施用烟嘧磺隆对不同生育期玉米生长、产量和营养品质的影响

姚远，高增贵，孙艳秋，刘限

1. 沈阳农业大学植物保护学院，辽宁 沈阳 110866；2. 沈阳农业大学生物科学技术学院，辽宁 沈阳 110866

施用烟嘧磺隆对不同生育期玉米生长、产量和营养品质的影响

姚远1，高增贵1，孙艳秋1，刘限2*

1. 沈阳农业大学植物保护学院，辽宁 沈阳 110866；2. 沈阳农业大学生物科学技术学院，辽宁 沈阳 110866

玉米是中国第一大作物，在中国粮食安全和粮食经济中占有重要地位。除草剂烟嘧磺隆在保证玉米稳产和高产上发挥着重要作用，但因农民不正确或超量施用烟嘧磺隆，导致玉米除草剂药害问题与日俱增，引起玉米大量减产甚至绝产。通过在玉米不同生长发育时期施用不同剂量烟嘧磺隆，分析烟嘧磺隆对玉米药害发生程度、生长、产量、营养品质的影响，探讨在玉米生产中应如何正确施用烟嘧磺隆，以期为玉米的安全生产提供参考。本试验选择玉米不同生育期（2-4叶期、4-6叶期和6-8叶期）分别施用不同剂量除草剂烟嘧磺隆（5个剂量），系统研究了烟嘧磺隆对玉米生长、产量和营养品质的影响。研究结果表明，在玉米不同生育期施用烟嘧磺隆对玉米植株生长发育、产量和营养品质都有一定的影响，2-4叶期处理，不同剂量处理对植株株高和产量没有显著影响，但4-6叶期和6-8叶期处理，不同剂量处理对植株株高和叶片长宽都产生了显著的影响，超正常剂量显著降低植株的株高和叶片的长宽。不同施药时期和施药量对玉米产量没有显著影响，但高剂量和晚期处理可造成玉米明显减产，减产率达到15%以上；同时对玉米的品质也有一定影响，高剂量处理降低玉米蛋白质的含量。因此，采用除草剂烟嘧磺隆防除玉米田杂草时，最好在4叶期施用且不要超量（＜3 000 mL·hm-2），才能保证玉米的产量和营养品质。

玉米；烟嘧磺隆；生长发育；产量；营养品质

玉米（Zea mays）是种植最广泛的谷类作物之一，目前在中国的栽培面积和产量均超过水稻（Oryza sativa）、小麦（Triticum aestivum），已成为中国第一大作物，在中国的粮食安全和粮食经济中占据重要地位（白美清，2014；王恒亮等，2013）。田间杂草可直接影响玉米的产量，据研究，因杂草造成的玉米减产占总减产的80%～86%，而刈割、手拔、焚烧、深耕和作物覆盖等传统除草方式虽然有一定效果，但难以持续产生效果，同时费用也较高（Lum et al.，2005）。近几十年来，现代省力化栽培措施促进了除草剂的广泛应用。然而，因农民不正确或超量使用除草剂，玉米田除草剂药害问题与日俱增，造成大量减产甚至绝产（楚书丽，2014）。烟嘧磺隆是一种内吸传导型选择性磺酰脲类除草剂，是目前玉米田苗后茎叶处理常用的除草剂，可有效防除马唐（Digitaria sanguinalis）、牛筋草（Eleusine indica）、狗尾草（Setaria viridis）等1年生禾本科杂草，杂草一般20 d左右死亡，同时能够抑制多年生阔叶杂草的生长（Lum et al.，2005；Bhowmik et al.，1992；Bruce et al.，1997；刘秀梅，2010）。高温干旱天气、剂量过大（有效成分超过72 g·hm-2）、喷雾不均匀或与有机磷农药混用等均可导致玉米田发生烟嘧磺隆药害（张艳刚等，2010），特别是施用时期不当更易导致药害。一般情况下，玉米在3-5叶期对烟嘧磺隆的抵抗力和代谢能力较强（唐克，2013），但目前国内还缺乏有关烟嘧磺隆对不同生长期玉米药害发生程度及对玉米生长、产量、品质的影响研究。因此，本试验研究了在不同玉米生育期（玉米2-8叶期）施用不同剂量烟嘧磺隆对玉米药害发生及玉米产量、营养品质（蛋白质、脂肪、粗纤维和淀粉）的影响，探讨玉米生产中应如何正确施用烟嘧磺隆，以期为玉米安全生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试玉米为先玉335（母本为PH6WC，父本为PH4CV），生育期134 d，有效积温2650～2700 ℃。

供试药剂为40 g·L-1烟嘧磺隆悬浮剂，化学名称为2-(4,6-二甲氧基嘧啶-2-嘧啶基氨基甲酰氨基磺酰)-N,N-二甲基烟酰胺，由日本石原产业株式会社生产。

1.2 试验方法

试验于2014年在辽宁省沈阳市沈阳农业大学试验地进行。小区行长5.5 m，7行区（行距60 cm），共计45个小区1039.5 m2。试验区四周种植3行玉米作为保护行。5月3日播种，5月7日喷施莠去津封闭除草，6月、7月每月除草2次，各试验小区除施药处理不同外，其他田间管理一致。

1.3 试验处理

试验处理分3次进行，分别于玉米2-4叶期（5月27日）、4-6叶期（6月4日）和6-8叶期（6月14日）喷施烟嘧磺隆悬浮液。每次设4个不同剂量的4%烟嘧磺隆悬浮液：2-4叶期分别为750、1500、2250和3000 mL·hm-2；4-6叶期分别为1500、2250、3000和3750 mL·hm-2；6-8叶期分别为1500、3000、3750和4500 mL·hm-2。以清水为对照，设3次重复。

1.4 调查项目及方法

自施药后第3天开始至第60天，连续对玉米生长及药害情况进行观察，记录产生药害后玉米叶片褪绿、黄化等症状。施药后第20天测定玉米株高和叶片长宽，并根据长宽计算出叶片面积。收获（9月25日）后调查小区玉米产量和营养品质。营养品质主要分析检测了蛋白质、淀粉、粗纤维和脂肪含量，委托青岛科标化工分析检测有限公司进行检测分析。

2 结果与分析

2.1 不同生育期施药和不同施药量下玉米药害发生情况

烟嘧磺隆喷施后，超正常剂量处理玉米都发生了药害，药害发生程度与玉米发育时期和施药剂量有关。药害发生程度在2-4叶期比较轻，只在3000 mL·hm-2剂量处理下玉米出现了轻微的药害，部分叶片上有黄色的斑带，斑带面积也比较小，且药害症状在下雨后很快消失，玉米的生长基本没有受到影响。药害发生程度在4-6叶期和6-8叶期比较重，尤其是超过正常剂量（1500 mL·hm-2）的处理，玉米植株都出现了药害症状，随着剂量的加大，玉米叶片出现的黄色斑带变大，植株高度生长受限，叶面积明显变小（图1，图2）。玉米受药害后，叶片展开面积小且呈直立状态，植株矮小。药害症状在雨水较多的情况下，约30 d后才逐渐消失。

2.2 不同生育期施药和不同施药量对玉米植株生长的影响

由图1可知，在2-4叶期不同剂量烟嘧磺隆处理对玉米株高产生了一定影响，但没有达到显著水平。在4-6叶期不同剂量烟嘧磺隆处理玉米株高发生了极显著的变化，当剂量达到2250 mL·hm-2时，玉米的生长受到了显著影响，此时玉米株高极显著低于清水处理。在6-8叶期不同剂量烟嘧磺隆处理玉米株高发生了极显著的变化，当用量达到3000 mL·hm-2时，玉米的生长受到了极显著影响。由此可知，尽管玉米不同生育期对烟嘧磺隆的耐药性不同，但在生产中，当除草剂施用量超过正常施用剂量的2倍时，就能对玉米的生长产生影响。采用烟嘧磺隆进行苗后杂草处理的适宜时间为玉米苗4叶期，此时不容易发生药害并能保证植株的正常生长。

2.3 烟嘧磺隆处理对叶片长宽、面积的影响

图1 不同生育期烟嘧磺隆处理对玉米株高的影响Fig. 1 Effect of Nicosulfuron on the plant height of maize at different development stage

在叶片长宽发生较大变化的处理期（6-8叶期），选取10株测量了叶片的长宽，并通过长宽计算了叶片面积，统计分析发现，不同剂量烟嘧磺隆对植株的叶片影响较大，除了叶片的颜色发生明显变化外，叶片的面积也存在显著的差异。由图2可知，叶片的长度、宽度和面积在不同处理间存在极显著的差异，尤其当烟嘧磺隆用量高于3000 mL·hm-2时，叶片长度和宽度都极显著地缩短，叶片面积也显著地减小，从而影响叶片的光合作用，进而影响玉米生长及其对营养物质的积累，最终造成玉米减产。

图2 6-8叶期烟嘧磺隆处理对玉米叶片长宽及面积的影响Fig. 2 Effect of Nicosulfuron on leaf height, depth and leaf area of maize at 6-8 leaf stage

2.4 不同生育期施药和施药量对玉米产量的影响

由图3可知，虽然不同施药时期玉米产量在各种处理间不存在显著差异，但不同时期处理对玉米产量具有不同影响。2-4叶期施药，除了3000 mL·hm-2剂量处理稍微有所减产外，其他剂量处理都有增产的作用；4-6叶期处理，低于2250 mL·hm-2剂量处理能够促进玉米增产，而3000 mL·hm-2剂量处理的减产作用比2-4叶期明显；6-8叶期处理，所有施药处理的玉米产量都有所降低，尤其是超过3750 mL·hm-2后，减产作用非常明显，减产率达到15%以上。

2.5 不同生育期施药和施药量对玉米营养品质的影响

由表1可知，在玉米不同生长发育期施用烟嘧磺隆对玉米的品质产生了一定的影响。2-4叶期处理，施药量的增加能够增加玉米蛋白质和淀粉含量，而降低粗纤维的含量，对脂肪含量基本没有影响；4-6叶期处理，随施药量的增加蛋白质含量逐渐降低，而脂肪、粗纤维和淀粉含量基本没有变化；6-8叶期处理，随施药量的增加蛋白质含量逐渐降低，而脂肪和粗纤维含量基本没有变化。因此，就品质而言，在玉米生育早期（4叶期）施药对玉米品质基本没有影响，但高剂量和晚期施用则明显降低玉米品质。

3 讨论

图3 不同生育期施药量对玉米产量的影响Fig. 3 Effect of Nicosulfuron on the maize yield at different development stage

采用除草剂烟嘧磺隆防治玉米苗后杂草比传统的防治方法具有可持续性高和费用低的优点，得到了广大农民的认可。但农民在杂草防治过程中往往为了追求灭草效果，而忽略烟嘧磺隆的施用时间和剂量，从而对玉米造成药害，影响玉米的产量。本研究发现，不同生育时期施用不同剂量烟嘧磺隆对玉米药害的发生、生长和产量有不同的影响，2-4叶期虽然高剂量处理会对玉米产生药害，但基本上不影响玉米的生长和产量，这与他人的研究结果一致（Rabaey et al.，1997；O’sullivan et al.，1995）。在其他两个时期（4-6叶期和6-8叶期），玉米在高低剂量下都容易发生药害，药害程度随着剂量的增加而加重，同时影响玉米产量，最高减产率达到18%。唐克（2013）对玉米药害发生程度和生长情况的研究表明，玉米2-4叶期施用烟嘧磺隆是比较安全的，这与本文的研究结果一致。烟嘧磺隆药害发生后，玉米叶片叶绿素含量和根系活力都有不同程度的下降（董晓雯等，2006），从而影响玉米植株的生长发育，造成玉米减产，同时试验过程中也发现药害玉米叶片较正常叶片黄化。药害发生程度、生长和产量等方面研究都表明2-4叶期施用烟嘧磺隆是安全的。因此，在玉米田施用烟嘧磺隆的最佳时期是4叶期。。

表1 不同生育期施药量对玉米营养品质的影响Table 1 Effect of Nicosulfuron on the maize grain nutrient quality at different development stage

研究发现，烟嘧磺隆不影响玉米籽粒中脂类和粗纤维的含量，说明烟嘧磺隆不影响玉米的脂代谢和糖代谢，但高剂量处理下籽粒中蛋白质的含量降低，这与Lum et al.（2005）的研究结果相一致。Lum et al.（2005）研究表明，烟嘧磺隆不影响玉米籽粒中的碳水化合物和粗纤维的含量，但高剂量处理降低了蛋白质和灰分的含量。La et al.（1984）研究发现高剂量（20 μmol·L-1）处理下，嘧磺隆能抑制乙酰乳酸合成酶的活性，影响异亮氨基酸、亮氨酸和缬氨酸的合成，从而影响玉米籽粒中蛋白质的合成。当然，玉米受到药害后，根系活力、叶绿素含量和净光合速率的降低（董晓雯等，2006；胡海军等，2014）也会影响植株的光合作用效果和对各种营养元素的吸收，从而限制了正常的生理代谢，影响营养物质的合成。李金洪等（1995）研究发现，适量施肥可明显提高籽粒蛋白质、脂肪、氨基酸等成分的含量。单独施氮肥虽然能显著提高蛋白质含量，却降低了蛋白质的营养价值。氮、磷、钾配施使籽粒品质明显改善，说明营养元素对玉米的营养品质具有影响。由此可知，施用烟嘧磺隆时，应尽量控制其剂量，同时结合玉米的生育时期选择适合的施用时期，以降低其对玉米营养品质的影响。

4 结论

沈阳地区玉米田2-4叶期施用烟嘧磺隆，基本不影响玉米的生长和产量；4-6叶期和6-8叶期处理，正常剂量处理对植株生长和产量影响不大，但高剂量处理对玉米生长和产量影响较大。就玉米品质而言，玉米生育早期（4叶期前）施药对玉米品质基本没有影响，但高剂量和晚期施用可明显降低玉米品质。因此，采用除草剂烟嘧磺隆防除玉米田杂草时，应该在4叶期施用且计量不要超过3000 mL·hm-2，才能保证玉米的产量和营养品质。

BHOWMIK P C, O’TOOLE B M, ANDALORO J. 1992. Effects of nicosulfuron on quackgrass (Elytrigia repens) control in corn (Zea mays) [J]. Weed Technology, 6(1): 52-56.

BRUCE A B, KELLS J J. 1997. Quack grass (Elytrigia repens) control in corn (Zea mays) with nicosulfuron and primisulfuron [J]. Weed Technology, 11(2): 373-378.

LA R R A, SCHLOSS J V. 1984. The sulfonylurea herbicide sulfumeturon methyl is an extremely potent and selective inhibitor of acetolactate synthase in Salmonella typhimorium [J]. The Journal of Biological Chemistry, 259(14): 8753-8757.

LUM A F, CHIKOYEA D, ADESIYAN S O. 2005. Control of Imperata cylindrica (L.) Raeuschel (speargrass) with nicosulfuron and its effectson the growth, grain yield and food components of maize [J]. Crop Protection, 24(1): 41-47.

O’SULLIVAN J, BRAMMALL R A, BOUW W J. 1995. Response of sweet corn (Zea mays) cultivars to nicosulfuron plus primisulfuron [J]. Weed Technology, 6: 280-283.

RABAEY T L, HARVEY R G. 1997. Sequential applications control woolly cupgrass (Eriocloa villosa) and wild-proso millet (Panicum miliaceum) in corn (Zea mays) [J]. Weed Technology, 11(3): 537-542.

白美清. 2014. 新时期我国玉米产业发展新战略的几点思考[J]. 中国粮食经济, (11): 20-23.

楚书丽. 2014. 烟嘧磺隆对玉米产生药害原因分析及补救措施[J]. 河南农业, (3): 36.

董晓雯, 王金信, 段敏, 等. 2006. 烟嘧磺隆对不同玉米品种的安全性测定[J]. 农药科学与管理, 25(10): 13-16.

胡海军, 史振声, 吕香玲, 等. 2014. 烟嘧磺隆对糯玉米光合特性和叶绿素荧光参数的影响[J]. 玉米科学, 22(3): 77-80.

李金洪, 李伯航. 1995. 矿质营养对玉米籽粒营养品质的影响[J]. 玉米科学, 3(3): 54-58.

刘秀梅. 2010. 烟嘧磺隆药害产生原因及预防补救措施[J]．现代农业科技, (18): 162-164.

唐克. 2013. 不同剂量烟嘧磺隆对不同叶龄玉米幼苗的药害影响[J]. 黑龙江农业科学, (1): 53-55.

王恒亮, 葛玉红, 苏旺苍, 等. 2013. 不同缓解处理对玉米烟嘧磺隆药害的缓解效果研究[J]. 河南农业科学, 42(11): 81-85.

张艳刚, 李虎群, 张小龙, 等. 2010. 烟嘧磺隆在夏玉米上容易发生药害的原因及对策[J]. 中国植保导刊, (6): 40-41.

Effect of Nicosulfuron on Growth, Yield and Grain Nutrient Quality of Maize at Different Development Stage

YAO Yuan1, GAO Zenggui1, SUN Yanqiu1, LIU Xian2*
1. College of Plant Protection, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110866, China;
2. College of Bioscience and Technology, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110866, China

Maize is the most important crop in China, and it plays a critical role in food security and economy. Nicosulfuron is one of the most extensively used herbicides to keep the high and stable yield. However, it is not applied improperly or overused causing serious herbicide injury to corn plants, decrease or even wiping out grain harvest. In this study, we report effects of Nicosulfuron on plant growth, yield and grain nutrient quality of maize application at 3 maize different development stages (2-4 leaf stage, 4-6 leaf stage and 6-8 leaf stage) with 5 different application rates (2-4 leaf stage: 750, 1 500, 2 250, 3 000 mL·hm-2; 4-6 leaf stage: 1 500, 2 250, 3 000, 3 750 mL·hm-2; 6-8 leaf stage: 1 500, 3 000, 3 750, 4 500 mL·hm-2). We also discuss how to properly use Nicosulfuron on corn plants. The results showed that Nicosulfuron had an effect on the plant growth, yield and seed quality of maize. No significantly difference on plant height and yield were detected when Nicosulfuron was applied at different rates at 2-4 leaf stage, whereas there were significant different (P＜0.01%) on plant height among different rates at 4-6 or 6-8 leaf stage. Nicosulfuron had no significant effect on the yield of maize at different application times and rates, but at a higher rate (＞3 000 mL·hm-2) and application at 4-6 or 6-8 leaf stages, the yield decreased more than 15 % and the protein of maize grain was lower than that of check. When using Nicosulfuron to control weeds, we recommend to apply it prior to 4 leaf stage and at a rate＜3 000 mL·hm-2in order to achieve desired weed control while not negatively affecting maize yield and grain quality.

maize; nicosulfuron; growth and development; yield; nutrient quality

10.16258/j.cnki.1674-5906.2017.01.026

X592

A

1674-5906（2017）01-0171-05

姚远, 高增贵, 孙艳秋, 刘限. 2017. 施用烟嘧磺隆对不同生育期玉米生长、产量和营养品质的影响[J]. 生态环境学报, 26(1): 171-175.

YAO Yuan, GAO Zenggui, SUN Yanqiu, LIU Xian. 2017. Effect of nicosulfuron on growth, yield and grain nutrient quality of maize at different development stage [J]. Ecology and Environmental Sciences, 26(1): 171-175.

农业部公益性行业专项项目（201203098）

姚远（1965年生），主要从事玉米栽培和病虫草害防治研究。E-mail: yaoyuanjane9296@sina.com

*通信作者。E-mail: benz117309@sina.com.cn

2016-11-18