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有机磷杀虫剂是用于防治虫害的含有磷元素的有机化合物,和其他杀虫剂相比,具有药效高、用途广、易分解、一般在人畜体内不积累等特点,是杀虫剂中极为重要的一类化合物,在玉米田被广泛使用。玉米原产于中南美洲,现在世界各地均有栽培,是世界上分布最广泛的粮食作物之一。玉米不仅是人类的口粮,也是重要的工业原料,在人类生产和生活中占有重要地位。在多年的生产实践过程中,人们发现某些农药(主要是有机磷杀虫剂)对某些作物,例如玉米,有刺激生长的作用,但究竟是哪种结构类型的农药对玉米具有刺激生长的作用?刺激玉米等作物的机理是什么?这些问题都亟待解决。针对这些问题,本研究选用乐果、辛硫磷、特丁硫磷、毒死蜱、敌百虫、乙酰甲胺磷、嘧啶氧磷、三唑磷和丙溴磷等9种有机磷杀虫剂和噻虫嗪、阿维菌素、肟菌酯、苯醚甲环唑、2,4-D、戊唑醇、吡虫啉7种非有机磷农药做初步筛选。进一步利用便携式光合仪(Li-6400)和调制叶绿素荧光仪(dual pam 100),从玉米叶片SPAD值、地上部分干重、植株全氮磷含量、净光合速率叶绿素荧光和相关基因的表达量几个方面较为系统地研究了几种有机磷杀虫剂对玉米苗期生长过程的影响,为发现新的具有植物生长调节功能的结构和丰富有机磷杀虫剂的用途提供理论依据。首先,采用烘干法测量玉米地上部分干重,乐果喷雾处理、2,4-D喷雾处理、5μg/mL特丁硫磷根部处理(除特丁硫磷外,其他农药处理的浓度均为50μg/mL,下同)、乙酰甲胺磷喷雾处理、乙酰甲胺磷根部处理、阿维菌素根部处理和丙溴磷根部处理的玉米地上部分干重明显高于对照处理;嘧啶氧磷根部处理、吡虫啉根部处理和噻虫嗪根部处理7 d后,其地上部分干重分别是2.03、2.04和2.03 g,明显低于对照处理的2.18 g,说明这些处理不利于玉米地上部分干重的增加;肟菌酯根部处理、戊唑醇根部处理和苯醚甲环唑喷雾处理均降低了玉米地上部分干重,且与对照处理差异显著。叶绿素含量测定仪(SPAD-502)测量筛选出的几种有机磷杀虫剂对叶绿素相对含量(SPAD)的影响结果表明,乐果根部处理、乐果喷雾处理、2,4-D喷雾处理、辛硫磷喷雾处理、乙酰甲胺磷根部处理、乙酰甲胺磷喷雾处理、0.5μg/mL特丁硫磷、50μg/m L特丁硫磷和5μg/mL特丁硫磷处理玉米根部后,相比于对照处理,功能叶SPAD值和新叶SPAD值均有所提高,第七叶SPAD值分别是31.19、30.93、33.10、34.06、34.00、32.00和33.45,新叶spad值分别是23.42、22.85、22.67、24.49、23.38、22.88、25.73、25.24和24.25;肟菌酯根部处理、苯醚甲环唑喷雾处理、戊唑醇根部处理和三唑磷根部处理降低了玉米功能叶的spad值;而阿维菌素根部处理、丙溴磷根部处理和噻虫嗪根部处理均提高了玉米功能叶的spad值,分别是36.37、38.22和39.83。采用浓h2so4-h2o2氧化消煮法测植株氮磷含量,处理1d和5d,乐果喷雾处理、乙酰甲胺磷喷雾处理和特丁硫磷根部处理均提高了玉米地上部分的氮含量,处理1d分别是40.73、39.33和38.87g/kg,处理5d分别是48.73、49.48和48.47g/kg,处理3d只有乐果喷雾处理明显提高玉米地上部分的氮含量,达到46.00g/kg;供试药剂处理玉米1d、3d、5d,地上部分磷的含量略微提高,但和对照处理之间没有明显差异性。乐果、乙酰甲胺磷、特丁硫磷可以提高玉米植株的氮元素含量;对磷含量也有一定影响,但影响不明显。从以上数据分析发现,除阿维菌素也具有一定的促玉米生长作用外,丙溴磷、乐果、乙酰甲胺磷和特丁硫磷这四种硫代有机磷杀虫剂对玉米的促生长效果明显。为了进一步研究其影响机理,选择了效果更为明显的三种硫代有机磷杀虫剂——乐果、乙酰甲胺磷和特丁硫磷——做了如下研究:使用便携式光合仪(li-6400)测量乐果、乙酰甲胺磷和特丁硫磷对叶绿素光合速率的影响发现,处理1d、3d、5d,乐果根部处理和特丁硫磷根部处理对玉米的净光合速率(pn)均有提高效果,而乙酰甲胺磷根部处理、乐果喷雾处理、乙酰甲胺磷喷雾处理对pn也有提高的效果,但不如乐果根部处理和特丁硫磷根部处理对玉米pn的提高效果明显,供试药剂对玉米pn的提高效果为:特丁硫磷根部处理>乐果根部处理>乙酰甲胺磷根部处理>乙酰甲胺磷喷雾处理>乐果喷雾处理>对照处理。采用调制叶绿素荧光仪(双通道pam-100荧光仪:dual-pam-100)测量乐果、乙酰甲胺磷和特丁硫磷对玉米叶绿素荧光量的影响结果显示:特丁硫磷根部处理提高了光系统i的实际量子产量y(i)、光系统ii的实际量子产量y(ii)、光系统ii的电子传递速率etr、光化学荧光猝灭ql、快速光曲线拟合参数ik和α,降低了非光化学淬灭npq和y(npq);乐果根部处理提高了玉米暗适应后psii的最大量子产量fv/fm,也可以提高y(i)、y(ii)和etr,降低y(npq)和npq;所有的处理都可以不同程度地提高玉米的快速光曲线拟合参数retrmas;乙酰甲胺磷根部处理和乙酰甲胺磷喷雾处理同样可以降低玉米叶片的npq,但不如乐果根部处理和特丁硫磷根部处理效果明显。乙酰甲胺磷根部处理、乙酰甲胺磷喷雾处理、乐果根部处理和乐果喷雾处理对玉米Y(II)和光系统II的电子传递速率ETR影响不稳定。而乙酰甲胺磷根部处理和乐果喷雾处理同样不同程度的降低玉米叶片的Y(NPQ),乙酰甲胺磷根部处理可以提高玉米叶片的qL。通过RT-PCR研究乐果、乙酰甲胺磷和特丁硫磷对Psbs基因在玉米叶片内的相对表达量的影响表明,乐果根部处理显著降低了Psbs基因相对表达量;乙酰甲胺磷根部处理、乙酰甲胺磷喷雾处理和特丁硫磷根部处理降低了Psbs基因相对表达量,但不如乐果根部处理明显,乐果喷雾处理显著提高了Psbs基因相对表达量。综合而言,丙溴磷、乐果、乙酰甲胺磷和特丁硫磷这四种硫代有机磷杀虫剂对玉米的促生长效果最为明显。乐果、乙酰甲胺磷和特丁硫磷处理的SPAD值、鲜重和干重升高的幅度比较大;丙溴磷喷雾处理也可以提高玉米的SPAD值和干重。乐果喷雾处理、乙酰甲胺磷喷雾处理和特丁硫磷根部处理可以明显提高玉米地上部分的氮含量,对玉米净光合速率提高效果:特丁硫磷根部处理>乐果根部处理>乙酰甲胺磷根部处理>乙酰甲胺磷喷雾处理>乐果根部处理>对照处理。特丁硫磷提高了光系统I的实际量子产量Y(I)光系统II的实际量子产量Y(II)、光系统II的电子传递速率ETR、光化学荧光猝灭qL、快速光曲线拟合参数Ik和α,降低了非光化学淬灭NPQ和Y(NPQ);乐果根部处理提高了暗适应后PSII的最大量子产量Fv/Fm,也可以提高Y(I)、Y(II)和ETR,也可以降低Y(NPQ)和NPQ。乐果喷雾处理显著降低了Psbs基因相对表达量;乙酰甲胺磷根部处理、乙酰甲胺磷喷雾处理和特丁硫磷根部处理降低了Psbs基因相对表达量,但不如乐果喷雾处理明显,乐果喷雾处理显著提高了Psbs基因相对表达量。