全 文 ：核 农 学 报 。, 一
通 位 通 应好勿饵君 入恤亡介 口 亡扛介
水稻根系对非电离性农药的吸收
、
转移 、 分配与农药亲脂性的关系
陈秋方
浙江省农业科学院原子能利用研究所 杭州
沉 戈户 爪 , ‘ ” ·
研 究 了水稻根 系对溶液中非 电 离性 农药的吸收
、
转移和 在 植 株 各 部 位 的
‘
分
配 与农药亲脂性 的关 系 。 结果表明 亲脂性 小 的 农药 在 水 稻
根 系中的浓度 系数 的低限值约 为 卜 当 时 , 随
位的增加而瑰加 、 奉脂性电等的 农药 一之 。 在蒸腾流 中浓
度 系数 亡 最夭犷 二值过 大或过小 , 值 都降低 。 不 同 亲 脂
性 农药在水稻植株各部位 的分配比例不 同
。 左右 , 农药被有效地转
移并矛配到叶部 。 。 , 农药 几乎 全部滞留于根和生的基部
。
关健词 非 电离性 农药 亲脂性 水稻 吸收 转 移 分配
前 言
许多内吸性农药和芽前除草剂等都是施用于土壤 , 通过植物根系的吸收 , 然后转移并分
配到植株的各个部位 。 研究影响植物根系对农药的吸收 , 以及吸收后在植株内转移和分配的
主要因素 , 将有助于农药的研制和正确使用 〔’一 “
。
。
,
, 和 发现植物根系对非电离性农药的吸收 以 及
吸收后从根部向上转移与农药本身的亲脂性之间存在密切的关系 〔 一 ‘ 。 等 ,
。义和 , , 等 , 等 和其他研究者在模拟条件
下对多种作物进行试验 , 也证实存在这种关系 〔“ 一 “
。 但多数报道是用大麦等旱地作物为试
验材料 , 在水稻上 的研究很少 , 为了进一步证明这种关系
, 我们研究了水稻根系对非 电离性
农药和类似化合物 的吸收和吸收后从根部向上转移及在植株各部位的分配与农药亲脂性之间
的关系 。
此文于 年 月 日收到。干
份 核 农 学 报 卷
材 料 和 方 法
一 “ 标记农药溶液的配制
试验农药为“ 标记的草氨酞和苯脉等 个品种
。
放射性 比活度 约 为
· 扒 一 ‘ ,
亲脂性从一 、十 。 配制溶液时 , 各取“ 标记农药 分别溶于 丙酮 , 溶解后
吸取 放入 容量瓶 中 , 通入氮气使丙酮挥发至千 , 加 入 二 分 之 一 浓 度 的
“ ” 营养液 , 在振荡器 上振荡过夜使农药完全溶解 。 初始药液浓度约为
· 一 ‘
放射性浓度 约 为 一 卜
· 一 ‘ 。
二 供试材料
水稻种子 。 在 一 ℃培养箱中催芽
, 长到 左右时 , 用软泡沫塑料条包 裹芽
基 并固定在具孔 铝板上 , 然后植于二分之一浓度 “ ” 营养液 不 含供试农药 巾 ,
在 一 ℃温室 中培育 天
, 试验前一天移入具有 小时 白天 ℃ , 小时晚 ℃
和光照强度 为 的人工气候室 中以消除试验材料对原来环境的 “ 记忆 ” 。
三 试验处理
, 水稻根系对农药的吸收及其在植株中的转移和分配 用有孔的小橡皮塞将与其相似大
小 约二片半真叶 的健壮秧 苗固定在各有 个小孔的铝板上 , 然后分别置于直径 盛有
上述 ‘ 毛 标记农药溶液的遮光玻璃缸中 , 何科,农 药 缸 , 共 缸
。
另取两只 同样的玻
璃缸 , 各盛 水 , 小木杆代替秧 苗作为空 白处 理
。 分别称取全重后 , 置于人工气候室
中 。 然后于 和 小时将每一 种农药各取一只玻璃缸的样品连同空 自分别称取全重后
, 取 出
植株 , 用吸水纸将根部吸干 , 分成根 、 茎 实际为叶鞘
、 茎基和未长出的嫩叶 和叶片三部
份 , 相 同部分归 并在一起称重 , 在一 ℃下贮存待分析 ,
试验过程 中农药的降解和代谢 用有三个孔的橡皮塞固定健壮秧苗 苗龄同上 , 分
别移植到盛有 上述“ 标记农药溶液的玻璃瓶中 , 海种农药 瓶 , 共 瓶
, 井设空白处
理 。 分别称全重后 , 用 暗盒 使根 部遮光 , 置于上述 同一人工气候室 中 。 小时后 再次称各
瓶全重 , 取出秧苗用 吸水纸将根部吸千 , 二分之一浓度 的 “ ” 营养液 分 次 漂
洗根部 , 直至漂洗液基本无放 射 性 为止
。
然后棺于 新鲜 的二分之一浓 度 的 “
” 营养液中 不含农 药 , 并放回人工气候室
。 以后每隔 小时取样一次 , 至 小
时 。 每次每种农药取一瓶样品 , 连 同空 白处理分别称全重后取出植株 , 用极水纸吸千根部
,
分成根和茎叶两部份 , 相 同部份归并在一起称重
, 在 一 ℃下贮存待分析
。
四 样品的制备和测定
上述条件下贮存 的根
、 茎 、 叶样品 约为 。 , 和 , 分别 加 一 丙 酮
研磨 , 提取五次
。
提取液滤入 容量瓶中 , 加丙酮至刻度 。 摇匀后 吸取 提取液 各 二
份 , 分别放入 圆底磨 口 瓶 中 , 用真空旋转蒸发器在水浴中蒸发至干 水浴温度 不 超 过
℃ 。 瓶中残留物用少量丙酮清洗五次 , 清洗液滴于 宽的 。 , 硅胶层析 板 的 基 线
上 , 并用相应 的非放射性农药作标志进行共层析
。 薄板在二 乙醚 丙 酮二 系
统中展开 , 紫外灯下显色 。 将有农药的部位刮入测样瓶中 , 加入闪烁液 , 振荡均匀并在暗处
放置三夭后用液体闪烁 计数器作放射性测量 。 同时吸取试验前后溶液各二份 , 每 份 , 直
接制样测量放射性以估计农药溶液放射性浓度 的变化 。 此外 , 用相似量的硅胶加 “
水稻根系对非电离性农药的吸收
、
转移 、 分配与农药亲脂性的关系
” 营养液制样测定放射性本底
。 用添加法估计提取 回收率 , 一般在 一 , 少数极
性大的农药 为 一 石
。
一
玉 洲定结果的计算和表达
‘
示有测定结果均经放射性本底
、 计数效率和 回收率校正 。 水稻根系对非 电离性农药的吸
收和破收后在植株内的转移
, 分别用 “ 农药在根系巾的浓度系数 ” 和 ·农药在蒸 腾
流中的浓度系数 ” 表示 〔‘ 一 ‘ ,
。
二 根中农药浓度 根外溶液农药浓度
根
根重
·
回收率 立
一 剩余溶液
蒸腾流农药浓度 根外溶液农药浓度
茎叶
蒸腾水重量
·
回收率
一 初始溶液 剩余溶液 二
式中 为每分钟放射性原子衰变数
。 · · 一 一 “ ,
式中 为试验处理时间 天 , 为农药在试验过程中的降解系数 , 八
为农
药的生物半衰期 , 由试验处理 求得
。
为蒸腾流农药浓度系数测定值 。为经 值校正后的蒸腾流农药浓度 系数 。
农药在水稻各部位的分配用百分比
,
表示
。
试 验 结 果
一 水稻根系对非电离性农药的吸收 与农药亲脂性 之 间 的 关系
在预备试验中 , 于 , , , 和 小时测定几种农药的九 值表明
, 小 时 以 后
值 已趋向一致 。 从表 亦可看出 , 各农药经 和 小时吸收 , 值非常接 近 。 表 明
水稻根系对非 电离性农药的吸收可 以在较短的时间内达到平衡 。 与 之间的关
系见图 。 从图 可 以看出 , 对于亲脂性较强的农药 , 随着
值增加而迅速增加
。 对于亲脂性弱的极性农药
, 值 的 变 化 对
值的影响很小 。
二 非电离性农药在水招桩株内转移 与农药亲脂性 之间的 关系
从表 可看出 , 所有 值都小于 , 表明农药被吸收后从根部向上转移的动力不 是浓
度梯度 , 而是随蒸腾流被动上升 。 与 。 , 之间的关系见 图
。
从 图 看出 , 只有
亲脂性中等的农药才能被有效地向上转移
。
的最大值约 在 一 处
。
值过大或过小
,
值均随之降低 。 与 等在大麦上的试验结果基本一致 ’
。
三 非电离性农药在水糟植株各部位的分倪 与农药亲脂性 之间的关系
不 同亲脂性的非电离性农药被水稻吸收后 , 在水稻植株各部位的分配 与农药亲脂
性 之间的关系见表 , 图
。
鑫 核 农 学 报 卷 争
表 不同农药在水稻中的 和 值
﹃﹄代号 农 药 时 间 二‘ “ “ , ⋯ ⋯
平均值
。
。
一
一 。
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草 氨 酞
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”
苯 脉
五
一氟苯脉
一 五
一甲硫基苯服
一
”
一氯苯服
一
一澳苯服
一
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八八乃,︺勺山
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⋯
, 一二氯苯服
, 一
一苯氧基苯服
玉
一
一 卜澳苯氧基 笨膝
一 一
常
, 降解系数 二经 校正后的 值
从图 可 以看出 , 左右的农药 , 在叶部的分配比例最高 , 占 全 株 含 量 的
左右 。 值过大或过小 , 农药在叶部的分配比例 都 随 之 降 低
。
的农药 , 在根和茎中的分配比例随 值的减小而增加 。 的农药 , 在 茎
部的分配比例先随 值的增大而上升 , 至 时达到高峰 , 其后则随 着
值的增大而迅速下降 在根部的分配比例 , 起初随 值的增加较缓上 升 ,
。
, 以后则几乎直线上升 。 的农药则很难向上移动和分配 到 叶 片
中, 几平全部滞留在根和茎的基部
水枯根系对非电离性衣药的吸收
、
转移
、 分配与农药刹维的关系
一 一一一一一一一一 一一一一一一一
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图 值与 值之间的关系
一
图
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值与 值之间的关系
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图 农药在水稻植株各部位的分配 肠
与农药亲脂性 。甲 之间的关系
五
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‘
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讨 论
” 和 等 把大麦根系干粉浸泡在非电离性农药溶液中 , 发现根 系干粉对
极性农药没有吸着作用 , 而对亲脂性农药的吸着作用则随 值增加而直 线 上升 比
较完整根系与根 系干粉的吸收曲线 , 得出 值的下限约为 , 并认 为 植 株根系对非 电
离性农药的吸收可能存在两个过程 一是通过分配作用进人根系 二是被直接吸收到根系内
核 农 学 报 卷
表 农药在水稻植株各部位的分配
‘
农 药 时 间
根
‘ 平 均
净口 万 们 ,
岁工 岁口
笨 叶
‘ 平 均
肠 呱
均
肠
草 氨 酞
一 甲磺酞苯脉
一
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三人一件︸引川一
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一
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左‘口‘咨月扣
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︺一‘︺,臼︸。
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一
苯 服
一氟苯睬
一
。
一甲硫基苯睬
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。
。
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。
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一
口匕一澳苯服
一
, 一二氯苯睬
, 一
一苯氧墓苯腻
一
一 一澳苯氧基 苯脉
一 一
。
工了
。
。
。
﹄匕
。
的自山空间和细胞 内的水相中
。
对杀脂性农药的吸收
、
分配过程起主导作用
。
第二个过程可
发生于所有非 电离性农药 , 但只有极性人的农药才明显表现出来 , 对其吸收机制 目前尚不很
清楚 。 等根据大麦的试验结果得出 , 与
’
之间存 在 如 下 关系
一 一 一
以水稻为材料得出的 值毯本上与上述关 系式相符 。 但在水稻中 值的 卜限 约 为
, 略高于在大麦中的下限 见图 , 可能是 由于水稻长期生 长在淹水条件下 , 第二过
程比较强烈之故
。
农药被根系吸收后 , 通过一系列吸附一解吸附过程逐渐从韧皮部转入导管 〔’“ 」, 进 入 导
管的农药随蒸腾流向上移动的过程又不断与导管周 围的杀脂物质
·
发生一系列的吸附一解 吸 附
作用 。 因此 , 农药向上转移的程度主要与本身的亲脂性有关
。 与 之间 的 关
系可用下述实验式表示
协 永稻根系对非电离性农药的吸收
、
转移
、 分配与农药亲脂性的关系 甲
易
一一叶 一一一‘一一 一一一一一命一一‘冲‘‘‘一一 , 一一 , 一州一一一 ——一
一
一一一
一 〔 一 〕〔吕
从图 可 以看出
,
在 种供试农药中 , 除 一甲硫基苯脉外 , 其他农药在水稻中 的 。
与上述关亲式基本相符
。 进一步试验表明 , 一甲硫基苯脉在溶液 中放置 小时约有 被 氧
化 , 被水稻根系吸收 小时后约有 被氧化
, 其中 以上的氧化产物是 一 甲亚磺酞苯脉
卜
。 由此可见 , 一 甲硫基苯腮被根系吸收后 , 向上转移 的 主
要是它的氧化产物 一甲亚磺 酸苯豚 , 而不是母体
。 如果把相应于 一 甲硫基苯脉
的 。 值 左移到 二 一 处 一甲亚磺 酞苯脉 , 贝】与 曲 线
非常相符 。 由于某些农药在试验过程中可能发生变化 , 因此必须同时测定它的氧化 、 代谢和
降解产物 , 并对 试验结果进行校正
。 从图 和图 可以看出 , 最大值约在
一 处 , 而在叶部分配的最大值约在 。 。 处
。 这是因为亲脂性较强的农药在 向 上
转移过程中容易被茎吸附之故 。
值得注意的是 , 植物根系对非 电离性农药的吸收
、
转移和分配还可能受其他一些因素的
形响 。 例如 , 在实际应用 中 , 由于土壤对农药的吸附作用 〔‘
, 使得植物根系对土壤中的农
药的吸收 比在溶液情况下更加困难
。 等的研究表明 , 年老的根和茎含有较 多 的 木 质
素 , 对农药的滞留作用比幼小植株强
。
等指出 , 虽然亲脂性农药在茎中的浓 度 较
高 , 但它们在茎水相 中的浓度并不 比中等极性农药高 。 囚此 , 加 于防治吸取水相汁液的病菌
和害虫 , 其效果并不 比 中等极性农药好 , 除非它本身具有更高的活性 〔‘“ 。
虽然植物根系对非 电离性农药的吸收 、 转移和分配受多种 因素的影响 , 但从本试验和 已
报道的研究结果看 , 其主导 囚素仍然是农药本身的亲脂性 , 并且在多种植物上都表现了相似
的规律 。 认识了这种关系桑就可能针对病菌和害虫的危害方式
、
危害部位来研制新的更加有
效的内吸性农药 , 并指导农药的正确使用 。
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〔 〕陈秋方等 用计算机模拟农药在土壤中的移动和降解 土壤学报 , , 弱 一
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