烯禾啶對(duì)不同谷子品種農(nóng)藝性狀及光合指標(biāo)的影響

周 浩，郭永新，原向陽，董淑琦，郭平毅，宋喜娥

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

谷子是起源于我國(guó)的1 年生禾本科作物，具有抗逆性強(qiáng)、耐旱、耐瘠薄且營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高等特點(diǎn)[1-2]，可作為一種糧草兼用型作物[3-6]。谷子粒小苗弱，苗期生長(zhǎng)緩慢，雜草危害非常嚴(yán)重，影響谷子的產(chǎn)量和品質(zhì)，成為制約谷子產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的最大障礙之一[7-8]。谷子多種植于山區(qū)旱地，除草多以傳統(tǒng)的人工除草為主，全生育期約需要除草2～3 次（依雨水多少及雜草危害程度而定），不僅費(fèi)工、費(fèi)時(shí)，且效率較低，加之人工成本越來越高，影響谷子種植效益及種植積極性[9]?；瘜W(xué)除草技術(shù)高效、省工、省時(shí)且除草效率高，是目前解決雜草危害的有效途徑之一[10-11]。烯禾啶屬環(huán)己烯酮類除草劑，是選擇性強(qiáng)的內(nèi)吸傳導(dǎo)型莖葉處理劑。噴施烯禾啶后，能被雜草快速吸收，并傳導(dǎo)到頂端和節(jié)間分生組織，使其細(xì)胞分裂遭到破壞，禾本科雜草一般在藥后3 d 停止生長(zhǎng)，7 d 左右開始死亡，葉片退綠變黃，15 d 左右全部死亡，因此，烯禾啶能有效防除牛筋草、狗尾草、看麥娘、馬唐、稗草、早熟禾等1 年生和多年生禾本科雜草。在田間環(huán)境中，烯禾啶能被快速分解為安全物質(zhì)，殘留時(shí)間短，對(duì)人畜毒害性和后茬作物生長(zhǎng)影響較小。除草劑烯禾啶因其對(duì)雜草高度的選擇性，噴施后殘留時(shí)間短、毒性小，并且適用范圍較廣等特點(diǎn)，在市場(chǎng)中占有重要地位[12-13]。

趙治海等[14]利用光溫敏兩系法引入了抗烯禾啶基因，選育出了抗烯禾啶張雜谷品種。程汝宏等[15]、師志剛等[16]采用雜交育種的方法選育出了抗烯禾啶冀谷品種。解麗麗[17]研究表明，張雜谷10 號(hào)和晉谷21 號(hào)幼苗隨烯禾啶濃度的增加，產(chǎn)量會(huì)逐漸下降。劉丹[18]研究表明，低濃度的烯禾啶對(duì)張雜谷10 號(hào)的光合活性不會(huì)造成嚴(yán)重?fù)p傷，而高濃度的烯禾啶會(huì)嚴(yán)重降低張雜谷10 號(hào)的光合活性，造成谷子死亡。郭美俊[19]研究表明，張雜谷3 號(hào)、張雜谷5 號(hào)、張雜谷10 號(hào)對(duì)烯禾啶的抗性存在很大差異。

為減少烯禾啶藥害，明確不同品種谷子對(duì)烯禾啶的抗性差異，本試驗(yàn)選擇6 個(gè)雜交谷子品種為材料，于谷子3～5 葉期葉面噴施推薦劑量烯禾啶，從光合指標(biāo)及農(nóng)藝性狀方面評(píng)價(jià)其安全性，旨在為谷子田安全、有效、科學(xué)地施用烯禾啶提供理論依據(jù)，為谷子規(guī)?；?、機(jī)械化生產(chǎn)提供保障。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試谷子品種張雜谷13 號(hào)、張雜谷19 號(hào)、張雜谷21 號(hào)，由河北省張家口農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供；冀谷38 號(hào)、冀谷39 號(hào)、冀谷41 號(hào)，由河北省農(nóng)林科學(xué)院谷子研究所提供。

供試藥劑為12.5%烯禾啶乳油（中農(nóng)立華（天津）農(nóng)用化學(xué)品有限公司）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用盆栽試驗(yàn)，完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，將張雜谷、冀谷種子播種于營(yíng)養(yǎng)缽（10.2 cm×8.5 cm）中。待谷子長(zhǎng)到3～5 葉期，莖葉噴施推薦劑量的烯禾啶（1 500 mL/hm2），以噴施等量清水作為對(duì)照（CK），每個(gè)處理重復(fù)3 次，于施藥后3、7、15 d 進(jìn)行農(nóng)藝性狀及光合指標(biāo)測(cè)定。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 形態(tài)指標(biāo)的測(cè)定 用卷尺對(duì)谷子株高以及倒2 葉葉長(zhǎng)和葉寬進(jìn)行測(cè)定，并計(jì)算葉面積。

1.3.2 葉片SPAD 值的測(cè)定 用SPAD-502 型便攜式葉綠素測(cè)定儀（日本柯尼卡美能達(dá)公司）測(cè)量谷子倒2 葉的SPAD 值，每片葉片測(cè)定葉基部、中部和葉尖SPAD 值，并取其平均值。

1.3.3 葉片光合參數(shù)的測(cè)定 于施藥后3、7、15 d選取生長(zhǎng)一致的谷子幼苗，使用便攜式光合儀CI-340（思愛迪生態(tài)科學(xué)儀器有限公司）于晴天9：00—11：00 對(duì)谷子倒2 葉進(jìn)行凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、氣孔導(dǎo)度（Gs）、胞間CO2濃度（Ci）的測(cè)定，測(cè)定時(shí)光強(qiáng)為（900±50）μmol/（m2·s），溫度為（30±2）℃，CO2濃度為（400±50）μmol/mol。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2010 整理數(shù)據(jù)，用SPSS 19.0 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并采用成組t檢驗(yàn)比較處理與對(duì)照間差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 烯禾啶對(duì)不同品種谷子株高、葉面積的影響

從表1 可以看出，藥后3 d，6 個(gè)品種谷子株高、葉面積與對(duì)照相比均顯著降低，張雜谷19 號(hào)和張雜谷21 號(hào)株高降低較多，分別降低15.67%和18.27%，冀谷39 號(hào)葉面積降低最多，為12.08%。藥后7 d，張雜谷13 號(hào)的株高與對(duì)照間差異不顯著，葉面積顯著低于對(duì)照，其余5 個(gè)品種谷子株高、葉面積均顯著低于對(duì)照。藥后15 d，張雜谷13 號(hào)、張雜谷19 號(hào)、冀谷38 號(hào)、冀谷41 號(hào)株高、葉面積與對(duì)照間差異均不顯著；張雜谷21 號(hào)和冀谷39 號(hào)株高較對(duì)照分別顯著降低7.59%和7.06%，葉面積較對(duì)照分別顯著降低6.45%和8.18%。烯禾啶對(duì)張雜谷13 號(hào)株高、葉面積的影響最小，對(duì)張雜谷19 號(hào)、冀谷38 號(hào)、冀谷41 號(hào)次之，對(duì)張雜谷21 號(hào)和冀谷39 號(hào)影響最大。

2.2 烯禾啶對(duì)不同品種谷子葉片SPAD 值的影響

從圖1 可以看出，藥后3 d，6 個(gè)品種谷子葉片SPAD 值均顯著低于對(duì)照，其中，張雜谷21 號(hào)和冀谷39 號(hào)降低較多，分別降低16.54%和14.50%。藥后7 d，張雜谷13 號(hào)和冀谷41 號(hào)葉片SPAD 值與對(duì)照間差異不顯著，其他品種仍顯著低于對(duì)照。藥后15 d，張雜谷13 號(hào)、張雜谷19 號(hào)、冀谷38 號(hào)、冀谷41 號(hào)葉片SPAD 值與對(duì)照間差異不顯著；而張雜谷21 號(hào)和冀谷39 號(hào)葉片SPAD 值較對(duì)照分別顯著降低6.28%和5.48%。烯禾啶對(duì)張雜谷13 號(hào)和冀谷41 號(hào)葉片SPAD 值影響最小，對(duì)張雜谷19 號(hào)和冀谷38 號(hào)影響次之，對(duì)張雜谷21 號(hào)和冀谷39 號(hào)影響最大。

表1 烯禾啶對(duì)不同品種谷子株高和葉面積的影響

2.3 烯禾啶對(duì)不同品種谷子葉片光合參數(shù)的影響

從表2、3 可以看出，藥后3 d，6 個(gè)品種谷子葉片Pn、Tr、Gs 均顯著低于對(duì)照，Ci 均顯著高于對(duì)照。張雜谷21 號(hào)葉片Pn 降低最多，較對(duì)照降低16.67%；Ci 升高也最多，較對(duì)照增加17.44%；冀谷39 號(hào)葉片Tr 和Gs 均較對(duì)照分別顯著降低20.55%和17.13%。藥后7 d，張雜谷13 號(hào)和冀谷41 號(hào)葉片Pn、Tr、Gs、Ci 與對(duì)照間差異不顯著，其他品種谷子葉片Pn、Tr、Gs 仍顯著低于對(duì)照。藥后15 d，張雜谷13 號(hào)、張雜谷19 號(hào)、冀谷38 號(hào)、冀谷41 號(hào)葉片Pn、Tr、Gs、Ci 與對(duì)照間差異均不顯著；而張雜谷21 號(hào)和冀谷39 號(hào)葉片Pn 較對(duì)照分別顯著降低6.56%和7.56%，Tr 較對(duì)照分別顯著降低8.65%和11.22%，Gs 較對(duì)照分別顯著降低6.50%和9.36%，Ci 較對(duì)照分別顯著增加9.14%和8.52%。烯禾啶對(duì)張雜谷13 號(hào)和冀谷41 號(hào)光合參數(shù)影響最小，對(duì)張雜谷19 號(hào)和冀谷38 號(hào)影響次之，對(duì)張雜谷21 號(hào)和冀谷39 號(hào)影響最大。

表2 除草劑對(duì)不同品種谷子光合速率和胞間CO2 濃度的影響

表3 除草劑對(duì)不同品種谷子氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率的影響

3 結(jié)論與討論

除草劑在進(jìn)行田間雜草防除的同時(shí)，也會(huì)對(duì)作物造成一定傷害，影響作物的正常生長(zhǎng)發(fā)育[20]。高劑量烯禾啶會(huì)顯著抑制張雜谷13 號(hào)的株高、葉面積[18]，闊世瑪也可顯著抑制谷子的株高、葉面積[21]。本研究表明，噴施推薦劑量烯禾啶3 d 后，6 個(gè)品種谷子的株高、葉面積均有不同程度降低，與前人研究結(jié)果相似。烯禾啶對(duì)谷子株高、葉面積的抑制作用隨著生育期的推進(jìn)而有所緩解。藥后7 d，張雜谷13 號(hào)和冀谷41 號(hào)株高、葉面積與對(duì)照間差異不顯著。藥后15 d，張雜谷19 號(hào)和冀谷38 號(hào)株高、葉面積與對(duì)照間差異不顯著；而張雜谷21 號(hào)和冀谷39 號(hào)株高、葉面積仍顯著低于對(duì)照。

葉綠素是進(jìn)行光合作用的物質(zhì)基礎(chǔ)，在吸收和轉(zhuǎn)化光能方面發(fā)揮了巨大作用[22]。植物體內(nèi)葉綠素含量的高低直接影響光能利用率的強(qiáng)弱[23]。有研究表明，噴施烯禾啶可以降低植物葉片中的色素含量[17-18]。本試驗(yàn)也得到類似結(jié)論，噴施推薦劑量烯禾啶3 d 后，6 個(gè)品種谷子葉片SPAD 值均顯著低于對(duì)照。這可能是由于烯禾啶抑制了谷子體內(nèi)的乙酰輔酶A 羧化酶（ACCase）的活性，阻礙了葉綠體和脂肪酸的合成，破壞了膜系統(tǒng)，進(jìn)而使光合色素合成受阻，含量降低[24-25]。烯禾啶對(duì)谷子葉片SPAD 值的抑制作用隨著生育期的推進(jìn)而有所緩解。藥后7 d，張雜谷13 號(hào)和冀谷41 號(hào)葉片SPAD 值與對(duì)照間差異不顯著。藥后15 d，張雜谷19 號(hào)和冀谷38 號(hào)葉片SPAD 值與對(duì)照間差異不顯著；而張雜谷21 號(hào)和冀谷39 號(hào)葉片SPAD 值仍顯著低于對(duì)照。

逆境脅迫下植物光合作用的相應(yīng)變化，可以用來判定植物生長(zhǎng)的安全性[26-28]。劉丹[18]研究表明，噴施烯禾啶后，谷子光合系統(tǒng)會(huì)受到抑制和損傷，引起Pn 和Gs 的下降。如果作物的Pn 和Tr 下降，而Ci升高，則Pn 下降主要是由非氣孔限制引起的[29]。本試驗(yàn)在噴施推薦劑量烯禾啶3 d 后，6 個(gè)品種谷子的Pn、Gs、Tr 值均顯著低于對(duì)照，而Ci 均顯著高于對(duì)照，這與前人研究結(jié)果一致。藥后7 d，張雜谷13 號(hào)和冀谷41 號(hào)光合參數(shù)與對(duì)照間差異不顯著。藥后15 d，張雜谷19 號(hào)和冀谷38 號(hào)光合參數(shù)與對(duì)照間差異不顯著，但張雜谷21 號(hào)和冀谷39 號(hào)Pn、Gs、Tr仍顯著低于對(duì)照。隨時(shí)間推移，烯禾啶對(duì)6 個(gè)品種谷子光合作用的抑制有所緩解，但品種間存在差異，可能與張雜谷、冀谷的雜交特性和抗藥性不同有關(guān)。

本研究用盆栽試驗(yàn)方法研究了不同雜交谷子苗期對(duì)烯禾啶的抗性差異，但有關(guān)烯禾啶對(duì)不同雜交谷子產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響，有待進(jìn)一步大田試驗(yàn)。

本研究結(jié)果表明，6 個(gè)品種谷子對(duì)烯禾啶的抗性存在顯著差異，張雜谷13 號(hào)和冀谷41 號(hào)耐藥性較好，張雜谷19 號(hào)和冀谷38 號(hào)耐藥性次之，它們均可安全噴施推薦劑量的烯禾啶防除田間雜草；張雜谷21 號(hào)和冀谷39 號(hào)藥害癥狀較明顯，應(yīng)用推薦劑量的烯禾啶時(shí)應(yīng)慎重。