除草劑使它隆不同兌水量對谷子生理生化指標及雜草防效的影響

王雅情 暢灼卓 趙夏童 董淑琦 宋喜娥 原向陽

摘要：采用盆栽和大田試驗相結合的方法，研究不同兌水量（450.0、225.0、112.5 L/hm2）的20%使它隆乳油對張雜谷10號、晉谷21號幼苗倒2葉的超氧化物歧化酶（SOD）活性、過氧化物酶（POD）活性、過氧化氫酶（CAT）活性、可溶性蛋白含量、產量和闊葉雜草防效的影響。結果表明，使它隆處理初期，谷子葉片的SOD、POD、CAT活性及可溶性蛋白含量均隨兌水量的減少呈先升高后降低趨勢，且均高于對照;其中兌水量為225.0 L/hm2時，與對照差異顯著。隨著兌水量的降低，使它隆對闊葉雜草的防除效果先升高后降低，且防效隨著施藥后時間的延長而降低;兌水量為225.0 L/hm2時的防除效果最好，且對谷子產量無顯著影響。綜上所述，225.0 L/hm2兌水量的使它隆處理初期會引起谷子體內抗氧化酶系統的應激反應，顯著提高抗氧化酶活性和可溶性蛋白含量，對大田闊葉雜草的防除效果最好。

關鍵詞：谷子;使它隆;兌水量;生理生化指標;雜草防效

中圖分類號： S482.4+9;S451.22 ?文獻標志碼： A ?文章編號：1002-1302（2021）13-0098-06

谷子是一種起源于我國的糧草兼用作物，具有抗逆性強、適應性廣等特點，是干旱地區的重要糧食作物，可作為未來應對糧食危機、水危機的重要戰略儲備物質[1-4]。脫殼后的小米營養豐富，富含人體所必需的8種氨基酸，因此深受人們的喜愛[5]。但是，田間雜草會通過爭奪營養成分和生長空間、分泌有毒物質、傳播病蟲害等途徑，阻礙谷子正常生長發育，最終影響其產量與品質[6-8]。谷田每年因雜草危害可引起谷子減產30%左右，嚴重時甚至出現絕收現象[9]。

使它隆是由美國陶氏益農公司開發生產的一種低毒、安全、高效的內吸傳導型苗后除草劑，主要防除小麥和谷子等田的闊葉雜草[10-11]。在紫薇圃地施用100 g/hm2使它隆，藥后30 d，闊葉雜草的防除效果在79%以上;而施用200 g/hm2使它隆防效可達83%以上[12]。相關研究表明，在除草劑脅迫下植物會產生大量的活性氧（ROS），體內超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）等保護酶活性會發生相應變化來應對脅迫[13-14]。強筋小麥體內的SOD、POD、CAT等活性在使它隆噴施后5～15 d應激升高，隨后逐漸恢復至對照水平[15];在激素型除草劑二甲四氯的低濃度處理下，谷子葉片的SOD、POD、CAT活性也均高于對照，且隨著施藥時間的延長，對其抗氧化酶系統的影響逐漸減小[16];在闊世瑪脅迫下，谷子體內的可溶性蛋白含量升高，谷子抵御不良環境的能力提高[17]。

除草劑噴施過程中兌水量的多少會影響藥液在靶標上的沉積，最終影響藥效。研究表明，濃縮的且數量較少的草甘膦藥滴比稀釋的且數量較多的草甘膦藥滴對大麥的毒性大[18]。但是當農藥有效成分用量一定時，噴液量充足才能保證藥效發揮[19]，因此過度降低噴液量會影響藥效發揮。柑橘園防除雜草發現百草枯以600～750 L/hm2的兌水量最合適，草甘膦兌水量降低為450～600 L/hm2防除效果最好[20]，由此可見，不同類型除草劑的適宜兌水量不盡相同。玉米田施用苯唑草酮后，兌水量的降低對藥效和玉米產量都沒有產生顯著影響[21]，在實際使用過程中可以適當降低兌水量。

本研究以張雜谷10號、晉谷21號為試驗材料，研究除草劑使它隆不同兌水量對谷子抗氧化酶系統、可溶性蛋白含量、產量和雜草防效的影響，以期為使它隆低容量施用奠定理論基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

谷子品種：張雜谷10號（雜交谷，河北省張家口市農業科學院提供）、晉谷21號（常規谷，山西農業大學經濟作物研究所提供）。

除草劑：20%使它隆乳油，購自江蘇中旗科技股份有限公司。

1.2 試驗設計

盆栽試驗于2020年5—10月在山西農業大學化學調控實驗室進行，將張雜谷10號、晉谷21號的種子均勻播種在裝有營養土的5 cm×5 cm的營養缽中，每盆定植4株。在谷子4葉期時，將1.05 L/hm2（推薦劑量）的使它隆分別兌水450.0（田間推薦兌水量）、225.0、112.5 L/hm2進行噴施，以噴施 450 L/hm2 清水的谷子為對照，3次重復。藥后3、7、14 d，選取長勢一致的谷子幼苗倒2葉，測定谷子葉片的抗氧化酶活性和可溶性蛋白含量。

大田試驗在山西農業大學申奉村試驗田進行，試驗田地勢平坦，土壤為壤土，肥力均勻一致，田間管理與當地農田一致。前茬作物為大豆，雜草長勢均勻。待谷子長到4葉期，進行使它隆處理，與盆栽試驗處理相同，設雜草自由生長為對照區，3次重復，每個小區面積為10 m2（2 m×5 m）。分別于藥后15、30、45 d測定雜草的株防效和鮮質量防效;成熟期進行產量的測定。

1.3 測定指標

1.3.1 抗氧化酶活性測定 ?稱取0.1 g新鮮谷子葉片后加入2 mL pH值為7.8的磷酸緩沖液進行充分研磨，隨后轉移于2 mL離心管中，12 000 g離心15 min，吸取上清液用于酶活性的測定。

測定超氧化物歧化酶活性采用氮藍四唑（NBT）光化還原法[22]，吸取上清液后加入5 mL SOD反應液，照光25 min左右，空白處理則放置暗處，用于調零，于560 nm下進行比色，并記錄吸光度。

測定過氧化物酶的活性采用愈創木酚法[23]，吸取上清液加入3 mL POD反應，在470 nm下進行比色，分別每隔1 min讀取吸光度，共讀取3次。

過氧化氫酶活性采用紫外吸收法測定[24]，吸取上清液加入1.5 mL pH值為7.8的磷酸緩沖液和 1 mL 蒸餾水，比色時加入0.3 mL 0.1 mol/L H2O2，記錄在240 nm下吸光度的變化，每30 s 1次，共計 3 min。

1.3.2 可溶性蛋白含量測定 采用考馬斯亮藍 G-250 法進行可溶性蛋白含量的測定[25]。稱取 0.1 g 新鮮谷子葉片進行研磨，將勻漿液轉移于 2 mL 離心管中，4 000 g離心15 min，吸取上清液，加入5 mL考馬斯亮藍G-250試劑，充分混合后于595 nm波長處比色。

1.3.3 雜草防效的調查 ?于施藥后15、30、45 d，采用絕對數調查法[26-27]，即每個小區沿著對角線選取3個樣點，每個樣點0.25 m2（0.5 m×0.5 m），分別統計各小區內反枝莧和藜的株數，并進行鮮質量的稱量，計算株防效和鮮質量防效。

株防效=[（空白對照區雜草株數-處理區雜草株數）/空白對照區雜草株數]×100%;

鮮質量防效=[（空白對照區雜草鮮質量-處理區雜草鮮質量）/空白對照區雜草鮮質量]×100%。

1.3.4 產量測定 在谷子成熟期時，每個小區選取3 m2（3 m×1 m）進行單收，風干脫粒進行稱質量計算產量。

1.4 數據處理

利用Microsoft Excel 2010和DPS 6.5軟件進行數據處理和分析。采用Duncans新復極差法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 使它隆不同兌水量對谷子葉片SOD活性的影響

由圖1可知，藥后3 d，張雜谷10號葉片的SOD活性在T2處理時比對照高45.23%，差異達顯著水平;晉谷21號葉片的SOD活性在3個處理下均顯著高于對照，分別比對照高11.83%、12.07%、22.59%。藥后7 d，張雜谷10號葉片的SOD活性在3個處理下均顯著高于對照，分別比對照高29.03%、43.38%、23.07%;晉谷21號葉片的SOD活性在T1、T2處理時均顯著高于對照，分別比對照高22.26%、38.26%。藥后14 d，2個谷子品種葉片SOD活性的變化趨勢基本一致，均與對照差異不顯著。隨著藥后時間的延長，2個品種谷子葉片SOD活性呈先降低后升高的趨勢。

2.2 使它隆不同兌水量對谷子葉片POD活性的影響

由圖2可知，使它隆處理后，2個谷子品種葉片POD活性的變化趨勢基本一致，均高于對照。施藥后同一時期，隨著兌水量的降低，2種谷子葉片POD活性呈先升高后降低的趨勢。藥后3 d，2個谷子品種葉片POD活性在各處理下均與對照相比差異達顯著水平;藥后7、14 d，張雜谷10號葉片POD活性在各處理下均恢復至與對照無顯著差異水平，而晉谷21號仍均與對照差異顯著。隨著藥后時間的延長，2個谷子品種葉片的POD活性逐漸升高，在藥后14 d達到最大值。

2.3 使它隆不同兌水量對谷子葉片CAT活性的影響

由圖3可知，噴施不同兌水量的使它隆后，2個谷子品種葉片CAT活性在藥后3、7 d的變化趨勢基本一致，均高于對照。藥后14 d，2種谷子葉片CAT活性變化趨勢不一致，張雜谷10號葉片CAT活性均低于對照，而晉谷21號T1、T2處理高于對照。藥后3 d，張雜谷10號葉片CAT活性在T2處理時比對照高31.97%，差異達顯著水平;而晉谷21號T1、T2處理分別比對照高47.39%、55.28%，差異均達顯著水平。藥后7 d，張雜谷10號葉片CAT活性在T2處理時比對照高50.32%，而晉谷21號T1、T2處理分別比對照高53.59%、59.54%，差異均達顯著水平。藥后14 d，晉谷21號葉片CAT活性在T2處理時仍與對照差異顯著。隨著施藥時期的推移，2種谷子葉片CAT活性逐漸升高。

2.4 使它隆不同兌水量對谷子葉片可溶性蛋白含量的影響

由圖4可知，藥后3 d，隨著兌水量的降低，張雜谷10號葉片可溶性蛋白含量逐漸升高，在T2、T3處理時顯著高于對照，分別比對照高26.02%、69.64%;晉谷21號葉片可溶性蛋白含量在各處理下均顯著高于對照。藥后7 d，晉谷21號葉片可溶性蛋白在T2、T3處理時仍顯著高于對照，分別比對照高23.43%、17.97%。藥后14 d，張雜谷10號各處理葉片可溶性蛋白含量均顯著低于對照，而晉谷21號各處理葉片可溶性蛋白含量均高于對照，二者的變化趨勢不一致。

2.5 使它隆不同兌水量對谷田闊葉雜草的株防效

由表1可知，隨著兌水量的降低，使它隆對反枝莧、藜和總闊葉雜草的株防效先升高后降低，T2處理時株防效達到最高，且對藜的株防效明顯高于反枝莧。藥后15 d，不同處理下的反枝莧、藜、總闊葉雜草株防效分別為52.01%～74.11%、97.70%～98.85%、75.93%～87.06%; 其中T2處理時最高，分別為74.11%、98.85%、87.06%。藥后30 d，藜和總闊葉雜草株防效在T2處理下顯著高于T3處理;不同處理下的反枝莧、藜、總闊葉雜草株防效分別為48.77%～71.60%、77.86%～98.34%、64.10%～85.70%。藥后45 d，反枝莧、藜、總闊葉雜草株防效在T2處理下顯著高于T3處理;不同處理下的反枝莧、藜、總闊葉雜草株防效分別為44.83%～71.26%、71.54%～89.23%、58.94%～80.76%。隨著施藥時期的延長，使它隆相同兌水量對闊葉雜草的株防效逐漸降低，15 d時的株防效最高。

2.6 使它隆不同兌水量對谷田闊葉雜草的鮮質量防效

由表2可知，隨著兌水量的降低，使它隆對反枝莧、藜、總闊葉雜草的鮮質量防效與株防效的變化趨勢基本一致，呈先升高后降低的趨勢。藥后15、30 d，反枝莧、藜、總闊葉雜草的鮮質量防效T2處理均高于T3處理，差異達顯著水平;其中藥后15 d，不同處理反枝莧、藜、總闊葉雜草的鮮質量防效分別為56.49%～81.43%、86.91%～98.31%、69.23%～88.50%，藥后30 d，分別降低為53.96%～79.97%、85.21%～97.26%、62.53%～84.71%。藥后45 d，反枝莧、總闊葉雜草的鮮質量防效在T2處理時高于T3，差異達顯著水平;不同處理下反枝莧、藜、總闊葉雜草的鮮質量防效分別為52.35%～79.40%、83.37%～95.94%、61.39%～84.22%。藥后15 d時，T2處理反枝莧、藜、總闊葉雜草的鮮質量防效最高，分別為81.43%、98.31%、88.50%，且對藜的鮮質量防效明顯高于反枝莧。

2.7 使它隆不同兌水量對谷子產量及增產率的影響

由圖5可知，不同兌水量處理后，除晉谷21號T2處理下產量低于對照外，其他處理下2個谷子品種產量均高于對照。不同處理下，張雜谷10號分別增產1.60%、2.93%、1.06%;晉谷21號分別增產0.84%、2.00%、-0.09%。在T2處理時，2個谷子品種產量均達到最大值;張雜谷10號增產2.93%，晉谷21號增產2.00%。

3 討論與討論

為應對除草劑脅迫，植物體內SOD、POD、CAT等抗氧化酶活性會發生變化，協同清除過量的活性氧以減輕或抵御除草劑對細胞的傷害[28-29]。其中，SOD是植物抵御逆境的第一道防線，起著保護細胞免受自由基毒害的重要作用[30-31];過氧化氫（H2O2）是ROS主要成分之一，POD和CAT可將體內H2O2轉化為氧氣和水，抑制活性氧對脂膜的過氧化作用。朱詩禹等發現，精異丙甲草胺在一定濃度范圍內，會提高大豆體內的抗氧化酶活性[32];郭磊等研究表明，施用百草枯后，顯著提高了桃樹葉片POD和CAT活性[33]。本研究中藥后3、7 d，谷子葉片細胞中SOD、POD和CAT活性均出現不同程度的升高; 兌水量為225.0 L/hm2時， 除張雜谷10號葉片的POD活性在藥后7 d與對照差異不顯著外，其他時間段2個谷子品種抗氧化酶活性均顯著高于對照，表明在使它隆脅迫初期，谷子體內的活性氧清除機制被激活，保護谷子免受除草劑侵害。藥后 14 d，張雜谷10號葉片抗氧化酶活性恢復至與對照無顯著差異水平，而晉谷21號部分處理葉片恢復。噴施不同兌水量的使它隆后，谷子葉片抗氧化酶活性升高，且隨著施藥時間的延長，對谷子葉片抗氧化酶活性的影響逐漸減小，這與郭美俊等的研究結果[14]一致。

可溶性蛋白是重要的滲透調節物質，可直接或間接影響植物的代謝情況，反映除草劑等脅迫對植物的傷害程度[34]。相關研究表明，在鹽脅迫下紫蘇葉片中的可溶性蛋白開始大量積累，協調細胞與外界的滲透壓[35]。本研究中，藥后3 d，在 225.0 L/hm2 兌水量處理下，谷子葉片可溶性蛋白含量顯著高于對照，說明谷子可以通過協調滲透壓保護生物膜結構的完整。而藥后7、14 d，張雜谷10號與晉谷21號葉片可溶性蛋白含量的變化不同，說明2個谷子品種的可溶性蛋白含量在應對除草劑脅迫時有差異。

谷田中闊葉雜草主要有曼陀羅、莧、藜、苘麻等。本試驗中隨著兌水量的降低，使它隆對田間闊葉雜草的防除效果呈先增加后降低的趨勢，當兌水量為225 L/hm2時達到最大值。隨著生育期的推進，對反枝莧與藜的株防效和鮮質量防效逐漸降低，原因可能是小區內新增雜草較多，這與李琦等研究結果[36]相同。

王正貴等研究發現，在無草條件下幾乎所有供試除草劑處理下的小麥產量均出現降低趨勢[37]。由此說明在有雜草存在的情況下，除草劑的增產效果是由于草害的減少使作物獲得更多生活空間和水分引起的。本試驗中噴施不同兌水量的使它隆后，除晉谷21號的產量在112.5 L/hm2時低于對照外，其他處理下2個谷子品種的產量均高于對照，但是未達顯著水平。

本研究結果表明，225.0 L/hm2兌水量的使它隆處理初期，會顯著提高谷子幼苗葉片的抗氧化酶活性和可溶性蛋白含量，以此應對除草劑脅迫;隨著施藥時間的延長，谷子葉片抗氧化酶活性逐漸恢復至與對照無顯著差異水平;同時該兌水量條件下對大田的闊葉雜草防除效果優于450.0、112.5 L/hm2，且對產量無顯著影響。

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