魏 進(jìn)， 劉 霞， 張 靜， 戴長庚， 陳才俊， 馮 崗

(1.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，貴州貴陽 550006；2.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護(hù)研究所，海南?？?571101)

雜草能夠在人工生境中自然繁衍，主要通過與作物爭奪水分、養(yǎng)料、光照、空間及利用他感作用等抑制作物生長發(fā)育從而導(dǎo)致作物減產(chǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年由于雜草的危害導(dǎo)致作物產(chǎn)量損失近10%[1]。通過化學(xué)農(nóng)藥防除雜草，可有效控制雜草危害[2]，但長期高頻度地使用化學(xué)除草劑，不僅會(huì)使植物對化學(xué)除草劑產(chǎn)生抗藥性[3]，還會(huì)對環(huán)境[4]、生態(tài)多樣性[5-6]造成嚴(yán)重威脅及產(chǎn)生藥害[7]等問題。新型生物除草劑易生物降解，對生態(tài)系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)作物安全性高。因此，新型生物除草劑尤其是植物源除草劑成為國內(nèi)外開發(fā)和研究的熱點(diǎn)之一[8-9]。

地桃花(UrenalobataL.)為錦葵科(Malvaceae)梵天花屬(UrenaL.)植物[10]，是一種多年生亞灌木狀的直立草本，具有祛風(fēng)利濕、活血消腫、清熱解毒的功效。我國長江以南地區(qū)均有地桃花分布。目前，對其化學(xué)成分分析和藥用價(jià)值等研究較多[11-14]。在野外調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，地桃花和紫莖澤蘭可以共生，并表現(xiàn)出一定的競爭優(yōu)勢，但地桃花提取物除草活性方面的研究鮮見報(bào)道。為全面了解地桃花提取物的除草活性，本研究在室內(nèi)測定了地桃花提取物對10種植物幼苗生長的抑制作用，為這一植物源除草劑資源的開發(fā)利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

地桃花采自貴州省興義市南盤江鎮(zhèn)，經(jīng)貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所何永福研究員鑒定后確認(rèn)為錦葵科梵天花屬植物地桃花。將地桃花地上部分自然陰干后粉碎，取100 g干粉，加入10倍量的乙醇，室溫浸泡7 d后過濾，濾渣繼續(xù)用乙醇浸泡，共提取3次。將3次提取所得的濾液用旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)儀在減壓狀態(tài)下濃縮至膏狀且質(zhì)量不再變化，稱質(zhì)量后用乙醇配制成100 mg/mL，冷藏置于冰箱備用。蘿卜、高粱、玉米、小麥、刺莧、藜、稗、水稗、香附子和千金子的種子由中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護(hù)研究所新型農(nóng)藥研制與應(yīng)用課題組提供。

試驗(yàn)時(shí)間：2016年7月—2017年8月。

試驗(yàn)地點(diǎn)：貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所實(shí)驗(yàn)室。

癸酸，購于上海麥克林生化科技有限公司，有效成分含量>98%。

1.2 方法

1.2.1 室內(nèi)抑制活性 采用培養(yǎng)皿生物測定法參照駱焱平等的種子萌發(fā)法[15]并略加改動(dòng)。將植物種子在室溫下用水浸泡24 h，進(jìn)行保濕催芽露白，根據(jù)預(yù)試結(jié)果用乙醇溶解地桃花提取物，分別稀釋至1、10 mg/mL，在直徑為9 cm的培養(yǎng)皿中覆上2張濾紙后，分別加入預(yù)先配制的藥液 5 mL，待乙醇揮發(fā)后，加入5 mL蒸餾水，保證種子能充分濕潤但又不完全淹沒，每個(gè)培養(yǎng)皿均勻擺放30粒形狀、大小一致的供試種子(已催芽露白)，每個(gè)處理重復(fù)3次，以乙醇為溶劑對照，清水為空白對照，于溫度(27±1) ℃、濕度(80±5)%的恒溫恒光培養(yǎng)箱中光照培養(yǎng)7 d。測量根、莖長度，并按如下公式計(jì)算根長抑制率和莖長抑制率。

根長抑制率=(對照根長-處理根長)/對照根長×100%；

莖長抑制率=(對照莖長-處理莖長)/對照根長×100%。

1.2.2 盆栽試驗(yàn) 采用盆栽法[16]在小花盆(9 cm×9 cm×9 cm)中裝入適量的培養(yǎng)土(種植土 ∶蛭石體積比=1 ∶1)，定量播入15～20粒/盆發(fā)芽一致的稗(刺莧)種子，播種深度為2 cm以下，室溫下培養(yǎng)，待葉子長至2～3葉期，用乙醇將地桃花提取物稀釋成10、5、1 mg/mL，用 5 mL 小噴瓶進(jìn)行苗后莖葉噴霧處理，噴液量為 3 mL，以乙醇為溶劑對照，清水為空白對照，每個(gè)處理重復(fù)3次。將處理后的盆栽放回原處進(jìn)行培養(yǎng)，7d后稱量單株植物的鮮質(zhì)量，記錄數(shù)據(jù)并按如下公式計(jì)算鮮質(zhì)量抑制率。

鮮質(zhì)量抑制率=(對照鮮質(zhì)量-處理鮮質(zhì)量)/對照鮮質(zhì)量×100%。

1.3 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)結(jié)果采用SPSS 13.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用單因素方差分析DMRT法進(jìn)行多重比較，P<0.05為具有差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 地桃花提取物抑制活性篩選

地桃花提取物室內(nèi)抑制活性篩選結(jié)果顯示，地桃花提取物對10種供試植物的根、莖抑制效果不一致，高濃度比低濃度地桃花提取物對供試植物的抑制效果更強(qiáng)(表1)。在10 mg/mL地桃花提取物處理下，地桃花提取物對刺莧、稗的抑制效果最好，根長抑制率分別為74.42%、80.24%，莖長抑制率分別為93.63%、72.07%；對高粱、藜、水稗和千金子也有一定的根長抑制作用，抑制率介于50%～71%之間；而對香附子的根長抑制效果最差，根長抑制率僅為22.38%。

表1 地桃花提取物對10種植物根、莖的抑制率Table 1 Inhibition rate of U. lobata L. extracts with different concentrations on root and stem length of 10 species seedlings

2.2 地桃花提取物對稗、刺莧的生物活性

根據(jù)“2.1”的測試結(jié)果，測定地桃花提取物對刺莧和稗根、莖的毒力。表2結(jié)果表明，地桃花提取物對刺莧根、莖的EC50分別為0.642、0.195 mg/mL，而對稗根、莖的EC50分別為0.476、0.380 mg/mL。地桃花提取物對刺莧和稗莖的毒力均高于根。

表2 地桃花提取物對刺莧和稗根莖的毒力測定Table 2 Toxicity test of U. lobata L. extracts on root and stem of A. spinosus and E. crusgali

2.3 活體盆栽試驗(yàn)

表3盆栽試驗(yàn)結(jié)果顯示，處理后7 d在 5 mg/mL 地桃花提取物處理下，對刺莧和稗的抑制效果均顯著低于5 mg/mL癸酸處理。高濃度(10 mg/mL)地桃花提取物對刺莧和稗的防治效果顯著高于低濃度(5 mg/mL)，但仍不及低濃度(5 mg/mL)的癸酸。表明地桃花提取物對刺莧和稗的防治效果不及癸酸。

表3 地桃花提取物對刺莧和稗的防治效果Table 3 Control effect of U. lobata L. extract against A. spinosus and E. crusgali

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)。

3 結(jié)論與討論

本研究結(jié)果表明，地桃花提取物在室內(nèi)有很好的除草活性潛力。地桃花乙醇提取物對10種供試作物幼苗生長均具有一定的抑制作用，特別是刺莧和稗，在濃度為10 mg/mL時(shí)對它們根、莖的抑制率均在70%以上，同時(shí)，盆栽試驗(yàn)結(jié)果也顯示，地桃花提取物對稗和刺莧具有較強(qiáng)的抑制效果。說明地桃花中存在某些除草化學(xué)成分，對其活性成分進(jìn)行跟蹤分離將有望發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)新穎的除草化合物。

國內(nèi)對分布廣泛且具有較強(qiáng)的生長能力和繁殖力的草本植物的除草活性進(jìn)行了大量研究。如李美等測定蒼耳4種溶劑提取物的除草活性，發(fā)現(xiàn)蒼耳丙酮提取物10 mg/mL對高粱和黃瓜幼苗莖的生長抑制率達(dá)47.1 %～75.5%[17]；又如王麗等對腫柄菊莖葉提取物除草活性進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)腫柄菊乙醇提取物25 mg/mL對水田稗幼苗根長抑制率達(dá)99.7%，但對水田稗幼苗莖高抑制率僅6.6%[18]。相比之下，地桃花提取物的除草活性仍有一定的提升空間，如利用提純方法及靶標(biāo)作物等[19]。

在同一生境中，植物必然會(huì)競爭空間、養(yǎng)分等，甚至?xí)a(chǎn)生一些次生物質(zhì)，對其他植物產(chǎn)生不利的影響，即化感作用[20-22]。紫莖澤蘭具有較強(qiáng)的化感作用，其提取物能抑制多種植物的種子萌發(fā)和幼苗生長[23]。而地桃花是在紫莖澤蘭下可正常生長并表現(xiàn)出一定競爭優(yōu)勢的一種植物。通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，地桃花提取物在濃度為10 mg/mL時(shí)對刺莧和稗的抑制效果分別達(dá)75.70%、62.01%，但其效果比已成功研發(fā)的植物源除草劑癸酸低15%左右?？梢酝ㄟ^活性成分分離、鑒定來提高產(chǎn)品效果[24]，具體原因還需要進(jìn)一步深入研究。

不同濃度地桃花提取物表現(xiàn)出對刺莧和稗生長初期不同程度的抑制作用。地桃花在我國分布廣泛且具有較強(qiáng)的生長能力和繁殖力，對地桃花提取物除草活性化合物的進(jìn)一步研究，可為其作為一種天然的除草劑和生長抑制劑提供更科學(xué)的依據(jù)。