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三种常用化学农药对小麦生理生化影响及机理研究

胡建伟  
【摘要】: 在耕地面积不可能增加的情况下,用农药来防除病虫草害对农业生产的危害,避免损失,是极为重要的措施。但农药使用的影响会破坏农作物体内的正常工作状态、扰动其生命活动过程。农作物是一个能够维持内稳定的开放系统,研究在农药胁迫环境下,作物体内的组织和器官是如何协调起来发挥综合效应以维护整体的生命活动过程,对揭示农作物的生命现象具有理论意义,对促进农作物的生长和物质生产也具有实践意义。 本文以扬麦00118和强筋2808两个小麦品种为材料,研究了在常用化学农药井冈霉素、杀虫双、甲胺磷胁迫下这两种小麦生理生化变化情况及其如何作出相适应的调节与控制措施来维持其自身内环境的稳定。 1三种常用化学农药对小麦的伤害现象的分析 研究了三种化学农药对两种小麦发芽率、苗高、根长,干物质积累、产量构成因素及小麦品质的影响。结果表明,低浓度的农药对发芽率没有显著影响,随着处理浓度的增加,对发芽率的抑制程度提高;三种化学农药对小麦的生长发育也产生抑制作用,具体表现为农药处理后,与对照相比,小麦苗高降低,根长变短,同时也降低了小麦干物重的降低;在小麦的一生多次用药后对其产量构成因素也产生影响,表现为穗粒数、千粒重和有效小穗数的降低;农药的使用对小麦子粒品质(蛋白质含量、湿面筋含量和沉降值)也产生了影响。 应用生物发光技术分别测试了三种化学农药对小麦幼苗根部产生的受激发光(ICL)和超弱发光(SCL)变化动态的影响,结果表明:三种农药均能瞬间激发小麦根部的超弱发光强度,且发光强度与药液的浓度成正比;经农药药液处理后根部的超弱发光值均低于对照;根长在处理初期变化不明显,但随着时间的推移受抑制的程度逐渐显现。综合地分析三种农药对小麦幼苗根部的影响程度,杀虫双大于甲胺磷大于井冈霉素,用药浓度越高,对小麦根尖部位的影响就越大,强筋2808对供试农药的敏感性大于扬麦00118。 2.1~2.2三种化学农药对小麦叶片光合产物输出速率影响的示踪动力学研究 在小麦品种、喷药时期及施药浓度方面研究了井冈霉素、杀虫双、甲胺磷等农药对小麦叶片光合产物输出速率的影响。试验应用放射性核素示踪的手段,在作物活体条件下,采用多探头作物活体养分测量仪采集了不同处理时小麦旗叶叶片标记光合产物的输出动态数据,运用动力学分析的原理和方法,建立了隔室分析模型和数学描述公式,求解了相应的输出速率常数K值。比较分析结果表明:施用供试农药后,均不同程度地降低了小麦叶片标记光合产物的输出速率,随着施药浓度的增加,产生的效应也增大;叶片光合速率强度的降低是造成叶片光合产物输出速率下降的主要原因之一。 2.3三种化学农药对小麦细胞膜透性及丙二醛含量的影响 研究了三种常用化学农药对小麦叶片细胞膜透性和丙二醛含量的动态变化,结果表明,在施用了不同浓度的井冈霉素、杀虫双、甲胺磷后,与对照相比,小麦叶片的细胞膜透性增大,并随着时间的延长细胞膜透性有增大的趋势,处理浓度越高细胞膜透性增加的越多;丙二醛含量的测定结果与细胞膜透性相吻合,不同浓度农药处理后小麦叶片丙二醛含量均有不同程度的升高,随着施药浓度的增加,产生的效应也增大。 2.4三种化学农药对两种小麦叶绿素含量的影响 研究了三种化学农药处理后对小麦叶片叶绿素含量的动态影响,结果表明,处理后小麦叶片叶绿素含量较对照有所降低,且随着处理浓度的加大,叶绿素含量的下降幅度增大;随着时间的推移小麦叶片叶绿素含量有先降低后回升的趋势。 2.5三种化学农药对小麦幼苗根部ATP含量的影响 应用荧光素霉发光法研究了三种常用化学化学农药对小麦幼苗根部ATP含量的影响,结果表明,农药的使用降低了根部ATP含量,随着处理浓度的加大,ATP含量的下降幅度也增加,综合来看,在相同处理水平下,强筋2808根部ATP含量下降的幅度大于扬麦00118,反映出两个小麦品种在同种胁迫条件下根部能量状况的不同程度变化。 3.小麦抗氧化酶对化学农药引起过氧化胁迫的应答 3.1施用三种农药后小麦叶片SOD含量的变化 应用化学发光法研究了三种农药、施药浓度处理后对两种小麦品种叶片SOD活性的影响动态。结果表明,在施用农药后,5-10天内小麦体内SOD活性升高,10-15天SOD活性有明显下降,15-20天SOD活性又有回升。对农药的敏感性强筋2808大于扬麦00118,两种小麦对农药的敏感性为杀虫双大于甲胺磷大于井冈霉素,同时表明施药浓度越高SOD含量变化越快越大,即对小麦机体的损害程度越大,恢复的越慢。 3.2-3.3施用三种农药后小麦叶片SOD、POD同功酶的变化 研究了三种化学农药处理后对小麦SOD、POD同功酶的影响,结果表明,农药胁迫没有诱导产生新的SOD同功酶带,部分处理有POD同功酶带诱导产生。与对照相比较,处理后的SOD、POD同功酶带在宽度上都大于对照,并且颜色也较对照深,说明农药处理增加了SOD、POD的活性。


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