芸苔素内酯对糜子除草剂苯唑·二甲钠药害的缓解效应研究

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糜子是我国主要的杂粮作物之一,杂草可导致糜子减产,除草剂的使用可提高糜子田除草效率,同时对糜子也会产生一定的药害作用。芸苔素内酯可有效缓解除草剂药害,为了探究芸苔素内酯作为苯唑·二甲钠安全剂的可行性,本研究通过田间试验结合室内分析,测定了苯唑·二甲钠胁迫下芸苔素内酯处理对糜子药害指数、杂草防效、糜子农艺性状及产量、光合荧光特性、生理代谢和土壤酶活性的影响,探索芸苔素内酯缓解苯唑·二甲钠药害的生理作用机制及对土壤环境的影响。主要研究结果如下:(1)单施不同剂量苯唑·二甲钠对糜子产生了不同程度的药害,且随剂量的增加而增大,药后喷施不同浓度的芸苔素内酯均能有效缓解不同剂量苯唑·二甲钠对糜子产生的药害,显著降低糜子药害指数。与单施苯唑·二甲钠相比,药后喷施不同浓度的芸苔素内酯在一定程度上均减弱了不同剂量苯唑·二甲钠的生物活性,削弱了苯唑·二甲钠对杂草的防除效果,杂草防效稍有降低。(2)与单施苯唑·二甲钠相比,药后喷施不同浓度芸苔素内酯对糜子穗长、主穗重均有显著提升。喷施中、高剂量的苯唑·二甲钠后分别喷施中、高浓度芸苔素内酯还可显著提升糜子旗叶叶面积和地上部干重。与单施苯唑·二甲钠相比,药后喷施不同浓度的芸苔素内酯均显著促进了糜子产量的提高,其中,中剂量苯唑·二甲钠+中浓度芸苔素内酯和高剂量苯唑·二甲钠+高浓度芸苔素内酯的增产效果较好,分别较单施同剂量苯唑·二甲钠增产了19.7%和18.3%。(3)与单施苯唑·二甲钠相比,药后喷施不同浓度芸苔素内酯均显著提升糜子旗叶的POD、SOD、CAT、GST活性和GSH含量,并显著降低MDA含量。其中,中剂量苯唑·二甲钠+中浓度芸苔素内酯和高剂量苯唑·二甲钠+高浓度芸苔素内酯对糜子旗叶的POD、SOD、CAT、GST活性和GSH含量的提升及MDA含量的降低效果较好。(4)与单施苯唑·二甲钠相比,喷施中、高剂量的苯唑·二甲钠后分别喷施中、高浓度芸苔素内酯可促进糜子旗叶叶绿素含量、Gs、Pn、Tr、Fv/Fm、q L及ΦPSII的增加,降低胞间Ci和NPQ,有效缓解了苯唑·二甲钠对糜子旗叶非气孔因素的限制,减少糜子旗叶的热耗散,增强了糜子旗叶的光合作用。(5)与单施苯唑·二甲钠相比,喷施中、高剂量的苯唑·二甲钠后分别喷施中、高浓度芸苔素内酯显著提高了糜子旗叶的PEPC、NAD-MDH、PPDK酶活性,同时降低NAD-ME、Rubisco酶活性,有效缓解了苯唑·二甲钠对糜子旗叶碳同化的抑制作用,使碳同化酶活性恢复正常水平。(6)与单施同剂量苯唑·二甲钠相比,喷施芸苔素内酯可有效缓解苯唑·二甲钠对糜子根际土壤酶活性产生的抑制作用,对糜子根际土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性具有明显提升效果,减轻了除草剂苯唑·二甲钠对土壤生态环境的毒害作用。其中,中剂量苯唑·二甲钠+中浓度芸苔素内酯和高剂量苯唑·二甲钠+高浓度芸苔素内酯在缓解苯唑·二甲钠对土壤酶活性产生的抑制作用的效果较好。综合分析表明,0.6 kg·hm-2的苯唑·二甲钠+0.08 mg·L-1的芸苔素内酯、0.9 kg·hm-2的苯唑?二甲钠+0.10 mg·L-1的芸苔素内酯对苯唑·二甲钠对糜子药害的缓解效果较好,在不影响杂草防效的前提下,可提高抗氧化酶活性维持细胞氧化还原的平衡和促进谷胱甘肽轭合反应来缓解苯唑·二甲钠对糜子产生的药害,同时提高碳代谢关键酶活性和光合荧光特性,增强糜子地上光合物质生产能力,提高糜子产量。
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