3種除草劑對晉谷21 SOD的影響

馮明++王宏富

摘要 選用晉谷21為試驗材料，采用完全隨機區組試驗設計，研究3種不同除草劑在不同濃度下對谷子SOD的影響，結果表明：10%麥谷寧可濕性粉劑，70% 2，4-D丁酯乳油和50%撲草凈可濕性粉劑對谷子SOD有一定的抑制作用，其中10%麥谷寧可濕性粉劑濃度過高，對谷子SOD的抑制最大；50%撲草凈可濕性粉劑1 125 g/hm2可以增加谷子SOD活性，對谷子的影響最小；70% 2，4-D丁酯乳油90 mL/hm2可以增加谷子SOD活性，對谷子的影響最小。總體上70% 2，4-D丁酯乳油對谷子的生長發育影響小，和谷子相處關系最為融洽。

關鍵詞 晉谷21；除草劑；SOD；超氧化物歧化酶（SOD）

中圖分類號 S482.4 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2015）12-0121-01

化學除草作為雜草綜合防治體系中的一個重要手段，目前已成為人類大幅度提高作物產量的重要方法之一[1]。盡管我國除草劑工業得到快速發展，但是近年來，隨著國家及人們意識的不斷提高，食品的安全、營養與人類健康已成為農業及社會關注的熱點。

植物在受到逆境脅迫時，如干旱、低溫、污染等，其體內可產生適量超氧化物歧化酶（SOD），用以消除由逆境誘導產生的大量O2-對機體產生的傷害，從而維護植物正常生長發育。SOD普遍存在于動、植物體內，它在高等植物的氧傷害、器官衰老及抗逆性中所起的作用已得到證實[2]。

晉谷21是由山西省農科院經濟作物研究所育成，該品種適應性廣、優質、高產，育成以來一直是山西省谷子的主栽品種。因此，該文以晉谷21為試驗材料，旨在探索谷子地除草劑對谷子SOD含量影響的研究，對于長治市谷子品質也具有重要的指導意義。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在長治職業技術學院試驗農場進行，試驗土壤為碳酸鹽褐土。0～20 cm土層土壤養分狀況如下：有機質12.5 g/kg、全氮1.76 g/kg、全磷0.29 g/kg、速效磷6.54 mg/kg、速效鉀149.72 mg/kg。

1.2 試驗材料

供試谷子品種：晉谷21；供試除草劑：10%麥谷寧可濕性粉劑（山東濰坊潤豐化工有限公司生產）、50%撲草凈可濕性粉劑（山東勝邦綠野化學有限公司生產）、70% 2，4-D丁酯乳油（山東濰坊潤豐化工有限公司生產）。

1.3 試驗設計

每種除草劑設3個濃度共10個處理，分別為10%麥谷寧可濕性粉劑200 g/hm2（A）、400 g/hm2（B）、600 g/hm2（C），50%撲草凈可濕性粉劑750 g/hm2（D）、1 125 g/hm2（E）、1 500 g/hm2（F），70% 2，4-D丁酯乳油45 mL/hm2（G）、90 mL/hm2（H）、135 mL/hm2（I）。3次重復，采用完全隨機區組試驗設計，以不施任何藥劑人工除草作為對照組（CK）。

1.4 試驗方法

試驗于2010年5月18日播種，5月22日出苗，撲草凈為播后苗前土壤處理劑，于播后第2天（5月19日）施用。麥谷寧和2，4-D丁酯為苗后莖葉處理劑，于出苗后四至五葉期（6月5日）噴施。然后分別對谷子的苗期、拔節期和抽穗期3個重要生育時期進行谷子SOD的生物測定分析，并用DPS 6.50軟件及Excel 2007進行統計分析。

1.5 谷子生理指標測定及方法

在谷子3個生育階段，即幼苗期（6月10日）、拔節期（6月30日）、抽穗期（7月30日）。各小區選取生長一致的植株3株，取上部第一完全展開葉，測定其超氧化物歧化酶。

超氧化物歧化酶（SOD）活性測定在皺琦[3]的氮藍四唑法的基礎上改良，所加核黃素為原操作時的2倍，反應液NBT為6 mL，其余操作均按標準操作。

1.5.1 酶液提取。取1 g材料于預冷研缽中，加1 mL預冷磷酸緩沖液在冰浴上研磨成漿，加緩沖液使終體積為5 mL。取1.5～2.0 mL于4 000 r/min下離心10 min，上清液為SOD粗酶液。

1.5.2 顯色反應。取5 mL指形管（要求透明度好）4支，2支為測定管，另2支為對照管，按表1順序加入各溶液。

混勻后將1支對照管置于暗處，其他各管于4 000 lx日光燈下反應20 min（要求各管受光情況一致，溫度高時間縮短，反之延長）。

1.5.3 SOD活性測定與計算。至反應結束后，以不光照的對照管作空白，分別測定其他各管在560 nm的光吸收，已知SOD活性單位以抑制NBT光化還原的50%為一個酶活性單位表示，按下式計算SOD：

SOD活性=■

式中：SOD總活性以每克樣品鮮質量的酶單位表示（U/g）；A0為光照對照管的光吸收值；As為樣品管的光吸收值；Vt為樣品液總體積（mL），Vs為測定時樣品用量（mL）；W為樣品鮮重（g）。

2 結果與分析

從表2可以看出，經過除草劑處理后，谷子的SOD活性受到一定的影響，經方差分析，部分處理間存在顯著或極顯著的差異。

2.1 10%麥谷寧可濕性粉劑對谷子SOD活性的影響

在不同濃度的麥谷寧脅迫下晉谷21葉片的SOD的活性表現為：苗期，隨著麥谷寧濃度的增加，SOD的活性增加，隨著脅迫時間的延長，處理A、B的SOD的活性先升后下降，處理C是持續下降。抽穗期，3個處理與CK相比差異達到50%以上，這可能是高濃度的麥谷寧進入細胞后積累的濃度很快超過了植物敏感閾值，自由基的產生大于SOD的消除能力，從而抑制了SOD酶的活性。可見本試驗使用的麥谷寧濃度過高，一定程度上抑制了植物的生長發育。

2.2 50%撲草凈可濕性粉劑對谷子SOD活性的影響endprint

苗期，隨著撲草凈濃度的增加，SOD的活性增加，隨著脅迫時間的延長，處理D先降低后上升，處理E持續升高，但都與CK差異不顯著；處理F持續下降，并且與CK比較差異顯著。可見，處理E可以增加谷子SOD活性，對谷子的影響最小，而處理F濃度過高。

2.3 70% 2，4-D丁酯乳油對谷子SOD活性的影響

苗期，隨著70% 2，4-D丁酯乳油濃度的增加，SOD的活性增加，隨著脅迫時間的延長，處理G、H持續升高，但都與CK差異不顯著；處理I持續抑制，但與CK差異不顯著。可見處理H可以增加谷子SOD活性，對谷子的影響最小，總體上70% 2，4-D丁酯乳油的脅迫能力不大，對晉谷21的傷害不大。

3 結論與討論

本試驗研究表明，在不同除草劑的處理下，隨著濃度的增大，谷子的SOD活性增強，隨處理時間的延長，谷子的SOD活性與對照相比較或者變化不顯著，這可能是該除草劑濃度較低，植物能有效防御；或者逐漸降低，有的甚至遠低于對照水平，這可能是該除草劑濃度較高，處理后隨時間的延長，除草劑進入細胞后積累的濃度很快超出谷子本身能忍耐的生理閾值，自由基的產生大于SOD的消除能力，從而抑制了SOD酶的活性。10%麥谷寧可濕性粉劑、50%撲草凈可濕性粉劑和70 % 2，4-D丁酯乳油對谷子SOD都有一定的抑制作用，其中晉谷21對于麥谷寧比較敏感，或者麥谷寧濃度過高，對谷子SOD的抑制最大，一定程度上抑制谷子的生長發育；50%撲草凈可濕性粉劑1 125 g/hm2可以增加谷子SOD活性，對谷子的影響最小；70% 2，4-D丁酯乳油對谷子SOD抑制作用最小，總體上對谷子的生長發育影響都小，和谷子相處關系最為融洽。

關于除草劑脅迫作物活性氧代謝之間的關系有一些報道。姜孝玉等[4]用不同濃度的2，4-D處理水稻幼苗，發現高濃度的2，4-D對水稻幼苗的SOD活性有明顯抑制，低濃度的2，4-D對水稻幼苗的SOD活性有激活作用。這里需要指出，姜孝玉等使用樣品在2，4-D中處理4 h，其試驗結果相當于本研究中谷子的抽穗期，因此這與本研究結果一致。可見，低濃度的處理對SOD的誘導效果較好，隨著濃度升高，植物體內脂質過氧化程度加強，而當處理部位遭到氧化損傷，正常代謝過程受到影響，就會導致SOD活性下降；葉亞新等[5]研究15%精吡氟禾草靈乳油對蘿卜幼苗SOD的影響，隨著除草劑濃度的升高，蘿卜幼苗SOD活性先上升后下降，隨著除草劑脅迫時間的延長，蘿卜幼苗SOD活性也均是先上升后下降。這與本研究結果大致相似，區別是在苗期隨著除草劑濃度的升高，SOD的活性增加而沒有降低。這表明在本試驗用藥條件下，活性氧的增加未超過SOD的歧化能力。還有隨著2，4-D丁酯濃度的升高，雖然SOD活性增加，但是低濃度的處理對SOD有抑制作用，與對照相比差異極顯著。本試驗條件下隨著時間的延長2，4-D丁酯并未抑制SOD活性，這表明2，4-D丁酯對谷子SOD的抑制作用小。

綜上所述，在適度逆境誘導下，植物能增加SOD的活性以提高其適應能力，抵抗逆境而得以生存；對于同一種除草劑，高濃度除草劑的脅迫，能嚴重影響植物體內活性氧清除系統的活力，過氧化有害物質積累，細胞膜系統遭到破壞，從而降低作物的抗性，導致植物受害，選擇適當的濃度用藥才不會給植物生理生化過程造成紊亂。此外，不同種類除草劑，SOD反應靈敏度不同，激素類除草劑對植物SOD的影響較小。

值得指出的是，該試驗中并沒有反映出麥谷寧最佳的濃度設置，至于在哪種濃度下SOD活性的影響最小，還有待進一步研究。

4 參考文獻

[1] 齊玉志，相德臻.谷子優質高產新技術 [M].北京：金盾出版社，1998：20-21.

[2] 楊居榮，賀建群，蔣婉茹.Cd污染對植物生理生化的影響[J].農業環境保護，1995，14（5）：193-197.

[3] 鄒琦.植物生理生化實驗指導[M].北京：中國農業出版社，1995.

[4] 姜孝玉，梅星元，袁均林，等.2，4-D對水稻幼苗過氧化物酶、超氧化物歧化酶活性及同工酶的影響[J].華中師范大學學報（自然科學版），1998（2）：79-82.

[5] 葉亞新，栗冠珍.除草劑對蘿卜幼苗逆境生理指標的影響[J].江蘇農業科學，2012（10）：146-149.endprint