入侵植物紫莖澤蘭資源化利用研究進展

朱先洲

摘要：紫莖澤蘭（Ｅｕｐａｔｏｒｉｕｍ ａｄｅｎｏｐｈｏｒｕｍ）是我國外來入侵物種中危害最為嚴重的植物之一，廣泛分布于我國西南地區(qū)，并有向東南部和中南部蔓延的趨勢，嚴重影響農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)、威脅生物多樣性安全。因此，加強對紫莖澤蘭防治方法的研究顯得尤為迫切。近年來，越來越多的研究發(fā)現(xiàn)紫莖澤蘭可以進行多種不同的資源化處理，在參考了國內(nèi)外較大量紫莖澤蘭的資源化利用的文獻資料后，綜述了紫莖澤蘭資源化利用的研究進展，并就其利用前景進行了探討。

關(guān)鍵詞：紫莖澤蘭（Ｅｕｐａｔｏｒｉｕｍ ａｄｅｎｏｐｈｏｒｕｍ）；活性炭；飼料；研究進展

中圖分類號：Ｓ７６５．３文獻標(biāo)識碼：Ａ文章編號：0439－８114（２０12）14－2905-03

Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｆｕｌ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ Aｎ Ｉｎｖａｓｉｏｎ Ｐｌａｎｔ：

Ｅｕｐａｔｏｒｉｕｍ aｄｅｎｏｐｈｏｒｕｍ Ｓｐｒｅｎｇ

ＺＨＵ Ｘｉａｎ－ｚｈｏｕ

（Ｍａｒｋｅｔｉｎｇ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｘｉｃｈａｎｇ，Ｓｉｃｈｕａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ Ｌｉａｎｇｓｈａｎ Ｐｒｅｆｅｃｔｕｒｅ Ｔｏｂａｃｃｏ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｘｉｃｈａｎｇ ６１５０００，Sichuan，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｅｕｐａｔｏｒｉｕｍ ａｄｅｎｏｐｈｏｒｕｍ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｄａｎｇｅｒｏｕｓ ｉｎｖａｓｉｖｅ ｐｌａｎｔｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ． Ｉｔ ｈａｓ ｓｐｒｅａｄ ｒａｐｉｄｌｙ ｔｈｒｏｕｇｈｏｕｔ ｓｏｕｔh－ｗｅｓｔｅｒｎ Ｃｈｉｎａ ａｎｄ ｈａｓ ａ ｇｒｅａｔ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｆｏｒ ｉｎｖａｄｉｎｇ ｓｏｕｔｈ－ｅａｓｔｅｒｎ ａｎｄ ｓｏｕｔｈ－ｃｅｎｔｒａｌ Ｃｈｉｎａ． Ｉｔ ｈａｓ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄ ｔｈｅ ｆａｒｍｉｎｇ ａｎｄ ｆｏｒｅｓｔｒｙ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｓｅｒｉｏｕｓｌｙ，ａｎｄ ｔｈｒｅａｔｅｎｅｄ ｔｈｅ ｂｉｏｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ Ｃｈｉｎａ． Tｈｅｒｅｆｏｒｅ， ｉｔｓ ｕｒｇｅｎｔ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌ cｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｔｈｉｓ ｗｅｅｄ． Ｒｅｃｅｎｔｌｙ， ｍｏｒｅ ａｎｄ ｍｏｒｅ ｓｔｕｄｉｅｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ E． ａｄｅｎｏｐｈｏｒａ ｃａｎ ｂｅ ａｄｏｐｔed for mａｎｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｋｉｎｄｓ ｏｆ rｅｓｏｕｒｃｅｆｕｌ tｒｅａｔｍｅｎｔs． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｄｏｃｕｍｅｎｔｓ ｒｅｌａｔｅｄ ｗｉｔｈ rｅｓｅａｒｃｈ pｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ rｅｓｏｕｒｃｅｆｕｌ tｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ E． ａｄｅｎｏｐｈｏｒａ． rｅｓｅａｒｃｈ pｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ rｅｓｏｕｒｃｅｆｕｌ tｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ E． ａｄｅｎｏｐｈｏｒａ ｗｅｒｅ ｒｅｖｉｅｗed， ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ ｗｅｒｅ ａｌｓｏ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｅｕｐａｔｏｒｉｕｍ ａｄｅｎｏｐｈｏｒｕｍ； ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｃａｒｂｏｎ； ｆｅｅｄ； ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ

１概況

紫莖澤蘭（Ｅｕｐａｔｏｒｉｕｍ ａｄｅｎｏｐｈｏｒｕｍ）為菊科一種入侵性極強的雜草，原產(chǎn)墨西哥至哥斯達黎加的中美洲地區(qū)，現(xiàn)在分布于世界３０多個國家［１］。２０世紀(jì)４０年代傳入我國云南省，并在西南地區(qū)快速蔓延，由于其繁殖及擴散能力、環(huán)境適應(yīng)能力都極強，不僅干擾了自然生態(tài)系統(tǒng)的平衡，還對農(nóng)林牧業(yè)生產(chǎn)和人類的健康造成了巨大的負面影響，造成了嚴重的經(jīng)濟損失［２－５］。因此，已被國家環(huán)?？偩至袨槭着肭治覈模欤斗N外來物種之首。

１．１紫莖澤蘭的生物學(xué)特征

紫莖澤蘭是雙子葉植物綱菊目菊科澤蘭屬多年生草本或半灌木狀植物。其根莖粗壯，直立，常呈紫色，因此被稱為紫莖澤蘭［６］。紫莖澤蘭植株莖上有細細茸毛，散發(fā)淡淡的腥味，花為筒狀花，呈淡紫色或白色，成年植株高１～２ ｍ，壽命可達１５～２０年。紫莖澤蘭主要以種子進行繁殖，種子結(jié)實力強，每株可結(jié)３萬～４．５萬粒，多達幾十萬粒，種子３～４月成熟，細小，頂端具冠毛且極輕，可隨風(fēng)四處飄散，根與莖都能生長不定根進行無性繁殖［７］。

紫莖澤蘭喜溫暖、濕潤的環(huán)境，頗具侵占性與抗逆性，在農(nóng)田、林間、牧草地、墻頭甚至是石縫里均能生長。由于其莖稈下部也能產(chǎn)生氣生根，當(dāng)在被砍伐或焚燒后，過一段時間又能從根莖部位再生新枝，是一種非常頑固的惡性雜草。

１．２紫莖澤蘭的化學(xué)成分

紫莖澤蘭是一種有毒害性的雜草，目前已有眾多研究者從紫莖澤蘭根、莖、葉、花的脂溶性提取物中，共分離鑒定了１００余種化合物。從紫莖澤蘭根提取物中分離出６種化合物、莖提取物中分離出２３種化合物、葉提取物中分離出１２種化合物、花提取物中分離出１２種化合物。另外，從紫莖澤蘭葉的精油中分離出７８種化合物，從花的精油中分離出６４種化合物。這些化合物的化學(xué)成分主要有：蛋白質(zhì)、糖、有機酸、紫穗槐烯、單萜類、單萜、倍半萜類、三萜類、油脂、甾體、黃酮類、對－聚傘花素、苯丙素類及各類衍生物等［８－１８］。

２紫莖澤蘭資源化利用

紫莖澤蘭雖然具有很強的生態(tài)破壞性，但是其在我國分布面積較大，數(shù)量眾多，因此，在探尋紫莖澤蘭的防治措施的同時，可對其進行有效的資源化處理，這樣既能減少處理的成本，又可達到變廢為寶、化害為利的目的。

２．１紫莖澤蘭制備活性炭

紫莖澤蘭植物體結(jié)構(gòu)疏松，組分與木屑相似，以紫莖澤蘭為原料制備活性炭產(chǎn)品，資源豐富，技術(shù)簡單，價格低廉，可替代木質(zhì)和煤質(zhì)活性炭，這樣不僅可以解決該種雜草對當(dāng)?shù)亓謽I(yè)環(huán)境的危害，又能用于水質(zhì)凈化等環(huán)境保護方面，還可增加明顯的經(jīng)濟效益，實現(xiàn)“以害制廢，變害為寶”。

夏洪應(yīng)等［１９］以紫莖澤蘭為原料，碳酸鉀為活化劑，采用超聲波浸漬，微波輻射法制備活性炭。試驗研究得到的此優(yōu)化工藝條件：超聲波浸漬２０ ｍｉｎ、１２０ ℃脫水２ ｈ，微波功率７００ Ｗ、微波輻射１２ ｍｉｎ、劑料比１．２５∶１，制備的活性炭碘吸附值為１ ４７０．２７ ｍｇ／ｇ，得率為１６．３５％，活性炭的吸附指標(biāo)超過了國標(biāo)ＧＢ／Ｔ １３８０３．１－１９９９和ＧＢ／Ｔ １３８０３．２－１９９９中一級品的標(biāo)準(zhǔn)。吳春華等［２０］采用微波輻照氯化鋅法制取紫莖澤蘭活性炭。試驗表明，微波功率８００ Ｗ，輻照時間１２ ｍｉｎ，氯化鋅質(zhì)量分數(shù)５０％。在最佳工藝條件下制備的活性炭的得率為３３．８％，碘吸附值為９６１ ｍｇ／ｇ，其性能達到國家木質(zhì)凈水用活性炭一級品的要求。

此外，孫康等［２１］以紫莖澤蘭為原料，采用磷酸活化法制備粉狀活性炭，并著重研究其吸附性能及微觀結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明，當(dāng)磷酸與紫莖澤蘭比為２∶１時制得的活性炭性質(zhì)最優(yōu)，碘吸附值為１ ０５６ ｍｇ／ｇ，焦糖脫色率大于１００％，灰分１．２％，得率為４０．２％，對發(fā)酵液的脫色效果很好，優(yōu)于市售的脫色用粉狀活性炭。并且制得的活性炭樣品的孔徑分布寬，微孔及中孔均很發(fā)達，ＢＥＴ比表面積為１ ７６７．９ ｍ2／ｇ，總孔容積為２．２６１ ｃｍ３／ｇ。

２．２紫莖澤蘭制備飼料

據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，紫莖澤蘭中蛋白質(zhì)含量為２０％，含有１６種氨基酸，其中８種動物生長必需的氨基酸含量都較高，并且每公頃紫莖澤蘭鮮草產(chǎn)量達４５ ｔ以上，其干物質(zhì)能量為１７．２２ ＭＪ／ｋｇ，是一種理想的飼料資源［２２］。

周自瑋等［２３］采用山羊為試驗對象，對脫毒紫莖澤蘭和未脫毒紫莖澤蘭在飼料中添加不同比例飼喂反芻動物的飼用價值進行了研究。結(jié)果表明，當(dāng)脫毒紫莖澤蘭在飼料中的添加比例為２０％時，對反芻動物的增重有影響，未脫毒紫莖澤蘭飼料飼喂反芻動物后，體重出現(xiàn)負增長。張無敵等［２４］用市售紫莖澤蘭Ｍ－Ａ２和Ｍ－Ａ５飼喂肉用仔雞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，２種飼料飼喂后，仔雞肉質(zhì)品嘗鮮嫩無異味，且Ｍ－Ａ２生產(chǎn)工藝簡單，成本僅０．２５元／ｋｇ。

眾多研究表明，紫莖澤蘭雖是良好的飼料資源，但是紫莖澤蘭中含有單寧、香豆等有毒有害物質(zhì)，其揮發(fā)性油也具有很強的毒性，所以，在作為飼料之前須將紫莖澤蘭進行脫毒處理才能進行有效利用。

２．３紫莖澤蘭提取物的殺蟲作用

紫莖澤蘭除作為飼料以外，通過對其植物體內(nèi)化學(xué)物質(zhì)的提取，發(fā)現(xiàn)某些化學(xué)物質(zhì)還具有殺蟲作用。張其紅等［２５］對紫莖澤蘭的氯仿提取物在室內(nèi)對棉蚜、麥蚜、煙蚜、果樹蚜、蔬菜蚜進行了殺蟲效果測定，結(jié)果顯示，在２ ０００倍稀釋度下，滅蚜活性大于９５％。李云壽等［２６］通過從紫莖澤蘭精油中析出的提取物，對米象、玉米象、綠豆象和蠶豆象等４種儲糧害蟲進行了殺蟲活性研究。結(jié)果顯示，用４４ ｍｇ／Ｌ的濃度熏蒸處理４８ ｈ后，每種成蟲死亡率均達１００％。馬安勤等［２７］研究發(fā)現(xiàn)，紫莖澤蘭甲醇提取物對胡蘿卜蚜有一定的毒殺活性。楊婕等［11］通過研究發(fā)現(xiàn)，紫莖澤蘭的葉和根的石油醚提取物能有效毒殺線蟲，并且還發(fā)現(xiàn)兩者活性基本相同。在國外，ＤＥＹ Ｓ等［２８］研究發(fā)現(xiàn)了紫莖澤蘭葉提取物含有能使桃蚜、蘿卜蚜感覺器官發(fā)生病變的毒害神經(jīng)化學(xué)成分。

２．４紫莖澤蘭提取物的抑菌作用

紫莖澤蘭中所含有的β－蒎烯、檸檬烯、百里香酚、對－聚傘型花素、單萜類、倍半萜類、植物甾體類化合物等具有抗菌、消炎、抗病毒活性［２９］。梁曉華等［３０］采用紙片瓊脂擴散法、平板培養(yǎng)基連續(xù)稀釋法對紫莖澤蘭石油醚提取物進行了抑菌試驗。結(jié)果表明，紫莖澤蘭提取液對供試金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和枯草芽孢桿菌的生長均有一定程度的抑制作用。張培花等［３１］報道紫莖澤蘭石油醚提取物對馬鈴薯晚疫病菌的菌絲生長具有很好的抑制作用。趙平等［３２］研究發(fā)現(xiàn)，紫莖澤蘭花、葉浸泡液對馬圓線蟲卵孵化有抑制作用，并可作為馬糞中馬圓線蟲幼蟲的防治藥劑。張妙直等［３３］報道了紫莖澤蘭６種有機溶劑提取物對棉花枯萎病原菌、辣椒疫霉病原菌、蘋果腐爛病原菌和水稻稻瘟病原菌的抑菌試驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)紫莖澤蘭乙醇提取物在濃度為１００ ｍｇ／ｍＬ時對４種真菌的抑制率均達到１００％。

２．５其他研究

紫莖澤蘭作為我國一個重要的外來入侵植物，國內(nèi)外學(xué)者對紫莖澤蘭資源化處理方法進行了多種方向的研究。查友貴等［３４］對紫莖澤蘭的除草活性進行系統(tǒng)研究，結(jié)果顯示，紫莖澤蘭提取物具有較強的除草活性，且具有較好的熱穩(wěn)定性和對水的穩(wěn)定性。劉燕萍等［３５］研究發(fā)現(xiàn)，紫莖澤蘭乙醇提取物對二斑葉螨和柑橘全爪螨有很好的觸殺活性和一定的拒食活性，并對二斑葉螨的卵具有較好的觸殺作用。楊永紅等［３６］成功研究出紫莖澤蘭微生物發(fā)酵生產(chǎn)木糖醇的工藝。楊亞峰［３７］通過對紫莖澤蘭中密度纖維板的生產(chǎn)工藝參數(shù)和物理力學(xué)性能及其影響因素的研究表明，實驗條件下制造的紫莖澤蘭中密度纖維板，其ＭＯＲ、ＭＯＥ和ＩＢ ３項性能指標(biāo)均能達到國家標(biāo)準(zhǔn)室內(nèi)型中密度纖維板的要求。

３展望

紫莖澤蘭雖然是對我國生物多樣性和生物安全造成嚴重危害的外來入侵雜草，但是到目前尚沒有可以大規(guī)模治理的方法，所以對紫莖澤蘭資源化處理仍是今后研究的重要方向。目前的研究表明，紫莖澤蘭明顯能在制備活性炭、飼料、殺蟲、拒食、抑菌等方面起到積極的作用。這樣為紫莖澤蘭的有效控制和利用開辟了新途徑，真正使得紫莖澤蘭得到資源化利用，可實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境保護和經(jīng)濟效益的雙重收益。不僅如此，紫莖澤蘭的成功資源化利用，也為我國對其他外來入侵植物的防治提供了一條變害為寶的新思路。

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