李軒+盧海博+黃智鴻

摘要：為了利用入侵植物資源的化感作用開發(fā)植物源除草劑，以刺果瓜的根、莖為試驗材料，研究其甲醇提取物（提取率分別是1.85%、1.73%）對蘋果芥菜、白菜、谷子、亞麻的芽前、芽后抑制率。芽前試驗結果表明：在10 mg/mL濃度下，得到發(fā)芽抑制率，蘋果芥菜是24.01%、22.22%；白菜是30.80%、19.26%；谷子是20.68%、13.86%；亞麻均為10.00%?？梢钥闯銎浼状继崛∥飳ΨN子萌發(fā)有一定影響。芽后試驗結果表明：在 10 000 μg/mL 濃度下，得到根長、莖長抑制率，蘋果芥菜是38.01%、35.47%，52.69%、74.71%；亞麻是3765%、35.90%，68.81%、20.14%；白菜是32.61%、36.85%，4.36%、53.34%；谷子是8.23%、10.96%，3562%、32.12%?？梢钥闯銎浼状继崛∥飳τ酌缟L有明顯影響。芽前和芽后試驗結果表明，刺果瓜根、莖甲醇提取物對蘋果芥菜、亞麻、白菜和谷子有一定的抑制活性。

關鍵詞：刺果瓜；植物源除草劑；化感作用；抑制率

中圖分類號：S451文獻標志碼：A文章編號：1003-935X（2016）04-0023-05[KH+7mmD]

Allelopathy of a Sicyos angulatus Methanol Extract to Plants

[KH+7mmD][WT5BZ][JZ（]LI Xuan，LU Haibo，HUANG Zhihong

[WT5”BZ]（Hebei North University，Zhangjiakou 075000，China）

[JZ）][KH+7mmD][WT5”HZ]Abstract：

[WT5”BZ]To explore the possibility of developing a botanical herbicide using the allelopathic invasive plant，Sicyos angulatus，root and stem methanol extracts at extraction rates of 1.73%，1.85%，respectively were tested as pre-emergence and post-emergence treatments on several plants：apple mustard，Chinese cabbage，millet，and flax . The pre-emergence treatment at 10 000 μg/mL concentration of two extracts inhibited seed germination at the following rates：apple mustard，24.01% and 22.22%；Chinese cabbage，30.80% and19.26%；millet 13.86% and 20.68% and flax 10% and 10%. This indicates that the methanol extracts had potential inhibition of plant seed germination. The post-emergence treatment showed，at the same concentration，inhibition of root and stem growth at the following rates：apple mustard 38.01% and 35.47%，52.69% and 74.71%；flax 37.65% and 35.90%，68.81% and 20.14%；cabbage 32.61% and 36.85%，4.36% and 53.34%；millet 23% and 10.96%，35.62% and 32.12% respectively. It indicates that the methanol extract had a significant allelopathic effect on seedling growth of those four species.

刺果瓜（Sicyos angulatus）為葫蘆科刺果瓜屬一年生藤本雙子葉植物[1-2]，原產(chǎn)美國，攀援生長，迅速成景，曾被用作藩籬植物[3]。但由于其根系發(fā)達，莖葉茂盛，能夠覆蓋包裹植物，競爭光照、水分和養(yǎng)分，致使植物失去光源無法進行光合作用而大片死亡，是有害的外來入侵物種，但是其本身并沒有毒，而且可以食用[4-6]。

在我國對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成危害的主要農(nóng)田雜草有60多種，危害面積約4 000萬hm2，每年造成糧食產(chǎn)量損失10%左右。雖然化學除草劑可以防治多種有害雜草，提高作物抗逆性，調(diào)節(jié)作物生長，改善作物品質(zhì)，提高產(chǎn)量[7]。但是化學除草劑不易降解，殘留期長，對自然生態(tài)有破壞作用，也危及到人類健康[8-9]。目前世界上已在30多個科的植物中發(fā)現(xiàn)上百種具有殺草活性的天然化合物，近些年人們發(fā)現(xiàn)植物是生物活性化合物的天然寶庫，其產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物超過100 000種[10-12]，一部分已被開發(fā)成天然除草劑。

植物的化感作用（異株克生）對農(nóng)業(yè)上雜草的綜合治理及天然植物源除草劑的開發(fā)有重要意義[13-16]。本試驗以刺果瓜為試驗材料，研究入侵植物刺果瓜根、莖的甲醇提取物對蘋果芥菜、白菜、亞麻、谷子等植物種子萌發(fā)和幼苗生長影響，并進行生物活性的測定，為利用入侵植物資源開發(fā)生物源除草劑、有效治理草地退化、發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)提供理論依據(jù)[17]。

1材料與方法

1.1試驗材料

刺果瓜（根、莖）；甲醇（分析純），N，N-二甲基甲酰胺（分析純），吐溫-80；蘋果芥菜、亞麻、白菜、谷子等種子。

1.2試驗方法

1.2.1刺果瓜粗提物的獲得在張家口宣化區(qū)屈家莊采集刺果瓜完整植株的根和莖，在通風背光處陰干。陰干后用粉碎機粉碎并用80目篩過篩，然后在棕色瓶中采用浸泡方式對刺果瓜（根、莖）進行浸提，溶劑為甲醇，并放在黑暗處，每隔 3 d 攪拌1次，共攪拌2次，提取2次后合并提取液。用高壓旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀將提取液放入燒瓶內(nèi)（不超過燒瓶容積的2/3），使燒瓶在70 r/min下，恒速旋轉(zhuǎn)，通過真空泵使蒸發(fā)燒瓶處于負壓狀態(tài)，蒸發(fā)燒瓶在旋轉(zhuǎn)同時置于水浴鍋中于恒溫40 ℃加熱，在高效冷卻下，收集膏狀粗提物，用于進行異株克生試驗。

1.2.2種子萌發(fā)試驗（1）芽前試驗：在小燒杯中浸泡多粒種子，1 d后放置于培養(yǎng)皿中，每皿加10粒大小飽滿度一致的種子，再加入2mL藥液（10 mg/mL）或?qū)φ账芤?，?5 ℃光照培養(yǎng)箱中進行暗培養(yǎng)，及時補充水分。待對照發(fā)芽生長后進行發(fā)芽抑制率統(tǒng)計。（2）芽后試驗：將種子浸泡1 d后，進行催芽（將大小合適的潮濕紗布蓋在皿上，及時加水，保持濕潤），待發(fā)芽后采用小杯法，將發(fā)芽且大小相同的8粒種子用鑷子放到50 mL小燒杯中，加 4 mL 配制好的藥液，在燒杯口處蓋上濕潤的紗布，放在25 ℃光照培養(yǎng)箱中恒溫培養(yǎng)，光—暗周期為14 h—10 h，及時補充水分，待對照植株長至3～5 cm時進行測量，記錄根長、莖長，并計算莖長抑制率和根長抑制率。

1.3測定指標及方法

1.3.1發(fā)芽抑制率發(fā)芽抑制率=（對照組發(fā)芽平均數(shù)-試驗組發(fā)芽平均數(shù)）/對照組發(fā)芽平均數(shù)×100%。

1.3.2幼苗莖長試驗第7天左右用格尺測量培養(yǎng)皿中所有幼苗莖的長度。

1.3.3幼苗根長試驗第7天左右用格尺測量培養(yǎng)皿中所有幼苗根的長度。

1.3.4根長抑制率根長抑制率=（對照組根長平均值-試驗組根長平均值）/對照組根長平均值×100%。

1.3.5莖長抑制率莖長抑制率=（對照組莖長平均值-試驗組莖長平均值）/對照組莖長平均值×100%。

1.4統(tǒng)計分析

應用Microsoft Excel 2010統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析。

2結果與分析

2.1刺果瓜根、莖的甲醇提取物的提取率

分別稱取刺果瓜的根粉末480 g、莖粉末 500 g，分別用甲醇浸提2次，進行減壓濃縮提取，得到刺果瓜根的甲醇提取物的提取率是1.85%，莖的甲醇提取物的提取率是1.73%（表1）。刺果瓜根的甲醇提取物的提取率高于莖的甲醇提取物的提取率。

2.2芽前試驗

2.2.1刺果瓜根的甲醇提取物對種子發(fā)芽率的影響從表2中可以看出，對照組在條件基本一致的情況下發(fā)芽數(shù)不同，蘋果芥菜的發(fā)芽數(shù)是833粒，白菜的是8.67粒，谷子的是9.67粒，亞麻的是10.00粒。各試驗組的發(fā)芽數(shù)也不同，蘋果芥菜的發(fā)芽數(shù)是6.33粒，白菜的是6.00粒，谷子的是7.67粒，亞麻的是9.00粒；刺果瓜根的甲醇提取物對各種子的發(fā)芽抑制率各不相同，對蘋果芥菜的發(fā)芽抑制率是24.01%，對白菜的是3080%，對谷子的是20.68%，對亞麻的是1000%?？梢钥闯?，刺果瓜根的甲醇提取物對十字花科白菜的發(fā)芽抑制率最高，對十字花科的蘋果芥菜和禾本科的谷子的發(fā)芽抑制率次之，對亞麻科的亞麻抑制率最低。[FL）]

.2.2刺果瓜莖的甲醇提取物對種子發(fā)芽率的影響從表3中可以看出，各對照組在條件基本一致的情況下發(fā)芽數(shù)不同，蘋果芥菜的發(fā)芽數(shù)是9.00粒，白菜的發(fā)芽數(shù)是8.67粒，谷子的發(fā)芽數(shù)是967粒，亞麻的發(fā)芽數(shù)是10.00粒；各試驗組的發(fā)芽數(shù)也不同，蘋果芥菜的發(fā)芽數(shù)是7.00粒，白菜的發(fā)芽數(shù)是7.00粒，谷子的發(fā)芽數(shù)是8.33粒，亞麻的發(fā)芽數(shù)是9.00粒；刺果瓜莖的甲醇提取物對各種子的發(fā)芽抑制率各不相同，對蘋果芥菜的發(fā)芽抑制率是22.22%，對白菜的是1926%，對谷子的是13.86%，對亞麻的是1000%?？梢钥闯龃坦锨o的甲醇提取物對十字花科的蘋果芥菜的發(fā)芽抑制率最高，對十字花科的白菜和禾本科的谷子的發(fā)芽抑制率次之，對亞麻科的亞麻抑制率最低。[FL）]

2.3芽后試驗

2.3.1刺果瓜根的甲醇提取物對種子根長、莖長抑制率的影響從表4中可以看出各對照組在條件基本一致的情況下根長、莖長均不同，蘋果芥菜的根長、莖長分別是2.42、2.03 cm；白菜的根長、莖長分別是1.64、2.77 cm；谷子的根長、莖長分別是4.14、3.05 cm；亞麻的根長、莖長分別是1.06、2.06 cm。各試驗組的根長、莖長平均值也不同，蘋果芥菜的根長、莖長分別是115、1.26 cm；白菜的根長、莖長分別是157、1.87 cm；谷子的根長、莖長分別是 2.67、2.80 cm；亞麻的根長、莖長分別是 0.33、1.29 cm。

刺果瓜根的甲醇提取物對各種子的根長、莖長抑制率也不一樣。對蘋果芥菜的根長抑制率、莖長抑制率分別是52.26%、38.01%；對白菜的根長抑制率、莖長抑制率分別是4.36%、32.61%；對谷子的根長抑制率、莖長抑制率分別是3562%、8.23%；對亞麻的根長抑制率、莖長抑制率分別是68.81%、37.65%（表4）。

可以得出亞麻和蘋果芥菜的根長受刺果瓜根的甲醇提取物抑制最明顯，根長較短；谷子次之；白菜的根長受刺果瓜根的甲醇提取物抑制最弱，相對長勢最好。蘋果芥菜的莖長受刺果瓜根的甲醇提取物抑制最明顯，莖長最短；亞麻和白菜的莖長抑制次之；谷子的莖長受刺果瓜根的甲醇提取物抑制最弱，莖長最長，長勢最好。

2.3.2刺果瓜莖的甲醇提取物對種子根長、莖長抑制率的影響從表5中可以看出各種對照組在條件基本一致的情況下根長、莖長平均值各不同，蘋果芥菜的根長、莖長分別是4.65、1.92 cm；白菜的根長、莖長分別是3.32、3.00 cm；谷子的根長、莖長分別是4.17、2.97 cm；亞麻的根長、莖長分別是1.08、2.12 cm。各試驗組的根長、莖長平均值也不同。蘋果芥菜的根長、莖長分別是1.18、1.23 cm；白菜的根長、莖長分別是1.55、1.89 cm；谷子的根長、莖長分別是2.83、2.64 cm；亞麻的根長、莖長分別是 0.86、1.39 cm。

刺果瓜莖的甲醇提取物對各種子的根長、莖長抑制率也不一樣。對蘋果芥菜的根長抑制率、莖長抑制率分別是74.71%、35.47%；對白菜的根長抑制率、莖長抑制率分別是53.34%、3685%；對谷子的根長抑制率、莖長抑制率分別是3212%、10.96%；對亞麻的根長抑制率、莖長抑制率分別是20.14%、35.90%。

可以得出蘋果芥菜的根長受刺果瓜莖的甲醇提取物抑制最明顯；白菜次之；亞麻和谷子的根長受刺果瓜莖的甲醇提取物抑制較弱，長勢較好。十字花科的白菜的莖長受刺果瓜莖的提取物抑制最明顯，莖長較短；蘋果芥菜和亞麻的莖長抑制率次之；谷子的莖長受刺果瓜莖的甲醇提取物抑制最弱，莖長最長。[FL）]

3結論與討論

通過刺果瓜根莖的甲醇提取物對這3個科的4種作物的芽前芽后試驗得出，刺果瓜根莖的甲醇提取物的化感作用對十字花科的蘋果芥菜最強，其次是亞麻科的亞麻，再次是十字花科的白菜，對禾本科的谷子最弱。表明刺果瓜的根莖甲醇提取物有一定生物活性，可以作為入侵植物資源來開發(fā)植物源除草劑。

植物化感作用是指植物通過向環(huán)境釋放特定的次生物質(zhì)而對鄰近其他植物（含微生物及其自身）生長發(fā)育產(chǎn)生的有益和有害的影響。利用雜草相互間及雜草與作物間化感作用和競爭，可對雜草進行控制，在生產(chǎn)中積極利用化感作用防除雜草，不但可減少農(nóng)業(yè)投入，節(jié)約成本，同時不會產(chǎn)生由于人工合成化合物的使用而帶來污染環(huán)境問題，可有效利用資源，保護生態(tài)環(huán)境。生產(chǎn)中廣泛開展利用化感作用的克生效應，直接利用化感植物套種或地面覆蓋，化感物質(zhì)的人工提取直接作為除草劑等措施是有效防除雜草的途徑。

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