余月書,遲法安,張 寶,朱 音,吳子凡,張志國
(1.上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué) 生態(tài)技術(shù)與工程學(xué)院,上海 201418;2.威海永達(dá)綠色技術(shù)有限公司,山東 威海 264200)
萱草是一種多年生的宿根花卉,其花色豐富、花期長、花型多,是園林綠化上常用的觀花類植物[1],但萱草田雜草種類繁多,嚴(yán)重影響萱草生長?;瘜W(xué)除草是控制農(nóng)田雜草的有效方法[2]。李金霞等[3]研究表明,20%氯氟吡氧乙酸對(duì)大花萱草田雜草防效達(dá)98%以上,且對(duì)萱草安全。萱草定植后使用33%二甲戊樂靈乳油、72%異丙甲草胺乳油對(duì)萱草田雜草有良好的控制作用[4]。同時(shí),有研究報(bào)道滅草松與莠去津?qū)Υ蠡ㄝ娌葜旮哂忻黠@的抑制作用,使用莠去津60 d 后大花萱草植株全部死亡[3]。精喹禾靈是一種低毒型選擇性除草劑,常用于田間禾本科雜草防除。研究表明稻田與蠶豆田使用精喹禾靈能對(duì)水稻生長、酶系統(tǒng)、抗氧化系統(tǒng)及蠶豆根瘤與生長產(chǎn)生影響[5-6],但對(duì)萱草生長影響未見報(bào)道。本文以精喹禾靈為研究對(duì)象,萱草光合速率、葉綠素及根活力為指標(biāo),探索精喹禾靈田間使用對(duì)萱草生理生化產(chǎn)生的影響,以期為精喹禾靈在萱草田間使用提供理論依據(jù)。
除草劑:精喹禾靈,安徽四達(dá)農(nóng)藥化工有限公司生產(chǎn),由上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)萱草種植基地提供。萱草:萱草是上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)培育的新品種,編號(hào)12010。
1.2.1 萱草栽培
3 月初,將越冬后的萱草從田間取出,去除枯葉,以清水洗凈泥土。自然晾干后,栽植于裝有營養(yǎng)土(蛭石:珍珠巖:草炭=1∶1∶3)的塑料盆(盆口直徑25 cm,高度30 cm)中,每盆2 株。室外自然條件下生長,常規(guī)管理。
1.2.2 試驗(yàn)方法
萱草培育45 d 后,以10%精喹禾靈乳油400、800、1 200 mg/kg 噴霧處理。分別于處理后6、10、13、17 d 測定光合速率等光合參數(shù);藥后8、11、14 d 測定葉綠素含量;藥后6、10、13 d 測定萱草根活力。以清水處理做對(duì)照。每處理重復(fù)3 次,每重復(fù)3 盆。
光合參數(shù)以CI-340 光合儀(上海澤泉科技有限公司)測定。葉綠素含量以分光光度法測定,具體參考沈娟等方法[7]。根活力采用氯化三苯基四氮唑(triphenyltetrazolium chloride,TTC)法測定[8]。以SPSS12.0 進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,以EXCEL 作圖。
藥后同一時(shí)間下,萱草光合速率在處理與對(duì)照之間不存在顯著差異(見表1)。藥后第6、10、13 d,較低濃度(400、800 mg/kg)精喹禾靈處理能夠促進(jìn)光合速率上升,但高濃度(1 200 mg/kg)精喹禾靈處理后,光合速率受到抑制。藥后第17 天,精喹禾靈處理后萱草光合速率高于對(duì)照組,400、800、1 200mg/kg分別比對(duì)照高出184.02%、172.50%、124.17%。雙因素方差分析表明,藥后不同時(shí)間萱草光合速率之間存在顯著差異(p<0.01)。藥后6、10 d 光合速率顯著高于藥后13、17 d(見圖1)。藥后第6 d,萱草光合速率最高,CO2達(dá)9.941 7 mg·cm-2·h-1,分別比藥后10、13、17 d 高2.07%、287.48%及136.32%。
圖1 精奎禾靈對(duì)萱草光合速率影響的時(shí)間效應(yīng)Fig. 1 Time-effect of quizalofop-p-ethyl on the photosynthetic rate of Hemerocallis
表1 精喹禾靈對(duì)萱草光合速率影響Tab.1 Effects of quizalofop-p-ethyl on the photosynthetic rate of Hemerocallis
藥后11 d,同對(duì)照相比,精喹禾靈400 mg/kg處理后,萱草葉綠素總含量顯著下降28.99%。其余時(shí)間下,無論是葉綠素a、b,還是總?cè)~綠素含量,處理與對(duì)照之間不存在顯著差異。雙因素方差分析表明,藥后不同時(shí)間葉綠素a、b 及總?cè)~綠素含量之間均存在顯著差異(葉綠素a 含量:p<0.05;b 含量:p<0.01;總?cè)~綠素含量:p<0.01)(見表2);不同濃度處理下,葉綠素a、b 及總?cè)~綠素含量之間不均存在顯著差異(葉綠素a 含量:p>0.05;葉綠素b 含量:p>0.05;總?cè)~綠素含量:p>0.05);在葉綠素總含量影響上處理與時(shí)間互作效應(yīng)顯著(p<0.01)。雙因素方差分析同時(shí)表明葉綠素a、葉綠素b 及總?cè)~綠素含量均表現(xiàn)出隨處理后時(shí)間延長而下降的變化趨勢,表現(xiàn)出明顯的時(shí)間效應(yīng)(見圖2~4)。
圖2 精奎禾靈葉綠素a 含量影響的時(shí)間效應(yīng)Fig. 2 Time-effect of quizalofop-p-ethyl on the chlorophyll a content of Hemerocallis
圖3 精奎禾靈葉綠素b 含量影響的時(shí)間效應(yīng)Fig. 3 Time-effect of quizalofop-p-ethyl on the chlorophyll b content of Hemerocallis
圖4 精奎禾靈葉綠素總含量影響的時(shí)間效應(yīng)Fig. 4 Time-effect of quizalofop-p-ethyl on the total chlorophyll content of Hemerocallis
表2 精喹禾靈對(duì)萱草葉綠素含量的影響Tab.2 Effect of quizalofop-p-ethyl on the chlorophyll content of Hemerocallis
表3 是精喹禾靈對(duì)萱草根活力影響研究結(jié)果,由表3 可知,藥后同一時(shí)間下,同對(duì)照相比,精喹禾靈處理對(duì)萱草根活力不產(chǎn)生顯著影響。雙因素方差分析表明,藥后不同時(shí)間萱草根活力之間存在顯著差異(p<0.01),且隨時(shí)間變化表現(xiàn)出先上升后下降的變化趨勢,在藥后第10 d 根活力顯著高于藥后第6、13 d,分別高出136.67%及77.11%(見圖5)。萱草根活力在精喹禾靈不同濃度處理之間不存在顯著差異(p>0.05)。時(shí)間與處理的互作將就對(duì)根活力影響顯著(p<0.05)。
圖5 精奎禾靈對(duì)萱草根活力影響的時(shí)間效應(yīng)Fig. 5 Time-effect of quizalofop-p-ethyl on the root vitality of Hemerocallis
表3 精喹禾靈對(duì)萱草根活力影響Tab.3 Effect of quizalofop-p-ethyl on the root activity of Hemerocallis
植物光合作用是生態(tài)系統(tǒng)能量與物質(zhì)來源的重要渠道,光合速率及葉綠素含量與植物光合作用強(qiáng)弱相關(guān),反映了植物制造有機(jī)物質(zhì)及轉(zhuǎn)化太陽能的效能,其不僅受到光、二氧化碳及水含量的影響,還與農(nóng)藥、肥料及溫度等條件的影響[9-11]。根是植物吸收無機(jī)礦質(zhì)營養(yǎng)及水分的重要器官,其活力大小表明根吸收能力的強(qiáng)弱,直接反映植物地上部的營養(yǎng)狀況與植物的產(chǎn)量水平。研究表明重金屬、農(nóng)藥及鹽脅迫能對(duì)植物根活力產(chǎn)生明顯影響[12-14]。余月書等[11]研究報(bào)道了百菌清等殺菌劑使用后短期內(nèi)能夠顯著降低萱草的光合速率,并引起葉綠素含量的顯著變化。同時(shí),一定濃度的百菌清與吡蚜酮處理能夠顯著促進(jìn)綠蘿根活力上升[14]。
本試驗(yàn)研究表明,精喹禾靈處理對(duì)萱草光合速率、葉綠素含量及根活力不產(chǎn)生顯著影響。但是,高濃度精喹禾靈使用后對(duì)萱草光合速率及根活力抑制比較強(qiáng)(見表1~3),低濃度抑制作用較弱。對(duì)葉綠素含量影響方面,同樣是高濃度精喹禾靈抑制作用較強(qiáng)。因此,萱草生產(chǎn)上田間使用精喹禾靈除草時(shí),建議選擇低濃度精喹禾靈防除雜草。同時(shí),試驗(yàn)結(jié)果表明,萱草光合速率、葉綠素含量及根活力在精喹禾靈處理后表現(xiàn)出明顯的時(shí)間效應(yīng)。但是,光合速率、葉綠素及根活力三者時(shí)間效應(yīng)并不表現(xiàn)出同步的變化趨勢,這可能與農(nóng)藥隨時(shí)間延長在萱草葉片與根累積量有關(guān)。
植物光合速率、葉綠素含量及根活力不僅與水、二氧化碳、溫度等因素有關(guān),還與體內(nèi)的礦質(zhì)營養(yǎng)、酶系統(tǒng)活力及氣孔導(dǎo)度等方面相關(guān)。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中引入農(nóng)藥的目的在于控制農(nóng)田有害生物。但是,研究報(bào)道農(nóng)藥還能對(duì)植物體內(nèi)酶系統(tǒng)造成破壞及影響植物對(duì)礦質(zhì)元素的吸收,而礦質(zhì)元素與植物光合作用、葉綠素含量、蛋白質(zhì)合成及酶系統(tǒng)等相關(guān)[15-17]。本研究中精喹禾靈對(duì)萱草光合速率等影響是由于精喹禾靈對(duì)萱草體內(nèi)清除氧自由基的過氧化物酶系統(tǒng)產(chǎn)生破壞作用引起氧自由基積累而影響根活力,及其在萱草體內(nèi)積累引起葉綠素合成探到阻礙,進(jìn)而引起光合速率的變化,還是由于精喹禾靈對(duì)葉綠體破壞引起光吸收變化而引起光合速率變化有待進(jìn)一步深入研究。