膜間噴施二甲戊靈對谷子幼苗葉片光合特性的影響

劉韶光，趙夏童，宋喜娥，郭平毅，原向陽，董淑琦，郭美俊

（山西農業大學農學院，山西太谷 030801）

谷子屬禾本科一年生草本植物，具有抗旱、耐貧瘠和適應性強等特點[1]。谷子起源于我國，有7000多年的歷史[2]，是我國的主要農作物，也是我國北方主要糧食作物之一[3]，在我國悠久的農耕文明歷史中發揮過重要作用的主栽作物[4]，谷子糧草兼用的特征非常明顯，具有較高的食用和飼用價值。

在谷子悠久的栽培歷史中，谷子的生長一直受到雜草的影響[5]。谷子田間雜草種類繁多，危害嚴重。單子葉雜草與谷子特性相似，不易鏟除。雜草對谷子生產具有很大的困擾，人工拔除雜草極為不便，且費時費力，效果不明顯[6]，雜草與谷子會爭奪營養物質，從而降低谷子的產量和質量。每年谷子因雜草危害而引起的減產達到20%以上，嚴重時部分地區絕收[5]。化學除草是對谷子雜草最有效的防治手段[7]，化學除草不僅可節約勞動力，而且有利于農業機械化的發展[8]。但是谷子對除草劑較為敏感，對除草劑抗性差，極易影響谷子的生長發育，甚至會發生藥害，因此，適用于谷田的除草劑甚少，實際登記使用的產品少之又少，所以，除草劑在谷田還不能廣泛使用[9]。

二甲戊靈是世界上第三大除草劑，在國內外應用較廣[10]。該除草劑對人畜低毒，應用廣泛，現主要應用于玉米、棉花、大豆、花生、馬鈴薯以及蔬菜田，是一種選擇性土壤封閉除草劑[11]。其作用機制為破壞雜草種子的胚芽鞘，使其枯萎死亡，而在雜草萌發的幼芽初期噴霧處理用藥時，進入雜草體內的藥劑與微管蛋白結合，抑制雜草細胞的有絲分裂，破壞生長點發育使其枯萎，從而造成雜草死亡[12]。

本試驗旨在尋找田間覆膜與膜間噴施二甲戊靈相結合的最佳方式及最適劑量，最終力求篩選出更加安全的谷田除草劑施用方案并進行推廣，從而推動谷子現代化生產，提高谷子的競爭力。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試藥劑為二甲戊靈（有效成分含量330g/L），由江蘇永安化工有限公司提供。

供試谷子品種為張雜谷10號（河北省張家口市農業科學院選育）和晉谷21號（山西省農業科學院經濟作物研究所提供）。

1.2 試驗地概況

試驗地土壤為碳酸鹽褐土，0～20 cm土層內有機質平均含量為23.87 g/kg，速效磷為9.49 mg/kg，速效鉀為109.7 mg/kg，速效氮為57.19 mg/kg，pH值為8.12。

1.3 試驗設計

試驗于2017年5—10月在山西省太谷縣申奉村進行，試驗田前茬作物為玉米。試驗采用完全隨機區組設計，播種時全程機械化覆膜、打孔、播種一次性完成地膜覆蓋栽培，播種深度為4 cm，密度為18萬株/hm2，行距50 cm，株距23 cm。在播種前，將750 kg/hm2的復合肥均勻撒播并摻混到土壤中。播種后1～3 d內施用除草劑，選晴朗無風的10：00進行各劑量梯度的噴施，除草劑的用量如表1所示。通過塑料地膜之間的定向噴霧器施加除草劑，并且使用配備有統一型號噴壺噴藥。每個試驗區面積為3.4 m×10 m。

表1 除草劑的用量情況

1.4 測定項目及方法

1.4.1 葉綠素含量的測定 取谷子從上至下第2片葉片，絞碎，稱量0.1 g放入裝有10 mL乙醇（96%）的試管中（含有塞子），在室溫無光環境處理24 h，分別測定 OD470，OD649，OD665吸光度值，采用高俊鳳[13]的方法來進行光合色素含量的計算。

1.4.2 光合參數的測定 在膜間噴藥后，待谷子出苗穩定后進入苗期，選擇晴天10：00—11：00采用便攜式光合儀（CI-340，思愛迪生態科學儀器有限公司）在田間選定活體測量谷子從上至下第2葉片光合特性，即氣孔導度（Gs）、胞間 CO2濃度（Ci）、凈光合速率（Pn）和蒸騰速率（Tr）。

1.5 數據處理與統計

采用Excel 2010與SAS 9.4軟件對試驗數據進行處理和分析，并應用LSD法進行數據的多重比較。

2 結果與分析

2.1 二甲戊靈對2種谷子幼苗葉片光合色素含量的影響

表2 2種谷子幼苗膜間噴施二甲戊靈對光合色素的影響 mg/g

由表2可知，不同處理下，晉谷21號和張雜谷10號倒二葉的葉綠素含量隨著噴施劑量的增加均呈現不同程度降低。二甲戊靈處理的晉谷21號，T4，T3處理后的葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素和色素總含量與CK間差異均達到顯著水平，T4處理時達到最低，與CK相比分別顯著降低13.37%，39.53%，17.24%和17.31%。T2處理后的葉綠素b、色素總含量與CK間差異達到顯著水平，較CK分別降低18.60%，11.66%。二甲戊靈處理的張雜谷10號，T4處理后的葉綠素a、類胡蘿卜素含量與其他處理間差異均達到顯著水平，各處理的葉綠素b含量與CK間差異顯著，T4，T3處理后的色素總含量與CK間差異達到顯著水平，較CK分別降低18.77%，8.53%。

2.2 二甲戊靈對2種谷子幼苗葉片凈光合速率的影響

由圖1可知，不同劑量二甲戊靈處理下，張雜谷10號、晉21號各處理組的谷子幼葉葉片凈光合速率與CK相比皆有所下降。二甲戊靈的劑量越高，凈光合速率越小，張雜谷10號的T1，T2，T3，T4處理與CK相比凈光合速率分別降低了4.06%，16.13%，20.62%，27.38%，T1與 CK 間差異不顯著，T2，T3，T4處理與CK間差異顯著。晉谷21號的T1，T2，T3，T4處理與CK相比凈光合速率分別降低了0.56%，3.09%，12.13%，19.99%，T1和T2處理與CK間差異不顯著，T3和T4處理與CK間差異顯著。二甲戊靈對晉谷21號凈光合速率的影響相對張雜谷10號而言相對較小。

2.3 二甲戊靈對2種谷子幼苗葉片蒸騰速率的影響

由圖2可知，在噴施不同劑量二甲戊靈的2種谷子各個處理組的幼葉葉片蒸騰速率與CK相比皆有所下降。蒸騰速率隨二甲戊靈劑量的增加呈逐漸減小趨勢，張雜谷10號的處理組與CK的蒸騰速率均差異顯著，較CK分別降低了9.62%，21.04%，27.12%，28.45%。晉谷21號的處理組與CK相比，蒸騰速率分別降低了 6.27%，30.04%，26.47%，48.41%，T1處理與CK相比差異不顯著，T2，T3和T4處理與CK間差異顯著。低劑量處理對2種谷子幼苗葉片蒸騰速率的影響較小。膜間噴施二甲戊靈對晉谷21號蒸騰速率的影響相對張雜谷10號而言影響較大。

2.4 二甲戊靈對2種谷子幼苗葉片氣孔導度的影響

由圖3可知，在噴施不同劑量二甲戊靈的2種谷子各個處理組的幼葉葉片氣孔導度與CK相比起初有所上升，但隨著二甲戊靈劑量的逐漸增大，氣孔導度逐漸減小，張雜谷10號的T1和T2處理與CK相比分別上升了12.55%，1.27%，而T3和T4處理與CK相比氣孔導度分別下降了11.31%和21.90%，T2處理與 CK相比差異不顯著，T1，T3，T4處理與CK相比差異顯著。晉谷21號的T1和T2處理與CK相比分別上升了10.77%，34.40%，但T1和T2處理與CK相比差異顯著，而T3和T4處理與CK相比氣孔導度分別下降了1.50%，15.83%，且T3與CK相比差異不顯著，T4與CK相比差異顯著。T1與T2處理對張雜谷10號谷子幼苗葉片氣孔導度的影響相對較小。其中，T4處理對張雜谷10號、晉谷21號谷子幼苗葉片氣孔導度的影響相對較大。

2.5 二甲戊靈對2種谷子幼苗葉片胞間CO2濃度的影響

氣孔是植物葉片和外界進行氣體交換的主要通道，能夠調節植物的Gs和光合作用[14]。由圖4可知，在噴施不同劑量二甲戊靈的2種谷子各個處理組的胞間CO2濃度與CK相比皆有所上升。谷子幼苗葉片胞間CO2濃度隨著二甲戊靈劑量的增大呈逐漸增大趨勢，張雜谷10號的處理組與CK相比胞間CO2濃度分別上升了3.89%，24.04%，43.32%，71.33%，T1處理與 CK相比差異不顯著，T2，T3，T4處理與CK相比差異顯著。晉谷21號的處理組與CK相比胞間CO2濃度整體趨勢是上升的，但是T1處理與CK相比下降了0.20%，且T1與CK相比差異不顯著，T2，T3，T4處理與CK相比分別上升了10.73%，33.75%，57.28%，T2，T3，T4 處理與 CK 相比差異顯著。其中，T1與T2處理對2種谷子幼苗葉片胞間CO2濃度的影響相對較小。二甲戊靈對晉谷21號胞間CO2濃度的影響相對張雜谷10號而言相對較小。

3 結論與討論

葉綠素含量可以有效地反映出該植物光合作用的強弱[15]。光合作用關乎著植物的生長和發育，是植物體內最重要的生化過程[16]，它是作物產量的最主要原動力[17]，其也可以對植物抗逆性的強弱起到一定的指示作用[18]。膜間噴施二甲戊靈對光合色素的各個成分影響均不顯著，但是高劑量二甲戊靈對色素總含量有所影響，與CK相比差異顯著，總含量有所下降。3，6 L/hm2劑量的二甲戊靈均可以使用。

谷子90%的干物質是來自于光合作用，光合參數可以有效的反映出植物光合能力強弱[19-20]。3，6 L/hm2劑量處理對谷子幼苗葉片凈光合速率的影響較小。二甲戊靈對晉谷21號凈光合速率的影響相對張雜谷10號而言相對較小。低劑量處理對2種谷子幼苗葉片蒸騰速率的影響較小，膜間噴施二甲戊靈對晉谷21號蒸騰速率的影響相對張雜谷10號影響較大。其中，12 L/hm2劑量的二甲戊靈對張雜谷10號、晉谷21號幼苗葉片氣孔導度的影響相對較大，3，6 L/hm2劑量的二甲戊靈對張雜谷10號谷子幼苗葉片氣孔導度的影響相對較小。二甲戊靈對晉谷21號胞間CO2濃度的影響相對張雜谷10號而言較小。

本試驗結果表明，膜間噴施二甲戊靈使晉谷21號和張雜谷10號幼苗葉片的光合特性參數產生了不同程度的動態變化，3～9 L/hm2劑量的二甲戊靈膜間噴施后，2個品種谷子葉片凈光合速率均下降，除張雜谷10號的6 L/hm2處理與CK間差異顯著外，其余劑量與CK間無顯著差異，9～12 L/hm2劑量的二甲戊靈均對2個品種谷子的凈光合速率產生影響。綜上所述，膜間噴施二甲戊靈在3～9 L/hm2劑量時，可在張雜谷10號、晉谷21號谷田使用，二甲戊靈劑量＞9 L/hm2時對谷子的光合特性有明顯的抑制作用。