精喹禾灵与除草安全剂配施对谷苗除草剂药害的缓解效应

作者: 郭娟 庞嘉龙 杨虎义 李果香 王振宇

精喹禾灵与除草安全剂配施对谷苗除草剂药害的缓解效应0

摘 要:目前,在谷子生产中,喷施化学除草剂是最主要的杂草防除方法。但晋谷21号对除草剂精喹禾灵较敏感,使用不当会引发严重药害。为在晋谷21号栽培中安全使用精喹禾灵,以晋谷21号盆栽苗为试验材料,将精喹禾灵与3种除草安全剂(赤霉素、芸薹素内酯、硝普钠)配施,通过区分不同喷施顺序和间隔天数进行喷施处理,以及观察测定谷苗药害情况,了解精喹禾灵和除草安全剂配施对晋谷21号除草剂药害的缓解作用,进而筛选出适合精喹禾灵在晋谷21号栽培中应用的除草安全剂及其配施方法。结果表明:单独喷施精喹禾灵会对晋谷21号谷苗产生严重药害,配施3种除草安全剂(赤霉素、芸薹素内酯、硝普钠)对药害有一定的缓解作用;其中,硝普钠配施精喹禾灵处理的谷苗药害指数最低,精喹禾灵与芸薹素内酯、硝普钠配施间隔1 d时、与赤霉素配施间隔2~3 d时,药害缓解作用显著。试验结果同时表明,除草安全剂与精喹禾灵配施时的药剂喷施顺序在药害缓解作用上差异不显著。

关键词:晋谷21号;精喹禾灵;除草安全剂;配施;药害;缓解作用

中图分类号:S482.4;S515 文献标志码:B 文章编号:1674-7909(2024)14-79-4

DOI:10.19345/j.cnki.1674-7909.2024.14.017

0 引言

谷子[Setaria italica var.Germanica(Mill.)Schred.]为禾本科狗尾草属的一年生草本植物。谷子脱壳后被称为小米,含有蛋白质、维生素、钙、铁、锌、硒等多种营养物质,是中国传统农作物[1-2],适宜在北方干旱半干旱地区种植。晋谷21号是由山西省农业科学院经济作物研究所培育的优良谷子品种。谷田易发生杂草危害,且杂草种类繁多,严重制约其大面积推广种植[3]。目前,谷子田主要用化学除草剂进行杂草防除。

除草剂可有效杀灭田间杂草,是减小农民劳动量的关键发明,在现代种植业发展中必不可少。精喹禾灵是一种新型旱田茎叶处理剂,对阔叶作物田的禾本科植物杀伤能力强劲,其作用机制为阻止植物体内细胞脂肪酸合成,导致植株新长出的叶片黄化或变褐、腐烂,最后死亡[4]。晋谷21号对精喹禾灵比较敏感。

除草安全剂是一类专门用于缓解除草剂药害的有机化合物,单独喷施对作物无明显副作用。赤霉素是一种植物激素,广泛存在于植物体内,可诱导禾谷类种子形成α-淀粉酶,促进植株茎节生长。已有研究表明,将赤霉素与某些除草剂配合使用,可避免或减少作物因除草剂导致的药害[5]。芸薹素内酯是人工合成的一种植物生长调节剂,其渗透性强,易被植物吸收,有利于作物营养体生长。有研究表明,芸薹素内酯能缓解磺酰脲类除草剂引发的药害 [6]。外源NO供体被称作硝普钠,广泛参与植物生命活动的许多过程,NO作为信号分子可打破种子休眠、促进种子萌发及植物不定根的发生等。喷施硝普钠可有效缓解病原菌侵染、盐胁迫、紫外线照射、干旱胁迫等危害[7]。

现阶段,针对主流除草剂的药害研究可配施的除草安全剂,市场前景非常广阔。基于此,研究以晋谷21号盆栽苗为试验材料,将精喹禾灵与3种除草安全剂(赤霉素、芸薹素内酯、硝普钠)配施,通过区分不同喷施顺序和间隔天数处理谷苗,以及观察测定谷苗药害表现,了解精喹禾灵和除草安全剂配施对晋谷21号除草剂药害的缓解作用,进而筛选出适合精喹禾灵在晋谷21号栽培中应用的除草安全剂及其配施方法,旨在提高谷田使用精喹禾灵的安全性,服务于谷子大田生产。

1 材料与方法

1.1 试验材料

晋谷21号种子由山西省农业科学院经济作物研究所提供。试验药剂有精喹禾灵制剂[有效成分含量10.8%,由立占(山东)农业科技有限公司生产]、赤霉素水剂(由东立信生物有限公司生产)、24-表芸薹素内酯可溶液剂[有效成分含量0.01%,由立占(山东)农业科技有限公司生产]和硝普钠(分析纯,含99%亚硝基亚铁氰化钠,由天津市华盛化学试剂有限公司生产)。

1.2 试验方法

在忻州市温室内开展盆栽试验。试验采用完全随机设计,将晋谷21号种子均匀播种在规格为15 cm×13 cm的花盆中,每盆若干粒,用有机营养土栽培;给谷苗提供无区别的光照、温度、水分等环境条件,实行无差别管理;在谷苗3叶期间苗,每盆留苗9株;在谷苗5~6叶期,按照试验设计配制药剂,在兑水摇匀后,用喷壶喷施盆栽谷子的叶片和茎秆;对照处理单独喷施精喹禾灵。

试验包括3大类处理方式。第一类是先在谷苗上喷施2 mL/L的精喹禾灵,在间隔1 d、2 d、3 d后,再喷施3种除草安全剂(分别为1 mL/L的芸薹素内酯、0.6 mL/L的赤霉素和60 mg/mL的硝普钠);试验中各试剂的施用浓度经前期预试验确定,施用剂量为每次每盆2 mL。第二类是分别配制精喹禾灵和3种除草安全剂药液,同时喷施在幼苗上,药剂施用浓度和剂量与第一类处理方式相同。第三类是先喷施除草安全剂,分别间隔1 d、2 d、3 d,再喷施精喹禾灵,药剂施用浓度和剂量与第一类处理方式相同。

上述3大类处理具体编号见表1,以只喷施除草剂的处理为对照,共22个处理,每个处理重复3次。

1.3 观测指标

7 d后,观察配施精喹禾灵和除草安全剂的谷苗受伤害程度,测定药害等级,计算药害指数[9],并根据3次重复试验的药害指数进行方差分析。

药害指数=Σ(药害级别指数×该级别谷苗株数)/(谷苗总株数×最高级数)×100%

1.4 数据统计与分析

利用Excel 2013软件对数据进行统计并制图。

2 结果与分析

2.1 不同时间配施除草安全剂和精喹禾灵对谷苗药害程度的影响

按照试验设计,记录谷苗生长状况及叶片和茎秆的损伤程度,计算药害指数。根据药害分级标准和观测实际,判断得出不同处理下谷苗的药害分级情况,详见表2。

先喷除草安全剂,间隔2 d或3 d后再喷施精喹禾灵的谷苗无明显病害,谷叶无病斑,叶色、茎秆均正常,谷苗生长发育无碍,如图1(e)。谷苗呈此表现的处理有9种(J1、J6、J7、J8、J13、J14、J15、J20、J21)。有6种处理(J2、J3、J9、J10、J16、J17)的谷苗表现为轻度药害[d级,如图1(d)],谷苗正常生长,但叶片上有12%~16%的白色斑点或褐色斑点。有3种处理(J5、J12、J19)的谷苗表现为中度药害[c级,如图1(c)],有26%~32%的谷子叶片轻微灼伤(有白色和褐色斑点),茎尖微枯,褶皱明显,茎秆上有少许斑点。有3种处理(J4、J11、J18)的谷苗呈高度药害表现[b级,如图1(b)],有60%的谷苗叶片出现成片斑点、失青,有大量褶皱,茎秆上斑点较多。单独喷施精喹禾灵的谷苗(CK)表现为重度药害[a级,如图1(a)],有85%的谷子叶片发黄枯萎,严重失水,谷苗无法正常生长,茎秆低矮。

2.2 不同时间配施精喹禾灵和除草安全剂对谷苗药害指数的影响

由图2可知,只喷施精喹禾灵的谷苗药害指数最高;在不同时间配施不同的除草安全剂,均可降低药害指数,缓解施用精喹禾灵对谷苗产生的药害。其中,硝普钠对精喹禾灵的药害缓解作用最为显著,特别是间隔1 d喷施的效果最好,J19处理的谷苗药害指数低至24.72%(CK处理的谷苗药害指数为81.32%)。将赤霉素与精喹禾灵配施,间隔时间短时(1 d),谷苗药害指数高;若延长二者配施的间隔时间,则对谷苗的药害缓解作用明显。芸薹素内酯与精喹禾灵间隔1 d喷施时,有利于缓解谷苗药害。从试验结果来看,喷施除草安全剂的先后顺序对药害指数的影响不明显。

3 结论与讨论

谷田杂草种类繁多,谷农可用单嘧磺隆、扑草净等除草剂防除一年生阔叶类杂草,但禾本科杂草防治困难。精喹禾灵主要对禾本科杂草起作用,但喷施浓度高时,会对谷苗造成严重的药害。研究表明,适量适时喷施除草安全剂能有效缓解除草剂对作物产生的药害,可有效解决禾本科作物的敏感除草剂应用问题[8]。

此试验结果表明,喷施精喹禾灵会对晋谷21号谷苗造成严重药害;配合喷施除草安全剂后,谷苗的除草剂药害有所缓解,药害指数均有所降低。单独喷施精喹禾灵时,谷苗药害严重,药害指数高达81.32%;配施除草安全剂(赤霉素、芸薹素内酯和硝普钠)后,药害指数最多下降了56.60%,可有效缓解除草剂药害。总体来看,精喹禾灵配施硝普钠处理的谷苗药害指数较小,这与现有研究结果一致。分析此处理下谷苗药害缓解的原因,可能是喷施精喹禾灵后,谷苗茎叶将药剂快速吸收并传导至节间分生组织和叶片顶端,抑制细胞脂肪酸合成,而硝普钠是植物信号分子(主要参与植物生长发育和生理代谢),可在短时间内传递给谷苗精喹禾灵的集聚及危害位置,谷苗在收到信号后,体内响应机制快速应对,所以药害缓解效果更好。另外,不同除草安全剂的药害缓解效果有差异,配施赤霉素后谷苗药害指数为30.67%~59.33%,配施芸薹素内酯后谷苗药害指数为26.08%~56.37%,配施硝普钠后谷苗药害指数为24.72%~47.29%。这可能是因为除草安全剂缓解药害的作用机制不同,也可能是谷苗不同的响应机制造成的,后续可结合大田试验进一步验证。

从喷施方法来看,间隔1 d配施精喹禾灵和芸薹素内酯、硝普钠,谷苗的药害指数较低;间隔时间延长(2~3 d)时,虽有一定缓解效果,但药害仍较严重(呈中度药害,药害指数均在30%以上)。将精喹禾灵与赤霉素配施时,延长间隔时间有利于谷苗药害的缓解。这说明配施精喹禾灵与赤霉素时,为了更好地发挥药害缓解作用,需要一定的缓冲时间。但试验结果同样表明,除草安全剂与除草剂的喷施顺序对药害缓解作用和降低药害指数影响不大。

参考文献:

[1]刘敏轩,陆平.中国谷子育成品种维生素E含量分布规律及其与主要农艺性状和类胡萝卜素的相关性分析[J].作物学报,2013,39(3):398-408.

[2]邵丽华,王莉,白文文,等.山西谷子资源叶酸含量分析及评价[J].中国农业科学,2014,47(7):1265-1272.

[3]LIU Z L,BAI G H,ZHANG D D,et al.Genetic diversity and population structure of elite foxtail millet [Setaria italica(L.) P. Beauv.] germplasm in China[J]. Crop Science,2011,51(4):1655-1663.

[4]曹友文,吕林辉,李国,等.谷子田茎叶除草剂选择与试验研究[J].江西农业,2020(12):83.

[5]韩海霞,姚岭柏,邵晓伟,等.不同浓度赤霉素对休眠马铃薯块茎出苗率及生长的影响[J].黑龙江农业科学,2015(3):25-27.

[6]黄允才,张格成,胡光华.天然芸薹素缓解除草剂药害的作用[J].农药,2000,39(6):40-42.

[7]武茜,张世芳,王馨茹,等.硝普钠对谷子烯禾啶药害的缓解效应[J].植物保护,2024,50(2):137-143.

[8]赵娟,尹艺臻,王晓璐,等.不同品种谷子愈伤组织对拿捕净胁迫的生理响应[J].中国农业科学,2020,53(5):917-928.

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