干旱胁迫下草甘膦对抗草甘膦大豆幼苗保护酶活性及脂质过氧化作用的影响

【目的】为探明干旱胁迫(5d)及旱后复水条件下不同草甘膦剂量对抗草甘膦大豆(RR1)幼苗保护酶活性及脂质过氧化作用的影响。【方法】采用盆栽试验,在大豆的第三复叶期进行水分胁迫和草甘膦处理。【结果】(1)正常水分条件下,草甘膦增加了RR1的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性,以及丙二醛(MDA)含量和相对电导率(EL),且随剂量的增加和处理5d内时间的延长而升高;草甘膦处理17d后,各指标均有所下降。(2)干旱条件下,较低剂量的草甘膦处理使RR1的SOD、POD、CAT活性随胁迫时间的延长而升高,0.92kg·hm-2处理的各保护酶活性随胁迫时间的延长呈先增加后降低趋势;然而,各剂量处理的MDA含量和EL均在胁迫第5天上升到最大;各指标在复水12d后均有所下降。(3)干旱条件下草甘膦处理的SOD、POD、CAT活性以及MDA含量和EL均高于正常水分条件下草甘膦处理。【结论】正常水分条件下,草甘膦对RR1幼苗造成的伤害可以经过一段时间的生长发育有所缓解;而干旱胁迫加剧了草甘膦对RR1幼苗伤害的原因是活性氧代谢失衡,保护酶系的活性发生变化,质膜过氧化程度加大,短期干旱胁迫后复水可提高细胞膜的抗干旱能力或适应胁迫的能力。     

不同地膜覆盖对土壤水温及谷子水分利用和产量构成的影响

为研究不同地膜覆盖材料对旱区谷子的增产效果和机理,利用田间试验研究不同地膜覆盖(白色聚乙烯地膜(WP)、白色可降解地膜(WD)和黑色可降解地膜(BD))对土壤水温、谷子叶片和群体水分利用效率及产量构成的影响。结果表明:1)与对照(CK,露地)相比,各覆膜处理均使0~20cm土层土壤温度和土壤含水量显著提高,0~100cm土层的蓄水保墒能力有所增加。其中WP处理的地温日较差最大,增温效应最明显,WD、BD处理依次减弱。WP处理的0~20cm土层保水效果最好。各覆膜处理均使谷子生育前期0~100cm土层的蓄水保墒能力提高,为谷子的需水关键期提供了保障。2)各覆膜处理均较CK使谷子的水分利用效率显著提高。其中,BD处理的叶片和群体水分利用效率表现最佳,WD较WP处理水分利用表现略差。3)各覆膜处理较CK均使谷子产量显著提高。BD处理产量最高,WP与WD处理产量相当。4)各覆膜处理中,BD处理的杂草防除效果最优,WP与WD处理效果相当。综上,在谷子田间生产中,黑色、白色可降解地膜具有替代普通聚乙烯地膜的可行性,黑色可降解地膜在水分利用和杂草防除方面表现更优。     

油菜素内酯对阔世玛胁迫下谷子叶片光合荧光特性及糖代谢的影响

【目的】探明油菜素内酯(brassinolide,BR)对阔世玛胁迫下谷子叶片的光合荧光特性及糖代谢的影响,为谷子田磺酰脲类除草剂阔世玛的安全应用及利用植物生长调节剂油菜素内酯缓解除草剂药害提供理论基础和技术途径。【方法】采用完全随机设计,重复3次,以杂交高产谷张杂5号和普通优质谷晋谷21号为材料,进行盆栽试验,待幼苗长至3—5叶期时,喷施7.5 mg·L~(-1)阔世玛,药后1 d,分别叶面喷施清水(对照)、0.05、0.1、0.2和0.4 mg·L~(-1)的油菜素内酯,7 d后对所有处理的谷子幼苗株高、叶面积、鲜重等农艺性状、叶片光合色素含量、气体交换参数、叶绿素荧光参数、糖含量及蔗糖代谢关键酶活性进行测定与分析。【结果】在7.5 mg·L~(-1)阔世玛胁迫下,谷子的株高、叶面积、鲜重、叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、叶绿素(a+b)、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、最大光化学产量(Fv/Fm)、表观光合电子传递速率(ETR)、非调节性能量耗散量子产量(Y(NO))、中性转化酶(NI)、蔗糖合成酶(SS)及蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性显著降低;而胞间CO2浓度(Ci)、调节性能量耗散量子产量(Y(NPQ))、还原性糖、蔗糖和淀粉含量显著升高。药后1 d喷施适宜浓度的BR能部分缓解阔世玛对谷子的药害,显著提高谷子的株高、叶面积、鲜重、光合色素含量、Pn、Tr、Gs、Fv/Fm、ETR、Y(NO)、NI、SS及SPS活性,并显著降低Ci、Y(NPQ)、还原性糖、蔗糖和淀粉含量;其中,0.05—0.1 mg·L~(-1) BR对缓解张杂5号阔世玛药害的效果较好,0.1—0.2 mg·L~(-1) BR对缓解晋谷21号阔世玛药害的效果较好。≥0.4 mg·L~(-1) BR不能缓解阔世玛药害。【结论】7.5 mg·L~(-1)的阔世玛对谷子产生显著药害的原因之一是降低了其光合色素含量,抑制了PSⅡ光化学活性,影响了糖代谢的正常运转。0.1 mg·L~(-1)的油菜素内酯通过提高光合色素含量、增加气孔导度、提高PSⅡ光化学活性、促进碳水化合物的卸出、维持蔗糖代谢平衡等来缓解阔世玛对谷子光合作用的抑制。     

品种与区试点对谷子农艺性状的影响

为探究区试点与品种对谷子农艺性状的关联关系及影响效应,于2014和2015年分别在山西五台县(A1)、山西定襄县(A2)、山西平定县(A3)、山西省农科院高粱所(A4)、山西省农科院经济作物所(A5)、山西省农科院谷子所(A6)和山西高平市(A7),选取种植谷子‘长杂谷1205号’(B1)、‘长农44号’(B2)、‘长生13号’(B3)、‘晋汾97号’(B4)、‘农大8号’(B5)与‘长农35号’(B6),每个品种3次重复。结果显示,A1的谷子株高显著高于其他区试点的,且其穗长显著高于A6穗长。A2、A3生育期与A1、A7的差异达到显著水平,A4的谷子穗粒重及产量高于其他区试点,A5在千粒重方面有促进作用。A6的主茎高显著低于其他区试点,A7的穗长显著高于其他区试点。通过一年多点综合分析得B1品种的生育期、穗数在各地均高于其他品种,在穗长方面的变异度最高。B3品种在千粒重、主茎高方面的丰产效应最低,而B5在穗长、千粒重及产量方面的丰产效应最高。B6的穗长及产量的丰产效应为负效应,且其生育期、穗数及主茎高变异系数最高,但对主茎高的增高效应最高,而其穗数在A2表现最好。综上所述,区试点与品种在谷子农艺性状方面有交互作用,其中品种对谷子穗长、主茎高影响效应大。     

谷子茎秆水浸提液对其种子萌发及幼苗生长的自毒作用

为探明谷子连作障碍机理,采用完全随机设计开展发芽和盆栽试验,分析谷子茎秆水浸提液对其种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明:不同浓度谷子茎秆水浸提液对谷子种子的萌发表现为"低促高抑"。与对照相比,原液处理下的种子发芽率分别比对照降低73.2%和56.6%,根长、芽长、鲜重、干重也均显著低于对照,表明原液显著抑制谷子种子的萌发和根芽的生长;稀释10、50和100倍液处理下的谷子种子的化感综合效应指数均为正值,表明其对谷子种子的萌发和根芽的生长起到促进作用。谷子茎秆水浸提液原液处理下,谷子幼苗株高、叶面积、生物量、叶绿素含量、净光合速率和蒸腾速率均显著低于对照,且化感效应指数均为负值;稀释10倍液处理下的幼苗株高、叶面积、生物量均显著高于对照,且化感效应指数均为正值;不同浓度茎秆水浸提液处理下的幼苗叶片光合作用与对照相比均受到了抑制作用;谷子苗期叶片的SOD、POD活性经不同浓度谷子茎秆水浸提液处理,随着浓度的增加,分别表现为先增加后减少、先增加后减少再增加的趋势。谷子茎秆中的化感物质在高浓度(原液)下对谷子自身有较强的自毒作用,抑制了种子的萌发和幼苗的生长;在适当浓度(稀释10、50和100倍液)下,表现出促进作用,研究结果可为谷子高效生产提供理论参考。     

高效液相色谱法测定甲基二磺隆在谷子和土壤中的残留及消解动态

为研究甲基二磺隆在谷子及土壤中的残留消解特征,采用高效液相色谱法建立了谷子及土壤中甲基二磺隆残留检测技术。样品经乙腈-三乙胺(0.02 mol/L)提取,石墨化炭黑(GCB)净化,以乙腈∶磷酸(0.01 mol/L)=50∶50为流动相,高效液相色谱外标法定量检测。结果表明,该方法的最低检出量为0.2 ng,在植株和籽粒中的最低检测质量浓度为0.02 mg/kg,土壤中为0.008 mg/kg;在0.008~0.500 mg/kg添加范围内,平均回收率为91.99%~98.17%,相对标准偏差为2.28%~12.43%。利用该方法于2014年检测了晋谷21号及土壤中甲基二磺隆的残留消解动态和最终残留量,甲基二磺隆在植株中的半衰期为6.4 d,土壤中的半衰期为16.6~18.7 d;在收获期植株、籽粒及土壤中均未检出甲基二磺隆。由此可知,甲基二磺隆是一种易降解除草剂;在该试验检测条件下,其在小米、秸秆中残留量均低于我国和美国制定的相关MRL标准。     

2甲4氯对罂粟叶绿素含量及光合作用的影响

试验采用单因素随机区组设计,主要研究了除草剂2甲4氯56%可湿性粉剂对罂粟蕾期植株叶绿素含量(CCI)、光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)的影响,筛选出了2甲4氯灭杀罂粟的最适浓度。试验结果表明,不同浓度的2甲4氯均显著地影响了罂粟的叶绿素相对含量、光合作用,罂粟的光合速率、气孔导度和胞间CO2浓度均随施用浓度的增加而降低;2甲4氯对罂粟光合作用的影响速度较快,喷药后2 h即有显著变化,这一结果与这种除草剂的作用特点是一致的。8 g/L这一浓度可快速、高效地影响罂粟光合作用,并导致其形态畸变、代谢停滞而死亡。     

阔世玛对冬小麦叶片细胞膜脂质过氧化作用的影响

为了解阔世玛WG(水分散粒剂)3.6%对冬小麦生长发育安全性的影响,以晋农190为材料,研究了拔节前、后喷施不同浓度阔世玛对冬小麦倒二叶膜脂质过氧化产物MDA含量及保护酶SOD,POD活性的影响。结果表明:拔节前喷施0.15,0.30 kg/hm2阔世玛对冬小麦生长发育安全,小麦叶片MDA含量比对照略有升高,SOD,POD酶活性比对照显著升高;喷施0.60,0.90 kg/hm2阔世玛对小麦造成一定伤害,小麦叶片MDA含量、SOD及POD酶活性均呈上升趋势并显著高于其他处理;喷施1.80 kg/hm2处理,MDA含量大幅提高,SOD酶活性10 d内低于对照,药害严重。拔节后喷施阔世玛,各处理MDA日积累速率低于拔节前处理,0.60 kg/hm2阔世玛处理的SOD,POD酶活性10 d后与对照差异不显著;喷施0.90,1.80 kg/hm2阔世玛处理,MDA含量显著升高,对冬小麦均产生严重药害。因此,建议在拔节前喷施0.15~0.30kg/hm2或拔节后喷施0.30~0.45 kg/hm2阔世玛。     

烯效唑对罂粟(Papaver somniferum L.)不同叶位叶SPAD值变化规律研究

采用随机区组设计,以罂粟（Papaver somnifemmL．）为供试材料,进行不同浓度烯效唑处理下主茎不同叶位叶SPAD（Soil and Plant Analyzer Development,土壤作物分析仪器开发）值的测定。分析了罂粟叶片SPAD值与叶绿素含量的关系,在此基础上研究不同浓度烯效唑对罂粟叶片SPAD值的影响,并确定SPAD值在不同叶位间的变化规律。结果表明：罂粟叶片的叶绿素含量与SPAD值呈极显著线性相关。在本试验设置的不同浓度烯效唑处理中,罂粟上部4片叶的SPAD值较高,SPAD值随叶位的下降而下降。因此,在考虑叶片大小的因素后,测定罂粟叶片SPAD值时,以选择倒3叶或倒4叶较为适宜。     

高效液相色谱-串联质谱法定量分析谷子叶片和茎秆中使它隆的残留差异

为了明确使它隆在谷子叶片和茎秆中的残留差异及变化规律,以张杂谷10号为试材,于谷子苗期茎叶喷雾施药,分别于2 h、8 h、12 h、1 d、3 d、7 d、14 d、28 d随机取样,采用高效液相色谱-串联质谱法、外标法定量进行测定,分析苗期喷施使它隆后不同时间谷子叶片和茎秆中的残留变化。结果表明,在2 h～3 d的时间范围内,谷子叶片中使它隆的残留量明显高于茎秆,分别是茎秆中残留量的14.9、10.7、9.9、8.9、2.2倍;在7～28 d内,谷子叶片和茎秆中使它隆的残留量差异不显著。因此,在施药后2 h～7 d的时间段取样进行前处理时,应该将叶片与茎秆尽量混匀,分别等量称取。