施用煙嘧磺隆對不同生育期玉米生長、產(chǎn)量和營養(yǎng)品質(zhì)的影響

姚遠，高增貴，孫艷秋，劉限

1. 沈陽農(nóng)業(yè)大學植物保護學院，遼寧 沈陽 110866；2. 沈陽農(nóng)業(yè)大學生物科學技術(shù)學院，遼寧 沈陽 110866

施用煙嘧磺隆對不同生育期玉米生長、產(chǎn)量和營養(yǎng)品質(zhì)的影響

姚遠1，高增貴1，孫艷秋1，劉限2*

1. 沈陽農(nóng)業(yè)大學植物保護學院，遼寧 沈陽 110866；2. 沈陽農(nóng)業(yè)大學生物科學技術(shù)學院，遼寧 沈陽 110866

玉米是中國第一大作物，在中國糧食安全和糧食經(jīng)濟中占有重要地位。除草劑煙嘧磺隆在保證玉米穩(wěn)產(chǎn)和高產(chǎn)上發(fā)揮著重要作用，但因農(nóng)民不正確或超量施用煙嘧磺隆，導致玉米除草劑藥害問題與日俱增，引起玉米大量減產(chǎn)甚至絕產(chǎn)。通過在玉米不同生長發(fā)育時期施用不同劑量煙嘧磺隆，分析煙嘧磺隆對玉米藥害發(fā)生程度、生長、產(chǎn)量、營養(yǎng)品質(zhì)的影響，探討在玉米生產(chǎn)中應如何正確施用煙嘧磺隆，以期為玉米的安全生產(chǎn)提供參考。本試驗選擇玉米不同生育期（2-4葉期、4-6葉期和6-8葉期）分別施用不同劑量除草劑煙嘧磺隆（5個劑量），系統(tǒng)研究了煙嘧磺隆對玉米生長、產(chǎn)量和營養(yǎng)品質(zhì)的影響。研究結(jié)果表明，在玉米不同生育期施用煙嘧磺隆對玉米植株生長發(fā)育、產(chǎn)量和營養(yǎng)品質(zhì)都有一定的影響，2-4葉期處理，不同劑量處理對植株株高和產(chǎn)量沒有顯著影響，但4-6葉期和6-8葉期處理，不同劑量處理對植株株高和葉片長寬都產(chǎn)生了顯著的影響，超正常劑量顯著降低植株的株高和葉片的長寬。不同施藥時期和施藥量對玉米產(chǎn)量沒有顯著影響，但高劑量和晚期處理可造成玉米明顯減產(chǎn)，減產(chǎn)率達到15%以上；同時對玉米的品質(zhì)也有一定影響，高劑量處理降低玉米蛋白質(zhì)的含量。因此，采用除草劑煙嘧磺隆防除玉米田雜草時，最好在4葉期施用且不要超量（＜3 000 mL·hm-2），才能保證玉米的產(chǎn)量和營養(yǎng)品質(zhì)。

玉米；煙嘧磺隆；生長發(fā)育；產(chǎn)量；營養(yǎng)品質(zhì)

玉米（Zea mays）是種植最廣泛的谷類作物之一，目前在中國的栽培面積和產(chǎn)量均超過水稻（Oryza sativa）、小麥（Triticum aestivum），已成為中國第一大作物，在中國的糧食安全和糧食經(jīng)濟中占據(jù)重要地位（白美清，2014；王恒亮等，2013）。田間雜草可直接影響玉米的產(chǎn)量，據(jù)研究，因雜草造成的玉米減產(chǎn)占總減產(chǎn)的80%～86%，而刈割、手拔、焚燒、深耕和作物覆蓋等傳統(tǒng)除草方式雖然有一定效果，但難以持續(xù)產(chǎn)生效果，同時費用也較高（Lum et al.，2005）。近幾十年來，現(xiàn)代省力化栽培措施促進了除草劑的廣泛應用。然而，因農(nóng)民不正確或超量使用除草劑，玉米田除草劑藥害問題與日俱增，造成大量減產(chǎn)甚至絕產(chǎn)（楚書麗，2014）。煙嘧磺隆是一種內(nèi)吸傳導型選擇性磺酰脲類除草劑，是目前玉米田苗后莖葉處理常用的除草劑，可有效防除馬唐（Digitaria sanguinalis）、牛筋草（Eleusine indica）、狗尾草（Setaria viridis）等1年生禾本科雜草，雜草一般20 d左右死亡，同時能夠抑制多年生闊葉雜草的生長（Lum et al.，2005；Bhowmik et al.，1992；Bruce et al.，1997；劉秀梅，2010）。高溫干旱天氣、劑量過大（有效成分超過72 g·hm-2）、噴霧不均勻或與有機磷農(nóng)藥混用等均可導致玉米田發(fā)生煙嘧磺隆藥害（張艷剛等，2010），特別是施用時期不當更易導致藥害。一般情況下，玉米在3-5葉期對煙嘧磺隆的抵抗力和代謝能力較強（唐克，2013），但目前國內(nèi)還缺乏有關(guān)煙嘧磺隆對不同生長期玉米藥害發(fā)生程度及對玉米生長、產(chǎn)量、品質(zhì)的影響研究。因此，本試驗研究了在不同玉米生育期（玉米2-8葉期）施用不同劑量煙嘧磺隆對玉米藥害發(fā)生及玉米產(chǎn)量、營養(yǎng)品質(zhì)（蛋白質(zhì)、脂肪、粗纖維和淀粉）的影響，探討玉米生產(chǎn)中應如何正確施用煙嘧磺隆，以期為玉米安全生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試玉米為先玉335（母本為PH6WC，父本為PH4CV），生育期134 d，有效積溫2650～2700 ℃。

供試藥劑為40 g·L-1煙嘧磺隆懸浮劑，化學名稱為2-(4,6-二甲氧基嘧啶-2-嘧啶基氨基甲酰氨基磺酰)-N,N-二甲基煙酰胺，由日本石原產(chǎn)業(yè)株式會社生產(chǎn)。

1.2 試驗方法

試驗于2014年在遼寧省沈陽市沈陽農(nóng)業(yè)大學試驗地進行。小區(qū)行長5.5 m，7行區(qū)（行距60 cm），共計45個小區(qū)1039.5 m2。試驗區(qū)四周種植3行玉米作為保護行。5月3日播種，5月7日噴施莠去津封閉除草，6月、7月每月除草2次，各試驗小區(qū)除施藥處理不同外，其他田間管理一致。

1.3 試驗處理

試驗處理分3次進行，分別于玉米2-4葉期（5月27日）、4-6葉期（6月4日）和6-8葉期（6月14日）噴施煙嘧磺隆懸浮液。每次設(shè)4個不同劑量的4%煙嘧磺隆懸浮液：2-4葉期分別為750、1500、2250和3000 mL·hm-2；4-6葉期分別為1500、2250、3000和3750 mL·hm-2；6-8葉期分別為1500、3000、3750和4500 mL·hm-2。以清水為對照，設(shè)3次重復。

1.4 調(diào)查項目及方法

自施藥后第3天開始至第60天，連續(xù)對玉米生長及藥害情況進行觀察，記錄產(chǎn)生藥害后玉米葉片褪綠、黃化等癥狀。施藥后第20天測定玉米株高和葉片長寬，并根據(jù)長寬計算出葉片面積。收獲（9月25日）后調(diào)查小區(qū)玉米產(chǎn)量和營養(yǎng)品質(zhì)。營養(yǎng)品質(zhì)主要分析檢測了蛋白質(zhì)、淀粉、粗纖維和脂肪含量，委托青島科標化工分析檢測有限公司進行檢測分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同生育期施藥和不同施藥量下玉米藥害發(fā)生情況

煙嘧磺隆噴施后，超正常劑量處理玉米都發(fā)生了藥害，藥害發(fā)生程度與玉米發(fā)育時期和施藥劑量有關(guān)。藥害發(fā)生程度在2-4葉期比較輕，只在3000 mL·hm-2劑量處理下玉米出現(xiàn)了輕微的藥害，部分葉片上有黃色的斑帶，斑帶面積也比較小，且藥害癥狀在下雨后很快消失，玉米的生長基本沒有受到影響。藥害發(fā)生程度在4-6葉期和6-8葉期比較重，尤其是超過正常劑量（1500 mL·hm-2）的處理，玉米植株都出現(xiàn)了藥害癥狀，隨著劑量的加大，玉米葉片出現(xiàn)的黃色斑帶變大，植株高度生長受限，葉面積明顯變小（圖1，圖2）。玉米受藥害后，葉片展開面積小且呈直立狀態(tài)，植株矮小。藥害癥狀在雨水較多的情況下，約30 d后才逐漸消失。

2.2 不同生育期施藥和不同施藥量對玉米植株生長的影響

由圖1可知，在2-4葉期不同劑量煙嘧磺隆處理對玉米株高產(chǎn)生了一定影響，但沒有達到顯著水平。在4-6葉期不同劑量煙嘧磺隆處理玉米株高發(fā)生了極顯著的變化，當劑量達到2250 mL·hm-2時，玉米的生長受到了顯著影響，此時玉米株高極顯著低于清水處理。在6-8葉期不同劑量煙嘧磺隆處理玉米株高發(fā)生了極顯著的變化，當用量達到3000 mL·hm-2時，玉米的生長受到了極顯著影響。由此可知，盡管玉米不同生育期對煙嘧磺隆的耐藥性不同，但在生產(chǎn)中，當除草劑施用量超過正常施用劑量的2倍時，就能對玉米的生長產(chǎn)生影響。采用煙嘧磺隆進行苗后雜草處理的適宜時間為玉米苗4葉期，此時不容易發(fā)生藥害并能保證植株的正常生長。

2.3 煙嘧磺隆處理對葉片長寬、面積的影響

圖1 不同生育期煙嘧磺隆處理對玉米株高的影響Fig. 1 Effect of Nicosulfuron on the plant height of maize at different development stage

在葉片長寬發(fā)生較大變化的處理期（6-8葉期），選取10株測量了葉片的長寬，并通過長寬計算了葉片面積，統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，不同劑量煙嘧磺隆對植株的葉片影響較大，除了葉片的顏色發(fā)生明顯變化外，葉片的面積也存在顯著的差異。由圖2可知，葉片的長度、寬度和面積在不同處理間存在極顯著的差異，尤其當煙嘧磺隆用量高于3000 mL·hm-2時，葉片長度和寬度都極顯著地縮短，葉片面積也顯著地減小，從而影響葉片的光合作用，進而影響玉米生長及其對營養(yǎng)物質(zhì)的積累，最終造成玉米減產(chǎn)。

圖2 6-8葉期煙嘧磺隆處理對玉米葉片長寬及面積的影響Fig. 2 Effect of Nicosulfuron on leaf height, depth and leaf area of maize at 6-8 leaf stage

2.4 不同生育期施藥和施藥量對玉米產(chǎn)量的影響

由圖3可知，雖然不同施藥時期玉米產(chǎn)量在各種處理間不存在顯著差異，但不同時期處理對玉米產(chǎn)量具有不同影響。2-4葉期施藥，除了3000 mL·hm-2劑量處理稍微有所減產(chǎn)外，其他劑量處理都有增產(chǎn)的作用；4-6葉期處理，低于2250 mL·hm-2劑量處理能夠促進玉米增產(chǎn)，而3000 mL·hm-2劑量處理的減產(chǎn)作用比2-4葉期明顯；6-8葉期處理，所有施藥處理的玉米產(chǎn)量都有所降低，尤其是超過3750 mL·hm-2后，減產(chǎn)作用非常明顯，減產(chǎn)率達到15%以上。

2.5 不同生育期施藥和施藥量對玉米營養(yǎng)品質(zhì)的影響

由表1可知，在玉米不同生長發(fā)育期施用煙嘧磺隆對玉米的品質(zhì)產(chǎn)生了一定的影響。2-4葉期處理，施藥量的增加能夠增加玉米蛋白質(zhì)和淀粉含量，而降低粗纖維的含量，對脂肪含量基本沒有影響；4-6葉期處理，隨施藥量的增加蛋白質(zhì)含量逐漸降低，而脂肪、粗纖維和淀粉含量基本沒有變化；6-8葉期處理，隨施藥量的增加蛋白質(zhì)含量逐漸降低，而脂肪和粗纖維含量基本沒有變化。因此，就品質(zhì)而言，在玉米生育早期（4葉期）施藥對玉米品質(zhì)基本沒有影響，但高劑量和晚期施用則明顯降低玉米品質(zhì)。

3 討論

圖3 不同生育期施藥量對玉米產(chǎn)量的影響Fig. 3 Effect of Nicosulfuron on the maize yield at different development stage

采用除草劑煙嘧磺隆防治玉米苗后雜草比傳統(tǒng)的防治方法具有可持續(xù)性高和費用低的優(yōu)點，得到了廣大農(nóng)民的認可。但農(nóng)民在雜草防治過程中往往為了追求滅草效果，而忽略煙嘧磺隆的施用時間和劑量，從而對玉米造成藥害，影響玉米的產(chǎn)量。本研究發(fā)現(xiàn)，不同生育時期施用不同劑量煙嘧磺隆對玉米藥害的發(fā)生、生長和產(chǎn)量有不同的影響，2-4葉期雖然高劑量處理會對玉米產(chǎn)生藥害，但基本上不影響玉米的生長和產(chǎn)量，這與他人的研究結(jié)果一致（Rabaey et al.，1997；O’sullivan et al.，1995）。在其他兩個時期（4-6葉期和6-8葉期），玉米在高低劑量下都容易發(fā)生藥害，藥害程度隨著劑量的增加而加重，同時影響玉米產(chǎn)量，最高減產(chǎn)率達到18%。唐克（2013）對玉米藥害發(fā)生程度和生長情況的研究表明，玉米2-4葉期施用煙嘧磺隆是比較安全的，這與本文的研究結(jié)果一致。煙嘧磺隆藥害發(fā)生后，玉米葉片葉綠素含量和根系活力都有不同程度的下降（董曉雯等，2006），從而影響玉米植株的生長發(fā)育，造成玉米減產(chǎn)，同時試驗過程中也發(fā)現(xiàn)藥害玉米葉片較正常葉片黃化。藥害發(fā)生程度、生長和產(chǎn)量等方面研究都表明2-4葉期施用煙嘧磺隆是安全的。因此，在玉米田施用煙嘧磺隆的最佳時期是4葉期。。

表1 不同生育期施藥量對玉米營養(yǎng)品質(zhì)的影響Table 1 Effect of Nicosulfuron on the maize grain nutrient quality at different development stage

研究發(fā)現(xiàn)，煙嘧磺隆不影響玉米籽粒中脂類和粗纖維的含量，說明煙嘧磺隆不影響玉米的脂代謝和糖代謝，但高劑量處理下籽粒中蛋白質(zhì)的含量降低，這與Lum et al.（2005）的研究結(jié)果相一致。Lum et al.（2005）研究表明，煙嘧磺隆不影響玉米籽粒中的碳水化合物和粗纖維的含量，但高劑量處理降低了蛋白質(zhì)和灰分的含量。La et al.（1984）研究發(fā)現(xiàn)高劑量（20 μmol·L-1）處理下，嘧磺隆能抑制乙酰乳酸合成酶的活性，影響異亮氨基酸、亮氨酸和纈氨酸的合成，從而影響玉米籽粒中蛋白質(zhì)的合成。當然，玉米受到藥害后，根系活力、葉綠素含量和凈光合速率的降低（董曉雯等，2006；胡海軍等，2014）也會影響植株的光合作用效果和對各種營養(yǎng)元素的吸收，從而限制了正常的生理代謝，影響營養(yǎng)物質(zhì)的合成。李金洪等（1995）研究發(fā)現(xiàn)，適量施肥可明顯提高籽粒蛋白質(zhì)、脂肪、氨基酸等成分的含量。單獨施氮肥雖然能顯著提高蛋白質(zhì)含量，卻降低了蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值。氮、磷、鉀配施使籽粒品質(zhì)明顯改善，說明營養(yǎng)元素對玉米的營養(yǎng)品質(zhì)具有影響。由此可知，施用煙嘧磺隆時，應盡量控制其劑量，同時結(jié)合玉米的生育時期選擇適合的施用時期，以降低其對玉米營養(yǎng)品質(zhì)的影響。

4 結(jié)論

沈陽地區(qū)玉米田2-4葉期施用煙嘧磺隆，基本不影響玉米的生長和產(chǎn)量；4-6葉期和6-8葉期處理，正常劑量處理對植株生長和產(chǎn)量影響不大，但高劑量處理對玉米生長和產(chǎn)量影響較大。就玉米品質(zhì)而言，玉米生育早期（4葉期前）施藥對玉米品質(zhì)基本沒有影響，但高劑量和晚期施用可明顯降低玉米品質(zhì)。因此，采用除草劑煙嘧磺隆防除玉米田雜草時，應該在4葉期施用且計量不要超過3000 mL·hm-2，才能保證玉米的產(chǎn)量和營養(yǎng)品質(zhì)。

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Effect of Nicosulfuron on Growth, Yield and Grain Nutrient Quality of Maize at Different Development Stage

YAO Yuan1, GAO Zenggui1, SUN Yanqiu1, LIU Xian2*
1. College of Plant Protection, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110866, China;
2. College of Bioscience and Technology, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110866, China

Maize is the most important crop in China, and it plays a critical role in food security and economy. Nicosulfuron is one of the most extensively used herbicides to keep the high and stable yield. However, it is not applied improperly or overused causing serious herbicide injury to corn plants, decrease or even wiping out grain harvest. In this study, we report effects of Nicosulfuron on plant growth, yield and grain nutrient quality of maize application at 3 maize different development stages (2-4 leaf stage, 4-6 leaf stage and 6-8 leaf stage) with 5 different application rates (2-4 leaf stage: 750, 1 500, 2 250, 3 000 mL·hm-2; 4-6 leaf stage: 1 500, 2 250, 3 000, 3 750 mL·hm-2; 6-8 leaf stage: 1 500, 3 000, 3 750, 4 500 mL·hm-2). We also discuss how to properly use Nicosulfuron on corn plants. The results showed that Nicosulfuron had an effect on the plant growth, yield and seed quality of maize. No significantly difference on plant height and yield were detected when Nicosulfuron was applied at different rates at 2-4 leaf stage, whereas there were significant different (P＜0.01%) on plant height among different rates at 4-6 or 6-8 leaf stage. Nicosulfuron had no significant effect on the yield of maize at different application times and rates, but at a higher rate (＞3 000 mL·hm-2) and application at 4-6 or 6-8 leaf stages, the yield decreased more than 15 % and the protein of maize grain was lower than that of check. When using Nicosulfuron to control weeds, we recommend to apply it prior to 4 leaf stage and at a rate＜3 000 mL·hm-2in order to achieve desired weed control while not negatively affecting maize yield and grain quality.

maize; nicosulfuron; growth and development; yield; nutrient quality

10.16258/j.cnki.1674-5906.2017.01.026

X592

A

1674-5906（2017）01-0171-05

姚遠, 高增貴, 孫艷秋, 劉限. 2017. 施用煙嘧磺隆對不同生育期玉米生長、產(chǎn)量和營養(yǎng)品質(zhì)的影響[J]. 生態(tài)環(huán)境學報, 26(1): 171-175.

YAO Yuan, GAO Zenggui, SUN Yanqiu, LIU Xian. 2017. Effect of nicosulfuron on growth, yield and grain nutrient quality of maize at different development stage [J]. Ecology and Environmental Sciences, 26(1): 171-175.

農(nóng)業(yè)部公益性行業(yè)專項項目（201203098）

姚遠（1965年生），主要從事玉米栽培和病蟲草害防治研究。E-mail: yaoyuanjane9296@sina.com

*通信作者。E-mail: benz117309@sina.com.cn

2016-11-18