/hm2，行距50 cm，株距23 cm。在播種前，將750 kg/hm2的復(fù)合肥均勻撒播并摻混到土壤中。播種后1～3 d內(nèi)施用除草劑，選晴朗無風(fēng)的10：00進(jìn)行各劑量梯度的噴施，除草劑的用量如表1所示。通過塑料地膜之間的定向噴霧器施加除草劑，并且使用配備有統(tǒng)一型號(hào)噴壺噴藥。每個(gè)試驗(yàn)區(qū)面積為3.4 m×10 m。

表1 除草劑的用量情況

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.4.1 葉綠素含量的測(cè)定 取谷子從上至下第2片葉片，絞碎，稱量0.1 g放入裝有10 mL乙醇（96%）的試管中（含有塞子），在室溫?zé)o光環(huán)境處理24 h，分別測(cè)定 OD470，OD649，OD665吸光度值，采用高俊鳳[13]的方法來進(jìn)行光合色素含量的計(jì)算。

1.4.2 光合參數(shù)的測(cè)定 在膜間噴藥后，待谷子出苗穩(wěn)定后進(jìn)入苗期，選擇晴天10：00—11：00采用便攜式光合儀（CI-340，思愛迪生態(tài)科學(xué)儀器有限公司）在田間選定活體測(cè)量谷子從上至下第2葉片光合特性，即氣孔導(dǎo)度（Gs）、胞間 CO2濃度（Ci）、凈光合速率（Pn）和蒸騰速率（Tr）。

1.5 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)

采用Excel 2010與SAS 9.4軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，并應(yīng)用LSD法進(jìn)行數(shù)據(jù)的多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 二甲戊靈對(duì)2種谷子幼苗葉片光合色素含量的影響

表2 2種谷子幼苗膜間噴施二甲戊靈對(duì)光合色素的影響 mg/g

由表2可知，不同處理下，晉谷21號(hào)和張雜谷10號(hào)倒二葉的葉綠素含量隨著噴施劑量的增加均呈現(xiàn)不同程度降低。二甲戊靈處理的晉谷21號(hào)，T4，T3處理后的葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素和色素總含量與CK間差異均達(dá)到顯著水平，T4處理時(shí)達(dá)到最低，與CK相比分別顯著降低13.37%，39.53%，17.24%和17.31%。T2處理后的葉綠素b、色素總含量與CK間差異達(dá)到顯著水平，較CK分別降低18.60%，11.66%。二甲戊靈處理的張雜谷10號(hào)，T4處理后的葉綠素a、類胡蘿卜素含量與其他處理間差異均達(dá)到顯著水平，各處理的葉綠素b含量與CK間差異顯著，T4，T3處理后的色素總含量與CK間差異達(dá)到顯著水平，較CK分別降低18.77%，8.53%。

2.2 二甲戊靈對(duì)2種谷子幼苗葉片凈光合速率的影響

由圖1可知，不同劑量二甲戊靈處理下，張雜谷10號(hào)、晉21號(hào)各處理組的谷子幼葉葉片凈光合速率與CK相比皆有所下降。二甲戊靈的劑量越高，凈光合速率越小，張雜谷10號(hào)的T1，T2，T3，T4處理與CK相比凈光合速率分別降低了4.06%，16.13%，20.62%，27.38%，T1與 CK 間差異不顯著，T2，T3，T4處理與CK間差異顯著。晉谷21號(hào)的T1，T2，T3，T4處理與CK相比凈光合速率分別降低了0.56%，3.09%，12.13%，19.99%，T1和T2處理與CK間差異不顯著，T3和T4處理與CK間差異顯著。二甲戊靈對(duì)晉谷21號(hào)凈光合速率的影響相對(duì)張雜谷10號(hào)而言相對(duì)較小。

2.3 二甲戊靈對(duì)2種谷子幼苗葉片蒸騰速率的影響

由圖2可知，在噴施不同劑量二甲戊靈的2種谷子各個(gè)處理組的幼葉葉片蒸騰速率與CK相比皆有所下降。蒸騰速率隨二甲戊靈劑量的增加呈逐漸減小趨勢(shì)，張雜谷10號(hào)的處理組與CK的蒸騰速率均差異顯著，較CK分別降低了9.62%，21.04%，27.12%，28.45%。晉谷21號(hào)的處理組與CK相比，蒸騰速率分別降低了 6.27%，30.04%，26.47%，48.41%，T1處理與CK相比差異不顯著，T2，T3和T4處理與CK間差異顯著。低劑量處理對(duì)2種谷子幼苗葉片蒸騰速率的影響較小。膜間噴施二甲戊靈對(duì)晉谷21號(hào)蒸騰速率的影響相對(duì)張雜谷10號(hào)而言影響較大。

2.4 二甲戊靈對(duì)2種谷子幼苗葉片氣孔導(dǎo)度的影響

由圖3可知，在噴施不同劑量二甲戊靈的2種谷子各個(gè)處理組的幼葉葉片氣孔導(dǎo)度與CK相比起初有所上升，但隨著二甲戊靈劑量的逐漸增大，氣孔導(dǎo)度逐漸減小，張雜谷10號(hào)的T1和T2處理與CK相比分別上升了12.55%，1.27%，而T3和T4處理與CK相比氣孔導(dǎo)度分別下降了11.31%和21.90%，T2處理與 CK相比差異不顯著，T1，T3，T4處理與CK相比差異顯著。晉谷21號(hào)的T1和T2處理與CK相比分別上升了10.77%，34.40%，但T1和T2處理與CK相比差異顯著，而T3和T4處理與CK相比氣孔導(dǎo)度分別下降了1.50%，15.83%，且T3與CK相比差異不顯著，T4與CK相比差異顯著。T1與T2處理對(duì)張雜谷10號(hào)谷子幼苗葉片氣孔導(dǎo)度的影響相對(duì)較小。其中，T4處理對(duì)張雜谷10號(hào)、晉谷21號(hào)谷子幼苗葉片氣孔導(dǎo)度的影響相對(duì)較大。

2.5 二甲戊靈對(duì)2種谷子幼苗葉片胞間CO2濃度的影響

氣孔是植物葉片和外界進(jìn)行氣體交換的主要通道，能夠調(diào)節(jié)植物的Gs和光合作用[14]。由圖4可知，在噴施不同劑量二甲戊靈的2種谷子各個(gè)處理組的胞間CO2濃度與CK相比皆有所上升。谷子幼苗葉片胞間CO2濃度隨著二甲戊靈劑量的增大呈逐漸增大趨勢(shì)，張雜谷10號(hào)的處理組與CK相比胞間CO2濃度分別上升了3.89%，24.04%，43.32%，71.33%，T1處理與 CK相比差異不顯著，T2，T3，T4處理與CK相比差異顯著。晉谷21號(hào)的處理組與CK相比胞間CO2濃度整體趨勢(shì)是上升的，但是T1處理與CK相比下降了0.20%，且T1與CK相比差異不顯著，T2，T3，T4處理與CK相比分別上升了10.73%，33.75%，57.28%，T2，T3，T4 處理與 CK 相比差異顯著。其中，T1與T2處理對(duì)2種谷子幼苗葉片胞間CO2濃度的影響相對(duì)較小。二甲戊靈對(duì)晉谷21號(hào)胞間CO2濃度的影響相對(duì)張雜谷10號(hào)而言相對(duì)較小。

3 結(jié)論與討論

葉綠素含量可以有效地反映出該植物光合作用的強(qiáng)弱[15]。光合作用關(guān)乎著植物的生長(zhǎng)和發(fā)育，是植物體內(nèi)最重要的生化過程[16]，它是作物產(chǎn)量的最主要原動(dòng)力[17]，其也可以對(duì)植物抗逆性的強(qiáng)弱起到一定的指示作用[18]。膜間噴施二甲戊靈對(duì)光合色素的各個(gè)成分影響均不顯著，但是高劑量二甲戊靈對(duì)色素總含量有所影響，與CK相比差異顯著，總含量有所下降。3，6 L/hm2劑量的二甲戊靈均可以使用。

谷子90%的干物質(zhì)是來自于光合作用，光合參數(shù)可以有效的反映出植物光合能力強(qiáng)弱[19-20]。3，6 L/hm2劑量處理對(duì)谷子幼苗葉片凈光合速率的影響較小。二甲戊靈對(duì)晉谷21號(hào)凈光合速率的影響相對(duì)張雜谷10號(hào)而言相對(duì)較小。低劑量處理對(duì)2種谷子幼苗葉片蒸騰速率的影響較小，膜間噴施二甲戊靈對(duì)晉谷21號(hào)蒸騰速率的影響相對(duì)張雜谷10號(hào)影響較大。其中，12 L/hm2劑量的二甲戊靈對(duì)張雜谷10號(hào)、晉谷21號(hào)幼苗葉片氣孔導(dǎo)度的影響相對(duì)較大，3，6 L/hm2劑量的二甲戊靈對(duì)張雜谷10號(hào)谷子幼苗葉片氣孔導(dǎo)度的影響相對(duì)較小。二甲戊靈對(duì)晉谷21號(hào)胞間CO2濃度的影響相對(duì)張雜谷10號(hào)而言較小。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，膜間噴施二甲戊靈使晉谷21號(hào)和張雜谷10號(hào)幼苗葉片的光合特性參數(shù)產(chǎn)生了不同程度的動(dòng)態(tài)變化，3～9 L/hm2劑量的二甲戊靈膜間噴施后，2個(gè)品種谷子葉片凈光合速率均下降，除張雜谷10號(hào)的6 L/hm2處理與CK間差異顯著外，其余劑量與CK間無顯著差異，9～12 L/hm2劑量的二甲戊靈均對(duì)2個(gè)品種谷子的凈光合速率產(chǎn)生影響。綜上所述，膜間噴施二甲戊靈在3～9 L/hm2劑量時(shí)，可在張雜谷10號(hào)、晉谷21號(hào)谷田使用，二甲戊靈劑量＞9 L/hm2時(shí)對(duì)谷子的光合特性有明顯的抑制作用。