李建軍,張海英,郭建國,郭致杰,呂和平
(1甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所,蘭州 730070;2甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院馬鈴薯研究所,蘭州 730070)
狼毒(Stellera chamaejasme)是瑞香科狼毒屬多年生草本,對國內(nèi)草地危害較重的有毒植物之一,不僅能降低草地生產(chǎn)力和牧草品質(zhì),而且造成家畜中毒、死亡,嚴(yán)重影響畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展[1]。為減少損失,牧民曾采用人工挖除或滅草劑滅除的方法控制狼毒的蔓延,這種方法不僅破壞草原生態(tài)環(huán)境,還造成了狼毒資源的極大浪費(fèi)[2-5]。隨著人們對瑞香狼毒的開發(fā)和利用,對其研究主要集中在活性成分的提取工藝與分離鑒定[6-9]、臨床藥理[10-17]、殺蟲活性[18-24]和殺菌活性上[9,25],而關(guān)于其活性成分提取后剩余殘?jiān)挠行Ю醚芯课匆娤嚓P(guān)報(bào)道。狼毒提取有效成分后剩余的殘?jiān)?,雖然有機(jī)質(zhì)含量高,但由于其為絮狀纖維、刺激性較強(qiáng),多作為廢棄物,利用率不高,容易造成環(huán)境污染。本課題通過第三方檢測機(jī)構(gòu)測定,發(fā)現(xiàn)狼毒殘?jiān)粌H含有大量的有機(jī)質(zhì),而且含有豐富的農(nóng)作物生長所需的鋅、錳、鐵、鈣、銅等微量元素。因此對該殘?jiān)M(jìn)行綜合利用,是減輕污染、凈化環(huán)境的有效途徑,不僅能回收資源、創(chuàng)收效益,而且對推進(jìn)環(huán)境友好型和資源節(jié)約型社會(huì)建設(shè)具有積極意義。筆者研究狼毒根莖殘?jiān)鼘γ缙谟衩?、小麥生長量和葉綠素的影響,以及對黃瓜和架豆根結(jié)線蟲防控效果,探索該殘?jiān)Y源化利用的可行性,以期為今后更好地利用瑞香狼毒根莖殘?jiān)敖⑻镩g安全合理使用體系提供參考依據(jù)。
試驗(yàn)于2016年2—4月在甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。
狼毒殘?jiān)ɡ嵌靖o用乙醇提取后的剩余物),甘肅國力生物科技開發(fā)有限公司提供;小麥品種為‘隴春27’,由甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究所提供;玉米品種為‘沈單22’,市購;黃瓜品種是‘高豐一號(hào)’,市購;架豆品種為‘甘科架豆王8號(hào)’,市購;南方根結(jié)線蟲,采自甘肅省白銀市北灣鄉(xiāng)溫室含有根結(jié)線蟲的病土。
1.3.1 狼毒殘?jiān)鼘π←?、玉米的影?狼毒殘?jiān)O(shè)450、600、750、900 kg/hm2處理和空白對照處理。將狼毒殘?jiān)礌I養(yǎng)缽用土面積稱取相應(yīng)用量后,分別用適量清水化為糊狀,倒入播種土壤中攪拌均勻,分裝入營養(yǎng)缽(直徑15 cm,深度13 cm)中,每處理設(shè)3次重復(fù),分別將小麥及玉米播種在營養(yǎng)缽中,每重復(fù)小麥100粒、玉米50粒,而后置于人工智能培養(yǎng)箱(25℃/光照12 h、20℃/黑暗12 h)。齊苗后10天測定苗高、根長、地上和地下鮮重以及葉綠素含量。
1.3.2 狼毒殘?jiān)鼘δ戏礁Y(jié)線蟲的防效 狼毒殘?jiān)O(shè)450、600、750、900、1050、1200 kg/hm26個(gè)處理,1個(gè)線蟲空白對照處理,共7個(gè)處理,3次重復(fù)。按花盆(直徑18 cm,深度16 cm)面積稱取相應(yīng)的狼毒殘?jiān)?,用適量清水化為糊狀,均勻拌入含有根結(jié)線蟲的病土后,裝入花盆中。將黃瓜、架豆催芽后分別播種,每盆播種10粒,3次重復(fù),待線蟲空白發(fā)病時(shí),調(diào)查防效。
1.4.1 狼毒殘?jiān)鼘γ缙谛←?、玉米的影?齊苗后10天挖出小麥、玉米苗,根部洗干凈,用濾紙吸干植株上的水后按每重復(fù)隨機(jī)選取30株分別測定苗高、根長、地上和地下鮮重求平均值。
1.4.2 葉綠素含量的測定 采用直接浸取法,將上述測定后新鮮的小麥、玉米葉片分別按每重復(fù)30個(gè)植株剪成0.2 cm左右的細(xì)絲或小塊混合均勻后,稱取0.2 g,放入25 mL的容量瓶或具塞試管中;在容量瓶或試管中加入0.5 mL純丙酮和15 mL 80%的丙酮,并仔細(xì)將粘附在瓶壁邊緣的葉子碎末洗入丙酮溶液中,蓋上瓶塞,室溫下置暗處浸提過夜,其間搖動(dòng)3~4次,次日取出容量瓶,觀察葉組織已全部變白時(shí),表示葉綠素已浸提干凈,然后用80%丙酮定容至25 mL,過濾或離心后,波長645、663、652 nm比色,記錄吸光度,并計(jì)算葉綠素含量,如式(1)~(3)。
式中,V為提取液體積,W為材料質(zhì)量。
1.4.3 狼毒殘?jiān)鼘δ戏礁Y(jié)線蟲的防效 于線蟲空白對照發(fā)病時(shí),挖出全部黃瓜苗洗干凈調(diào)查。按分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[6]記載發(fā)病情況,計(jì)算根結(jié)指數(shù)和防治效果,如式(4)~(5)。
參考文獻(xiàn)[26]及DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)軟件進(jìn)行方差分析。
試驗(yàn)結(jié)果(表1)表明,狼毒殘?jiān)鼘π←溍绾透纳L有一定的促進(jìn)作用,并且隨著處理劑量的增加,促進(jìn)作用越明顯。狼毒殘?jiān)?50、900 kg/hm2處理對小麥的苗長較對照分別增加了0.49、0.52 cm,均顯著高于對照(P<0.05);根長分別增加了1.65、4.92 cm,900 kg/hm2處理顯著高于對照(P<0.05)。各處理的小麥地上和地下鮮重與對照間無顯著差異。而對玉米的苗長、根長、地上鮮重及地下鮮重均有促進(jìn)作用,其中750、900 kg/hm2處理對苗長、根長、地上鮮重的促進(jìn)作用最為明顯,均顯著高于對照(P<0.05)。
表1 狼毒殘?jiān)鼘π←湣⒂衩咨L發(fā)育的影響
試驗(yàn)結(jié)果(表2)表明,施用狼毒殘?jiān)艽龠M(jìn)小麥、玉米葉綠素含量的增加,并且隨著劑量的增加葉綠素含量增大。其600~900 kg/hm2劑量下小麥葉綠素a、葉綠素b和葉綠素a+b的含量顯著高于對照(P<0.05),分別比空白對照增加了 0.75×10-2~0.86×10-2、0.13×10-2~0.21×10-2和0.89×10-2~1.06×10-2mg/g;其750~900kg/hm2劑量下玉米葉綠素a、葉綠素b和葉綠素a+b的含量分別增加了0.9×10-2~1.08×10-2、0.3×10-2~0.43×10-2和 1.14×10-2~1.45×10-2mg/g,顯著高于對照(P<0.05)。
表2 狼毒殘?jiān)鼘π←湣⒂衩兹~綠素的影響 ×10-2mg/g
試驗(yàn)結(jié)果(表3)表明,狼毒殘?jiān)鼘S瓜和架豆的根結(jié)線蟲均有一定的防效,隨著處理劑量的增加防效增高;其中1050、1200 kg/hm2的劑量防效與其他處理間達(dá)極顯著差異(P<0.01),對黃瓜根結(jié)線蟲的防效在56.19%~62.43%之間,對架豆根結(jié)線蟲的防效在55.65%~62.60%之間。
表3 狼毒殘?jiān)鼘ΩY(jié)線蟲的防效
已有研究表明,施肥可有效提高小麥的生長發(fā)育、增加葉綠素含量、提高其光合效率、增加有機(jī)物積累,達(dá)到豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的目的[27-28];在早熟禾[29]、銀杏[30]、紫葉矮櫻[31]的研究中也得出相似結(jié)果。本研究中施用狼毒殘?jiān)粌H對苗期小麥、玉米表現(xiàn)出很好的促生作用,增強(qiáng)植株長勢、增加生物量;還明顯提高了苗期小麥、玉米中葉綠素a、葉綠素b和葉綠素a+b的含量,達(dá)到了與增施肥料同樣的效果。由此得知,含有大量有機(jī)質(zhì)和微量元素的狼毒殘?jiān)诤侠淼氖┯脛┝肯戮哂幸欢ǖ姆市АM瑫r(shí)在黃瓜、架豆根結(jié)線蟲的防治試驗(yàn)中,隨著該殘?jiān)┯脛┝康奶岣撸瑢ΩY(jié)線蟲的防效顯著提高,表現(xiàn)出很好的殺蟲防病作用。因此,本研究表明,狼毒殘?jiān)粌H具有好的肥效而且具有好的藥效??衫迷摎?jiān)庸ぶ参镌捶柿稀⒅参镌此幏屎蟿?,或作為植物源肥料、藥肥合劑的載體或填料,在提高其利用率、減少污染、開發(fā)新產(chǎn)品等方面都具有很大發(fā)展前景和應(yīng)用潛能。
以植物材料為基礎(chǔ)的植物源藥肥,不僅具有營養(yǎng)作用,還兼具殺蟲、防病、改善土質(zhì)等多重效果[32]。如吳傳萬等[33]利用苦豆子和牛心樸子殘?jiān)邪l(fā)的生態(tài)環(huán)保型藥肥,兼具營養(yǎng)、改良土壤、防蟲抑菌等多功能于一體;畢軍等[34]施用植物源藥肥后,花生植株明顯增加莖粗、抗倒伏,還增加了土壤中細(xì)菌、真菌和放線菌的數(shù)量;鄒麗英等[35]研究表明,將印楝渣作為有機(jī)肥料,不僅可以改良土壤、調(diào)節(jié)土壤有益微生物菌群,同時(shí)印楝渣降解產(chǎn)物對線蟲還有毒殺作用;張雙璽[36]采用含綠色木霉菌的川楝、馬齒莧及砂地柏殘?jiān)逊士捎行Х乐谓酃8Y(jié)線蟲病和辣椒疫霉病。諸多研究表明,植物藥肥既可防止化肥所帶來的土壤板結(jié)等問題,又可有效控制目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中難以解決的土傳和種傳病害,具有十分廣闊的市場開發(fā)前景。
狼毒的研究多集中于活性成分提取與鑒定、臨床醫(yī)學(xué)和植物源農(nóng)藥研發(fā)上,對其殘?jiān)醚芯课匆妶?bào)道。本研究首次對狼毒殘?jiān)馁Y源化利用進(jìn)行探索,豐富了植物源殘?jiān)馁Y源化利用研究內(nèi)容,也為狼毒殘?jiān)_發(fā)新型植物源肥料或藥肥提供理論依據(jù)。但本試驗(yàn)僅開展了狼毒殘?jiān)鼘π←湣⒂衩酌缙谏L的影響,以及黃瓜及架豆根結(jié)線蟲防效研究,而對于該殘?jiān)鼘ζ渌魑锛安煌魑锊∠x害的影響仍不明確,還有待于進(jìn)一步研究。同時(shí),鑒于該殘?jiān)男誀罴拜^強(qiáng)的刺激性,建議加工成顆粒型肥料或藥肥,便于運(yùn)輸和田間撒施。因此,關(guān)于該殘?jiān)w粒劑的加工配方、工藝等方面的研究也應(yīng)逐步開展。