除草劑2-甲-4-氯鈉脅迫對茭白生理特性的影響

黃凱豐 房艷 江解增

（1揚州大學水生蔬菜研究室，江蘇 揚州 225009；2貴州師范大學生命科學學院植物遺傳育種研究所，貴州 貴陽 550001；3揚州市邗江區沙頭鎮政府，江蘇 揚州 225105）

2-甲-4-氯鈉（MCPA-Na）是一種苯氧羧酸類選擇性激素型除草劑（程亮 等，2009），主要用于防除水稻、麥類、玉米、高粱等作物田以及休耕地一年生和多年生的莎草科及多種闊葉雜草，如鴨舌草、瓜皮草、扁慈姑、扁稈篇草、豬殃殃、蒲公英、野芥菜等（單德泉和扈保杰，2008；韓錦勇和姚滿生，2009）。所有激素類除草劑對植物都有兩種不同的效應，即低濃度促進生長，高濃度抑制生長（慕立義，1997；劉寶祥和張鎖榮，2008）。因此，除草劑2-甲-4-氯鈉對植物的生理效應與生物化學影響因劑量及植物種類而異，微量的除草劑以與IAA相同的途徑促進長度生長，而高劑量則造成分生組織受抑制，長度生長停止，產生次生膨脹而導致根與莖腫脹，進而韌皮部堵塞，最終木質部破壞，植株死亡（蘇少泉，1996；方忠義 等，2007）。2-甲-4-氯鈉是茭白〔Zizania caduciflora（Turcz.）Hand.-Mazz.〕生產過程中常用的一種除草劑，為了明確其在防治茭田雜草的同時，是否也會對茭白的生長產生傷害，本試驗以水生蔬菜茭白為試材，進行 2-甲-4-氯鈉0～650 mg·kg-1濃度范圍內的脅迫處理（江解增 等，2010），研究了茭白葉片和根系中生理生化指標的變化，以探討 2-甲-4-氯鈉對茭白生長的傷害，為茭白除草劑的合理選擇和施用提供理論指導。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

2-甲-4-氯鈉水劑：有效成分含量為 13 %（浙江海鹽農藥廠生產）。供試茭白品種：單季茭品種蔣墅茭、雙季茭品種葑紅早。

1.2 種植管理

試驗于2005年4月25日在揚州大學進行。選擇大田中上年種植的、具有典型種性的茭墩分墩移栽，每墩帶有3～5支新生分蘗并有少量老墩，均勻栽植于水池中，株行距為75 cm見方。

田間試驗采用兩因素隨機區組排列，小區設保護行，于孕茭期前30 d（蔣墅茭8月15日，葑紅早9月1日）對兩茭白品種的葉片分別噴施不同濃度的2-甲-4-氯鈉溶液，設置濃度梯度為162.5、325.0、487.5、650.0 mg·kg-1，每小區面積為6 m2，12墩，每處理3次重復，以噴清水為對照（CK），以葉面潮濕發亮為準。常規田間管理。

1.3 樣品處理及測定

噴施除草劑2-甲-4-氯鈉后，每隔5 d取樣1次，連續測定4次，每處理3次重復。取各處理小區中兩茭白品種的白色根系和倒三片功能葉，洗凈并吸干表面的水分，剪碎混勻，以 0.5 g每包，在液氮中處理 5～10 min，于-40 ℃冰箱中保存。測定根系活力、丙二醛和脯氨酸的含量（鄒琦，2000）、細胞膜透性（上海植物生理學會，1985）、葉綠素含量（黃凱豐 等，2008）、過氧化物酶（POD）活性（楊居榮 等，1996）、多酚氧化酶（POD）活性（蔣躍明 等，1991）。

采用Excel 2003軟件進行數據處理，利用SPSS 17.0對數據進行顯著性差異測驗。

2 結果與分析

2.1 2-甲-4-氯鈉對茭白生理生化指標的影響

由表1可以看出，不同濃度的2-甲-4-氯鈉處理對兩茭白品種根系活力的影響不大，這可能與茭白的長勢較強有關；隨 2-甲-4-氯鈉處理時間的增加，兩茭白品種的根系活力均表現為逐漸下降的變化趨勢；品種間存在差異，以葑紅早同比高于蔣墅茭。兩茭白品種的細胞膜透性總體隨2-甲-4-氯鈉處理濃度的增加而上升，當處理濃度達到325.0 mg·kg-1以后，細胞膜透性增加的幅度更為明顯，各濃度處理間差異顯著；葑紅早的細胞膜透性總體隨 2-甲-4-氯鈉處理時間的增加而上升；品種間存在差異，以蔣墅茭同比高于葑紅早。較低濃度的 2-甲-4-氯鈉處理促進蔣墅茭葉綠素含量的增加，但隨處理濃度的進一步增加而下降，葑紅早則表現為隨 2-甲-4-氯鈉處理濃度的增加而持續下降的變化趨勢；兩茭白品種倒三片功能葉中葉綠素的含量總體表現為隨 2-甲-4-氯鈉處理時間的增加而增加，品種間存在差異，總體上以葑紅早同比高于蔣墅茭。

由表2可以看出，兩茭白品種葉片中的丙二醛和脯氨酸含量均隨2-甲-4-氯鈉處理濃度的增加而呈快速增加的變化趨勢，各處理間差異達顯著水平；兩茭白品種的倒三片功能葉中的丙二醛含量隨高濃度2-甲-4-氯鈉處理時間的增加而下降，低濃度時則當處理15 d以后丙二醛含量開始上升；蔣墅茭脯氨酸含量隨高濃度 2-甲-4-氯鈉處理時間的增加總體表現為先上升后下降再上升的趨勢，而葑紅早則表現為先下降再上升的趨勢。低濃度處理時兩品種則隨 2-甲-4-氯鈉處理時間的增加總體表現為增加的趨勢。品種間存在差異，總體以蔣墅茭葉片中的丙二醛和脯氨酸含量同比高于葑紅早。

表1 2-甲-4-氯鈉處理對茭白生理生化指標的影響

表2 2-甲-4-氯鈉處理對茭白丙二醛和脯氨酸含量的影響

2.2 2-甲-4-氯鈉對茭白抗氧化酶活性的影響

由表3可以看出，蔣墅茭葉片中的POD活性隨2-甲-4-氯鈉處理濃度的增加呈先上升后下降的變化趨勢，處理間差異顯著，葑紅早葉片中的POD活性則隨2-甲-4-氯鈉處理濃度的增加而升高，處理間差異顯著；兩茭白品種葉片的POD活性總體隨低濃度2-甲-4-氯鈉處理時間的增加而降低，品種間存在差異。兩茭白品種葉片中的PPO活性均隨2-甲-4-氯鈉處理濃度的增加而上升，處理間差異顯著；高濃度處理時，兩茭白品種的PPO活性隨2-甲-4-氯鈉處理時間的增加基本呈先增加后下降的變化趨勢，品種間存在差異。

表3 2-甲-4-氯鈉處理對茭白抗氧化酶活性的影響

3 結論與討論

2-甲-4-氯鈉是一種闊葉類除草劑，作用機理是高濃度處理時能抑制光合作用，從而抑制生長、導致雜草死亡。從本試驗結果可以看出，較低濃度的 2-甲-4-氯鈉脅迫處理在一定程度上促進茭白的生長，表現為葉綠素含量的增加，隨 2-甲-4-氯鈉脅迫濃度的進一步增加，對茭白的生長則起一定的抑制作用，這與前人的研究結果相一致（翟淑美 等，2009）；從本試驗茭白根系活力等的測定結果還可以看出，即使2-甲-4-氯鈉處理濃度達最高（650 mg·kg-1）時，也只是適當降低茭白植株的長勢，沒有形成明顯的藥害現象，結合兩茭白品種抗氧化酶活性的研究結果，認為茭白對2-甲-4-氯鈉的耐性較強。從本試驗結果還可以看出，茭白受脅迫傷害的程度隨2-甲-4-氯鈉脅迫時間的增加而增加，這與前人的研究結果相一致（翟淑美 等，2009）。

前期試驗發現，常規采收期前30～40 d噴施相應濃度的2-甲-4-氯鈉水劑，可使茭白提前采收4 d左右（江解增 等，2010），結合本試驗結果，認為采收期稍有提前的原因可能是噴施2-甲-4-氯鈉的時期已是黑粉菌開始繁殖的前期，而本試驗0～650 mg·kg-1的2-甲-4-氯鈉濃度處理只是適當降低植株的長勢，沒有形成明顯的藥害現象，這與茭農在實際生產過程中所采用的斷根和摘除部分葉片的方法來提早結茭的原理一樣，即通過降低茭白植株的生長勢來促進其早熟。另外，雖然 2-甲-4-氯鈉是生產上大量使用的除草劑，但是噴施 2-甲-4-氯鈉是否會導致茭白肉質莖中的殘留量超標，不同濃度處理間的殘留量有無差異？這些都有待進一步試驗證實。

程亮，郭青云，郭良芝，魏有海，翁華，辛存岳.2009.2-甲-4-氯鈉AS對春小麥田闊葉雜草的防效.雜草科學，（1）：68-69.

單德泉，扈保杰.2008.北方地區馬鈴薯田雜草化學防除技術.植物醫生，（1）：32-33.

方忠義，林長福，紀明山，馬宏娟，高爽，王芳.2007.吡氟草胺與 2-甲-4-氯鈉鹽混用的除草活性研究.安徽農業科學，35（8）：2316-2317.

韓錦勇，姚滿生.2009.2-甲-4-氯鈉鹽與高效蓋草能混用在馬鈴薯田的除草效果研究.山西農業大學學報：自然科學版，29（2）：126-128.

黃凱豐，江解增，楊凱，卞曉東，王東林，曹碚生.2008.不同栽培介質中茭白對鉛脅迫的反應.園藝學報，35（10）：1479-1483.

蔣躍明，陳錦達，林植芳，陳芳.1991.香蕉低溫酶促褐變.植物生理學報，（2）：157-163.

江解增，房艷，黃凱豐，曹碚生，李良俊.2010.一種促進秋季茭白早熟的方法.ZL 200610040592.5.

劉寶祥，張鎖榮.2008.麥田藺草對精噁唑禾草靈的抗藥性研究.江蘇農業科學，（4）：124-126.

慕立義.1997.植物化學保護研究方法.北京：中國農業出版社.

翟淑美，劉會娟，王曉萍.2009.兩種除草劑脅迫對皇冠草生理特性的影響.中國農學通報，25（24）：231-235.

上海植物生理學會.1985.植物生理學實驗手冊.上海：上?？茖W技術出版社.

蘇少泉.1996.中國農田雜草化學防除.北京：北京農業大學出版社.

楊居榮，賀建群，張國祥，毛顯強.1996.不同耐性作物中幾種酶活性對Cd脅迫的反應.中國環境科學，16（2）：113-117.

鄒琦.2000.植物生理學實驗指導.北京：中國農業出版社.