不同濃度苯磺隆對射干光合特性的影響研究

郝健博

（新絳縣泉掌鎮(zhèn)人民政府，山西 新絳 043100）

1 前言

1.1 射干的形態(tài)，特征，生長特性

射干屬于植物界被子植物門單子葉植物綱百合亞綱的鳶尾科，是多年生的草本植物。高50～120 cm，根莖鮮黃色，須根多數(shù)，莖直立，葉2 列，扁平，嵌疊狀廣劍形，長25～60 cm，寬2～4 cm，綠色，常帶白粉，先端漸尖，基部抱莖，葉脈平行。總狀花序頂生，二叉分歧；花梗基部具膜質(zhì)苞片，苞片卵形至卵狀披針形，長1 cm；花直徑3～5 cm，花被6，2 輪，內(nèi)輪3 片較小，花被片橢圓形，長2～2.5 cm，寬約1 cm，先端鈍圓，基部狹，橘黃色而具有暗紅色斑點(diǎn)；雄蕊3，短于花被，花藥外向；子房下拉，3 室?；ㄖ魻?，柱頭淺3 裂。蒴果橢圓形，長2.5～3.5 cm，具3 棱，成熟時3 瓣裂。種子黑色，近球形。花期7 月—9 月，果期8 月—10 月。

1.2 苯磺隆的作用機(jī)理

苯磺隆是一種高效、低毒的除草劑，屬于選擇性內(nèi)吸收傳導(dǎo)型磺酰脲類除草劑，是側(cè)鏈氨基酸生物合成抑制劑，可作莖葉處理，主要用于麥類（冬小麥、春小麥、大麥等）作物田中防除闊葉雜草，是目前國內(nèi)外針對頑固闊葉雜草最先進(jìn)的麥田除草劑之一。苯磺隆為選擇性內(nèi)吸傳導(dǎo)型除草劑，可被雜草的根、葉吸收，并在植株體內(nèi)傳導(dǎo)。通過抑制乙酰乳酸合成酶（ALS）的活性，從而影響支鏈氨基酸（如：亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸等）的生物合成。植物受害后表現(xiàn)為生長點(diǎn)壞死、葉脈失綠，植物生長受到嚴(yán)重抑制、矮化，最終全株枯死。敏感雜草吸收藥劑后立即停止生長，1～3 周后死亡。

1.3 本研究的選題依據(jù)及意義

射干是一種用量廣泛的中藥材，多年來一直暢銷，由于用量不斷遞增，貨源緊缺，價格不斷上漲，為了提高射干的產(chǎn)量和質(zhì)量，大量使用人工除草，而人工除草效率低，浪費(fèi)了大量的人力、物力。化學(xué)除草劑作為一項(xiàng)新型的應(yīng)用技術(shù)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中起到越來越重要的作用。通過此實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出幾種適用于射干種植地里的除草劑。為射干種植管理及除草提供一些有效的數(shù)據(jù)參考及理論依據(jù)。

2 實(shí)驗(yàn)材料與方法

2.1 實(shí)驗(yàn)材料

射干、10%的苯磺隆可濕性粉劑。

2.2 試驗(yàn)田基本情況

射干對土壤的要求不高，以地勢高、排水良好、土層肥沃深厚的中性或微酸性的沙質(zhì)土壤為宜，低洼易積水地不適宜種植，土壤含水過多易引起根系腐爛。

2.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

該實(shí)驗(yàn)為單因素完全隨機(jī)區(qū)組實(shí)驗(yàn)，苯磺隆10%的可濕性粉劑處理共設(shè)4 個濃度梯度，分別為0 g/hm2（CK）、11.25 g/hm2、22.50 g/hm2、45.00 g/hm2、90.00 g/hm2；對照（CK）噴施等量的清水。噴藥時間為8 時—11 時（晴朗，無風(fēng)），將苯磺隆溶入裝有50 mL 水的噴壺內(nèi)進(jìn)行葉面噴施。

2.4 測定指標(biāo)和計(jì)算方法

2.4.1 光合作用參數(shù)的測定

在噴藥后第3 d 的9 時—11 時，選擇不同植株上長勢相近、葉位相同的3 個射干葉片（標(biāo)記）作為一個處理，用美國思愛迪公司生產(chǎn)的CI- 340 光合測定儀，于9 時—11 時選擇晴朗無風(fēng)天氣測定凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、氣孔導(dǎo)度（Gs）和胞間CO2濃度（Ci），測定時光強(qiáng)為（800±50）μmol-2s- 1，溫度為（31+2）℃，CO2濃度為（380±30）μmol/mol。

2.4.2 葉綠素含量的測定

根據(jù)葉綠體色素提取液對可見光譜的吸收，利用分光光度計(jì)在某一特定波長測定其吸光度，即可計(jì)算出提取液中各色素的含量。

實(shí)驗(yàn)過程：取新鮮的射干葉片，在實(shí)驗(yàn)室把葉片剪碎，放入裝有80%丙酮溶液的試管中，及時用橡膠塞密封，并且搖勻放置在暗處浸泡處理24 h，于第2 天用分光光度計(jì)進(jìn)行數(shù)據(jù)測定。記錄數(shù)據(jù)，并繪制柱形圖。

3 結(jié)果與分析

3.1 光合指標(biāo)的圖形分析

3.1.1 不同劑量對射干葉片凈光合速率的影響

由圖1 可以看出，苯磺隆對射干的生長是有危害的，具體的指標(biāo)變化對應(yīng)了不同的藥劑濃度，有的低濃度即可以對射干產(chǎn)生效應(yīng)，有些是變化不大，下面對其進(jìn)行藥效分析。

由圖1 可知, 使用除草劑后射干的凈光合速率分別降低了19%、24%、26%、27%。這是由于磺酰脲類除草劑易被植物的根、葉吸收，在木質(zhì)部和韌皮部傳導(dǎo), 抑制乙酰乳酸合成酶（ALS）。乙酰乳酸合成酶是支鏈氨基酸纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸生物合成的一個關(guān)鍵酶，抑制光合電子傳遞鏈，隨著苯磺隆的濃度增加射干的凈光合速率不斷下降。

3.1.2 不同劑量苯磺隆對射干葉片胞間CO2濃度的影響

由圖2 可知，隨著苯磺隆濃度的增加，使得葉片細(xì)胞間二氧化碳濃度第一個呈現(xiàn)降低，而后3 個都升高。第一個降低2.8%。后面分別升高1.5%、5.4%、6.8%。

3.1.3 不同劑量的苯磺隆對射干葉片蒸騰速率的影響

由圖3 可知，前兩個濃度的蒸騰速率在升高，而后2 個在下降，說明前2 個是非氣孔關(guān)閉影響，而后兩者是因?yàn)闈舛仍黾拥揭欢ǚ秶鷷谷~片氣孔關(guān)閉，而導(dǎo)致蒸騰速率下降。分別下降為0.9%、14.3%、20%、31%。

3.1.4 不同劑量的苯磺隆對射干葉片氣孔導(dǎo)度的影響

由圖4 得出，苯磺隆對射干的氣孔導(dǎo)度有影響，使得氣孔導(dǎo)度分別下降2.2%、11.2%、21.5%、33.5%。氣孔導(dǎo)度表示的是氣孔張開的程度，影響光合作用，呼吸作用及蒸騰作用。植物在光下進(jìn)行光合作用，經(jīng)由氣孔吸收CO2，所以氣孔必須張開，但氣孔開張又不可避免地發(fā)生蒸騰作用，氣孔可以根據(jù)環(huán)境條件的變化來調(diào)節(jié)自己開度的大小而使植物在損失水分較少的條件下獲取最多的CO2。氣孔開度對蒸騰有著直接的影響。氣孔導(dǎo)度與蒸騰速率的變化基本呈現(xiàn)一致性變化。

3.2 葉綠素含量的圖形分析

由圖5 可知，幾種葉綠素含量都不同程度的出現(xiàn)下降，葉綠素a 分別下降11%、17%、38%、41%；葉綠素b 分別下降16%、21%、36%、38%；類胡蘿卜素分別下降9%、17%、38%、43%。植物葉片中的葉綠素含量指示了植物本身的狀況，長勢良好的植物葉子會含有更多的葉綠素，葉綠素的含量與葉片中氮的含量有很密切的關(guān)系。由圖5 可以看出隨著除草劑濃度的增加葉綠素a、b 及類胡蘿卜素含量都有下降趨勢，說明苯磺隆在除草的同時也會對射干產(chǎn)生危害。

在類囊體膜上，有大量的葉綠素和類胡蘿卜素，這兩類色素緊密相連，前者收集光能，后者則保護(hù)前者免受氧化作用的破壞，抑制這兩類色素中任何一種的合成，將導(dǎo)致植物出現(xiàn)白花現(xiàn)象。

4 討論

影響Pn 大小的因素主要有Ci（胞間二氧化碳濃度）、Gs（氣孔導(dǎo)度）。他們在植物光合作用中，協(xié)同發(fā)揮作用，使得光合作用順利進(jìn)行。Farquhar 等認(rèn)為，影響Pn 下降有氣孔限制和非氣孔限制兩方面因素，氣孔限制是Gs 的下降，阻止了CO2的供應(yīng)；非氣孔限制是葉肉細(xì)胞光和能力的下降，使葉肉細(xì)胞利用CO2的能力下降，從而使胞間CO2含量增加。一般用氣孔限制值（Ls）和Ci 變化方向作為判別依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)，其中Ci 是關(guān)鍵指標(biāo)，當(dāng)Pn 和Gs 下降時，若Ls 增大或不變，則為非氣孔限制。本研究表明，苯磺隆處理射干后葉片葉綠素、Pn 和Gs 均下降，且趨勢一致，而Ci 增大。所以苯磺隆處理為非氣孔性限制導(dǎo)致Pn 降低，對射干的光合系統(tǒng)造成傷害，致使射干不能正常進(jìn)行光合作用和呼吸作用，氣孔調(diào)節(jié)系統(tǒng)受損有關(guān)。

5 結(jié)論

綜上所述施用苯磺隆除草劑對射干葉片的光合作用和葉綠素特性的影響表現(xiàn)出明顯的劑量效應(yīng)除草劑劑量越大，對射干葉片光合作用和葉綠素特性的影響就越大。

使用化學(xué)除草劑會對目標(biāo)作物的Pn、Tr、Gs 等產(chǎn)生不同程度的影響。而且在營養(yǎng)生長期使用會降低射干光合作用和葉綠素含量，使其產(chǎn)量和品質(zhì)下降。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，噴施除草劑后使射干的Pn 程度降低，Pn 的降低又導(dǎo)致同化物積累量下降，使植物生長勢減弱和干物質(zhì)積累量減少。總之，本實(shí)驗(yàn)對射干施藥后，研究了其對射干光合特性的影響，表明不同濃度的苯磺隆均降低的射干的Tr、Pn。

苯磺隆作為一種高效的除草劑，對射干的危害很明顯。在此需要指出的是，很多除草劑雖然具有省工、省時、使用簡便、除草速度快等優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)成為人們除草的首選方法，但除草劑的殘留性比較高，長期大量不合理地使用已經(jīng)污染的土壤和地下水，對當(dāng)茬作物及下茬作物產(chǎn)生藥害，并且容易使雜草產(chǎn)生抗藥性。因此，為了克服雜草防除過程中對環(huán)境產(chǎn)生的不良影響及出現(xiàn)抗藥性雜草的不利局面，應(yīng)貫徹雜草綜合治理的方針，將各種雜草防除措施有機(jī)地結(jié)合起來，并樹立以農(nóng)業(yè)防治為基礎(chǔ)，科學(xué)使用無抗藥性除草劑的觀念。