低溫脅迫下30%噻蟲嗪懸浮種衣劑對(duì)春小麥幼苗生長及生理的影響

張海英 呂和平 李建軍 郭致杰

摘要：為了明確低溫條件下30%噻蟲嗪懸浮種衣劑不同劑量對(duì)春小麥生長的安全性及對(duì)生理生化指標(biāo)的影響，以其不同劑量包衣的春小麥為研究對(duì)象，測(cè)定了低溫脅迫下春小麥株高、根長、地上鮮重、地下鮮重及葉片中葉綠素、可溶性糖、丙二醛含量的變化。結(jié)果表明，100 kg春小麥種子用30%噻蟲嗪懸浮種衣劑50 g包衣，在晝/夜溫度為20 ℃/10 ℃、15 ℃/5 ℃條件下，能增加春小麥的株高和地上鮮重。但當(dāng)脅迫溫度降低、包衣劑用量增加時(shí)，春小麥的生長、葉綠素含量及可溶性糖的生成受到抑制，丙二醛的含量增加，且隨著溫度越低包衣濃度越大，抑制作用越明顯，春小麥?zhǔn)艿降膫σ苍絿?yán)重。用新煙堿類噻蟲嗪懸浮種衣劑包衣后，在春季播種時(shí)，以推薦劑量的低劑量包衣種子為宜。

關(guān)鍵詞：低溫脅迫;30%噻蟲嗪懸浮種衣劑;春小麥;生長發(fā)育;生理特性

中圖分類號(hào)：S512.1;S351.1? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B? 文章編號(hào)：1001-1463（2019）05-0010-08

Abstract：In order to indicate the safety of 30% thiamethoxazine seed-coating suspension agent with different doses to spring wheat and the effect of photosynthetic and biochemical indexes of spring wheat seedling under chilling stress. Spring wheat coated with different concentrations as study objects， the changes of plant height， root length， upper fresh weight， root fresh weight， and the contents of chlorophyll， soluble sugar and malondialdehyde in leaves of spring wheat under chilling stress were measured. The results showed that the plant height and upper fresh weight of spring wheat could be increased by coating 100 kg seeds with 30% thiamethoxazine seed-coating suspension agent 50 g at 20 ℃/10 ℃ and 15 ℃/5 ℃. However， when the stress temperatures decreased and the doses of thiamethoxam seed-coating increased，the growth of wheat，the content of chlorophyll and soluble sugar in wheat leaves were inhibited， and the content of MDA in wheat leaves increased，and the lower temperatures and the greater coating concentrations， the more obvious the inhibition， and the more serious the injury to spring wheat. Therefore， spring wheat coated with 30% thiamethoxazine seed-coating suspension agent should be coated at low recommended dosage when sowing in spring.

Key words：Chilling stress;30% thiamethoxazine seed-coating suspension agent;Spring wheat;Growth and development;Physiological characteristics

噻蟲嗪（thiamethoxam）是一種具有優(yōu)異活性的二代新煙堿類殺蟲劑，不僅具有觸殺、內(nèi)吸、胃毒、拒食和驅(qū)避作用，而且對(duì)刺吸式口器昆蟲如蚜蟲 、葉蟬和飛虱類等害蟲具有非常好的防治效果[1 - 4 ]。該藥劑不僅適用于作物的莖葉和土壤處理，而且尤以種子處理防效最佳[5 ]。有研究報(bào)道，該藥劑拌種及包衣對(duì)春小麥蚜蟲具有很好的防治效果，且對(duì)春小麥生長安全[6 - 9 ]。

近幾年春小麥春季低溫凍害大面積發(fā) 生[10 - 12 ]，特別是在北方寒溫帶地區(qū)，如黑龍江、吉林、內(nèi)蒙古、遼寧、新疆、甘肅、青海等省區(qū)，春季受延遲性低溫影響，按傳統(tǒng)季節(jié)播種，作物使用種衣劑極易受到藥 害[13 ]。為了明確低溫條件下噻蟲嗪懸浮種衣劑對(duì)春小麥出苗及生長的安全性，我們以30%噻蟲嗪懸浮種衣劑不同劑量包衣的春小麥為研究對(duì)象，通過測(cè)定低溫脅迫下春小麥株高、根長、地上鮮重、地下鮮重及葉片中葉綠素、可溶性糖、丙二醛的含量，以明確春小麥在低溫脅迫下噻蟲嗪不同濃度處理后的生長發(fā)育及生理生化指標(biāo)的變化特征，分析低溫條件下30%噻蟲嗪懸浮種衣劑對(duì)春小麥生長的安全濃度范圍，為該藥劑在春小麥春季播種時(shí)的安全使用提供科學(xué)依據(jù)。

1? ?材料和方法

1.1? ?試驗(yàn)材料

指示春小麥品種為隴春26號(hào)，由甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究所選育并提供。供試藥劑為30%噻蟲嗪懸浮種衣劑，由吉林省八達(dá)農(nóng)藥有限公司生產(chǎn)并提供。

1.2? ?試驗(yàn)方法

1.2.1? ? 種子包衣? ? 選擇大粒飽滿的春小麥種子，將小粒、秕粒、病粒、碎粒挑出，每100 kg種子用35%噻蟲嗪懸浮種衣劑分別以劑量50、100、150 g包衣，將包好的春小麥種子在自然條件下風(fēng)干后，按不同處理播種于塑質(zhì)花盆內(nèi)，每處理設(shè)6次重復(fù)，每重復(fù)50 粒，設(shè)無藥劑空白為對(duì)照。

1.2.2? ? 生長指標(biāo)測(cè)定? ? 將已播種花盆置于人工培養(yǎng)箱，在25 ℃/20 ℃（晝/夜）下培養(yǎng) 60 h （種子萌動(dòng)）后分別置于人工氣候箱（晝/夜）20 ℃/10 ℃，15 ℃/5 ℃，10 ℃/0 ℃內(nèi)生長，15 d后測(cè)定不同處理下春小麥幼苗的株高、根長、地上鮮重、地下鮮重，每處理隨機(jī)測(cè)量樣苗60株，計(jì)算平均值。

1.2.3? ? 葉綠素、可溶性糖及丙二醛含量測(cè)定

將播種好的春小麥置于人工培養(yǎng)箱 25 ℃/ 20 ℃（晝/夜）培養(yǎng) 60 h （種子萌動(dòng)）后，分別置于人工氣候箱（晝/夜）20 ℃/10 ℃，15 ℃/5 ℃，10 ℃/0 ℃下生長，15 d后測(cè)定葉綠素、可溶性糖及丙二醛含量。葉綠素含量測(cè)定采用丙酮直接浸取法，可溶性糖含量的測(cè)定采用蒽酮比色法，丙二醛含量采用0.6%硫代巴比妥酸顯色法。

1.3? ?數(shù)據(jù)整理與計(jì)算

將調(diào)查數(shù)據(jù)資料導(dǎo)入計(jì)算機(jī)，利用Excel 2003進(jìn)行整理，用DPS3.01數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析，采用鄧肯氏新復(fù)極差（DMRT）法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

2? ?結(jié)果與分析

2.1? ?對(duì)春小麥幼苗生長發(fā)育的影響

由表1可以看出，30%噻蟲嗪懸浮種衣劑包衣，不同處理間春小麥的株高、根長、地上鮮重和地下鮮重隨著包衣劑用量的增大逐漸降低。在相同劑量處理下，各生長指標(biāo)則隨著脅迫溫度的不斷降低而降低，在晝/夜溫度 20 ℃/ 10 ℃和15 ℃/5 ℃條件下，50 g/100 kg種子能增加春小麥的株高和地上鮮重，與空白對(duì)照間存在顯著差異;但在10 ℃/0 ℃的溫度條件下，尤其包衣劑量為100 g/100 kg種子和150 g/100 kg種子的處理明顯抑制了春小麥的株高、根長、地上鮮重和地下鮮重，與空白對(duì)照間存在顯著差異?？梢姡蜏孛{迫會(huì)促使高濃度劑量的噻蟲嗪對(duì)春小麥的生長發(fā)育產(chǎn)生抑制作用。

2.2  ?低溫脅迫下不同劑量30%噻蟲嗪懸浮種衣劑對(duì)春小麥葉綠素含量的影響

由圖1可以看出，用30%噻蟲嗪懸浮種衣劑對(duì)春小麥種子包衣后，在晝/夜溫度為20 ℃/10 ℃條件下，50 g/100 kg種子和100 g/100 kg種子2個(gè)處理能增加春小麥葉綠素的含量，而高劑量（150 g/100 kg）種子的處理明顯抑制了春小麥葉綠素含量的增加，與空白對(duì)照間存在極顯著差異。隨著脅迫溫度的降低，葉綠素含量也隨之下降，不同劑量包衣處理的春小麥葉綠素含量明顯低于空白對(duì)照，而且隨著包衣劑用量的不斷增大，葉綠素含量也逐漸降低。高劑量（150 g/100 kg）種子處理的抑制作用最明顯，與空白對(duì)照間存在極顯著差異。說明在20 ℃/10 ℃條件下，用30%噻蟲嗪懸浮種衣劑包衣春小麥的劑量在（50～100 g）/100 kg種子時(shí)能促進(jìn)葉綠素含量的增加，而高劑量則會(huì)影響葉綠素的生成。低溫脅迫后，不僅能影響到春小麥葉綠素含量的增加，而且低溫還能促使高劑量的噻蟲嗪對(duì)春小麥葉綠素的合成產(chǎn)生抑制作用。

2.3? ?對(duì)春小麥可溶性糖含量的影響

由圖2可以看出，30%噻蟲嗪懸浮種衣劑包衣春小麥后，隨著脅迫溫度的逐漸降低相同劑量處理的可溶性糖含量增加，說明在低溫脅迫下春小麥可以通過增加體內(nèi)的可溶性糖含量來維持滲透平衡，達(dá)到一定的耐寒性。但在相同溫度條件下，隨著劑量的增加而降低，且在脅迫溫度為15 ℃/5 ℃和10 ℃/0 ℃時(shí)，100 g/100 kg種子和150 g/100 kg種子2個(gè)處理明顯抑制了春小麥可溶性糖含量的增加，與空白對(duì)照間存在極顯著差異。這可能是由于低溫脅迫促進(jìn)了高劑量濃度噻蟲嗪對(duì)春小麥自身代謝的干擾，進(jìn)而抑制了可溶性糖量的積累。

2.4? ?對(duì)春小麥幼苗丙二醛含量的影響

由圖3可以看出，30%噻蟲嗪懸浮種衣劑包衣春小麥后，在相同溫度條件下，不同劑量對(duì)春小麥丙二醛含量的影響隨著包衣劑用量的增加而不斷增大，與空白對(duì)照間存在極顯著差異。當(dāng)脅迫溫度降低時(shí)，丙二醛含量也不斷增加，尤其溫度越低增加越明顯，并且以100 g/100 kg種子和150 g/100 kg種子處理的春小麥丙二醛含量增加顯著，與空白對(duì)照間存在極顯著差異。由此說明，用30%噻蟲嗪懸浮種衣劑包衣時(shí)，高劑量不僅對(duì)春小麥能產(chǎn)生一定的傷害，而且在低溫脅迫條件下，噻蟲嗪高劑量包衣春小麥種子還能促進(jìn)春小麥丙二醛含量的進(jìn)一步增加，從而產(chǎn)生更重的傷害。

3? ?結(jié)論與討論

種衣劑的應(yīng)用在農(nóng)作物輕簡化生產(chǎn)和病蟲害防治方面發(fā)揮了重要作用，但不同的種衣劑藥劑成分和含量對(duì)作物的生長發(fā)育影響也不盡相同。許海濤等[14 ]研究表明，20%?！た藨腋》N衣劑可顯著促進(jìn)玉米地上部生長，使玉米根系發(fā)達(dá)，根條數(shù)增加，植株的抗倒能力增強(qiáng)。李紀(jì)白等[15 ]的研究也表明，經(jīng) 20%克百威·福美雙種衣劑和27%克百威·吡蟲啉·福美雙種衣劑處理后，玉米苗期的株高、 根長、鮮重、葉面積均有不同程度的增加，但干重變化不大。本研究發(fā)現(xiàn)，30%噻蟲嗪懸浮種衣劑包衣春小麥，低劑量能增加春小麥的株高和地上鮮重，但當(dāng)包衣劑量增加時(shí)會(huì)抑制春小麥的生長發(fā)育且株高、根長、地上鮮重和地下鮮重隨著包衣劑量的增大逐漸降低，這與王漢芳等[16 ]報(bào)道的烯唑醇種衣劑包衣春小麥用藥劑量越大，與對(duì)照相比苗高相差越多，以及田體偉等[17 ]報(bào)道的高濃度戊唑醇包衣春小麥后對(duì)根的影響比較大，根的長度、數(shù)量、干重和鮮重都會(huì)降低的結(jié)論基本一致。鄭鐵軍[18 ]應(yīng)用5%烯唑醇微粉種衣劑包衣玉米，發(fā)現(xiàn)萌動(dòng)期遇到低溫對(duì)玉米幼苗生長影響較大，幼苗發(fā)育遲緩，株高平均降低 3.5 cm，百株鮮重降低 47.5 g，百株干重降低 6.25 g。本研究也發(fā)現(xiàn)，低溫脅迫會(huì)促使高濃度劑量噻蟲嗪對(duì)春小麥的生長發(fā)育產(chǎn)生抑制作用，并且溫度越低抑制越明顯，說明低溫脅迫會(huì)影響種衣劑對(duì)作物的生長發(fā)育。因此，種子包衣或許對(duì)作物有益，或許對(duì)作物有害，這還與種衣劑中不同的藥劑成分及用量有關(guān)。低溫也是影響種衣劑對(duì)作物產(chǎn)生抑制作用的因素之一，要想使種衣劑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮作用，用藥成分、用量及溫度都要考慮周全。

葉綠素是反映植物葉片光合作用能力強(qiáng)弱的重要生理指標(biāo)，其含量的多少直接影響植物的光合作用速率[19 ]。本研究表明，使用30%噻蟲嗪懸浮種衣劑包衣春小麥，隨著脅迫溫度的不斷降低，春小麥葉綠素的含量也逐漸下降，這與張靜等[20 ]的低溫脅迫使番茄幼苗葉片內(nèi)葉綠素含量持續(xù)下降和曲弨琪等[21 ]低溫脅迫對(duì)葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響顯著，隨溫度的降低及脅迫時(shí)間的延長其葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著降低的結(jié)論基本一致。魏晨等[22 ]研究發(fā)現(xiàn)，70%吡蟲啉水分散粒劑種衣劑用量高于5 g/kg 時(shí)會(huì)使玉米葉綠素含量顯著下降，葉部出現(xiàn)藥害。李紀(jì)白等[15 ]的研究也表明，不同種衣劑包衣玉米，葉綠素含量的降幅與藥劑濃度呈正相關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)，噻蟲嗪種衣劑包衣春小麥后，隨著包衣劑用量的增加，葉綠素含量也逐漸下降，脅迫溫度不斷降低時(shí)葉綠素含量下降更明顯，說明低溫脅迫和高濃度農(nóng)藥脅迫同時(shí)作用時(shí)，會(huì)加劇抵制春小麥葉綠素的生成。

植物細(xì)胞的滲透調(diào)節(jié)作用是植物適應(yīng)環(huán)境、增強(qiáng)抗逆性的基礎(chǔ)，可溶性糖是很多植物主要的滲透調(diào)節(jié)劑。植物為了適應(yīng)逆境條件，也會(huì)主動(dòng)積累一些可溶性糖，來降低滲透勢(shì)和冰點(diǎn)，以此適應(yīng)外界環(huán)境條件的變 化[23 ]。姜麗娜等[24 ]研究表明，春小麥孕穗期低溫脅迫后葉片中的可溶性糖含量明顯高于對(duì)照;朱政等[25 ]研究表明，低溫脅迫可以使茶葉中可溶性糖含量增加;趙明明等[26 ]的研究也表明冬青葉片中可溶性糖含量均隨著處理溫度的降低而增加;姚遠(yuǎn)等[27 ]的研究也發(fā)現(xiàn)，低溫脅迫后木薯幼苗葉片可溶性總糖的含量升高了，且可溶性糖的含量與品種的耐寒性呈正相關(guān)關(guān)系。本研究表明，用30%噻蟲嗪懸浮種衣劑包衣春小麥，當(dāng)脅迫溫度不斷降低時(shí)，同一劑量處理的春小麥可溶性糖含量逐漸增加，這與前人的相關(guān)研究基本一致。但本研究還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)脅迫溫度為15 ℃/5 ℃和10 ℃/0 ℃、30%噻蟲嗪懸浮種衣劑包衣劑量為中高劑量時(shí)，春小麥可溶性糖的含量反而逐漸降低，與空白對(duì)照間存在極顯著差異，這與余月書等[28 ]的苯醚甲環(huán)唑800 mg/kg高濃度能顯著抑制萱草可溶性糖含量的結(jié)果相似，也許是由于高劑量的農(nóng)藥對(duì)春小麥自身代謝產(chǎn)生了干擾，使可溶性糖含量降低，同時(shí)低溫脅迫的作用又進(jìn)而加劇抑制了可溶性糖含量的積累。

植物在逆境條件下會(huì)產(chǎn)生大量的活性氧，活性氧很容易使植物細(xì)胞內(nèi)膜發(fā)生過氧化作用或脫脂作用，而丙二醛則是細(xì)胞內(nèi)膜脂過氧化或脫脂的產(chǎn)物，會(huì)嚴(yán)重地?fù)p傷細(xì)胞的生物膜[29 ] ，因此，其含量多少可以反映生物膜的危害程度，植物組織中丙二醛含量越多說明由于逆境脅迫下生物膜上的脂質(zhì)過氧化越嚴(yán)重，受到的傷害也越嚴(yán)重[30 ]。研究表明，低溫脅迫會(huì)使春小麥、玉米、烤煙、番茄、油棕等植物的丙二醛含量增加，加劇植株膜脂過氧化作用，使植株受到一定的傷害[20， 24， 31 - 37 ]。本研究表明，用30%噻蟲嗪懸浮種衣劑春小麥包衣后，當(dāng)脅迫溫度降低、包衣劑用量增加時(shí)，丙二醛含量也不斷增加，尤其溫度越低、包衣劑量越高時(shí)增加越明顯，說明低溫脅迫和高劑量農(nóng)藥脅迫會(huì)同時(shí)加劇對(duì)春小麥的傷害，因此，春季低溫條件播種春小麥時(shí)，應(yīng)用新煙堿類30%噻蟲嗪懸浮種衣劑進(jìn)行種子包衣，以推薦劑量的低劑量為宜。

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（本文責(zé)編：鄭立龍）

收稿日期：2019 - 03 - 12

基金項(xiàng)目：公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目（201503125-06）;甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院科研條件建設(shè)及成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目（2017GAAS24）;甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新專項(xiàng)（2012GAAS07-1）資助。

作者簡介：張海英（1978 — ），女，甘肅榆中人，副研究員，研究方向?yàn)檗r(nóng)作物病蟲害綜合防治及新農(nóng)藥開發(fā)。Email：haiwazhang@gsagr.ac.cn。

通信作者：呂和平（1965 — ），男，山東萊西人，研究員，研究方向?yàn)檗r(nóng)作物病蟲害綜合防治及新農(nóng)藥開發(fā)。Email：1950838470@qq.com。