有效缓解乙莠对间作双子叶作物(红小豆、辣椒)药害的措施及其生理机制研究

来源 :中国科学院大学(中国科学院东北地理与农业生态研究所) | 被引量 : 0次 | 上传用户:showlisy1
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化学除草剂的使用虽然提高了消灭杂草的效率,降低了人力成本和经济成本,使作物的产量得到较大提高,但也带来了一系列作物药害问题。如何降低作物药害,对调整作物结构,促进农业发展具有重要意义。本研究主要借助盆栽试验和田间小区试验,以红小豆和辣椒为供试作物,研究在乙莠残留下添加不同缓解物质(安全剂、黄腐酸、腐殖酸和生物炭)后作物的苗期生长状况、成熟期农艺性状及产量指标等,筛选可以有效缓解药害的措施。并从苗期光合参数、苗期叶绿素荧光参数、苗期活性氧代谢指标以及果实内农药残留等相关指标的角度系统阐释乙莠对辣椒、红小豆生长的影响及有效缓解措施的生理机制。以期为双子叶作物药害的缓解提供技术措施和理论依据。主要结论如下:(1)除草剂乙莠作为一种玉米常用除草剂,极易对双子叶作物(红小豆、辣椒)的生长造成损伤,产生药害。具体表现在降低红小豆的出苗率、移栽辣椒的成活率,抑制株高、茎粗等农艺性状,使作物体内的光合色素含量、Fv/Fo值、Fv/Fm值和光合速率下降,抑制作物的光合作用,还会使作物体内产生大量活性氧,破坏作物的活性氧代谢平衡,最终导致减产和作物果实中的农药残留,影响作物的产量和品质等。(2)调整喷药和种植时间是一种有效缓解药害的措施。喷施乙莠后,乙草胺和阿特拉津会在土壤中残留,土壤中乙草胺和阿特拉津的残留量会随时间的延长而减少,适当延长喷施除草剂与种植双子叶作物的间隔时间可以减少药害的发生。(3)缓解物质的施用是缓解乙莠对双子叶作物药害的有效措施。不同缓解物质对作物药害的缓解效果不同。其中,安全剂奈安、腐殖酸和生物炭适合用于红小豆的药害缓解,腐殖酸和生物炭适合用于移栽辣椒的药害缓解。各缓解物质的用量对作物的出苗率、产量和株高等指标的影响不同。添加安全剂奈安、1g腐殖酸和3g生物炭可以有效提高红小豆的出苗率、产量和株高,添加1g腐殖酸和3g生物炭可以有效提高移栽辣椒成活率、产量和成熟期农艺性状。因此,筛选出有效缓解红小豆药害的措施是添加安全剂奈安、1g腐殖酸和3g生物炭。有效缓解移栽辣椒药害的措施是添加1g腐殖酸和3g生物炭。而部分缓解措施如添加安全剂阿尔比特和1g黄腐酸虽然能缓解作物的某些生理指标,但缓解效应在50%以下,效果较差,不能作为有效缓解措施。添加2g黄腐酸虽然对作物株高缓解效果较好,但是对产量等指标的缓解效果不大,也不建议作为一种药害缓解的措施。除此之外,添加5g生物炭与添加3g生物炭的缓解效果相差不大,考虑到经济效益,筛选3g生物炭为有效措施。(4)本试验从光合参数、叶绿素荧光参数、活性氧代谢指标和除草剂残留四个方面对筛选出来的几种有效措施进行了生理机制探究。结果表明:添加安全剂奈安、1g腐殖酸和3g生物炭可以使红小豆叶片的总叶绿素含量升高,叶绿素荧光参数Fv/Fo值和Fv/Fm值升高,光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率等光合参数指标提高,提高了乙莠胁迫下作物的光合作用,为后期产量的提高打下了基础。同时减少了作物果实中乙草胺和阿特拉津的累积,提高了作物食品品质。添加1g腐殖酸和3g生物炭可以提高作物叶片的超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性,促进清除乙莠胁迫下产生的活性氧,提高作物活性氧代谢水平,也提高了作物的抗性。而添加安全剂奈安对缓解红小豆药害有效,但是对移栽辣椒药害缓解效果较差。
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