谷子是我国干旱和半干旱地区的主要作物之一。在谷子生产中,杂草是阻碍谷子生长、发育和产量品质的主要因素之一。目前,化学除草在杂草防除中占主要地位。但是谷子对于多数除草剂比较敏感,可应用于谷田除草剂微乎其微。谷田环境友好型除草剂的开发对现代化谷子产业的发展具有重要意义。一些植物具有化感作用能够释放化感物质,利用化感特性来抑制杂草已经达成共识。但是化感物质的合成量少,以化感物质为母体化合物进行衍生是开发新型除草剂的一种思路。以化感物质麦黄酮为前体合成的化感物质衍生物吡喃酮,对玉米和小麦等旱田作物具有较高的安全性和良好的抑草活性。谷子与玉米、小麦同属禾本科单子叶植物,田间杂草种群极为相似。但吡喃酮能否安全应用于谷田尚不明确。目前,吡喃酮的研究大多集中在杂草的防治效果上,而除草剂对作物安全和农田生态环境的研究报道较少。土壤酶和微生物系统在维持生态系统稳定性和植物生长和产量方面发挥着关键作用。本研究采用盆栽试验,设置蒸馏水（对照）、375 g·hm-2吡喃酮和375 g·hm-22,4-D三个处理,研究了吡喃酮及与其有相同作用机理的生长激素类除草剂2,4-D对20个品种谷子幼苗生长安全性的影响;采用室内培养试验,两种除草剂均设置0.25、2.5 mg kg-1两个浓度处理组,研究了吡喃酮对谷子根际土壤酶活性和微生物多样性的影响。研究结果如下:（1）除晋汾107号对吡喃酮比较敏感外,吡喃酮对其他品种的萌发率没有显著影响。吡喃酮对谷子萌发率的抑制程度显著低于相同浓度的除草剂2,4-D。吡喃酮可显著增加部分谷子幼苗叶片的叶绿素含量,增幅达8.97%-67.86%,对冀谷42号的影响最大。与对照组相比,吡喃酮对多数谷子幼苗叶片的最大光化学效率（Fv/Fm）、实际光化学效率（Y（II））、电子传递速率（ETR）和非光化学猝灭系数（NPQ）没有显著影响,而2,4-D则显著抑制了不同品种谷子的叶绿素荧光参数。吡喃酮处理的晋谷28号、吨杂16号、冀谷39号、冀谷41号叶片过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）等抗氧化酶的活性明显高于对照组,其增幅也明显高于相同浓度的2,4-D处理。化感物质衍生物吡喃酮在375 g·hm-2的剂量下对谷子幼苗期生长具有较高的安全性。（2）与对照相比,低浓度(0.25 mg kg-1)的吡喃酮和2,4-D对土壤脲酶活性一直表现出激活作用,高浓度(2.5 mg kg-1)的2,4-D对脲酶的活性产生了先激活后抑制再激活的作用,在30 d时表现出抑制作用;低浓度的2,4-D和低浓度的吡喃酮对磷酸酶活性呈先激活后抑制又激活的趋势,在30 d时,低浓度的吡喃酮与低浓度的2,4-D相比,磷酸酶活性显著升高,高浓度的2,4-D在14 d时会产生明显的抑制作用,抑制率为5.96%;低浓度和高浓度的2,4-D对β-葡萄糖苷酶活性一直表现出抑制作用,低浓度的吡喃酮对β-葡萄糖苷酶活性影响较小,与对照无显著差异。（3）低浓度2,4-D处理会降低土壤细菌的丰富度和多样性,而低浓度吡喃酮处理能增加土壤细菌的丰富度和多样性,高浓度2,4-D和吡喃酮处理对土壤细菌的丰富度和多样性无显著影响。2,4-D和吡喃酮的添加均会对土壤微生物的丰度产生影响,改变土壤微生物的群落结构。化感物质衍生物吡喃酮对谷子幼苗期生长具有较高的安全性,0.25 mg kg-1的吡喃酮对谷子根际土壤酶活性和微生物多样性影响不大,吡喃酮有望成为谷田新型的除草剂,为谷田开发环境友好型除草剂提供了重要的理论基础。