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几种除草剂对紫花苜蓿-根瘤菌共生固氮的影响

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2材料与方法

3结果与分析

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摘要

紫花苜蓿是一种多年生豆科草本植物，是世界上分布最广泛的豆科牧草，有很高的农业经济价值，被称为“牧草之王”。紫花苜蓿-根瘤菌共生固氮体系是自然界效率较高的固氮体系之一，能减少化学肥料的施用量，对于保护环境和农业的可持续发展具有重要意义；然而，随着人类文明的不断发展，自然环境遭到前所未有的破坏，外界因素的限制成为共生体系不能在农业生产上充分发挥作用的重要原因。近几年来，除草剂应用广泛，带来巨大的经济效益的同时，对非靶标生物产生不利影响，已引起植物保护界和环境保护界的广泛关注。 杂草危害是造成紫花苜蓿减产和品质下降的主要原因，危害严重时甚至造成毁种，苜蓿田化学除草已十分普遍，但由于使用不当，也带来了一些负面影响：降低苜蓿-根瘤菌共生固氮的能力，减少自身氮素的供给，降低苜蓿及后茬作物的产量和质量。然而，国内外有关除草剂对紫花苜蓿-根瘤菌共生体系影响的报道较少。本文研究了除草剂—根瘤菌—紫花苜蓿三者的互作关系，为弄清除草剂对紫花苜蓿-根瘤菌共生固氮的影响，科学选用除草剂提供理论依据。本文选用了苜蓿田常用的二苯醚类除草剂(乙羧氟草醚、三氟羧草醚)、芳氧苯氧基丙酸酯类(高效吡氟甲禾灵、精吡氟禾草灵)、二硝基苯胺类(仲丁灵、氟乐灵)、酰胺类(乙草胺、异丙甲草胺)4类8种除草剂，室内外初步研究了对苜蓿中华根瘤菌的毒力，对紫花苜蓿鲜重和干重、结瘤情况、叶绿素、固氮酶活性、豆血红蛋白、总含氮量、蛋白含量及黄酮类物质的影响。研究结果如下： 1.由除草剂对苜蓿中华根瘤菌的毒力可知：4种茎叶除草剂不同剂量下对根瘤菌生长均有不同的抑制作用，4种土壤处理除草剂在剂量2500mg·L-1时对根瘤菌生长均没有影响，其中乙草胺和异丙甲草胺5000mg·L-1时对根瘤菌就没有影响。高效吡氟甲禾灵的毒力最大，乙羧氟草醚的毒力次之，在中等剂量10000mg·L-1下，抑菌圈平均直径分别为2.30cm和2.02cm；异丙甲草胺的毒力最小，中等剂量下抑菌圈平均直径为0.21cm。 2.对紫花苜蓿株高和重量的影响表明，8种除草剂均有抑制作用，且随剂量的升高而升高，土壤处理除草剂的抑制作用小于茎叶处理除草剂。乙羧氟草醚的抑制作用最大，8.3ga.i/hm2时，株高、鲜重、干重抑制率均在80％以上；三氟羧草醚次之，株高、鲜重、干重抑制率均在60％以上；高效氟吡甲禾灵和精吡氟禾草灵有较高的抑制作用；异丙甲草胺的抑制作用最小，在1618.6ga.i/hm2时，株高、鲜重、干重抑制率为10％左右。 3.几种除草剂田间用量处理后紫花苜蓿结瘤变化情况表明，供试除草剂对结瘤均有抑制作用，且土壤处理除草剂的影响小于茎叶处理除草剂。高效吡氟甲禾灵影响最强，施药后10d紫花苜蓿结瘤率为36.4％；20d结瘤率为35.3％，30d结瘤率为45.8％；精吡氟禾草灵药剂处理后不同时间结瘤率均在72％以上，约为经高效氟吡甲禾灵处理的2倍；异丙甲草胺的影响最小，结瘤率均在76.9％以上，药剂处理30d时，结瘤率比对照高10.0％。 4、供试除草剂以田问用量进行土壤和茎叶处理后，对紫花苜蓿一些生理生化指标的影响进行了初步探讨。结果表明，紫花苜蓿经各种除草剂处理后，叶绿素含量、固氮酶活性、豆血红蛋白含量、植株总含氮量、蛋白含量及黄酮类物质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，经4种茎叶处理除草剂处理后叶绿素含量明显低于对照。药剂处理后10d时，经乙羧氟草醚处理的植株叶绿素含量仅为对照的1/3；10d-20d期间，经三氟羧草醚处理后，叶绿素含量仅为对照的1/2；2种芳氧苯氧基丙酸酯类除草剂的影响小于2种二苯醚类除草剂。4种土壤处理除草剂对叶绿素含量均有不同程度的影响，异丙甲草胺处理20d前，叶绿素含量与对照差别很小，20d后叶绿素含量为2.60mg·g-1，高于对照叶绿素含量2.51mg·g-1。 4.2.对固氮酶活性的影响：除两种酰胺类除草剂外，对植株固氮酶活性均有较大影响。乙羧氟草醚影响最大，药后处理15d，固氮酶活性为对照的1/2；药后10d-30d，经乙羧氟草醚、高效氟吡甲禾灵和精吡氟禾草灵处理的紫花苜蓿固氮酶活性先降低后升高，在15d-20d期间有较大幅度的升高；经三氟羧草醚处理后，固氮酶活性一直呈逐步上升趋势；经异丙甲草胺处理后固氮酶活性略高于对照。 4.3.对豆血红蛋白含量的影响表明：处理后豆血红蛋白含量低于对照，与除草剂对固氮酶活性的影响趋势一致。药剂处理后10d-30d，经乙羧氟草醚、高效氟吡甲禾灵、精吡氟禾草灵和仲丁灵处理后固氮酶活性先降低后升高；经三氟羧草醚处理后豆血红蛋白呈上升趋势。乙羧氟草醚的影响最大，豆血红蛋白含量约为对照的1/3；三氟羧草醚次之，约为对照的1/2；经氟乐灵处理的紫花苜蓿，豆血红蛋白含量在20d-25d期间先下降后升高；仲丁灵处理后豆血红蛋白含量在10d-15d期问下降，此后逐渐升高。 4.4.对总含氮量和蛋白质的影响表明：4种茎叶处理除草剂处理后，含氮量和蛋白质含量明显低于对照，4种土壤处理除草剂的影响较小。其中，乙羧氟草醚的影响最大，药剂处理后10d植株含氮量约为对照的1/5，10d-20d含氮量为对照的1/3，处理后30d，含氮量约为对照的1/2，蛋白质含量与含氮量的变化趋势一直；异丙甲草胺的影响最小，药剂处理后10d，含氮量和蛋白含量略小于对照，10d后，含氮量和蛋白含量高于对照。 4.5.8种除草剂对紫花苜蓿黄酮类物质的影响表明：除异丙甲草胺外，经除草剂处理后黄酮类物质含量均低于对照。4种茎叶处理除草剂在药剂处理后10d-15d期间，黄酮类物质含量呈下降趋势，其中以乙羧氟草醚的影响最大，药后10d时，黄酮类物质含量为1.66％，药后15d时为1.54％，15d后黄酮类物质含量呈上升趋势；仲丁灵和氟乐灵处理后10d-15d期间，黄酮类物质含量降低，此后呈上升趋势，在15d-17d期间，经仲丁灵处理后黄酮类物质含量上升幅度小于氟乐灵，此后前者的上升幅度大于后者；异丙甲草胺的影响最小，22d前黄酮类物质含量小于对照，此后则高于对照。

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