CN105044058A - 一种莠去津残留药害的快速鉴定方法及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于农药检测技术领域，公开了一种莠去津残留药害的快速鉴定方法及其应用。该方法通过检测作物叶绿素荧光强度变化进行鉴定。本发明通过检测和比较作物前后两次Fv/Fm和YII，当其均出现下降时，可鉴定作物受到药害，且受害程度越严重，下降越明显，说明其生长环境中莠去津的浓度越高。且，本发明方法鉴定药害的最低浓度为0.09ppm，相比目测药害鉴定的浓度的0.9ppm，检测下限更低，具有简便、快速、准确特点，可以作为农田作物、土壤和水体中是否存在莠去津残留药害诊断的一种新手段。且本发明方法检测时间短，对于农田作物，只需1天即可鉴定得到结果，对于未栽种作物土壤或水体，只需6天即可鉴定其药害。

Description

一种莠去津残留药害的快速鉴定方法及其应用

技术领域

本发明属于农药检测技术领域，特别涉及一种莠去津残留药害的快速鉴定方法及其应用。

背景技术

莠去津(atrazine)为均三嗪类除草剂，主要用于防除玉米、高粱和甘蔗等作物田防除各种阔叶杂草及禾本科杂草。由于其对玉米、甘蔗等作物具有高度的选择性和杀草谱广、使用方便、价格低廉等优点，成为田间普遍使用的除草剂。我国从20世纪60年代开始引进莠去津，随着使用年限的增加，以及对这种除草剂的过度依赖及频繁使用，导致田间杂草逐渐产生抗药性。但是，为了达到预期的防除效果，农民会不断的加大药剂使用剂量和次数，此举最终导致更加严重的后果，除草剂的成分绝大部分都游离存在于土壤中，经常导致后茬作物出现药害，常表现为植株生长受抑制、整株枯死，最终产量显著下降。由于除草剂的种类较多，药害症状特别是抑制生长或植株枯死的药害症状相似，因此，在生产上仅从植株外观形态上较难准确判断是哪种除草剂产生的残留药害。本发明针对莠去津，建立了一种准确、快速的鉴定方法，对于正确选择补救药剂具有重要意义。本发明方法中涉及利用IMAGING-PAM早期检测具备科学、直观、快速、简单、可靠的优点

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种莠去津残留药害的快速鉴定方法。该方法能快速、有效且不受浓度限制地鉴定作物体内莠去津的残留药害影响，特别是对作物光合作用的影响。

本发明另一目的在于提供上述方法在农田作物、土壤和水体中莠去津残留药害早期鉴定中的应用。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种莠去津残留药害的快速鉴定方法，该方法通过检测作物叶绿素荧光强度变化进行鉴定。

本发明方法通过检测作物前后两次的荧光强度变化进行鉴定，前后两次检测的时间间隔不小于24h。

本发明方法优选利用IMAGING-PAM检测仪检测作物叶绿素荧光强度变化进行鉴定。

所述作物优选为黄瓜或豇豆。

所述检测的部位优选为叶片或茎基部。

所述的叶绿素荧光强度优选指光合参数最大光合效率(Fv/Fm)和实际光合效率(YII)。

上述方法具体包括以下步骤：

直接检测待测作物前后两次的叶绿素荧光强度，比较前后两次的光合参数最大光合效率(Fv/Fm)和实际光合效率(YII)，鉴定待测作物的莠去津残留药害。

或将无药害作物种子，播种于待测土壤中，培养至作物长出叶片，检测作物前后两次的叶绿素荧光强度，比较前后两次的光合参数最大光合效率(Fv/Fm)和实际光合效率(YII)，鉴定待测作物的莠去津残留药害。

或将无药害作物种子，播种于待测水中，培养至作物长出叶片，检测作物前后两次的叶绿素荧光强度，比较前后两次的光合参数最大光合效率(Fv/Fm)和实际光合效率(YII)，鉴定待测作物的莠去津残留药害。

前后两次检测的时间间隔不小于24h。

上述的培养至作物长出叶片优选为培养5天。

所述叶绿素荧光强度优选通过IMAGING-PAM检测仪进行检测得到。

为了获得更合适的光强，测定Fv/Fm时，所述工艺条件优选为：先照射一个光强小于1μmoL·m^-2·s^-1的测量光，再照射饱和脉冲光10000μmoL·m^-2·s^-1。

为了获得更合适的光强，测定YII时，所述工艺条件优选为：内源光化光为133μmoL·m^-2·s^-1。

所述的无药害作物种子优选在播种前预先催芽露白至0.5～1cm。

所述培养优选在光照培养箱中进行，温度优选为28/25℃(白天/晚上)。

Fv/Fm反映了植物潜在的最大光合作用能力；YII反映了植物实际光合能力的大小。当Fv/Fm和YII均出现下降时，可鉴定作物受到药害，且受害程度越严重，下降越明显，说明其生长环境中莠去津的浓度越高。且，本发明方法鉴定药害的最低浓度为0.09ppm，相比目测药害鉴定的浓度的0.9ppm，检测下限更低，具有简便、快速、准确特点，可以作为农田作物、土壤和水体中是否存在莠去津残留药害诊断的一种新手段。

普通目测鉴定莠去津药害的现象一般为：作物下胚轴逐渐出现失绿，下胚轴近生长点部位出现断裂，且从作物受到药害到出现上述药害现象至少需要10～11天。而本发明方法时间短，对于农田作物，只需监测1天前后的荧光强度即可鉴定得到结果，对于未栽种作物土壤或水体，只需6天即可鉴定其药害。

本发明相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：

(1)本发明方法操作简便、结果可靠。

(2)本发明鉴定结果速度快，且鉴定下限低，可快速、准确鉴定药害。

附图说明

图1为不同浓度莠去津处理5天对黄瓜下胚轴及根长的影响。

图2为不同浓度莠去津处理5天对黄瓜最大光合效率的影响。

图3为不同浓度莠去津处理5天对黄瓜实际光合效率的影响。

图4为不同浓度莠去津处理11天对黄瓜最大光合效率的影响。

图5为不同浓度莠去津处理11天对黄瓜实际光合效率的影响。

图6为不同浓度莠去津处理11天对豇豆下胚轴及根长的影响。

图7为不同浓度莠去津处理11天对豇豆最大光合效率的影响。

图8为不同浓度莠去津处理11天对豇豆实际光合效率的影响。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

(1)将消毒后无药害黄瓜种子放入种子发芽盒中，置于28～30℃的生化培养箱中进行催芽，直至作物发芽芽长约0.5～1cm，取出备用。

(2)莠去津梯度浓度溶液的配置：利用常规完全营养液配置不同浓度梯度的莠去津溶液0.009mga.i./L、0.09mga.i./L、0.45mga.i./L、0.9mga.i./L、1.8mga.i./L。

(3)分别取100mL不同浓度的莠去津溶液，加入5粒发芽种子，空白培养液为对照，置于光照培养箱中培养，培养条件：温度为白天/晚上：28/25℃，光照周期为：12h/12h，光照强度为3500～4000lx。

(4)培养5天后，将作物幼苗从光照培养箱中取出后暗适应15～20min，然后放入测定箱中，采用IMAGING-PAM检测仪测定作物叶片和茎基部荧光参数PSⅡ最大光合效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光合效率(YII)，得到最低检测下限0.09ppm。

实施例2

(1)将消毒后无药害黄瓜种子放入种子发芽盒中，置于28～30℃的生化培养箱中进行催芽，直至作物发芽芽长约0.5～1cm，取出备用。

(2)莠去津梯度浓度溶液的配置：利用完全营养液配置不同浓度梯度的莠去津溶液0.009mga.i./L、0.09mga.i./L、0.45mga.i./L、0.9mga.i./L、1.8mga.i./L。

(3)分别取100mL不同浓度的溶液，加入5颗发芽种子，置于光照培养箱中培养，两组四个重复，一组培养5天，一组培养11天，培养条件：温度为白天/晚上：28/25℃，光照周期为：12h/12h，光照强度为3500～4000lx。

(4)分别培养5天和11天后，将作物幼苗从光照培养箱中取出后，量取根长，下胚轴长度，并观察植株生长状况，暗适应15～20min，然后放入测定箱中，采用IMAGING-PAM检测仪测定作物叶片和茎基部荧光参数PSⅡ最大光合效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光合效率(YII)，观察结果见图1～5。

由图1可见，从株高、根长看，不同浓度莠去津溶液处理间无显著性的差异。

培养至5天时，莠去津浓度为0.009mg/L时，对所测部位Fv/Fm和YII无显著影响，各参数数值均正常；当莠去津浓度升高至0.09mg/L，通过图像明显看到莠去津已吸收传导至下胚轴，使其下胚轴Fv/Fm和YII均下降，且下胚轴基部下降更显著，说明莠去津已传导至下胚轴并开始破坏黄瓜幼苗的光合系统，也就是说，黄瓜受到药害。随着浓度的继续升高，这种破坏逐渐向子叶生长点传导，且Fv/Fm和YII均显著下降(图2和图3)。当莠去津浓度升高至0.45mg/L时，植株下胚轴及子叶近生长点处YII降为0(图3)，说明此时黄瓜幼苗下胚轴及近生长点处已无法进行光合作用，黄瓜受到严重的药害影响。

培养至11天时，莠去津浓度为0.09mg/L时，黄瓜幼苗子叶基部和下胚轴基部Fv/Fm均下降，说明黄瓜幼苗仍有潜在的光合能力，但YII显著降低，尤其下胚轴基部YII降为0，说明此时下胚轴实际无法再继续进行光合作用；浓度继续升高至0.45mg/L，子叶基部和下胚轴基部Fv/Fm和YII均降至0(图4和图5)。而此时通过目测0.45mg/L处理的幼苗外观形态正常。因此，本发明方法可用于作为莠去津残留药害早期诊断，上述参数变化可用于作为指标。

实施例3

(1)将消毒后无药害豇豆种子放入种子发芽盒中，置于28～30℃的生化培养箱中进行催芽，直至作物发芽芽长约0.5～1cm，取出备用。

(2)莠去津梯度浓度溶液的配置：利用完全营养液配置不同浓度梯度的莠去津溶液0.009mga.i./L、0.09mga.i./L、0.45mga.i./L、0.9mga.i./L、1.8mga.i./L。

(3)分别取100mL不同浓度的溶液，加入5颗发芽种子，置于光照培养箱中培养，两组四个重复，一组培养5天，一组培养11天，培养条件：温度为白天/晚上：28/25℃，光照周期为：12h/12h，光照强度为3500～4000lx。

(4)分别培养5天和11天后，将作物幼苗从光照培养箱中取出后，量取根长，下胚轴长度，并观察植株生长状况，暗适应15～20min，然后放入测定箱中，采用IMAGING-PAM检测仪测定作物叶片和茎基部荧光参数PSⅡ最大光合效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光合效率(YII)，观察结果见图6～8。

由图6可见，从株高、根长看，不同浓度莠去津溶液处理间无显著性的差异。

由图7～8可见，莠去津浓度为0.009mg/L时，对所测部位Fv/Fm和YII无显著影响，各参数数值均正常；当莠去津浓度升高至0.09mg/L，通过图像明显看到莠去津已吸收传导至下胚轴，使其下胚轴Fv/Fm有所下降，但YII下降不明显，说明豇豆幼苗实际光合能力仍较高。当莠去津浓度升高至0.9mg/L时，植株下胚轴基部Fv/Fm降至0，而YII下降约75％，说明此时豇豆幼苗光合系统受到破坏，即受到严重的药害影响。而此时通过目测0.45mg/L处理的幼苗外观形态正常。因此，本发明方法可用于作为莠去津残留药害早期诊断，上述参数变化可用于作为指标。

实施例4

采集田间(广东省农业院钟落潭试验基地)子叶刚展开黄瓜幼苗(分别包括前期种植甜玉米田连续使用莠去津和前茬连续种植物黄瓜田未使用过莠去津的幼苗)，采用IMAGING-PAM检测仪测定作物叶片和茎基部荧光参数PSⅡ最大光合效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光合效率(YII)，之后放入清水中于光照培养箱中培养24h，培养条件：温度为白天/晚上：28/25℃，光照周期为：12h/12h，光照强度为3500～4000lx。然后再次检测，比较两次检测的结果，结果见表1。

为了获得更合适的光强，测定Fv/Fm时，工艺条件优选为：先照射一个光强小于1μmoL·m^-2·s^-1的测量光，再照射饱和脉冲光10000μmoL·m^-2·s^-1。

为了获得更合适的光强，测定YII时，工艺条件优选为：内源光化光为133μmoL·m-²·s^-1。

由表1可见，前茬种植甜玉米连续使用莠去津的田块种植黄瓜后的Fv/Fm和YII，前后两次检测结果均存在明显下降的情况，尤其第二次检测结果下降显著，证明该种植地的作物受到莠去津药害威胁，且由下降情况可见，其药害程度较严重，可能导致黄瓜最终产量受到严重影响甚至绝收，因此应采取重新更换轮作作物的措施，选择对莠去津敏感性低的作物来种植，或进行药害去除的相关措施；而连续种植黄瓜田未使用莠去津的幼苗，其前后荧光指标基本不变，证明其未受到药害，无需进行相关补救措施。

表1作物荧光指标

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种莠去津残留药害的快速鉴定方法，其特征在于该方法通过检测作物叶绿素荧光强度变化进行鉴定。

2.根据权利要求1所述的莠去津残留药害的快速鉴定方法，其特征在于：所述方法通过检测作物前后两次的荧光强度变化进行鉴定，前后两次检测的时间间隔不小于24h。

3.根据权利要求1所述的莠去津残留药害的快速鉴定方法，其特征在于：所述作物为黄瓜或豇豆。

4.根据权利要求1所述的莠去津残留药害的快速鉴定方法，其特征在于：所述检测的部位为叶片或茎基部。

5.根据权利要求1所述的莠去津残留药害的快速鉴定方法，其特征在于具体包括以下步骤：

直接检测待测作物前后两次的叶绿素荧光强度，比较前后两次的光合参数最大光合效率和实际光合效率，鉴定待测作物的莠去津残留药害。

6.根据权利要求1所述的莠去津残留药害的快速鉴定方法，其特征在于具体包括以下步骤：

将无药害作物种子，播种于待测土壤中，培养至作物长出叶片，检测作物前后两次的叶绿素荧光强度，比较前后两次的光合参数最大光合效率和实际光合效率，鉴定待测作物的莠去津残留药害。

7.根据权利要求1所述的莠去津残留药害的快速鉴定方法，其特征在于具体包括以下步骤：

将无药害作物种子，播种于待测水中，培养至作物长出叶片，检测作物前后两次的叶绿素荧光强度，比较前后两次的光合参数最大光合效率和实际光合效率，鉴定待测作物的莠去津残留药害。

8.根据权利要求6或7所述的莠去津残留药害的快速鉴定方法，其特征在于：所述的培养至作物长出叶片为培养5天。

9.根据权利要求1所述的莠去津残留药害的快速鉴定方法，其特征在于：所述叶绿素荧光强度通过IMAGING-PAM检测仪进行检测得到。

10.根据权利要求1～9任一项所述的莠去津残留药害的快速鉴定方法在农田作物、土壤和水体中莠去津残留药害早期鉴定中的应用。