农药甲基硫菌灵对川芎生长发育的影响

农药甲基硫菌灵对川芎生长发育的影响 穆向荣，马逾英，蒋桂华，杨枝中，罗鹏，顾莎 (成都中医药大学药学院) 5 摘要:目的:探讨农药甲基硫菌灵不同施药剂量及施药方式对川芎生长发育的影响，为其合 理使用提供科学依据。方法:以农药甲基硫菌灵不同处理后的川芎为实验材料，分别测定川 芎叶片及根茎中的 SOD 活性和 MDA 含量;定株测量川芎株高，计数川芎茎蘖数、叶片数， 称重计算川芎根冠比。结果:甲基硫菌灵推荐剂量灌根和喷雾处理组(B1 和 A1)有利于川 芎的生长发育，加倍剂量灌根和处理组处理组(B2 和 A2)不利于川芎的生长发育。结论: 10 在川芎药材生产中，应以推荐剂量使用农药甲基硫菌灵防治川芎根腐病，这对于促进川芎的 生长发育、保证川芎药材的产量和质量具有积极地实践指导意义。 ;MDA 含量;农艺性状 关键词:中药鉴定学;川芎;甲基硫菌灵;SOD 活性 中图分类号:S48 15 Effects of Thiophanate-methyl on the growth and development of Ligusticum chuanxiong MU Xiangrong, MA Yuying, JIANG Guihua, YANG Zhizhong, LUOPeng, GU Sha (School of Pharmacy，Chengdu University of Traditional Chinese Medicine) 20 Abstract: Objective: We investigated Effects of Thiophanate-methyl on the on growth and development of Ligusticum chuanxiong under different dosage and different stages in order to provide scientific basis for its reasonable application. Methods: We used Ligusticum chuanxiong after different treatment of Thiophanate-methyl as our experimental material. We determined SOD activity and MDA content in the leaves and rhizome of Ligusticum chuanxiong. We also measured the height, counted the number of stem tillers and leaves, calculated the root/shoot ratio of 25 Ligusticum chuanxiong. Results: The irrigating and spraying treatment of Thiophanate-methyl under the recommended dose(B1 and A1) stimulate the on growth and development of Ligusticum chuanxiong. However, the irrigating and spraying treatment of Thiophanate-methyl under the doubling dose(B2 and A2)inhibited the on growth and development of Ligusticum chuanxiong. Conclusion: We should apply Thiophanate-methyl to control root rot under the recommended dose. 30 The treatment of Thiophanate-methy has significance to the growth and development of Ligusticum chuanxiong as well as the yield and quality of Ligusticum chuanxiong. Key words: Identification and evalution of Chinese material medica;Ligusticum chuanxion;Thiophanate-methyl; SOD activity;MDA content; agronomic traits 35 0 引言 川芎为伞形科植物川芎 Ligusticum chuanxiong Hort.的干燥根茎[1]，具有活血 行气，祛风止痛的功效，现代用于治疗冠心病、心绞痛、血管神经性头痛等[2]。 除作药用外，川芎还可用于保健食品、美容化妆品，具有开发成食品、日用品、 添加剂等方面的应用前景[3]。川芎在生长过程中，会遭受多种病害如根腐病、白 40 粉病等[4]。其中，根腐病又名“水冬瓜”病，是最为常见的一种病害。发病初期植 基金项目:教育部博士学科点基金项目(No. 20115132110011) 作者简介:穆向荣(1987-)，女，在读硕士研究生，主要从事中药品种、质量及资源开发工作 通信联系人:马逾英(1958-)，女，博士生导师，主要从事中药品种、质量及资源开发工作. mayuying@126.com -1- 株不表现任何症状，随着根部受害程度的加剧，地上部分因养分供应不足而呈现 萎蔫症状。最终根部腐烂，植株死亡，严重影响川芎的产量。 作者前期调研结果显示，产地药农多使用甲基硫菌灵来防治川芎根腐病。本 文从生理生化和农艺性状两个方面研究甲基硫菌灵不同施药剂量和施药方式对 45 川芎的影响，旨在为该农药科学合理的应用提供参考依据。 1 材料和方法 供试材料 1.1 实验所用的川芎采自彭州市敖平镇 GAP 基地，经成都中医药大学马逾英教 50 授鉴定，为伞形科植物川芎 Ligusticum chuanxiong Hort.。供试农药为 70%WP 甲 基硫菌灵(威海韩孚生化药业有限公司生产)。 1.2 试验的处理与设计 试验于川芎道地产区彭州市敖平镇川芎 GAP 种植基地进行。试验采用两因 素两水平析因设计，小区面积 10m2，试验设 5 个处理，每个处理 3 次重复:?C: 使用清水的空白对照; ?A1:100g/667m2(推荐剂量)甲基硫菌灵喷雾;?A2: 55 200g/667m2(加倍剂量)甲基硫菌灵喷雾;?B1:100g/667m2(推荐剂量)甲基 硫菌灵灌根;? B2:200g/667m2(加倍剂量)甲基硫菌灵灌根。 1.3 测定项目 SOD 活性和 MDA 含量测定:于施药后 2h，2d，4d，8d，16d 采集川芎叶片 和根茎，以氮蓝四唑(NBT)法和硫代巴比妥酸法[5]分别测定川芎叶片及根茎中 60 的 SOD 活性和 MDA 含量。 农艺性状测定:于施药后 0d(施药当天)，10d，20d，30d，40d 测定株高、 茎蘖数、叶片数、称定地上部分与根茎重量，计算根冠比。 1.4 数据的处理与分析 采用 Excel2007 和 SPSS17.0 进行数据的统计分析。 65 2 结果与分析 农药甲基硫菌灵对川芎叶片及根茎的 SOD 活性、MDA 含量、部分农艺性状 的影响如下说述。 2.1 对叶片 SOD 活性和 MDA 含量的影响 施药 2d 后，A1的酶活性比 C 高 57.37%，A2则比 C 低 35.38%。施药 4d 后， 70 -2- 2则降低了 16.69%。方差分析可得，施 与 C 相比，A1的酶活性增加了 13.30%，A 药 2d 和 4d 后，A1的 SOD 活性均显著高于 A2的酶活性(P<0.05)。由图 1 可知， 2 和 B2 的 SOD 活性比 C 组低。其中，以 施药后 A1 和 B1 的 SOD 活性高于 C，A A1 的 SOD 活性最高，A2 的 SOD 活性最低。说明农药甲基硫菌灵不同剂量喷雾 使用时，对川芎叶片酶活性影响差异大。 75 100.00 90.00 80.00 C 70.00 A1 60.00 A2 50.00 U? mg40.00 -1) B1 30.00 B2 20.00 活性(SOD activity 10.00 SOD0.00 2h 2d 4d 8d 16d 施药后时间 The time after application of thiophanate-methyl 图 1 农药甲基硫菌灵不同处理对川芎叶片 SOD 活性的影响 Fig 1 Effects of Thiophanate-methyl under different treatment on SOD activity of leaves of Ligusticum chuanxiong 施药 4d 后，A2 的 MDA 含量比 A1 高 32.73%，比 C 高 24.60%，三者具有极 80 显著差异(P<0.01)，表明加倍剂量喷雾使用甲基硫菌灵能诱发膜脂过氧化，导 致 MDA 含量升高。甲基硫菌灵对川芎叶片 MDA 含量的影响如图 2 所示。由图 看出:施药后总体变化趋势为 MDA 含量由大到小的顺序为 A2>B2>C>B1>A1;从 施药后 8d 起，各组与 C 相比，变化幅度越来越小。 70.00 60.00 C )50.00 A1 40.00 A2 30.00 mol?g-1μB1 /(20.00 B2 10.00 含量Content of MDA 0.00 2h 2d 4d 8d 16d MDA 施药后时间 The time after application of thiophanate-methy 85 图 2 农药甲基硫菌灵不同处理对川芎叶片 MDA 含量的影响 Fig 2 Effects of Thiophanate-methyl under different treatment on MDA content of leaves of Ligusticum chuanxiong 2.2 对根茎 SOD 活性和 MDA 含量的影响 施药 2d 后， A2的酶活性与 A1和 C 的 SOD 活性相比，分别降低了 45.10%和 90 34.70%，极显著低于 A1(P<0.01)，显著低于 C(P<0.05)。B2的 SOD 活性比 B1 -3- B2的酶活性较 C 降低了 的酶活性低 48.43%，二者具有极显著差异(P=0.000); 29.65%，二者有显著差异(P=0.014)。B1酶活性比 C 高 36.41%，二者具有极显 著差异(P=0.006)。施药 4d 后，A1的 SOD 活性比 A2高 20.62%，差异显著。B1 的 SOD 活性与 C 的酶活性相比升高了 17.42%，差异显著，与 B2相比升高了 19.98%， 95 差异极显著(图 3)。测定结果显示:施药短期内(2,4d)，各处理组川芎根 茎的酶活性随农药甲基硫菌灵处理不同而有明显差异。随着施药后时间的延长， 各处理组川芎根茎 SOD 活性差别越来越不明显。 100.00 80.00 C MDA)SOD activity A1 60.00 A2 40.00 B1 /(U?mg-1B2 20.00 活性 SOD0.00 2h 2d 4d 8d 16d 施药后时间 The time after application of thiophanate-methy 图 3 农药甲基硫菌灵不同处理对川芎根茎 SOD 活性的影响 100 Fig 3 Effects of Thiophanate-methyl under different treatment on SOD activity of rhizome of Ligusticum chuanxiong 甲基硫菌灵对 MDA 含量影响如图 4 所示。由图可知:与 C 相比，A2、B2 的 MDA 含量均高于 C，以 A2 的含量最高;A1、B1 的 MDA 含量都低于空白 C， 以 B1 的含量最低。进一步分析得到:施药后 2h,16d 期间内，A2 与 C 相比， 105 MDA 含量分别升高了 4.84%、17.47%、17.93%、15.69%、15.65%、12.91%;B1 与 C 相比，MDA 含量分别降低了 2.48%、16.23%、12.34%、11.78%、11.20%。 可以得出，施药 2h,2d 间川芎根茎 MDA 含量变化很大，然后随着时间的延长， 不同处理对川芎根茎 MDA 含量的影响越来越小。 C 80.00 A1 70.00 A2 60.00 B1 )Content of MDA 50.00 B2 40.00 mol?g-130.00 μ/(20.00 含量10.00 0.00 2h 2d 4d 8d 16d 施药后时间 The time after application of thiophanate-methy 110 图 4 农药甲基硫菌灵不同处理对川芎根茎 MDA 含量影响 Fig 4 Effects of Thiophanate-methyl under different treatment on MDA content of rhizome of -4- Ligusticum chuanxiong 2.3 对部分农艺性状的影响 2.3.1 对株高的影响 115 B2、A2外，其余各组施药后 10d 内，川芎株高的变化最大。株高增长率由 除 大到小的顺序为 B1(8.78%) > A1(5.43%) > C(3.61%)。施药 10d,20d 内，B2、A2 的株高增长率最大，分别为 2.92%和 2.77%。这表明加倍剂量使用农药后能推迟 川芎株高迅速生长的时间。随着施药后天数的增加，各处理组与对照组相比，株 高差异越来越小。 120 40.00 39.50 39.00 38.50 C 38.00 )The height A1 37.50 cmA2 (/37.00 B1 36.50 株高B2 36.00 35.50 35.00 0d 10d 20d 30d 40d 施药后天数/d The days after application of thiophanate-methy 图 5 农药甲基硫菌灵不同处理对川芎株高的影响 Fig 5 Effects of Thiophanate-methyl under different treatment on height of Ligusticum chuanxiong 2.3.2 对茎蘖数的影响 施药 10d 内 B1和 A1的茎蘖数增长率最大，分别为 20.47%和 19.30%。施药 20, 125 30d 内 B2、A2茎蘖数增长率最大，分别为 6.17%、5.03%。施药 10,40d 内川芎茎 蘖数增长率由大到小为 B1(33.81%) > A1(32.59%) > C(25.89%) >B2 (16.90%) > A2(15.01%)。方差分析显示:A2茎蘖数增长率极显著低于 A1(P=0.000)。因此，与 C 组相比:甲基硫菌灵推荐剂量处理组 B1 和 A1 有利于川芎茎蘖数的增长;加倍 剂量处理组 B2 和 A2 不利于川芎茎蘖数的增长。 130 15.00 14.00 C 13.00 A1 A2 12.00 B1 B2 11.00 茎蘖数/(个/株) 10.00 0d 10d 20d 30d 40d The number of stem tillers 施药后天数/d The days after application of thiophanate-methy 图 6 农药甲基硫菌灵不同处理对川芎茎蘖数的影响 -5- Fig 6 Effects of Thiophanate-methyl under different treatment on the number of stem tillers of Ligusticum chuanxiong 对叶片数的影响 135 2.3.3 如图 7 所示:施药 10d 内，B1、A1 叶片增长率最大，分别为 20.01%和 17.91%; 二者均高于 C 组(6.97%)。B2、A2 的叶片增长率为 5.49%和 4.02%，二者均低 于 C 组。施药后 10,20d 内，川芎处于二次茎叶发生期[6]，叶片增长率的大小顺 序为 B1(36.73%)>A1(30.17%)>C(15.39%)>B2(6.90%)>A2(5.85%)。B1 组 叶片增长率极显著高于 C 组和 B2 组。施药 20,30d 内，B2、A2的叶片增长率最 140 大，分别为 9.87%和 5.53%，二者均高于 C 组(3.14%)。虽然施药后，各处理组 的川芎叶片数呈曲折变化，但截止川芎根茎膨大期时[6]各处理组与对照组的叶片 数差异不显著。 38 36 C 34 A1 32 A2 30 The number B1 28 B2 of leaves 株)/26 (片/24 0d 10d 20d 30d 40d 叶片数施药后天数/d The days after application of thiophanate-methy 图 7 农药甲基硫菌灵不同处理对川芎叶片数的影响 145 Fig 7 Effects of Thiophanate-methyl under different treatment on the number of leaves of Ligusticum chuanxiong 对根冠比的影响 2.3.4 使用甲基硫菌灵后，各处理组的根冠比均呈现先下降后上升的趋势。根据陈 兴福等[6]报道:3 月 30 日使用甲基硫菌灵时，川芎正处于二次茎叶发生生长期。 150 在此期间，川芎茎叶生长迅速，而根茎生长缓慢，所以根冠比会变小。从 4 月中 旬开始川芎处于根茎膨大期，此时川芎根茎干物质积累多，所以根冠比会变大。 测定结果显示:施药 0,20d 期间，各处理组根冠比下降幅度顺序为 A1>B1>C>B2>A2。 这与施药短期内，农药甲基硫菌灵对川芎株高、茎蘖数和叶片数的影响一致。施 药 30,40d 内，与对照组相比各处理组对川芎根冠比的影响不大。 155 -6- 1.00 0.90 C A1 0.80 R/T A2 0.70 B1 B2 根冠比0.60 0.50 0d 10d 20d 30d 40d 施药后天数/d The days after application of thiophanate-methy 图 8 农药甲基硫菌灵不同处理对川芎根冠比的影响 Fig 8 Effects of Thiophanate-methyl under different treatment on R/T of Ligusticum chuanxiong 3 结论与讨论 与对照组相比，甲基硫菌灵推荐剂量处理组(B1 和 A1)能促进川芎的生长 160 发育，而加倍剂量处理组(B2 和 A2)则不利于川芎的生长发育。以推荐剂量使 用农药甲基硫菌灵时，灌根处理组各农艺性状指标优于喷雾处理组。因此，在川 芎种植中，建议灌根使用推荐剂量的农药甲基硫菌灵防治川芎根腐病，这对于保 证川芎药材的产量具重要意义。 随着施药后时间的延长，农药甲基硫菌灵不同处理对川芎生长发育各指标影 165 响的差异均呈现逐渐变小的趋势。农药甲基硫菌灵不同施药方式对川芎叶片和根 茎 SOD 活性、MDA 含量影响程度不一致，这可能是由不同的施药方式与不同部 位的接触面积不同引起的。由各处理对川芎部分农艺性状的影响可以看出，加倍 剂量处理组需要较长的时间才能逐渐恢复。这可能与农药的残留消解动态有关。 本文仅探讨了农药甲基硫菌灵不同处理一次施药后对川芎生长发育的影响。 170 在川芎种植中，为取得良好的防治病害的效果，药农往往多次施药。多次使用甲 基硫菌灵后对川芎生长发育有何影响尚需进一步研究。 [参考文献] (References) 国家药典委员会.中国药典[S].一部.北京:中国医药科技出版社,2010. [1] [2] 张廷模.临床中药学.[M].上海:上海科学技术出版社,2006. 175 [3] 候嘉,马逾英.传统中药川芎的开发利用[J].时珍国医国药,2007,18(3):711-713. [4] 贾敏如.川芎、白芷生产质量管理规范(GAP)的研究.[M].成都:四川科学技术出版社,2007. [5] 李合生.植物生理生化实验原理和技术.[M].2000. [6] 陈兴福,丁德蓉,黄文秀等.川芎生长发育特性的研究.[J].中国中药杂志,1997,22(9):526-529. 180 -7-