余月书,张志国,白 露,易 海
(上海应用技术大学,上海 201418)
几种农药对大花萱草‘金娃娃’光合速率、叶绿素及可溶性糖含量的影响
余月书,张志国,白 露,易 海
(上海应用技术大学,上海 201418)
为研究农药对萱草光合作用等生理特性的影响,进行了盆栽试验。结果表明:农药处理后短期内(药后1 d、3 d)能够显著降低萱草叶片的光合作用速率;随时间延长,农药对光合作用影响下降。药后11 d,10%苯醚甲环唑1 000mg/kg显著降低了萱草叶绿素a含量,而1 200mg/kg苯醚甲环唑药后3 d、7 d显著增加了叶绿素b的含量,分别比对照增加98.95%、104.08%。二氰蒽醌悬浮剂能显著促进萱草叶绿素a与叶绿素b含量上升,分别比对照增加41.23%、55.25%。药后12 d,800 mg/kg苯醚甲环唑显著抑制萱草体内可溶性糖合成。600 mg/kg代森锰锌与二氰蒽醌悬浮剂能显著增加萱草可溶性糖含量。
萱草;光合速率;叶绿素;可溶性糖;农药;盆栽试验
萱草类花卉色彩丰富,适应性强,栽培容易,对土壤要求不高,是园林植物中开发潜力较大的一类观赏植物[1]。近年来,对萱草在盐胁迫、高温等逆境条件下其光合性能等方面有大量的研究[2-3],但有关农药对萱草光合性能方面的研究未见报道。已有研究表明农药不仅能刺激其靶标生物与非靶标生物的生长发育[4-7],而且能够影响植物的光合速率、生长发育等方面特性[8-11]。本研究以大花萱草‘金娃娃’(Hemerocɑllis hybridus cv.‘Stella de oro’)为试验材料,研究10%苯醚甲环唑水分散粒剂等几种农药对萱草光合速率、叶绿素及可溶性糖等生理特性影响,以期为农药在萱草栽培上的安全使用提供依据。
1.1 试验材料
大花萱草品种:‘金娃娃’,由上海应用技术大学温室提供。
供试农药:75%百菌清可湿性粉剂、50%氯溴异氰脲酸可湿性粉剂、70%代森锰锌可湿性粉剂、50%二氰蒽醌悬浮剂、10%苯醚甲环唑水分散粒剂,由上海园林研究所提供。
1.2 试验方法
1.2.1 萱草种植方法
将蛭石、珍珠岩、草炭按1∶1∶3比例混合配制成营养土,待用。3月10日,将刚萌芽的大花萱草‘金娃娃’去除枯叶,以清水冼净泥土,自然晾干后,种植于装有营养土的塑料盆(直径25 cm,高40 cm)中,每盆二株。室外自然条件下生长,常规管理。
1.2.2 农药对萱草光合速率的影响
7月7日,以10%苯醚甲环唑水分散粒剂400 mg/kg、600 mg/kg、800 mg/kg、1 000 mg/kg、1 200 mg/kg与75%百菌清可湿性粉剂600 mg/kg、50%氯溴异氰脲酸可湿性粉剂600 mg/kg、70%代森锰锌可湿性粉剂600 mg/kg及50%二氰蒽醌悬浮剂600 mg/kg分别处理萱草。处理后1 d、3 d、6 d、10 d,在13:00至14:00测定同一张叶片的光合速率。以清水处理作对照。每处理重复3次。
光合速率采用CI-340光合仪(上海泽泉科技有限公司)测定。
1.2.3 农药对萱草叶绿素及可溶性糖含量影响
7月7日,以10%苯醚甲环唑水分散粒剂400 mg/kg、600 mg/kg、800 mg/kg、1 000 mg/kg、1 200 mg/kg与75%百菌清可湿性粉剂600 mg/kg、50%氯溴异氰脲酸可湿性粉剂600 mg/kg、70%代森锰锌可湿性粉剂600 mg/kg及50%二氰蒽醌悬浮剂600 mg/kg分别处理萱草。苯醚甲环唑处理后3 d、7 d、11 d,测定萱草叶片中叶绿素(叶绿素a、叶绿素b)含量,药后5 d、12 d测可溶性糖含量变化。百菌清、氯溴异氰脲酸、代森锰锌及二氰蒽醌悬浮剂于处理后3 d测定萱草叶片中叶绿素(叶绿素a、叶绿素b)含量,药后5 d测定可溶性糖含量。以清水处理作对照。每处理重复3次。
叶绿素含量以分光光度法测定,具体参考沈娟等[12]测定方法。可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定[13]。
1.3 数据处理
试验数据采用DPS软件进行方差分析。
2.1 农药对萱草光合速率的影响
方差分析表明,不同浓度苯醚甲环唑处理后1 d、3 d,萱草光合速率存在显著差异。同对照相比,药后1 d、3 d,苯醚甲环唑400 mg/kg、600 mg/kg、800 mg/kg及1 000 mg/kg处理后,萱草光合速率均显著下降。药后6 d、10 d各浓度同对照相比不存在显著差异(图1)。
百菌清等不同农药对萱草光合速率方差分析显示,代森锰锌、百菌清、氯溴异氰脲酸、二氰蒽醌悬浮剂四种农药处理后1 d、3 d均可显著降低萱草光合速率。处理后6 d、10 d,同对照相比不存在显著差异(图2)。
2.2 农药对萱草叶绿素含量的影响
2.2.1 10%苯醚甲环唑水分散粒剂对萱草叶绿素含量影响
表1方差分析显示,同对照相比,10%苯醚甲环唑处理后3 d、7 d对叶绿素a含量不存在显著影响。在测试浓度范围内,叶绿素a含量表现出随农药浓度上升而上升的变化趋势。药后11 d,1 000 mg/kg显著降低了叶绿素a含量。对叶绿素b含量影响分析表明,药后3 d、7 d在测试浓度范围内,叶绿素b呈现出同叶绿素a同样的变化趋势。同对照相比,药后3 d、7 d,1 200 mg/kg苯醚甲环唑显著增加了叶绿素b的含量,分别比对照增加98.95%、104.08%(表2)。
图1 苯醚甲环唑对萱草光合速率的影响Fig.1 Effect of difenoconazole on photosynthetic rate of‘Stella de oro’
图2 不同农药处理对萱草光合速率的影响Fig.2 Effects of different pesticides on photosynthetic rate of‘Stella de oro’
表1 苯醚甲环唑处理后不同时间萱草叶绿素a含量Table 1 Chlorophyll a contents of‘Stella de oro’after difenoconazole treatm ent mg·kg-1
表2 苯醚甲环唑处理后不同时间萱草叶绿素b含量Table 2 Chlorophyll b contents of‘Stella de oro’after difenoconazole treatment mg·kg-1
2.2.2 不同农药对萱草叶绿素含量影响
方差分析表明,同对照相比,二氰蒽醌悬浮剂能显著促进萱草叶绿素a与叶绿素b含量上升,分别比对照增加41.23%、55.25%(表3)。
表3 不同农药对萱草叶绿素含量的影响Table 3 Effects of different pesticides on chlorophyll contents of‘Stella de oro’
表4 苯醚甲环唑对萱草可溶性糖含量的影响Table 4 Effect of difenoconazole on soluble sugar content of‘Stella de oro’
2.3 农药对萱草可溶性糖含量的影响
2.3.1 10%苯醚甲环唑对萱草可溶性糖含量影响
苯醚甲环唑处理后5 d,与对照相比,萱草可溶性糖含量呈上升的变化趋势。药后12 d可溶性糖含量基本出现下降趋势,其中800 mg/kg苯醚甲环唑能显著抑制萱草体内可溶性糖合成(表4)。
2.3.2 不同农药对萱草可溶性糖含量影响
方差分析表明,不同农药对萱草可溶性糖含量影响不同。600 mg/kg代森锰锌与二氰蒽醌悬浮剂显著增加萱草可溶性糖含量,分别比对照增加56.94%、106.55%,有利于萱草体内可溶性糖合成(表5)。
表5 不同农药对萱草可溶性糖含量的影响Table 5 Effects of different pesticides on soluble sugar content of‘Stella de oro’
研究表明,药后短时间内(1—3 d),高浓度(1 200 mg/kg)苯醚甲环唑对萱草光合速率不产生显著影响,低浓度条件下,萱草光合速率显著下降。随药后时间延长,苯醚甲环唑对萱草光合速率影响逐步消失;高浓度(1 200 mg/kg)苯醚甲环唑处理后,萱草叶片叶绿素含量同对照相比显著上升。低浓度处理后叶绿素含量无显著变化;可溶性糖是植物光合作用的主要产物,苯醚甲环唑测试浓度对萱草可溶性糖含量无显著影响。但是,药后萱草可溶性糖含量表现出随苯醚甲环唑浓度上升而上升的变化趋势。
百菌清等农药对萱草光合速率、可溶性糖及叶绿素含量影响研究结果表明,与对照相比,二氰蒽醌能显著促进叶绿素含量上升,其余测试农药对叶绿素含量无显著影响;二氰蒽醌与代森锰锌能显著促进可溶性糖合成;百菌清等农药对萱草光合速率均不产生显著影响。
植物在农药胁迫下,其气孔开度及与光合作用有关的酶的活性变化可能导致叶绿素含量下降,从而可能引起植物光合速率下降[14]。本研究表明农药胁迫下,植物叶绿素下降不一定会引起其光合速率下降。这一点与已有的报道不一致[15],其原因有等进一步研究。可溶性糖是植物光合作用的主要产物,同时,还是植物体内重要的渗透调节物质与适应环境的信号物质[16-17]。研究报道农药能影响植物可溶性糖含量,农药作用下植物不同部位可溶性糖含量存在显著差异[8]。植物糖含量高有利于害虫发生,从而给植物造成危害[15]。本试验选用的药剂均为杀菌剂,其作用是控制萱草病害的发生,研究结果表明供试杀菌剂改变了萱草光合速率、叶绿素及可溶性糖含量,而这一结果可能导致害虫的发生。因此,使用农药防治萱草病害时,应注意对农药品种及浓度的选择应用。
[1]包满珠.花卉学[M].北京:中国农业出版社,2005.
[2]朱华芳,胡永红,蒋昌华.高温对萱草园艺品种部分生理指标的影响[J].中国农学通报,2007,23(6):422-427.
[3]曹辉,于晓英,邱收,等.盐胁迫对萱草生长及其相关生理选择性的影响[J].湖南农业大学学报(自然科学版),2007,33(6):690-693.
[4]吴进才,王爱华,许俊峰,等.两种选择性农药的使用对刺激三化螟产卵及水稻生化影响的研究[J].中国农业科学,2003,36(10):1163-1170.
[5]余月书,黄志莲,徐聘,等.百菌清对彩叶草生长发育的影响[J].北方园艺,2014(17):124-126.
[6]吴进才,董波,李冬虎,等.4种农药对水稻籽粒生长模型参数的影响[J].中国农业科学,2 004,37(3):376-381.
[7]WU JC,XU JX,LIU JL,etal.Effectsofherbicideson rice resistance andmultiplication and feeding of brown planthopper(BPH),Nilɑpɑrvɑtɑ lugens(Stål)(Homptera:Delphacidae)[J].International Journal of Pest Management,2001,47(2):153-159.
[8]余月书,吴进才,王芳,等.吡虫啉胁迫对水稻可溶性糖、游离氨基酸及钾等矿物元素含量的影响[J].扬州大学学报(农业与生命科学版),2008,29(1):85-89.
[9]余月书,王斌,薛晚烟,等.低剂量农药对禾谷缢管蚜生殖力的Hormesis效应及其机理研究[J].上海农业学报,2015,31(2):71-74.
[10]余月书,沈国清,陆贻通.吡虫啉对桃蚜生殖力的Hormesis效应及对天敌控害效能的影响[J].科技通报,2010,11(6):879-883.
[11]YU Y,SHENGQ,ZHUH L,etal.Imidacloprid-induced hormesis on the fecundity and juvenile hormone levels of the green peach aphid Myzus persicɑe(Sulzer)[J].Pesticide Biochemistry and Physiology,2010,98:238-242.
[12]沈娟,李谦盛,倪迪安.两种大吴风草的耐荫特性研究[J].植物生理学报,2014,50(7):967-972.
[13]王学奎.植物生理生化实验原理和技术[M].2版.北京:高等教育出版社,2006.
[14]吴进才,许俊峰,冯绪猛,等.稻田常用农药对水稻3个品种生理生化的影响[J].中国农业科学,2003,36(5):536-541.
[15]顾正远,肖英芳,王益民.水稻品种对二化螟抗性的研究[J].植物保护学报,1989,16(4):245-250.
[16]蒋高明.植物生理生态学[M].北京:高等教育出版社,2004.
[17]ROLLAND F,MOORE B,SHEEN J.Sugar sensing and signaling in plants[J].Plant Cell,2002,144:185-205.
(责任编辑:程智强)
Effects of several pesticides on the photosynthetic rate,chlorophyll and soluble sugar of Hemerocallis hybridus cv.‘Stella de oro’
YU Yue-shu,ZHANG Zhi-guo,BAILu,YIHai
(Shɑnghɑi Institute of Technology,Shɑnghɑi201418,Chinɑ)
Pot-culture experiments of Hemerocɑllis hybridus cv.‘Stella de oro’were carried out under different pesticide treatments.The results showed that the pesticide treatments significantly decreased the photosynthetic rate of‘Stella de oro’within 1—3 days,but their effect on the photosynthesis declined with time. The treatment with 10%difenoconazole at 1 000 mg/kg significantly decreased the chlorophyll a content of‘Stella de oro’at 11 days after the treatment,while the treatment with difenoconazole at 1 200 mg/kg significantly increased the chlorophyll b of‘Stella de oro’at3 and 7 days after the treatment,being respectively 98.95%and 104.08%higher than the control.The suspending agent of dithianon could significantly improve the chlorophyll a/b of‘Stella de oro’,increasing respectively by 41.23%and 55.25%over the control. Difenoconazole at 800 mg/kg could significantly inhibit the soluble sugar synthesis of‘Stella de oro’at12 days after treatment.Mancozeb or dithianon at 600 mg/kg could significantly improve the soluble sugar content of‘Stella de oro’.
Hemerocɑllis;Photosynthetic rate;Chlorophyll;Soluble sugar;Pesticide;Pot experiment
S682.19
A
1000-3924(2017)01-084-04
2016-01-14
上海市联盟计划(LM201469)
余月书(1970—),男,博士,副教授,主要从事昆虫生态及农药对环境生物影响研究。Tel:021-60873128,E-mail:yuyueshu@sit.edu.cn