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取代苯酚三羟基锡除草活性的研究

2018-05-14汪心恬刘健晖石雪霜范清平

南方农业·中旬 2018年11期
关键词:幼苗生长种子萌发

汪心恬 刘健晖 石雪霜 范清平

摘 要 以黑麦草、蒲公英、狗牙根、小麦草为材料,采用水培方法研究了取代苯酚三羟基锡对种子萌发与幼苗生长的影响。结果表明,黑麦草及狗牙根经浓度为150 mg·L-1的试剂处理后萌发及生长的抑制效果最好。各试剂均对蒲公英的萌发及生长有一定的抑制效果,顺浓度梯度呈递增趋势。小麦草于浓度为10 mg·L-1试剂的处理下萌发率最低,浓度为200 mg·L-1的试剂对其幼苗生长抑制作用最佳。综上所述,取代苯酚三羟基锡对小麦草、蒲公英、狗牙根、黑麦草均有一定的抑制作用,故而此种试剂具有可观的除草活性,具有较高的研究价值。

关键词 取代苯酚三羟基锡;除草活性;种子萌发;幼苗生长

中图分类号:TQ450.1 文献标志码:B DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.32.070

随着农业的快速发展,除草剂使用愈加广泛,在除草提产的同时,药害问题亦不容小视[1]。近年来,广泛使用的取代脲、酰胺、芳氧苯氧丙酸、二硝基苯胺类除草剂各具优势,与之随行的药害却对农业稳产造成了重大影响[2-4]。研究低污染、低药害性除草剂的呼声愈加高涨,使研发新型除草剂具有重要的意义[5]。

随着有机锡化合物生物活性研究的逐渐深入,众多学者发现有机锡化合物具有杀虫、除草的活性,其毒性、致畸、突变性低,具较高研究价值[6],可开发出多种应用于农业生产的新型农药,从而提高农作物的产量和品质。

1 材料与方法

1.1 仪器及材料

实验草种:黑麦草、蒲公英、狗牙根、小麦草种子。实验试剂及器材:取代苯酚三羟基锡、80%丙酮、吐温80、无水乙醇、培养皿、烧杯和恒温培养箱。

1.2 溶液配制

用电子天平称取100 mg取代苯酚三羟基锡完全溶于2 mL的丙酮中,添加1~2滴吐温80,定容至50 mg·L-1,制得浓度为200 mg·L-1的有机锡母液。再取适量200 mg·L-1的有机锡母液,分别稀释为150 mg·L-1、100 mg·L-1、50 mg·L-1、10 mg·L-1的溶液各200 mL,然后将配置好的有机锡溶液置于低温、无光照的条件下保存以备用。

1.3 实验步骤

准备6组直径为9 cm的培养皿并编号(第1组为空白对照组),将两层滤纸内铺于其中。选取50枚均匀一致、色泽明亮的饱满种子,用体积分数为70%的乙醇消毒3 min,用去离子水冲洗5~6次[6],并用滤纸吸干水分后,再用消毒后的镊子将种子均匀放入培养皿中,并将培养皿置入25 ℃的恒温培养箱内培养。每日喷去离子水,使培养皿保持湿润。设置浓度梯度为0 mg·L-1、10 mg·L-1、50 mg·L-1、100 mg·L-1、150 mg·L-1、200 mg·L-1的取代苯酚三羟基锡溶液,处理3次重复。每日进行记录,于相同时间记录已发芽的种子数,测定种子的总发芽率、发芽势和发芽指数。14 d时随机取10株,测定根、芽长的抑制率,使用精确度0.01 g的电子天平称量其重量,取均值。数据采用Excel软件进行分析。

2 结果与分析

2.1 取代苯酚三羟基锡对种子萌发的影响

2.1.1 对黑麦草萌发的影响

由图1可知,各浓度处理的黑麦草种日均萌发率皆低于对照组,各组均显现出抑制作用。与对照组比,前2 d各组抑制效果不明显,抑制作用最大的150 mg·L-1处理组发芽率为36%,但无显著影响。自第3天起,实验组呈明显的抑制作用,至第7天,抑制作用最高的150 mg·L-1相较对照组萌发率降低16%,10 mg·L-1与200 mg·L-1的抑制作用最低。由表1可知,150 mg·L-1处理的黑麦草总发芽率与发芽势最低,且各浓度总发芽率、发芽势、发芽指数均低于对照组,故该试剂对黑麦草种萌发有影响,且后期抑制作用效果显著。

2.1.2 对蒲公英萌发的影响

由图2可知,每种浓度处理的蒲公英种子日均萌发率皆低于对照组,各组均显现抑制作用。第1~5天试剂效果明显,且抑制作用自低浓度向高浓度递增,自第5天为始,抑制作用依旧随有机锡溶液浓度的升高而增强,但其影响效果明显减弱,第7天,抑制效果最佳的200 mg·L-1组,萌发率高出对照组3%、3%、3%。由表1可知,200 mg·L-1组总萌发率与发芽势最低,剩余不同浓度溶液处理的种子萌发率按逆浓度梯度递增,与对照组相比低16%,说明萌发前期抑制效果理想且高于后期。

2.1.3 对狗牙根萌发的影响

由图3可知,每种浓度处理的狗牙根种子日均萌发率皆低于对照组,各组均显现出不同程度的抑制作用。自萌发日为始,前2天试剂的影响较小,至第5天,150 mg·L-1组的抑制率最高,相较对照组均降低6%,

50 mg·L-1与10 mg·L-1组萌发率最高。后3天作用效果明显,从第7天开始150 mg·L-1组的抑制率最高,相较对照组均降低14%,200 mg·L-1组萌发率最高,仅低于对照组4%。由表1可得,150 mg·L-1组的溶液种子总发芽率最低。各组草种发芽势均比对照组的50%高,100 mg·L-1组与对照组的差异最大,比对照组低10%,各浓度的发芽指数亦均小于对照组,故各浓度的有机锡溶液对狗牙根种均有抑制作用,且在种子萌发后期发挥了较大的作用。

2.1.4 对小麦草萌发的影响

由图4可知,每种浓度处理的小麦草种日均萌发率皆低于对照组,各组均显现抑制作用。与对照组相比,前2 d各组的抑制效果不明显,抑制作用最大的20 mg·L-1组发芽率相比对照组降低2%、4%。自第3天为始,开始呈现出明显的抑制作用,第3~7天,在不同浓度有机锡试剂处理的小麦草种中,200 mg·L-1处理组的发芽率最高,至第3天与第7天,10 mg·L-1组发芽率与对照组相比降低6%、12%,降幅明显,抑制作用显著。由此可以得出结论,在萌发前期影响较小,后期效果显著。综上易知,10 mg·L-1组总发芽率最低,各浓度处理组种子的发芽势与发芽指数均比对照组发芽势低,10 mg·L-1组与对照组的差异最大,故各浓度有机锡溶液对小麥草种均有抑制作用,且在种子萌发后期发挥了重要的作用。

2.2 取代苯酚三羟基锡对幼苗生长的影响

2.2.1 对幼苗芽长的影响

由表2可知,4种杂草芽长在实验选定的不同浓度试剂的作用下,均受影响,有机锡试剂对幼苗的芽长产生抑制作用。黑麦草在浓度为150 mg·L-1溶液处理下,芽长抑制率最高为30%,抑制效果先随其浓度升高而递增,至150 mg·L-1后随浓度的增加而递弱;蒲公英芽长的抑制率顺浓度梯度递增,浓度为200 mg·L-1时芽长抑制率最高;狗牙草150 mg·L-1组根长抑制率最高,此浓度前抑制效果随其浓度升高而递增,溶液浓度为200 mg·L-1时最低;小麦草在较高或低浓度试剂处理下芽长抑制作用显著,200 mg·L-1时抑制率最高,10 mg·L-1时抑制率为24%,在中等浓度试剂处理下抑制效果明显逊于前两组。

2.2.2 对幼苗根长的影响

由表2可知,4种杂草的根长在实验选定的5种浓度的有机锡试剂的作用下,均受到影响,有机锡试剂会对根长的芽长产生抑制作用。麦草在浓度为150 mg·L-1的有机锡溶液作用下,根长抑制率最高为25%,相较最低的200 mg·L-1处理组高出19%,50 mg·L-1、100 mg·L-1、10 mg·L-1、200 mg·L-1组次之,按序依次降低;蒲公英根长的抑制率顺浓度梯度递增,处理溶液浓度为200 mg·L-1时根长抑制率最高,为39%,10 mg·L-1组抑制率最低,为9%;狗牙根的150 mg·L-1组芽长抑制率最高,为43%,100 mg·L-1、50 mg·L-1、10 mg·L-1组按序次之,试剂浓度200 mg·L-1时抑制率最低,为9%;小麦草在高浓度与低浓度试剂的处理下芽长抑制作用显著,200 mg·L-1处理组抑制率最高,为42%,10 mg·L-1组根长抑制率为为24%,在中等浓度试剂的处理下根长抑制效果明显逊于前两组,50 mg·L-1、100 mg·L-1、150 mg·L-1组抑制率分别为5%、6%、8%。

2.2.3 对幼苗鲜重的影响

经不同浓度有机锡试剂处理的种子,鲜重均低于对照组。黑麦草种平均鲜重最低的为15.0 mg。蒲公英种子的平均鲜重随浓度增长呈递减趋势;狗牙根的150 mg·L-1组鲜重值最低,为2.7 mg,较对照组的4.8 mg降低了2.1 mg,其余各组浓度对鲜重的影响相对而影响甚微。小麦草在高浓度与低浓度试剂的处理下对鲜重的影响效果显著,浓度为10 mg·L-1的有机锡溶液处理时鲜重值最低,为8.3 mg,相较对照组降低4.3 mg,200 mg·L-1组平均鲜重为9.6 mg,相较对照组降低了3.0 mg在中等浓度的试剂处理下影响效果明显逊于前两组。

3 结论

实验所设5种浓度有机锡溶液对种子的萌发与幼苗生长有均抑制作用。黑麦草种子在150 mg·L-1溶液处理下,萌发、幼根与幼芽生长、鲜重的抑制作用最大,有机锡溶液对黑麦草种子的抑制效果,先随其浓度升高而递增,至150 mg·L-1后随浓度增高而减弱,且该有机锡试剂主要在种子萌发的后期阶段产生抑制作用;各浓度溶液对草种抑制作用顺浓度梯度递增,实验所设5种浓度中200 mg·L-1处理时抑制效果最显著,10 mg·L-1处理时抑制效果最低。萌发后期种子萌发率受试剂影响较小,该有机锡试剂主要在种子萌发的前期产生抑制作用。

狗牙根种子在150 mg·L-1溶液处理下对萌发的抑制作用最大,萌发前期种子萌发率受试剂影响相对而言较小,萌发后期阶段的抑制作用较为显著。狗牙根萌发率、根芽长在浓度为150 mg·L-1时抑制率最高,抑制效果先随其浓度升高而递增,至150 mg·L-1后随浓度的增加而递弱。狗牙根的在浓度为150 mg·L-1时鲜重值最低,但其余浓度试剂对鲜重的影响甚微。

有机锡溶液浓度为10 mg·L-1时,对种子萌发抑制效果最为显著,萌发前期种子萌发率受试剂影响相对而言较小,后期作用较为显著。小麦草在高浓度与低浓度试剂的处理下根芽长、鲜重的抑制作用明显,200 mg·L-1时根芽长抑制率最高,10 mg·L-1组鲜重值,而在中等浓度的试剂处理下抑制效果明显逊于前两组。由上可知,取代苯酚三羟基锡不仅对4种杂草的萌发均有抑制作用,且对其根长、芽长、鲜重都有较大影响,具有可观的研究价值。

参考文献:

[1] 王兆振,毕亚玲,丛聪,等.除草剂对作物的药害研究[J].农药科学与管理,2013,34(5):68-73.

[2] 王险峰,范志伟,胡荣娟,等.除草剂药害新进展与解决方法[J].农药,2009,48(5):384-388.

[3] 齐月,李俊生,闫冰,等.化学除草剂对农田生态系统野生植物多样性的影响[J].生物多样性,2016,24(2):228-236.

[4] 孙克.全球十大除草剂的市场与展望[J].农药,2013,52(7):317-322.

[5] 王涛,贺红武,薛思佳.新颖除草剂研究进展[J].化学世界,2002,43(11):608-611.

[6] 金维高.有机锡农药的研究概况[J].化學世界,1963(4):12-15.

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