高爱保 郭平毅
摘要：对6个谷子品种进行盆栽试验，研究不同浓度稀禾啶处理对不同品种谷子的影响。测定株高、茎粗、叶面积、鲜质量等生长状况及相关的生理生化指标。结果表明，稀禾啶对大部分谷子生长有一定的抑制作用，從生长状态上看张杂谷抗药性要强于普通品种。不同浓度稀禾啶对同一品种谷子的生理指标影响是有差异的。不同浓度稀禾啶对不同谷子品种影响差异较大，当稀禾啶浓度为0.80 mL/L时，叶绿素相对含量与对照组差异不显著。稀禾啶浓度为1.00 mL/L时，张杂谷叶绿素相对含量与对照组差异不显著，而普通品种叶绿素相对含量与对照的差异均达到0.05显著水平。稀禾啶药剂处理后，谷子品种的POD酶活性有所提高，而其SOD酶活性先升高后降低，表明不同谷子品种耐药性差异较大，推荐剂量使用后对张杂谷仍有抑制作用，并可导致苗期死亡。因此，3～5叶期使用应降低剂量。
关键词：谷子；稀禾啶；生长发育；生理指标；SOD；POD
中图分类号：S482.4文献标志码：A文章编号：1003-935X（2017）01-0057-05
Toxic Effect of Sethoxydim on Different Millets
GAO Aibao1，2，GUO Pingyi2
（1. Jinzhong University，Jinzhong 030600，China；2. Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China）
Abstract： Six varieties millet were tested in pot experiments by treating then with sethoxydim at different concentrations and determining their physiological （stem diameter，plant height，leaf area and fresh weight） and biochemical indexes. Growth of most millets is inhibited to certain extent by sethoxydim. based on overall growth，Zhangzagu millet is more tolerant than common varieties. Physiological indicators varied with sethoxydim concentration within a variety，with varieties responding differently to the herbicide. Sethoxydim at 0.8 mL/L had practically no effect on the relative chlorophyll content compared to that of untreated plants. When sethoxydim concentration was 1 mL/L，the relative chlorophyll content of zhangzagu millets was similar to that of the control group，but the relative content of chlorophyll of the common varieties was significantly lower than the control group at 0.05 level. After spraying sethoxydim，POD activities of millet increased，and the SOD activities firstly increased and then decreased，indicating that there was a wide variation in herbicide tolerance among the different millets. The Zhangzagu millets were inhibited by sethoxydim at the recommended dose，which could be lethal. Therefore，sethoxydim should be carefully used or may be not recommendedto millet fields at the 3～5 leaves stage.
收稿日期：2017-01-18
基金项目：山西农业大学博士后基金（编号：614144）；晋中学院博士基金（编号：bsjj2015211）。
作者简介：高爱保（1973—），男，山西榆次人，博士，副教授，研究方向为作物分子生物学与基因调控。E-mail：gaoaibao@163.com。 Key words： millets；sethoxydim；growth and development；physiological index；SOD；POD
谷子在我国已有7 000多年的栽培历史，是我国北方地区主要的粮食作物之一，以抗旱耐瘠、营养价值高和周身均可直接利用而著称。由于受生产水平的限制及大宗作物小麦、玉米等影响，近年来种植面积逐年下降。20世纪90年代以来，杂交谷子系列品种的育成显著提高了谷子产量水平。但谷子栽培中不能喷洒除草剂这一问题，长期以来未能从种子及除草剂本身上得到解决，人们不得不一直采取人工除草的老办法，不但不适应目前农村劳动力大量转移的形势，而且田间工作量大，直接造成生产成本增加，降低生产效益[1]。稀禾啶，别称2-甲硫基-4，6-二异丙胺基均三氮苯，芽前芽后施用均可，可防除一年生单子叶杂草。但普通栽培谷子施用后同样会被杀死，因而在谷子田中不能推广使用。
除草剂在同一浓度下，植物某些种能够忍受，某些种却反应敏感，这是除草剂选择性的基础[2]。对除草剂的不同反应一般可认为是由植物体形态上、生理上的差异所引起的，这种差异造成植物反应的差异，也就是通常所指的植物对除草剂抗性。除草剂对谷子生理生化影響的文献报道在国内外不多，但在其他作物上有一些报道[3-4]。本试验种植了6个谷子品种（3个普通谷子品种和3个张杂谷品种），着重对施用不同浓度稀禾啶后谷子的生长状态和POD、SOD等生理生化指标的变化情况进行了研究，旨在探寻抗性机理，发现最佳稀禾啶施用浓度，从而解决人工除草的困难，为谷子的大量种植打下基础，同时明确张杂谷对稀禾啶抗性的相对性，为大面积推广杂交谷子提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试材料均由山西农业大学谷子研究室和河北省农林科学院提供。挑选籽粒成熟且饱满、大小均匀一致、谷壳完整无损伤、健康无病虫害的晋谷21、长生、吨谷、张杂谷3号、张杂谷5号和张杂谷10号种子，倒入0.1%的氯化汞溶液中消毒 10 min，其间对种子进行充分搅拌，以起到杀菌的效果。杀菌完毕后，用蒸馏水清洗种子5～6次，把种子摊开放在滤纸上晾干备用。
1.2 试验处理设计
单因素随机区组设计，2个处理，3次重复。土壤处理盆栽试验于2016年4月26日进行（盆直径23.5 cm，深20 cm，装土6.5 kg），每盆施肥 5 g，混匀到10 cm深范围中，浇透水，水渗下后播种，每盆播精选种子60粒，均匀播种，播后覆土15～2.0 cm。生长至3～5叶期以后叶面喷施不同浓度的稀禾啶乳油（黑龙江省佳木斯市恺乐农药有限公司生产），以清水作为对照，设置3个重复[5]。
1.3 测定指标与方法
测定指标：叶面积用Laser Area Meter CI-203手持式激光叶面积仪测定，SOD活性、POD活性按说明书方法测定。指标的测定部位均为旗叶，指标测定时间为谷子生长3～5叶期后，稀禾啶施用时间为5月9日谷子生长到3～5叶期，反应测定时间为施用后24 h。
2 结果与分析
2.1 施药时不同品种谷子生长状况
谷子生长到3～5叶期时，测定不同品种谷子生长状况见表1。从表中可看出，相同条件下晋谷21最高，且叶面积较大，叶片狭长，茎细。3个张杂谷形态相似，表现为茎粗叶宽，但植株较矮。6个品种鲜质量差异不大。
2.2 稀禾啶对谷子叶绿素含量的影响
作物叶绿素含量的多少可直接反映作物光合能力的大小及同化产物积累的多少。由表2可以看出，不同浓度稀禾啶对不同谷子品种影响差异较大，0.80 mL/L时，叶绿素相对含量与对照组差异不显著。稀释1 000倍，稀禾啶乳油浓度为 1.00 mL/L 时，张杂谷类叶绿素相对含量多与对照组差异不显著，而普通品种叶绿素相对含量与对照比均达到0.05显著水平，其叶绿素的相对含量低于对照，说明稀禾啶对普通品种谷子叶绿素的合成有一定的抑制作用，随浓度升高，抑制作用增大。
2.3 稀禾啶对不同谷子品种POD活性的影响
在除草剂胁迫下，谷子组织中通过多种途径
产生 O-2 · 、·OH等自由基，这些自由基有很强的氧化能力，对许多生物功能分子有破坏作用。正常情况下，细胞内自由基的产生和清除处于动态平衡状态，当受胁迫时，自由基导致膜脂过氧化作用，清除自由基的过氧化物酶（POD）和超氧化物歧化酶（SOD）活性变化，平衡被破坏。
从图1可以看出，稀禾啶对不同品种谷子的POD活性的影响不同，在除草剂处理24 h后，随着稀禾啶药剂浓度的升高，谷子POD活性也增加，浓度达到1.66 mL/L时，长生的POD酶活性开始下降；浓度达到2.50 mL/L时晋谷21、吨谷的POD酶活性也受到抑制，而张杂谷类谷子POD酶活性开始下降，张杂谷3号POD酶活性最高时达到初始值的203.1%。
2.4 稀禾啶对不同谷子品种SOD活性的影响
在除草剂处理24 h后，不同品种谷子的SOD酶活性均受到影响，随着药剂浓度的升高，SOD活性先升高后下降（图2）。稀禾啶浓度低于 1.25 mL/L 时，除吨谷外谷子SOD酶活性均有升高趋势。而稀禾啶浓度高于1.66 mL/L时SOD酶活性全部降低，在浓度1.66 mL/L时，普通品种谷子SOD酶活性降低较多。因而较高浓度处理对SOD活性有抑制作用。
2.5 稀禾啶对不同品种谷子生长状态的影响
稀禾啶12.5%乳油稀释叶面喷施1周后，不同品种谷子表现不同（表3）。稀禾啶推荐剂量400倍稀释时，乳油浓度为2.50 mL/L，所有品种均在1周后死亡。1.66 mL/L时，前3个普通品种死亡，而张杂谷类叶片变黄，继续培养逐渐死亡。1.25 mL/L时，张杂谷均生长较好，张杂3号长势最好，而晋谷21叶变黄后逐渐死亡，吨谷和长生全部死亡。
3 讨论
不同的作物品种对于除草剂敏感性的差异是一种普遍现象，这是除草剂对作物的种间选择性[6-7]。同一作物不同品系对于除草剂的反应也不尽相同，这一差异若能足够大，便可形成种内选择性。种间选择是确定除草剂应用范围和防治对象的前提条件，而种内选择实际应用的报道很少[8-9]。开展种内选择性机制研究对于科学使用除草剂和抗除草剂新品种选育具有重要的理论意义。由于长期人工栽培和选择，特别是在广阔复杂的自然条件下种植和驯化，谷子形成了丰富多彩的类型[10]。一般而言，作物施用除草剂后会出现一些形态上的变化，这些形态上的症状是植株生理上变化的结果，即使植株形态上未表现出明显的症状，其体内也可能发生生理、生化上的变化，因而除草剂对作物的影响是客观存在的[11]。
本试验喷施稀禾啶为12.5%乳油，稀释400、600、800、1 000、1 250倍，成分含量分别为2.50、1.66、1.25、1.00、0.80 mL/L，清水作为对照。谷子生长到3～5叶期时，喷洒不同浓度稀禾啶，不同品种谷子表现不同。浓度为0.80 mL/L时，叶绿素相对含量与对照组差异不显著。稀释1 000倍，稀禾啶乳油浓度为1.00 mL/L时，张杂谷类叶绿素相对含量多与对照组差异不显著，而普通品种叶绿素相对含量与对照相比均达到0.05显著水平，其叶绿素的相对含量低于对照，说明稀禾啶对普通品种谷子叶绿的合成有一定的抑制作用，随浓度升高，抑制作用增大。稀禾啶推荐剂量400倍稀释时，乳油浓度为2.50 mL/L，所有品种均在1周后死亡。因而在实际谷田中不能使用。稀禾啶乳油稀释800倍，浓度为1.25 mL/L时，张杂谷均生长较好，张杂3号长势最好，而晋谷21叶变黄后逐渐死亡，吨谷和长生全部死亡。因而根据叶绿素相对含量变化情况及生长状况，谷田中间苗或张杂谷田中除草选用800倍左右的稀释浓度才具有生产实践意义。被测指标中，POD和SOD能维护植物细胞膜的稳定性及完整性，对细胞膜保护起着重要作用。稀禾啶施用后，谷子POD酶活性有所提高，说明其过氧化物增加。植株受到损伤后做出反应，过氧化物酶活性提高。而稀禾啶对不同谷子品种SOD酶活性影响为先升高后降低的趋势。稀禾啶浓度高于1.25 mL/L时，前3个谷子品种的SOD酶活性明显下降，而张杂谷类SOD酶活性有所提高，与李萍等试验结果[5]相似。在生长到3～5叶期时，除草剂对大多数谷子品种有明显的抑制作用，这是因为生长初期植株幼小，抗除草剂的能力较弱，随着谷子生长，植株逐渐变得健壮，抵抗除草剂的能力增强。但有些谷子的SOD酶始终处于抑制状态。从生长状态上看张杂谷抗药性要强于普通品种，晋谷21比其他2种普通谷耐受较高，可能是因为苗长得高，抵抗力强。由于所进行的是盆栽试验，且谷子对稀禾啶比较敏感，其药剂量应尽量低，可推广至大田试验。如果在谷子田中推广，不建议使用推荐剂量，最好是稀释800～1 000倍，达到效果的同时基本不会影响张杂谷生长，同时也可降低谷子和谷田中除草剂残留。
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