农学研究生论文

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农学研究生论文范文第1篇

关键词：除草剂；药害；原因，对策；补救措施

农田化学除草作为一项简化栽培措施，在农业生产中被广泛应用。随着使用面积的不断扩大，除草剂药害的问题也越来越突出。现就除草剂产生药害的症状、原因、预防措施以及产生药害后解除药害的途径展开分析，以供参考。

1除草剂药害的症状与危害

药害是指在农田化学除草过程中，由于除草剂的作用，导致作物受害。从整株来看，主要表现为植株矮缩、畸形、丛生；从根系上看，主要是根系生长受抑制，根尖膨大，根短而粗，无次生根或很少，无根毛；从茎上看，主要是茎缩短、变粗、弯曲、脆弱易折断；从叶片上看，皱缩、卷曲、失绿、变黄、干枯；从芽上看，生长点坏死或畸形，导致生长停滞；从花上看，萼片、花瓣、雄蕊、雌蕊数增多或减少，形状异常，花而不实，由此造成减产，甚至死苗绝产。其种类有以下4种：一是对当茬作物产生药害；二是对敏感作物产生药害；三是对下茬作物产生药害；四是“二次药害”。

2除草剂药害产生的主要原因

2.1用药不对路

除草剂具有很强的专一性和选择性，其防除对象有一定的范围，一旦用错就会产主药害。如2，4-D丁酯主要是在麦田使用防除阔叶杂草的除草剂，如果错用于棉花、瓜菜等，就会产生药害。如果把灭生性除草剂草甘膦或克芜踪错误地当成选择性除草剂使用，喷到作物上，也会产生药害。

2.2用药时间不当

除草剂的适用期是很严格的，有些除草剂只能是播种前或播后苗前使用，苗后使用就会产生药害。有的除草剂需在苗期使用，在苗较大时用就会产生药害。如麦田除草剂用在春天防除杂草，必须在小麦苗期至拔节前使用，小麦拔节后再用就会发生药害；玉米田使用的2，4-D丁酯，用晚了就会产生药害。

2.3随意加大用药量

除草剂的使用量是有规定的，任意加大用药量也会造成药害。当前农民在购买和使用除草剂时，为了保证除草效果，随意加大用药量，这势必造成一定的药害。

2.4环境不适

除草剂的使用是有一定环境条件要求的。如果把除草剂用于砂性土地，则很容易产生药害，特别是水溶性大、移动性强的除草剂。在温度过高或低温时作物抗逆性差，此时使用除草剂也易造成药害。不同作物品种对除草剂敏感性也有差异，敏感性强的品种也容易产生药害。在大豆田应用甲草胺、异丙甲草胺以及乙草胺时，喷药后如遇低温、多雨、寡照、土壤过湿等，会使大豆幼苗受害，严重时还会出现死苗现象。

2.5土壤残留

在土壤中持效期长、残留时间久的除草剂易对轮作中敏感的后茬作物造成伤害。如玉米田施用西马津或阿特拉津，对后茬大豆、甜菜、小麦等作物有药害；大豆田施用广灭灵、普施特、氟乐灵、氟磺胺草醚，对后茬小麦、玉米有药害；小麦田施用绿黄隆，对后茬甜菜有药害。此种现象在农业生产中易于发生而造成不应有的损失。

2.6药械性能或清洗不彻底

如多喷头喷雾器流量不一致、喷雾不均、喷幅连接带重叠、喷嘴后滴等，造成局部喷液量过多，使作物受害。用过除草剂的喷雾器，没经彻底清洗，又喷杀虫剂或其他药剂，往往致使敏感作物发生“二次药害”。

2.7雾滴挥发与漂移

高挥发性除草剂，如短侧链苯氧羧酸类、二硝基苯胺类、硫代氨基甲酸酯类、苯甲酸类等除草剂，在喷洒过程中，<100μm的药液雾滴极易挥发与漂移，致使邻近被污染的敏感作物及树木受害。而且，喷雾器压力愈大，雾滴愈细，愈容易漂移。在这几类除草剂中，特别是短侧链苯氧羧酸酯类的2，4-D丁酯表现得最为突出，在地面喷洒时，其雾滴可漂移1000～2000m。禾大壮在地面喷洒时，雾滴可漂移500m以上。

2.8混用不当

不同除草剂品种间以及除草剂与杀虫剂、杀菌剂等其他农药混用不当，也易造成药害。如酯类除草剂与磷酸酯类杀虫剂混用，会严重伤害棉花幼苗，敌稗与2，4-D丁酯、有机磷、氨基甲酸酯及硫代氨基甲酸酯农药混用，能使水稻受害等。此类药害，往往是由于混用后产生的加成效应或干扰与抑制作物体内对除草剂的解毒系统所造成的。

2.9除草剂质量差

除草剂质量差，含有一些对作物有害的物质或杂质，也会发生药害。

2.10除草剂降解产生有毒物质

在通气不良的稻田土壤中，过量或多次施用杀草丹会形成脱氯杀草丹，严重抑制水稻生育，造成水稻矮化。

3避免产生药害的有效措施

3.1做好喷药前的准备工作

首先根据作物种类和防除对象，购买对路除草剂，依据标鉴上的说明，弄清药剂名称、剂型、有效成分含量和使用量；其次，搞好药械检修，做好试运转，进行清水模拟试喷，计算好喷幅，行走速度和1喷雾器（1桶）水应喷的面积；再次，准确丈量土地面积，按实测面积计算药量，防止药量过大或不足。

3.2严格掌握用药适期

根据除草剂的性能，播前土壤处理，播后苗前、苗期茎叶处理都必须掌握好用药适期，如播前施药要在播种前7d左右喷洒混土，播后苗前应在播种后3d内喷药，茎叶处理要在苗期进行。

3.3严格掌握用药量

用药量要根据杂草密度、大小以及气候条件等确定用药量，特别是一些高效除草剂，必须严格控制用药量，防止发生药害。

3.4农田化除作业区要远离敏感作物田

要根据除草剂的性能、对某种作物的敏感度确定间隔距离（至少500m以上），避免除草剂飘移到敏感作物上发生药害。

3.5选择适宜环境条件用药

要根据土壤温度、湿度、土壤质地、整地状况等正确选择施药，在大风天和炎热中午禁止用药。砂性土壤应适当减少用量或不用。

3.6搞好药剂稀释

使用除草剂最好采用二次稀释法，即先把原药用少量水稀释搅拌均匀，然后再按稀释倍数加足水量，喷药时做到均匀周到。

3.7用药器械要彻底清洗干净

喷过除草剂的喷雾器械要认真彻底清洗干净，改喷杀虫剂或杀菌剂前要用清水试喷，确定无药害时再用。除草剂和杀虫剂不宜混喷。

3.8注意除草剂的合理轮用

因为连年使用同一种长效除草剂有累积作用，容易造成杂草产主抗药性或产生药害，影响下茬作物，要合理轮用不同的除草剂。

3.9要熟悉除草剂的药性

使用灭生性除草剂时，要在喷雾器喷头上加戴防护罩，定向喷雾，避免将药液喷到作物上，发生药害。

3.10搞好药剂试验

在推广使用新的除草剂之前，要搞好田间试验，检验除草剂的除草效果和对农作物的安全性，防止发生药害。

4除草剂药害补救方法

一些农民由于缺乏除草剂使用知识和经验，有的甚至用1个喷雾器喷用多种除草剂，因此导致除草剂药害农作物的严重后果。一旦农作物受害，应及时采取相应补救措施，减轻或避免损失。

4.1迅速用清水反复冲洗

喷除草剂过量或邻近作物的敏感叶片遭受药害时，要立即用干净的喷雾器装入清水，对准受药害植株喷洒3～5次，可清除或减少作物上除草剂的残留量。对于一些遇碱性物质易分解失效的除草剂，可用0.2%的生石灰或0.2%的碳酸钠清水稀释液喷洗作物，效果较好。对药害连片的田块，除进行叶面喷水冲洗外，还应足量灌水，促使根系大量吸水，以降低作物体内药物浓度，缓解药害。对于施药过量的田块，应及早灌排洗田，将大量药物随水排出田外，能有效减轻药害。

4.2喷施植物生长调节剂

用1500倍液云大－120用量为375～450mL/hm2，或用225mL/hm2的1000倍植物动力2003；500倍或绿风95，在上午露水干后或傍晚用喷雾器喷在作物叶片的正反面上，可收到“起死回生”的效果。针对药害性质，应用与其性质相反的药物中和缓解。如小麦、水稻喷施2，4－D丁酯过量时，可喷施20mg/kg的赤霉素稀释液，用量为600～750kg/hm2，喷后7d，茎叶生长即恢复正常，比未喷施赤霉素的增产10%以上。

4.3追施速效肥料

依照作物生长季节和对肥料的需要，适当增加肥量，结合浇水追施速效化肥。除进行土壤追施速效肥外，还要叶面喷洒1%～2%的尿素或0.3%的磷酸二氢钾溶液，对促进作物生长、提高作物抗药害能力有显著效果。

农学研究生论文范文第2篇

论文摘要:植物组织培养过程中，褐变问题普遍存在,与菌类污染和玻璃话现象并称为植物组织培养的三大难题。针对褐变难题，本文结合相关资料，对影响褐变的因素作了全面分析，褐变的影响因素是复杂的，随植物种类外植体的部位几生理状况培养基及培养条件的不同而危害的程度有所不同，对这些因素是内因外界影响作用作了分析并针对这些因素提出了相应的解决措施。

在许多植物组织培养过程中，常遇到褐变问题。褐变主要发生在外植体，在植物愈伤组织的继代、悬浮细胞培养以及原生质体的分离与培养中也经常发生。褐变产物不仅使外植体、细胞、培养基等变褐，而且对许多酶有抑制作用，从而影响培养材料的生长与分化，严重时甚至导致死亡。本文探讨植物组织培养中褐变现象的影响因素、机理及防范措施，对我们进行科学研究或工厂生产，包括植物组织的培养,原生质体、悬浮细胞和植物器官的培养都有着十分重要的现实意义。

1褐变原因及危害

褐变是指外植体在培养过程中,自身组织从表面培养基释放褐色物质,以致培养基逐渐变成褐色,外植体也随之进一步变褐而死亡的现象。褐变的发生与外植体组织中所含的酚类化合物数量多少及多酚氧化酶活性有直接关系。很多植物，尤其是木本植物都含有较高的酚类化合物，这些酚类化合物在完整的组织和细胞中与多酚氧化酶分隔存在，因而比较稳定。在切割外植体时，切口附近的细胞受到伤害，其分割状态被打破，酚类化合物外溢。对于外植体本身来讲，酚类物质从外植体切口向外溢出是一种自我保护性反应，可诱导植保素或无物理屏障的形成，以防止微生物侵染组织。但酚类很不稳定，在溢出过程中与多酚氧化酶接触，在多酚氧化酶的催化下，迅速氧化成褐色的醌类物质和水，醌类物质又会在酪氨酸酶等的作用下，与外植体组织中的蛋白质发生聚合，进一步引起其他酶系统失活。从而导致组织代谢活动紊乱，生长停滞，最终衰老死亡。此外，由于组织的老化病变也会使多酚氧化酶激活而引起褐变。

2褐变产生的机理

2.1非酶促褐变

非酶促褐变是由于细胞受胁迫或其他不利条件影响所造成的细胞程序化死亡或自然发生的细胞死亡，即坏死形成的褐变现象，并不涉及酚类物质的产生。徐振彪等[1]将生长正常的愈伤组织转移到含NaCl的培养基中，组织周围尤其是接触培养基部分发生褐变，但培养基中没有看到扩散的褐化物质。当温度升高时继代保存时间过长，也会发生此类现象。但这种褐变若采取适当措施或者愈伤组织适应了胁迫环境就不再发生了[3]。

2.2酶促褐变

目前认为植物组织培养中的褐变主要是由酶促褐变引起的，培养材料变褐主要是由伤口处分泌的酚类化合物引起的[4]。酶促褐变如同一般的酶促反应，其发生必须具备三个条件，即酶、底物和氧。引起褐变的酶有多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶等。从初次培养和继代培养过程中试管苗的褐变程度和PPO的活性来看，表明PPO活性的高低是引起培养材料褐变的关键。引起褐变的酶的底物主要是酚类化合物，按其组成可分成3类:苯基羧酸（包括邻羟基苯酚、儿茶酚、没食子酸、莽草酸等），苯丙烷衍生物（包括绿原酸、肉桂酸、香豆酸、咖啡酸、单宁、木质素等），第三类是黄烷衍生物（包括花青素、黄酮、芸香苷等），但并非所有的酚类物质都是PPO的底物。

在正常发育的植物组织中,底物、氧气、PPO同时存在并不发生褐变，是因为在正常的组织细胞内由于多酚类物质分布在细胞的液泡内，而PPO则分布在各种质体或细胞质中，这种区域性分布使底物与PPO不能接触。而当细胞膜的结构发生变化和破坏时，则为酶创造了与PPO接触的条件，在氧存在的情况下使酚类物质氧化成醌，进行一系列的脱水、聚合反应，最后形成黑褐色物质，从而引起褐变。

3褐变产生的影响因素

影响植物组织培养褐变的因子是复杂的，因植物的种类、基因型、外植体部位及生理状态等不同，褐变的程度也有所不同。

3.1植物种类及基因型不同的植物和不同的基因型决定了不同的褐化程度。在组织培养中，品种褐化难易可能是与该品种中多酚类物质含量的多少及多酚氧化酶(PPO)活性的差异有关。

3.2外植体部位及生理状态外植体的部位及生理状态不同其褐化程度不同，同时，不同时期和不同年龄的外植体在培养中褐变的程度也不同。

3.3培养基成分培养基成分中的无机盐、蔗糖浓度、激素水平等对褐变的程度的影响尤为重要。另外，其pH值也与褐变程度有较大关系。

3.4培养条件温度过高或光照过强，均可加速被培养组织的褐变。不利环境条件都能造成细胞的程序化死亡，温度是诱导程序化死亡的主要因素[1]。

4防止外植体产生褐变的对策

从理论上讲,酶促褐变可以通过以下三种方法加以抑制:一是除去引起氧化的物质——氧；二是捕捉或减少聚合反应的中间产物；三是抑制有关的酶。实际操作上，下列措施是被认为行之有效的。

4.1适当外植体的选择

取材时应注意选择褐变程度较小的品种和部位作外植体。成年植株比幼苗褐变程度厉害，夏季材料比冬季及早春和秋季材料的褐变要严重。冬季的芽不易生长，宜选用早春和秋季的材料作为外植体。王异星[5]用荔枝无菌苗不同组织的诱导试验表明，茎最容易诱导出愈伤组织，培养2周后长出浅黄色的愈伤组织；叶大部分不能产生愈伤组织或诱导出的愈伤组织中度褐变；而根极大部分不产生愈伤组织，诱导出的愈伤组织全部褐变。

4.2对外植体的处理

通过对较易褐变的外植体材料的预处理能减轻醌类物质的毒害作用。处理方法如下：外植体经流水冲洗后，在2-5℃的低温下处理12-24小时，再用升汞或70%酒精消毒，然后接种于只含有蔗糖的琼脂培养基中培养5-7天，使组织中的酚类物质部分渗入培养基中。取出外植体用0.1%漂白粉溶液浸泡10分钟，再接种到合适的培养基中。若仍有酚类物质渗出，3-5天后再转移培养基2-3次，当外植体的切口愈合后，酚类物质减少，这样可使外植体褐变减轻或完全被抑制。何琼英等[6]用抗坏血酸预处理香蕉吸芽外植体，能减轻外植体褐变，从而提高芽丛诱导率。

4.3适宜的培养基

培养基的成分与褐变程度有关，要考虑所选培养基的状态和类型。

4.3.1适当的无机盐浓度张妙霞等[7]在柿树组织培养防止褐变所进行的试验中，4种培养基的无机盐以改良MS(大量元素减半)和1/2MS的效果最好，MS的效果较差，结果证明低浓度的无机盐可促进外植体的生长与分化，减轻外植体褐变的程度。徐振彪[1]在对玉米幼胚耐NaCl愈伤组织的筛选表明，随NaCl浓度升高，褐变现象加重。

4.3.2适当和适量的激素王异星[5]在荔枝的组织培养过程中，培养基中添加1mg/LBA+0.5mg/L2,4-D时，愈伤组织较坚硬，增殖缓慢，易产生褐变。培养基中添加1mg/LBA+1mg/L2,4-D时，愈伤组织浅黄疏松，增殖也快。

4.3.3培养基的硬度在一定范围内，琼脂用量大，培养基硬度大，褐变率低[8]，这可能是培养基的硬度影响了酚类物质的扩散速度的缘故。

4.3.4培养基中水的硬度的影响硬度低的蒸馏水褐变率低,而使用硬度较高的自来水,褐变严重,甚至会出现褐变死亡[8]。这可能是配制培养基的水改变了培养基中无机盐的浓度,间接地影响了植物外植体的褐变。

4.3.5培养基的pH值在水稻体细胞培养中，pH值为4.5-5.0时MS液体培养基可保持愈伤组织处于良好的生长状态，其表面呈黄白色，而pH值为5.5-6.0时，愈伤组织严重褐变[9]。一般来说，酸性环境(pH值为4.5-5.0)不利于褐变过程的发生[10]。

4.3.6培养条件如温度过高或光照过强，光照会提高PPO的活性，促进多酚类物质的氧化，从而加速被培养的组织褐变。高浓度CO2也会促进褐变，其原因是环境中的CO2向细胞内扩散，细胞内CO32-增多，CO32-与细胞膜上的CO32-结合，使有效CO32-减少，导致内膜系统瓦解，酚类物质与PPO相互接触，产生褐变[11]。因此，初期培养要在黑暗或弱光下进行。

4.4添加褐变抑制剂和吸附剂

褐变抑制剂主要包括抗氧化剂和PPO抑制剂。在培养基中加入偏二亚硫酸钠、L-半胱氨酸、抗坏血酸、柠檬酸、二硫苏糖醇等抗氧化剂都可以与氧化产物醌发生作用，使其重新还原为酚[12]。由于其作用过程均为消耗性的，在实际应用中应注意添加量，其中L-半胱氨酸和抗坏血酸均对外植体无毒副作用，在生产应用中可不受限制。在水稻细胞的培养基中，添加植酸(PA)，可防止褐变，PA分子中众多的羟基产生抗氧化作用，使生色物质的含量下降或PA与PPO分子中的Cu2+结合，从而降低了其活力。陈学森等[13]在对植酸在银杏组织培养中应用的研究中也证实了植酸具有抑制多酚氧化酶活性的作用。

常用的吸附剂有活性炭和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。活性炭是一种吸附性较强的无机吸附剂，能吸附培养基中的有害物质，包括琼脂中的杂质、培养物在培养过程中分泌的酚、醌类物质以及蔗糖在高压消毒时产生的5-羟甲基糠醛等,从而有利于培养物的生长。粉末状的活性炭与颗粒状的活性炭相比吸附性更强，一般在培养基中加入1-4g/L的活性炭。在使用过程中应注意，尽量用最低浓度的活性炭来对抗褐变的产生，因为活性炭的吸附作用是没有选择性的，在吸附物质的同时，也会吸附培养基中的其他成分，对外植体的诱导分化会产生一定的负面影响[14]。而聚乙烯吡咯烷酮(PVP)是酚类物质的专一性吸附剂，在生化制备中常用作酚类物质和细胞器的保护剂，可用于防止褐变[15]。

4.5进行细胞筛选和多次转移

在组织培养过程中，经常进行细胞筛选，可以剔除易褐变的细胞。在外植体接种1-2天后应立即转移到新鲜培养基中，能减轻酚类物质对培养物的毒害作用，降低抑制作用，使外植体尽快分生，连续转移5-6次，可基本解决外植体的褐变问题。

参考文献：

[1]徐振彪等.植物组织培养过程中的褐化现象.国外农学——杂粮作物,1997(1):55～56.

[2]符近.三种不同类型种子休眠萌发及马占相思种子老化过程的研究.北京农业大学硕士研究生论文,1996.

[3]傅作申，玉米耐NaCl幼胚愈伤组织的筛选及特性分析，长春农牧大学硕士论文，1996.

[4]颜昌敏编著，植物组织培养手册，上海科学技术出版社,1990.

[5]王异星.荔枝细胞培养的初步研究.暨南大学学报,1997,18(5)：84～85.

[6]何琼英等.抗坏血酸预处理阻止香蕉吸芽外植体褐变的研究初报.华南农业大学学报,1995,16(3):79～82.

[7]张妙霞.柿树组织培养防止外植体褐变的研究.河南农业大学学报,1999,33(1):87～91.

[8]金坚敏.水稻幼穗和成熟种子诱导胚状体时的有关因子探讨.植物学通报，1992,9(2):53～54.

[9]金坚敏.水稻幼稿和成熟种子诱导胚状体时的有关因子探讨.植物学通报,1992.

[10]王东霞等,如何对抗植物组织中的组织褐变，中国花卉盆景,2002,12:29～30.

[11]姚洪军,罗晓芳,田砚亭.植物组织培养外植体褐变的研究进展.北京林业大学学报,1999,21(3):78～83.

[12]蔡金星等.不同品种梨多酚氧化酶特性及其抑制剂的研究.河北农业技术师范学院学报,1999,13(1):55～57.

[13]陈学森,张艳敏等，植酸在银杏组织培养中应用的研究.天然产物研究与开发,1997,9(2):24～27.