几种除草剂对花生—根瘤菌共生固氮的影响

论文摘要

近几年来,除草剂得到了广泛应用,除草剂的非靶标效应问题已引起广泛的关注。花生是我国重要的经济作物之一,杂草危害是造成花生减产和品质下降的主要原因,危害严重时甚至造成毁种,花生田化学除草已十分普遍,但也带来了一些负面影响:降低花生-根瘤菌共生固氮的能力,减少自身氮素的供给,降低花生及后茬作物的产量和质量。然而,国内外有关除草剂对花生–根瘤菌共生体系影响的报道较少。本文研究了除草剂-花生-根瘤菌三者的互作关系,为弄清除草剂对花生–根瘤菌共生固氮的影响,科学选用除草剂提供理论依据。本文选用了花生田常用的二苯醚类（乙羧氟草醚、三氟羧草醚）、芳氧苯氧基丙酸酯类（高效氟吡甲禾灵、精喹禾灵）、二硝基苯胺类（仲丁灵、二甲戊乐灵）、酰胺类（乙草胺、异丙甲草胺）4类8种除草剂,室内外研究了对花生根瘤菌毒力,对花株高、鲜重和干重、结瘤、叶绿素含量、黄酮类物质含量、豆血红蛋白含量、硝酸还原酶活性、谷氨酰胺合成酶活性、植株总含氮量的影响。研究结果如下:1、除草剂对离体条件下花生根瘤菌毒力表明:不同类别的除草剂对花生根瘤菌的毒力存在较大的差异。4种茎叶除草剂不同剂量下对根瘤菌均有不同的抑制作用,4种土壤处理除草剂在剂量1250mg·L-1时对根瘤菌生长没有影响,而乙草胺和异丙甲草胺2500mg·L-1对根瘤菌也没有影响。高效氟吡甲禾灵毒力最大,乙羧氟草醚毒力次之,在中等剂量10000 mg·L-1下,抑菌圈平均直径分别为2.27cm和1.66cm;异丙甲草胺毒力最小,中等剂量下抑菌圈平均直径为0.30cm。2、对花生株高和重量的影响表明,8种除草剂在处理初期均有抑制作用,土壤处理除草剂的抑制作用小于茎叶处理除草剂。田间用量处理后10d,精喹禾灵对花生株高影响最大,抑制率为21.92%;三氟羧草醚对花生鲜重影响最大,抑制率为36.45%;乙羧氟草醚对花生干重影响最大,抑制率为45.74%。在处理后30d,高效氟吡甲禾灵对花生生长发育影响最大,株高、鲜重和干重抑制率分别为8.1%,19.95%和19.13%。二甲戊乐灵在处理后10d影响最小,株高、鲜重和干重抑制率分别为2.68%,14.06%和29.03%,异丙甲草胺在后期影响最小,对花生生长有一定的刺激作用。3、几种除草剂田间用量处理后花生结瘤变化情况表明,8种除草剂处理初期和中期对花生结瘤影响比较显著,但是到了后期,结瘤数有了大幅度的增加,结瘤率大多数处理到达了95%以上,有些处理达到了100%。4种土壤处理除草剂对花生结瘤的影响小于茎叶处理除草剂。乙羧氟草醚对花生的影响最强,药剂处理10d后的结瘤率仅有9.42%,20d后结瘤率为28.6%。异丙甲草胺对花生结瘤的影响最小,在盛花期时平均结瘤数已经超过对照。4、供试除草剂以田间用量进行土壤和茎叶处理后,对花生一些生理生化指标的影响进行了初步探讨。结果表明,花生经各种除草剂处理后,叶绿素含量、黄酮类物质含量、豆血红蛋白含量、硝酸还原酶活性、谷氨酰胺合成酶活性、植株全氮含量均发生不同程度的动态变化。4.1、对叶绿素含量的影响结果表明,4种茎叶处理除草剂处理后,花生叶片初期叶绿素含量降低显著,后期叶绿素含量上升,到处理后20d,叶绿素含量接近对照含量。三氟羧草醚在初期对花生影响最大,在处理后5、10d叶绿素含量分别为1.14 mg/g和1.54 mg/g,到后期叶绿素含量迅速上升,处理后15、20d时,叶绿素含量分别为2.45 mg/g和2.92 mg/g,与同期对照叶绿素含量2.81 mg/g和3.11 mg/g接近。4种土壤处理除草剂对叶绿素含量均有不同程度的影响,其中异丙甲草胺对花生叶绿素含量的影响最小,处理后15d叶绿素含量为1.88mg/g,处理后20d为2.04mg/g,处理后25d为2.41mg/g,处理后30d为2.75mg/g。4.2、对豆血红蛋白含量的影响表明:经8种除草剂处理后,植株豆血红蛋白含量低于对照植株。4种茎叶处理剂处理中乙羧氟草醚影响最大,在处理后10d时,豆血红蛋白含量为0.22 mg·g-1,15d时0.363 mg·g-1,20d时0.479 mg·g-1,25d时0.566 mg·g-1,明显低于同期对照的豆血红蛋白含量。土壤处理除草剂中,二硝基苯胺类除草剂对花生的影响较酰胺类除草剂重,仲丁灵处理后15d,豆血红蛋白含量为0.373 mg·g-1 ,20d为0.371 mg·g-1,25d为0.560 mg·g-1,30d为0.675 mg·g-1。4.3、8种除草剂对花生黄酮类物质的影响表明:经除草剂处理后,除异丙甲草胺外,黄酮类物质含量均低于对照。4种茎叶处理除草剂处理后,植株黄酮类物质含量下降变化趋势与对照相似。其中三氟羧草醚影响最大,处理后5d、10d、15d和20d时植株黄酮类物质含量分别为0.659%,0.898%,1.48%和1.946%,均低于同期对照及各处理的含量。4种土壤处理除草剂对植株黄酮类物质的含量影响较小,其中异丙甲草胺影响最小,处理后15d、20d、25d和30d植株黄酮类物质含量分别为1.21%,1.47%,2.11%和2.26%。4.4、对硝酸还原酶活性的影响表明:4种茎叶除草剂处理的NR活性低于对照。其中以三氟羧草醚的影响最大,在处理前期三氟羧草醚处理的NR活性一直降低,到处理后15d时达到最低值1.53μg/（g?h）,处理20d后酶活性上升但是仍然低于对照;精喹禾灵呈现缓慢的上升趋势,且在处理10d后NR活性高于对照;高效氟吡甲禾灵处理的NR酶活性则一直呈下降趋势,到20d达到最低值7.755μg/（g?h）。经4种土壤处理除草剂处理后,花生叶部NR活性与对照变化相似,其中以二硝基苯胺类除草剂对花生叶部NR活性影响较酰胺类除草剂较重。其中以仲丁灵影响最为显著,处理15d,NR活性为6.721μg/（g?h）,到20d,达到最低值4.271μg/（g?h）,之后酶活性上升,且处理各时期酶活性值低于同时期对照值。4.5、对谷氨酰胺合成酶活性的影响表明:8种除草剂处理后花生叶部GS酶活性下降。在4种茎叶处理除草剂中,三氟羧草醚在处理初期影响较重,在处理后5d,酶活性值2.0182[μg/（gFW·h）]为同期各处理酶活性最小值,处理后20d,酶活性大幅上升与对照接近。高效氟吡甲禾灵处理后,花生叶部GS酶活性一直很低,到20d酶活性达到最高值4.188 [μg/（gFW·h）],仍然明显低于同期对照酶活性6.2032[μg/（gFW·h）]。在4种土壤处理除草剂处理中,以异丙甲草胺的影响最小,在处理后5d,GS酶活性值为8.6960 [μg/（gFW·h）] ,略高于同期对照酶活性8.2087 [μg/（gFW·h）],之后酶活性降低,到处理后20d,酶活性上升到最大值与对照酶活性值接近;仲丁灵对花生GS酶活性影响最大,处理后5、10d酶活性最小,酶活性值分别为5.2265和5.2971[μg/（gFW·h）],处理后15、20d,酶活性略有上升,但是明显低于对照。4.6、对植株全氮量的影响表明:4种茎叶处理除草剂处理后,花生植株的全氮含量低于对照,处理后10d影响最重。在处理后5～10d,三氟羧草醚的影响最大,在5、10d的含氮量分别为1.231%和1.316%,在后期植株含氮量上升接近对照。4种土壤处理剂对花生植株全氮含量影响较小,植株全氮含量略低于对照,其中2种二硝基苯胺类除草剂对花生全氮含量影响略大于2种酰胺类除草剂影响。

论文目录

• 缩略词表
• 摘要
• 英文摘要
• 1 引言
• 2 材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 供试药品、试剂及主要仪器
• 2.1.1.1 供试除草剂
• 2.1.1.2 主要化学和生化试剂
• 2.1.1.3 主要仪器
• 2.1.2 供试作物、菌种及菌种保存
• 2.1.2.1 供试花生品种
• 2.1.2.2 供试菌种
• 2.1.2.3 菌种保存
• 2.1.3 培养基培养液及接菌剂
• 2.1.3.1 TY 培养基和YAM 培养基
• 2.1.3.2 结瘤无菌营养液
• 2.1.3.3 花生根瘤菌剂
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 除草剂对苜蓿中华根瘤菌的毒力测定
• 2.2.1.1 根瘤菌纯系分离
• 2.2.1.2 根瘤菌计数
• 2.2.1.3 抑菌圈法测定
• 2.2.2 除草剂不同处理对接种花生根瘤菌花生生长发育及结瘤
• 2.2.2.1 接菌剂的准备
• 2.2.2.2 根瘤菌计数
• 2.2.2.3 种子消毒
• 2.2.2.4 结瘤试验
• 2.2.2.5 药剂处理
• 2.2.2.5.1 不同药剂处理对花生生长发育影响的测定
• 2.2.2.5.2 不同药剂处理对花生结瘤情况的影响测定
• 2.2.3 除草剂对花生—根瘤菌共生固氮生理生化指标的影响
• 2.2.3.1 对花生叶绿素含量的影响测定
• 2.2.3.1.1 材料准备
• 2.2.3.1.2 叶绿素的测定
• 2.2.3.2 对豆血红蛋白含量的影响
• 2.2.3.2.1 提取液的制备
• 2.2.3.2.2 材料的准备
• 2.2.3.2.3 试剂配制
• 2.2.3.2.4 标准曲线的制备
• 2.2.3.2.5 豆血红蛋白浓度的测定
• 2.2.3.2.6 结果计算
• 2.2.3.3 对植株黄酮类物质含量的影响
• 2.2.3.3.1 材料准备
• 2.2.3.3.2 黄酮类物质的提取
• 2.2.3.3.3 标准曲线的制备
• 2.2.3.3.4 总黄酮含量的测定
• 2.2.3.4 对硝酸还原酶的影响
• 2.2.3.5 谷氨酰胺合成酶活性的影响
• 2.2.3.5.1 试剂配制
• 2.2.3.5.2 材料准备
• 2.2.3.5.3 谷氨酰胺合成酶活性测定
• 2.2.3.5.4 结果计算
• 2.2.3.6 对植株全氮量的影响测定
• 2.2.3.6.1 材料准备
• 2.2.3.6.2 消煮步骤
• 2.2.3.6.3 定氮步骤
• 2.2.3.6.4 结果计算
• 3 结果与分析
• 3.1 离体条件下除草剂对花生慢生性根瘤菌影响的测定
• 3.2 除草剂对花生生长发育及结瘤情况影响的测
• 3.2.1 除草剂对花生生长发育的影响
• 3.2.2 除草剂对花生结瘤状况的影响
• 3.3 除草剂处理后花生生理生化指标的变化情况
• 3.3.1 对叶绿素含量的影响
• 3.3.2 对植株黄酮类物质的影响
• 3.3.2.1 标准曲线及回归方程
• 3.3.2.2 对黄酮类物质含量的影响
• 3.3.3 对豆血红蛋白的影响
• 3.3.3.1 标准曲线及回归方程
• 3.3.3.2 豆血红蛋白含量变化
• 3.3.4 硝酸还原酶的变化情况
• 3.3.4.1 标准曲线及回归方程
• 3.3.4.2 硝酸还原酶活性的变化
• 3.3.5 谷氨酰胺合成酶的变化情况
• 3.3.6 植株全氮含量的影响
• 4 讨论
• 4.1 除草剂对根瘤菌的毒力
• 4.2 除草剂对苗期花生生长发育及结瘤的影响
• 4.3 除草剂处理后花生生理生化指标的变化情况
• 4.4 关于除草剂-花生-根瘤菌三者之间的关系
• 4.5 关于本课题研究方法
• 5 结论
• 本论文的特点及创新之处
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的论文目录