烯禾啶對不同谷子品種農藝性狀及光合指標的影響

周 浩，郭永新，原向陽，董淑琦，郭平毅，宋喜娥

（山西農業大學農學院，山西太谷030801）

谷子是起源于我國的1 年生禾本科作物，具有抗逆性強、耐旱、耐瘠薄且營養價值較高等特點[1-2]，可作為一種糧草兼用型作物[3-6]。谷子粒小苗弱，苗期生長緩慢，雜草危害非常嚴重，影響谷子的產量和品質，成為制約谷子產業化生產的最大障礙之一[7-8]。谷子多種植于山區旱地，除草多以傳統的人工除草為主，全生育期約需要除草2～3 次（依雨水多少及雜草危害程度而定），不僅費工、費時，且效率較低，加之人工成本越來越高，影響谷子種植效益及種植積極性[9]?；瘜W除草技術高效、省工、省時且除草效率高，是目前解決雜草危害的有效途徑之一[10-11]。烯禾啶屬環己烯酮類除草劑，是選擇性強的內吸傳導型莖葉處理劑。噴施烯禾啶后，能被雜草快速吸收，并傳導到頂端和節間分生組織，使其細胞分裂遭到破壞，禾本科雜草一般在藥后3 d 停止生長，7 d 左右開始死亡，葉片退綠變黃，15 d 左右全部死亡，因此，烯禾啶能有效防除牛筋草、狗尾草、看麥娘、馬唐、稗草、早熟禾等1 年生和多年生禾本科雜草。在田間環境中，烯禾啶能被快速分解為安全物質，殘留時間短，對人畜毒害性和后茬作物生長影響較小。除草劑烯禾啶因其對雜草高度的選擇性，噴施后殘留時間短、毒性小，并且適用范圍較廣等特點，在市場中占有重要地位[12-13]。

趙治海等[14]利用光溫敏兩系法引入了抗烯禾啶基因，選育出了抗烯禾啶張雜谷品種。程汝宏等[15]、師志剛等[16]采用雜交育種的方法選育出了抗烯禾啶冀谷品種。解麗麗[17]研究表明，張雜谷10 號和晉谷21 號幼苗隨烯禾啶濃度的增加，產量會逐漸下降。劉丹[18]研究表明，低濃度的烯禾啶對張雜谷10 號的光合活性不會造成嚴重損傷，而高濃度的烯禾啶會嚴重降低張雜谷10 號的光合活性，造成谷子死亡。郭美俊[19]研究表明，張雜谷3 號、張雜谷5 號、張雜谷10 號對烯禾啶的抗性存在很大差異。

為減少烯禾啶藥害，明確不同品種谷子對烯禾啶的抗性差異，本試驗選擇6 個雜交谷子品種為材料，于谷子3～5 葉期葉面噴施推薦劑量烯禾啶，從光合指標及農藝性狀方面評價其安全性，旨在為谷子田安全、有效、科學地施用烯禾啶提供理論依據，為谷子規?；?、機械化生產提供保障。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試谷子品種張雜谷13 號、張雜谷19 號、張雜谷21 號，由河北省張家口農業科學院提供；冀谷38 號、冀谷39 號、冀谷41 號，由河北省農林科學院谷子研究所提供。

供試藥劑為12.5%烯禾啶乳油（中農立華（天津）農用化學品有限公司）。

1.2 試驗設計

采用盆栽試驗，完全隨機設計，將張雜谷、冀谷種子播種于營養缽（10.2 cm×8.5 cm）中。待谷子長到3～5 葉期，莖葉噴施推薦劑量的烯禾啶（1 500 mL/hm2），以噴施等量清水作為對照（CK），每個處理重復3 次，于施藥后3、7、15 d 進行農藝性狀及光合指標測定。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 形態指標的測定 用卷尺對谷子株高以及倒2 葉葉長和葉寬進行測定，并計算葉面積。

1.3.2 葉片SPAD 值的測定 用SPAD-502 型便攜式葉綠素測定儀（日本柯尼卡美能達公司）測量谷子倒2 葉的SPAD 值，每片葉片測定葉基部、中部和葉尖SPAD 值，并取其平均值。

1.3.3 葉片光合參數的測定 于施藥后3、7、15 d選取生長一致的谷子幼苗，使用便攜式光合儀CI-340（思愛迪生態科學儀器有限公司）于晴天9：00—11：00 對谷子倒2 葉進行凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、氣孔導度（Gs）、胞間CO2濃度（Ci）的測定，測定時光強為（900±50）μmol/（m2·s），溫度為（30±2）℃，CO2濃度為（400±50）μmol/mol。

1.4 數據分析

采用Microsoft Excel 2010 整理數據，用SPSS 19.0 軟件對數據進行統計分析，并采用成組t檢驗比較處理與對照間差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 烯禾啶對不同品種谷子株高、葉面積的影響

從表1 可以看出，藥后3 d，6 個品種谷子株高、葉面積與對照相比均顯著降低，張雜谷19 號和張雜谷21 號株高降低較多，分別降低15.67%和18.27%，冀谷39 號葉面積降低最多，為12.08%。藥后7 d，張雜谷13 號的株高與對照間差異不顯著，葉面積顯著低于對照，其余5 個品種谷子株高、葉面積均顯著低于對照。藥后15 d，張雜谷13 號、張雜谷19 號、冀谷38 號、冀谷41 號株高、葉面積與對照間差異均不顯著；張雜谷21 號和冀谷39 號株高較對照分別顯著降低7.59%和7.06%，葉面積較對照分別顯著降低6.45%和8.18%。烯禾啶對張雜谷13 號株高、葉面積的影響最小，對張雜谷19 號、冀谷38 號、冀谷41 號次之，對張雜谷21 號和冀谷39 號影響最大。

2.2 烯禾啶對不同品種谷子葉片SPAD 值的影響

從圖1 可以看出，藥后3 d，6 個品種谷子葉片SPAD 值均顯著低于對照，其中，張雜谷21 號和冀谷39 號降低較多，分別降低16.54%和14.50%。藥后7 d，張雜谷13 號和冀谷41 號葉片SPAD 值與對照間差異不顯著，其他品種仍顯著低于對照。藥后15 d，張雜谷13 號、張雜谷19 號、冀谷38 號、冀谷41 號葉片SPAD 值與對照間差異不顯著；而張雜谷21 號和冀谷39 號葉片SPAD 值較對照分別顯著降低6.28%和5.48%。烯禾啶對張雜谷13 號和冀谷41 號葉片SPAD 值影響最小，對張雜谷19 號和冀谷38 號影響次之，對張雜谷21 號和冀谷39 號影響最大。

表1 烯禾啶對不同品種谷子株高和葉面積的影響

2.3 烯禾啶對不同品種谷子葉片光合參數的影響

從表2、3 可以看出，藥后3 d，6 個品種谷子葉片Pn、Tr、Gs 均顯著低于對照，Ci 均顯著高于對照。張雜谷21 號葉片Pn 降低最多，較對照降低16.67%；Ci 升高也最多，較對照增加17.44%；冀谷39 號葉片Tr 和Gs 均較對照分別顯著降低20.55%和17.13%。藥后7 d，張雜谷13 號和冀谷41 號葉片Pn、Tr、Gs、Ci 與對照間差異不顯著，其他品種谷子葉片Pn、Tr、Gs 仍顯著低于對照。藥后15 d，張雜谷13 號、張雜谷19 號、冀谷38 號、冀谷41 號葉片Pn、Tr、Gs、Ci 與對照間差異均不顯著；而張雜谷21 號和冀谷39 號葉片Pn 較對照分別顯著降低6.56%和7.56%，Tr 較對照分別顯著降低8.65%和11.22%，Gs 較對照分別顯著降低6.50%和9.36%，Ci 較對照分別顯著增加9.14%和8.52%。烯禾啶對張雜谷13 號和冀谷41 號光合參數影響最小，對張雜谷19 號和冀谷38 號影響次之，對張雜谷21 號和冀谷39 號影響最大。

表2 除草劑對不同品種谷子光合速率和胞間CO2 濃度的影響

表3 除草劑對不同品種谷子氣孔導度和蒸騰速率的影響

3 結論與討論

除草劑在進行田間雜草防除的同時，也會對作物造成一定傷害，影響作物的正常生長發育[20]。高劑量烯禾啶會顯著抑制張雜谷13 號的株高、葉面積[18]，闊世瑪也可顯著抑制谷子的株高、葉面積[21]。本研究表明，噴施推薦劑量烯禾啶3 d 后，6 個品種谷子的株高、葉面積均有不同程度降低，與前人研究結果相似。烯禾啶對谷子株高、葉面積的抑制作用隨著生育期的推進而有所緩解。藥后7 d，張雜谷13 號和冀谷41 號株高、葉面積與對照間差異不顯著。藥后15 d，張雜谷19 號和冀谷38 號株高、葉面積與對照間差異不顯著；而張雜谷21 號和冀谷39 號株高、葉面積仍顯著低于對照。

葉綠素是進行光合作用的物質基礎，在吸收和轉化光能方面發揮了巨大作用[22]。植物體內葉綠素含量的高低直接影響光能利用率的強弱[23]。有研究表明，噴施烯禾啶可以降低植物葉片中的色素含量[17-18]。本試驗也得到類似結論，噴施推薦劑量烯禾啶3 d 后，6 個品種谷子葉片SPAD 值均顯著低于對照。這可能是由于烯禾啶抑制了谷子體內的乙酰輔酶A 羧化酶（ACCase）的活性，阻礙了葉綠體和脂肪酸的合成，破壞了膜系統，進而使光合色素合成受阻，含量降低[24-25]。烯禾啶對谷子葉片SPAD 值的抑制作用隨著生育期的推進而有所緩解。藥后7 d，張雜谷13 號和冀谷41 號葉片SPAD 值與對照間差異不顯著。藥后15 d，張雜谷19 號和冀谷38 號葉片SPAD 值與對照間差異不顯著；而張雜谷21 號和冀谷39 號葉片SPAD 值仍顯著低于對照。

逆境脅迫下植物光合作用的相應變化，可以用來判定植物生長的安全性[26-28]。劉丹[18]研究表明，噴施烯禾啶后，谷子光合系統會受到抑制和損傷，引起Pn 和Gs 的下降。如果作物的Pn 和Tr 下降，而Ci升高，則Pn 下降主要是由非氣孔限制引起的[29]。本試驗在噴施推薦劑量烯禾啶3 d 后，6 個品種谷子的Pn、Gs、Tr 值均顯著低于對照，而Ci 均顯著高于對照，這與前人研究結果一致。藥后7 d，張雜谷13 號和冀谷41 號光合參數與對照間差異不顯著。藥后15 d，張雜谷19 號和冀谷38 號光合參數與對照間差異不顯著，但張雜谷21 號和冀谷39 號Pn、Gs、Tr仍顯著低于對照。隨時間推移，烯禾啶對6 個品種谷子光合作用的抑制有所緩解，但品種間存在差異，可能與張雜谷、冀谷的雜交特性和抗藥性不同有關。

本研究用盆栽試驗方法研究了不同雜交谷子苗期對烯禾啶的抗性差異，但有關烯禾啶對不同雜交谷子產量及產量構成的影響，有待進一步大田試驗。

本研究結果表明，6 個品種谷子對烯禾啶的抗性存在顯著差異，張雜谷13 號和冀谷41 號耐藥性較好，張雜谷19 號和冀谷38 號耐藥性次之，它們均可安全噴施推薦劑量的烯禾啶防除田間雜草；張雜谷21 號和冀谷39 號藥害癥狀較明顯，應用推薦劑量的烯禾啶時應慎重。