紫莖澤蘭葉片提取物對4種雜草種子萌發(fā)及幼苗生長的抑制效應(yīng)

李 穎 張麗娜 楊文秀 馬金虎 楊小環(huán)

(1山西農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院，山西 太谷 030801；2煙臺愛華雙語學校，山東 煙臺 265500；3 云南農(nóng)業(yè)大學熱帶作物學院，云南 普洱 665000；4山西農(nóng)業(yè)大學工學院，山西 太谷 030801)

農(nóng)田雜草防除是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中面臨的主要問題之一。我國常年受雜草危害的農(nóng)作物面積達0.73 億hm2。因雜草危害，直接經(jīng)濟損失近千億元[1]。目前，農(nóng)田除草主要依靠噴灑化學農(nóng)藥，但化學除草劑對生態(tài)環(huán)境造成污染及對農(nóng)作物的藥害問題已引起廣泛關(guān)注[2-5]。植物源農(nóng)藥具有毒性低、易降解、有害生物不易產(chǎn)生抗藥性等特點[6-7]。因此，挖掘植物天然活性產(chǎn)物，研發(fā)新型植物源除草劑，對于農(nóng)田雜草防控具有重大的研究意義[8]。

紫莖澤蘭(Eupatorium adenophorumSpreng.)是一種世界性惡性雜草[9-10]，于20 世紀40年代傳入我國云南南部，現(xiàn)已蔓延到貴州、四川、重慶、廣西、西藏以及臺灣等地區(qū)，對當?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了極大的危害[11-13]。紫莖澤蘭植株莖葉中含有大量化感物質(zhì)，對多種植物具有強烈的化感作用，對植物種子萌發(fā)和幼苗生長表現(xiàn)出顯著的生長抑制作用。因此，紫莖澤蘭植株具有開發(fā)植物源除草劑的潛力。Ma 等[14]報道，紫莖澤蘭葉片浸提液對反枝莧(Amaranthus retroflexus)、灰綠藜(Chenopodium glaucum)雜草種子萌發(fā)和幼苗生長有強烈的抑制作用。馬金虎等[15]研究發(fā)現(xiàn)，紫莖澤蘭葉片提取物對稗(Echinochloa crusgalli)、灰綠藜、反枝莧根尖和根邊緣細胞具有毒害作用，誘導根邊緣細胞凋亡，破壞根的組織結(jié)構(gòu)。楊國慶[16]研究發(fā)現(xiàn)，紫莖澤蘭的2 個主效化感物質(zhì)——澤蘭二酮[4，7-二甲基-1-(丙烷-2-亞甲基)-1，4，4a，8a-四氫萘-2，6(1H，7H)-二酮]和羥基澤蘭酮[6-羥基-5-異丙基-3，8-二甲基-4a，5，6，7，8，8a-六氫奈-2(1H)-酮]對旱稻幼苗具有強烈的化感作用，抑制旱稻幼苗生長。萬歡歡等[17]報道，不同濃度紫莖澤蘭葉片凋落物水提液對入侵地牧草白三葉(Trifoliumrepens)、辣子草(Galinsoga parvifloral) 和紫花苜蓿(Medicago sativa)種子萌發(fā)和幼苗生長有顯著的化感抑制作用，且水提液濃度越高抑制效果越強。桂富榮等[18]報道，紫莖澤蘭葉片水提液對魯梅克斯(Rumex patientia)、高丹紅(Sorghum vulgare)、鴨茅(Dactylis glomerata)、苕子(Vicia dasycarpa)、胡枝子(Lepedeza bicolor)等9 種牧草種子萌發(fā)均具有化感作用，高濃度水提液抑制種子的萌發(fā)和幼苗的生長。鄭麗等[19]研究發(fā)現(xiàn)，高濃度的紫莖澤蘭葉片提取液會降低細葉苦荬(Ixeris gracilis)、金盞銀盤(Bidens biternata)、莎草磚子苗(Mariscus cyperinus)、無芒虎尾草(Chloris gayana)等10 種牧草種子的發(fā)芽率、發(fā)芽速率、胚軸和胚根長度，增加幼苗丙二醛含量。鐘聲等[20]報道，5%的紫莖澤蘭莖葉榨取液對我國亞熱帶種植的多花黑麥草特高(Lolium multiflorumcv.Tetragold)、白三葉、紫花苜蓿等16 種牧草種子的發(fā)芽勢具有顯著的抑制作用。馬齒莧(Portulaca oleraceaL.)、鬼針草(Bidens pilosaL.)、鵝絨藤(Cynanchum chinenseR.Br.)和豬毛菜(Salsola collinaPall.)是我國北方農(nóng)田和果園常見的主要雜草，危害嚴重，紫莖澤蘭葉片提取物對其是否也具有抑制作用尚鮮有報道。本研究以上述4 種雜草為試驗材料，研究紫莖澤蘭葉片提取物對其種子萌發(fā)和早期幼苗生長的的抑制效應(yīng)及作用機制，旨在為紫莖澤蘭葉片提取物對4 種雜草綠色防控方面的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 紫莖澤蘭葉片提取物的制備 采集紫莖澤蘭成熟葉片(云南農(nóng)業(yè)大學熱帶作物學院惠贈)，室溫下陰干，粉碎機粉碎，過40 目篩，按95%乙醇與植物干粉4 ∶1(v ∶m)浸泡48 h 后，過濾浸提液，重復浸泡3 次后將3 次浸提液混合，用RE-52AA 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(上海亞榮生化儀器廠)經(jīng)減壓濃縮，除去大部分乙醇，再置于低溫真空干燥箱中蒸發(fā)掉殘留乙醇，至提取物濃縮至膏狀且重量不再變化為止[12]。提取物于4℃低溫避光保存?zhèn)溆?。取適量紫莖澤蘭葉片提取物，先用5 mL丙酮溶解，再分別配制成試驗所用濃度的紫莖澤蘭葉片提取物水溶液。

1.1.2 試驗植物 馬齒莧、豬毛菜、鬼針草、鵝絨藤種子采自山西農(nóng)業(yè)大學實踐教學基地。種子干燥、精選后置冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 試驗設(shè)計

1.2.1 不同濃度紫莖澤蘭葉片提取物對雜草種子萌發(fā)生長的抑制效應(yīng) 前期預試驗發(fā)現(xiàn)，不同的雜草對紫莖澤蘭葉片提取物的脅迫敏感程度不同，故紫莖澤蘭葉片提取物對不同雜草種子萌發(fā)生長抑制效應(yīng)試驗采用了2 種濃度梯度(表1)。挑選均勻飽滿的4 種雜草種子適量，先用0.1% HgCl2消毒10 min，然后用蒸餾水沖洗2 次，濾紙吸干種子表面水分。分別取馬齒莧、豬毛菜種子約100 粒，鬼針草、鵝絨藤種子各15粒，均勻擺放在18 cm×25 cm 的2 層濾紙中上部，小心將濾紙卷成紙卷(馬齒莧、豬毛菜各6 卷，鬼針草、鵝絨藤各3 卷)，用橡皮筋將6 卷扎為一組，置于300 mL的燒杯中。分別向燒杯中加100 mL 不同濃度(表1)的紫莖澤蘭葉片提取物水溶液，并以加等體積去離子水為對照(CK)。將燒杯置25℃培養(yǎng)箱中黑暗下進行種子發(fā)芽試驗。種子萌發(fā)過程中，隔天更換一次處理液。試驗設(shè)3 次重復。

表1 紫莖澤蘭葉片提取物濃度Table 1 The concentration of E. adenophorum leaf extract

1.2.2 雜草幼苗生長脅迫試驗 采用營養(yǎng)缽盆栽試驗。取未耕種的黃土狀母質(zhì)上發(fā)育的碳酸鹽褐土(0 ～20 cm 土層)，將土壤晾干搗碎，過3 mm 篩，按土壤和沙7 ∶3加入干凈的細河沙混勻，按照2 g·kg-1施入復合肥(N ∶P ∶K＝15 ∶15 ∶15)作為土壤基質(zhì)。稱取600 g 土壤基質(zhì)裝入直徑14 cm、高16 cm 的塑料營養(yǎng)缽內(nèi)。播種前每缽先澆200 mL 自來水。取適量均勻飽滿、無破損的4 種雜草種子均勻播于營養(yǎng)缽內(nèi)，然后每缽覆2 cm(約150 g)厚的土壤基質(zhì)，再澆100 mL 自來水。將營養(yǎng)缽置于室外，在自然條件下進行雜草生長培養(yǎng)。種子出苗后逐漸間苗，每營養(yǎng)缽約留10 株。幼苗生長至苗高10～15 cm 時，將4 種雜草幼苗各分成4 組，每組8 盆。由于紫莖澤蘭浸提液對不同雜草抑制強度不同，為了保證雜草能生長，統(tǒng)一選用600 mg·L-1紫莖澤蘭葉片提取物每天透灌一次進行脅迫處理，并以自來水透灌作空白對照。分別于脅迫1、2、3、4、5、6 d，取不同處理雜草幼苗中部的成熟葉片，用去離子水沖洗干凈，濾紙吸干表面水分，將葉片剪碎混勻用于各項生理指標的測定。試驗設(shè)3 次重復。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 發(fā)芽指標測定 種子萌發(fā)過程中，每天統(tǒng)計種子的發(fā)芽數(shù)，直至沒有新增種子發(fā)芽為止，以種子露白記為萌發(fā)。種子發(fā)芽結(jié)束(6 d)，每處理和重復取20株生長一致的幼苗，統(tǒng)計各雜草幼苗的根長、鮮重并根據(jù)公式計算各雜草種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)(germination index，GI)、活力指數(shù)(vitality index，Ⅵ)、根長抑制率，其中發(fā)芽勢于萌發(fā)試驗第3 天計算:

式(3)中，Gt 為t d 內(nèi)發(fā)芽種子數(shù)，Dt 為發(fā)芽天數(shù)；式(4)中，W 為20 株幼苗鮮重。

1.3.2 幼苗葉片生理指標測定及方法 超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)活性測定采用氮藍四唑法，過氧化物酶(peroxidase，POD)活性測定采用愈創(chuàng)木酚法，過氧化氫酶(catalase，CAT)活性測定采用H2O2紫外吸收法，丙二醛(malondialdehyde，MDA)含量測定采用硫代巴比妥酸法，脯氨酸含量測定采用茚三酮顯色法[21]。超氧陰離子自由基(superoxide anion free radical，)含量測定參照李忠光等[22]的方法。還原型抗壞血酸(ascorbic acid，AsA)測定參照鄒琦[23]的方法。谷胱甘肽(glutathione，GSH)含量測定參照馬金虎[24]的方法。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析

數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析均采用DPS 6.5 軟件完成，采用Duncan 新復極差測驗法進行數(shù)據(jù)差異顯著性檢驗(α＝0.05)。利用Excel 2003 軟件作圖。試驗數(shù)據(jù)均為3次重復的平均值±標準差。

2 結(jié)果與分析

2.1 紫莖澤蘭葉片提取物對雜草種子萌發(fā)和幼苗生長的影響

由表2 可知，隨著紫莖澤蘭葉片提取物濃度的升高，4 種雜草種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)和幼苗鮮重均呈降低趨勢，幼苗根長抑制率呈增加趨勢。當紫莖澤蘭葉片提取物濃度高于400 mg·L-1時，顯著抑制了鬼針草、馬齒莧、豬毛菜、鵝絨藤種子的萌發(fā)生長。與空白對照相比，紫莖澤蘭提取物濃度為600 mg·L-1時，鬼針草種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率分別降低了11.5 和14.0 個百分點，發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)和幼苗鮮重分別降低了56.2%、60.2%和8.7%，根長抑制率達11.0%；馬齒莧種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率分別降低了14.5 和10.2 個百分點，發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)和幼苗鮮重分別降低了32.0%、41.2%和12.0%，根長抑制率達到46.7%；豬毛菜種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率分別降低了44.8 和19.5 個百分點，發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)和幼苗鮮重分別降低了42.2%、50.0%和16.0%，根長抑制率達28.9%；鵝絨藤種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率分別降低了71.0 和6.5 個百分點，發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)和幼苗鮮重分別降低了40.4%、67.0%和45.0%，根長抑制率達到62.0%。上述結(jié)果表明，紫莖澤蘭葉片提取物對4種雜草種子萌發(fā)和幼苗生長均有抑制作用。

2.2 紫莖澤蘭葉片提取物對雜草幼苗抗氧化系統(tǒng)的影響

2.2.1 紫莖澤蘭葉片提取物對雜草幼苗葉片SOD 活性的影響 試驗用600 mg·L-1紫莖澤蘭葉片提取物對雜草幼苗進行脅迫處理，分別在脅迫處理1、2、3、4、5、6 d 時，檢測幼苗葉片SOD 活性。結(jié)果表明，提取物脅迫處理2、3、4、5、6 d 時，馬齒莧幼苗葉片SOD 活性均顯著高于其空白對照，其中脅迫處理3 d 時，葉片SOD活性最高，較其空白對照提高91.11%(圖1-A)；提取物脅迫處理1、3、4、5 d 時，豬毛菜葉片SOD 活性分別較其空白對照顯著提高16.35%、38.93%、39.83%和45.37%(圖1-B)；提取物脅迫處理3、4、5、6 d 時，鬼針草葉片SOD 活性分別較其空白對照顯著提高了21.48%、41.01%、54.43%和83.26%(圖1-C)；提取物脅迫處理1、4、5、6 d 時，鵝絨藤葉片SOD 活性分別較其空白對照顯著提高了23.07%、12.46%、34.03%和25.48%(圖1-D)。4 種雜草經(jīng)紫莖澤蘭葉片提取物處理，在不同處理時間幼苗葉片SOD 活性出現(xiàn)顯著差異。綜上，紫莖澤蘭葉片提取物對4 種雜草均產(chǎn)生了脅迫傷害，誘導了雜草幼苗葉片SOD 活性的升高。

2.2.2 紫莖澤蘭葉片提取物對雜草幼苗葉片POD 活性的影響 試驗用600 mg·L-1紫莖澤蘭葉片提取物對雜草幼苗進行脅迫處理，分別于脅迫1、2、3、4、5、6 d時，檢測幼苗葉片POD 活性。結(jié)果表明，提取物脅迫處理1、2、3、4、5 d 時，馬齒莧葉片POD 活性均顯著高于其空白對照，脅迫處理3 d 時，POD 活性較其空白對照提高了48.72%(圖2-A)；提取物脅迫處理5、6 d時，豬毛菜POD 活性分別較其空白對照提高了17.12%和18.76%(圖2-B)；提取物脅迫處理1、3、4、5、6 d 時，鬼針草葉片POD 活性分別較其空白對照顯著提高了 35.22%、 72.01%、 40.32%、 66.86% 和59.39%(圖2-C)；提取物脅迫處理1、4 d 時，鵝絨藤葉片POD 活性較其空白對照顯著提高了47.80%和22.98%(圖2-D)。4 種雜草經(jīng)紫莖澤蘭葉片提取物處理，在不同處理時間幼苗葉片POD 活性出現(xiàn)顯著差異。綜上，紫莖澤蘭葉片提取物對4 種雜草均產(chǎn)生了脅迫傷害，誘導雜草幼苗葉片POD 活性升高。

2.2.3 紫莖澤蘭葉片提取物對雜草幼苗葉片CAT 活性的影響 試驗用600 mg·L-1紫莖澤蘭葉片提取物對雜草幼苗進行脅迫處理，分別在1、2、3、4、5、6 d 時，檢測幼苗葉片CAT 活性。結(jié)果表明，提取物脅迫處理1、2、3、4、5、6 d 時，馬齒莧葉片CAT 活性分別較其空白對照顯著提高了32.02%、57.27%、30.41%、51.51%、81.34%和43.37%(圖3-A)；提取物脅迫處理1、2、6 d時，豬毛菜葉片CAT 活性分別較其空白對照顯著提高了32.42%、47.11%和34.00%(圖3-B)；提取物脅迫處理3 d 時，鬼針草葉片CAT 活性較其空白對照顯著提高了17.05%(圖3-C)；提取物脅迫處理1、2 d 時，鵝絨藤葉片CAT 活性分別較其空白對照顯著提高了23.42%和16.88%(圖3-D)。4 種雜草經(jīng)紫莖澤蘭葉片提取物處理，不同處理時間幼苗葉片CAT 活性出現(xiàn)顯著差異，說明紫莖澤蘭葉片提取物對4 種雜草均產(chǎn)生脅迫傷害，誘導雜草幼苗葉片CAT 活性升高。

2.2.4 紫莖澤蘭葉片提取物對雜草幼苗葉片抗壞血酸(AsA)含量的影響 由圖4 可知，紫莖澤蘭葉片提取物處理后，4 種雜草幼苗葉片AsA 含量在不同時間段均高于其空白對照。提取物脅迫處理下，馬齒莧葉片AsA 含量與其空白對照相比均未達顯著水平(圖4-A)；豬毛菜在提取物脅迫處理1、2、3、4、5、6 d 時，其葉片AsA 含量均顯著高于其空白對照，分別提高了41.22%、 105.0%、 54.14%、 96.33%、 46.78% 和90.71%(圖4-B)；提取物脅迫處理1、6 d 時，鬼針草葉片AsA 含量分別較其空白對照提高了28.33%和33.48%(圖4-C)；提取物脅迫處理1、2、4、5、6 d 時，鵝絨藤葉片AsA 含量分別較其空白對照顯著提高了17.10%、19.68%、44.00%、43.43%和60.74%(圖4-D)。幼苗葉片AsA 含量出現(xiàn)顯著差異，說明紫莖澤蘭葉片提取物對4 種雜草均產(chǎn)生了脅迫傷害，誘導雜草幼苗葉片AsA 含量升高。

圖1 紫莖澤蘭葉片提取物對4 種雜草幼苗葉片SOD 活性的影響Fig.1 The effect of E. adenophorum leaf extract on SOD activity in leaf of four spices of weed

圖2 紫莖澤蘭葉片提取物對4 種雜草幼苗葉片POD 活性的影響Fig.2 The effect of E. adenophorum leaf extract on POD activity in leaf of four spices of weed

圖3 紫莖澤蘭葉片提取物對4 種雜草幼苗葉片CAT 活性的影響Fig.3 The effect of E. adenophorum leaf extract on CAT activity in leaf of four spices of weed

圖4 紫莖澤蘭葉片提取物對4 種雜草幼苗葉片AsA 含量的影響Fig.4 The effect of E. adenophorum leaf extract on AsA content in leaf of four spices of weed

2.2.5 紫莖澤蘭葉片提取物對雜草幼苗葉片谷胱甘肽(GSH)含量的影響 由圖5 可知，紫莖澤蘭葉片提取物處理后，供試的4 種雜草幼苗葉片GSH 含量均高于其空白對照。提取物脅迫處理1、2、3、4、6 時，馬齒莧葉片GSH 含量均顯著高于其空白對照，其中脅迫處理4 d 時較其空白對照提高了30.58%(圖5-A)；豬毛菜在提取物脅迫處理1、2、3、4、5、6 d 時，GSH 含量分別比其對照顯著提高24.21%、39.30%、21.73%、37.53%、57.49%和45.97%(圖5-B)；鬼針草在提取物脅迫處理下，GSH 含量均顯著高于其空白對照，其中脅迫處理6 d 時較其空白對照提高了60.60%(圖5-C)；提取物脅迫下，鵝絨藤的GSH 含量較其空白對照均未達到差異顯著水平(圖5-D)。紫莖澤蘭葉片提取物對4 種雜草均產(chǎn)生了脅迫傷害，誘導雜草幼苗葉片GSH 含量升高。

圖5 紫莖澤蘭葉片提取物對4 種雜草幼苗葉片GSH 含量的影響Fig.5 The effect of E. adenophorum leaf extract on GSH content in leaf of four spices of weed

2.2.6 紫莖澤蘭葉片提取物對雜草幼苗葉片MDA 含量的影響 由圖6-A 可知，紫莖澤蘭葉片提取物脅迫處理1、4 d 時，馬齒莧MDA 含量分別較其空白對照提高了64.58%和30.56%；提取物脅迫處理后，豬毛菜MDA 含量均較其空白對照高，但差異不顯著(圖6-B)；提取物脅迫處理3、4、6 d 時，鬼針草MDA 含量分別較其空白對照提高了19.05%、21.55%和27.61%(圖6-C)；提取物脅迫處理3、4、6 d 時，鵝絨藤MDA含量分別較其空白對照提高了44.19%、69.70%和60.95%(圖6-D)。綜上，紫莖澤蘭葉片提取物對4 種雜草均產(chǎn)了生脅迫傷害，誘導雜草幼苗葉片MDA 含量升高。

圖6 紫莖澤蘭葉片提取物對4 種雜草幼苗葉片MDA 含量的影響Fig.6 The effect of E. adenophorum leaf extract on MDA content in leaf of four spices of weed

2.2.7 紫莖澤蘭葉片提取物對雜草幼苗葉片超氧陰離子(含量的影響 如圖7 所示，紫莖澤蘭葉片提取物脅迫處理后，供試的4 種雜草幼苗葉片含量均高于其空白對照處理。提取物脅迫處理2、5、6 d時，馬齒莧含量分別較其空白對照提高了34.63%、29.81%和31.93%(圖7-A)；豬毛菜在提取物脅迫處理4、5、6 d 時，含量分別較其空白對照提高了25.02%、39.78%和47.58%(圖7-B)；鬼針草在提取物脅迫處理3、4 d 時，含量分別較其空白對照提高了21.55%和19.04%(圖7-C)；鵝絨藤在提取物脅迫處理1、2、3、4、5、6 d 時，含量較其空白對照高，但差異均不顯著(圖7-D)。4 種雜草經(jīng)紫莖澤蘭葉片提取物處理，在不同處理時間幼苗葉片含量出現(xiàn)顯著差異。說明紫莖澤蘭葉片提取物對4 種雜草均產(chǎn)生了脅迫傷害，誘導雜草幼苗葉片含量升高。

2.2.8 紫莖澤蘭葉片提取物對雜草幼苗葉片脯氨酸含量的影響 由圖8-A 可知，提取物脅迫處理2、5 d時，馬齒莧脯氨酸含量分別較其空白對照提高了86.12%和89.06%；提取物脅迫處理1、2、3 d 時，豬毛菜脯氨酸含量分別較其空白對照顯著提高了248.24%、74.40%和68.91%(圖8-B)；提取物脅迫處理3、4、5、6 d 時，鬼針草脯氨酸含量分別較其空白對照顯著提高了190.90%、 80.41%、 210.70% 和570.10%(圖8-C)；提取物脅迫處理后，鵝絨藤脯氨酸含量均顯著高于其空白對照，其中脅迫處理1、3 d 時，脯氨酸含量分別比對照提高了92.53%、91.00%(圖8-D)。4 種雜草經(jīng)紫莖澤蘭葉片提取物處理，在不同處理時間幼苗葉片脯氨酸含量出現(xiàn)顯著差異。紫莖澤蘭葉片提取物對4 種雜草均產(chǎn)生了脅迫傷害，誘導雜草幼苗葉片脯氨酸含量升高。

3 討論

圖7 紫莖澤蘭葉片提取物對4 種雜草幼苗葉片含量的影響Fig.7 The effect of E. adenophorum leaf extract oncontent in leaf of four spices of weed

化學農(nóng)藥本身固有的缺陷和人們長期不合理的使用，不僅對生態(tài)環(huán)境造成嚴重污染，其農(nóng)藥殘留也對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和人類健康帶來了一定的安全隱患。因此，亟待發(fā)掘有同樣作用的天然活性物質(zhì)——綠色植物源農(nóng)藥。據(jù)報道，全球具有控制有害生物作用的高等植物有6 300 多種，其中，除草植物有1 000 多種[25]。研究發(fā)現(xiàn)，紫莖澤蘭葉片提取物對旱稻、牧草等植物種子萌發(fā)和幼苗生長發(fā)育有顯著的抑制作用[16-18]。本研究結(jié)果表明，隨著紫莖澤蘭葉片提取物濃度的增加，鵝絨藤、豬毛菜、馬齒莧和鬼針草4 種雜草的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)均逐漸降低，幼苗的根長抑制率增大，幼苗鮮重降低，說明紫莖澤蘭葉片提取物對4 種雜草種子萌發(fā)和幼苗生長發(fā)育均有明顯的抑制作用，提取物可用于植物源除草劑的研發(fā)。當紫莖澤蘭葉片提取物濃度為600 mg·L-1時，鵝絨藤和豬毛菜的幼苗鮮重分別比其空白對照下降45.0%和16.0%，而馬齒莧、鬼針草幼苗的鮮重則比其空白對照下降了12.0%和8.7%，說明4 種雜草對紫莖澤蘭提取物的敏感性不同。相對來說，鵝絨藤、豬毛菜對提取物比較敏感，而鬼針草、馬齒莧對提取物有較強的耐性。這與鐘聲等[20]和桂富榮等[18]的研究結(jié)果相似。究其原因，可能是4 種雜草分屬不同的4 個科屬，其生物學特性存在差異的結(jié)果。

當植物受到外界逆境脅迫時，細胞中活性氧(reactive oxidative species，ROS)，如等含量會升高，誘發(fā)細胞膜發(fā)生膜脂過氧化反應(yīng)，破壞膜的完整性，同時產(chǎn)生大量MDA。因此，細胞內(nèi)MDA 含量可反映細胞膜氧化損傷的程度[26-27]。孫娜娜[12]研究發(fā)現(xiàn)，1 000 mg·L-1紫莖澤蘭葉片提取物水溶液處理可對黃瓜根系產(chǎn)生氧化脅迫傷害，破壞根的組織結(jié)構(gòu)，顯著誘導黃瓜根系O-·2 、MDA 含量升高。本試驗結(jié)果也發(fā)現(xiàn)，600 mg·L-1的紫莖澤蘭葉片提取物脅迫下，4 種雜草幼苗葉片、MDA 含量在不同處理時間段均較其空白對照高，說明提取物同樣對雜草幼苗也產(chǎn)生了氧化脅迫傷害。

SOD、POD、CAT 等抗氧化酶構(gòu)成了植物的抗氧化保護系統(tǒng)。適宜環(huán)境條件下，植物體內(nèi)抗氧化酶活性維持在較低的水平，當植物遭受逆境脅迫時，抗氧化酶活性會升高，保護植物免受ROS 的傷害[28]。SOD 是植物抗氧化系統(tǒng)的第一道防線，它可以使梅勒反應(yīng)中產(chǎn)生的ROS 轉(zhuǎn)化成H2O2，然后通過POD、CAT 等將H2O2轉(zhuǎn)化為H2O 和O2，從而有效地阻止和H2O2對細胞膜產(chǎn)生更大的傷害[29]。本研究發(fā)現(xiàn)，4 種雜草在紫莖澤蘭葉片提取物處理后，不同雜草、不同脅迫時間段SOD、POD、CAT 活性均比其空白對照高，是雜草主動抵御脅迫傷害的一種表現(xiàn)，這與前人的研究結(jié)果一致[30]。隨著紫莖澤蘭提取物脅迫時間的延長，4 種雜草SOD、POD、CAT 活性有的表現(xiàn)出活性進一步升高，有的則迅速降低，這可能是因為不同雜草對紫莖澤蘭提取物脅迫敏感程度不同，這從紫莖澤蘭提取物脅迫下4 種雜草萌發(fā)生長指標變化中也能得到印證，說明紫莖澤蘭提取物脅迫對4 種雜草均造成了不同程度的脅迫傷害。

圖8 紫莖澤蘭葉片提取物對4 種雜草幼苗葉片脯氨酸含量的影響Fig.8 The effect of E. adenophorum leaf extract on proline content in leaf of four spices of weed

植物體內(nèi)除酶促活性氧清除系統(tǒng)外還有非酶類抗氧化物質(zhì)，如GSH、AsA 等，可有效抵抗逆境脅迫所造成的傷害[31]。當植物受到逆境脅迫時，ROS 含量會逐漸升高，激發(fā)植物細胞中谷胱甘肽和抗壞血酸防御系統(tǒng)啟動反應(yīng)，產(chǎn)生更多的GSH 和AsA，抵抗逆境脅迫傷害。本研究中，紫莖澤蘭葉片提取物脅迫處理后，在不同脅迫時間段，4 種雜草幼苗GSH 和AsA 含量均較其空白對照高，進一步印證了提取物處理對雜草幼苗產(chǎn)生了逆境脅迫傷害。

逆境脅迫下，積累滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)也是植物應(yīng)對外界脅迫所導致的細胞內(nèi)外滲透壓失衡的方法之一，脯氨酸則是其中一種主要滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)[32-34]。本研究結(jié)果顯示，紫莖澤蘭葉片提取物脅迫處理后，在不同脅迫時間段，4 種雜草幼苗體內(nèi)脯氨酸含量均較其空白對照高，說明雜草在受到提取物脅迫時可自身積累一定量的脯氨酸來調(diào)節(jié)細胞滲透壓，減緩環(huán)境脅迫的影響。這也從脯氨酸的滲透調(diào)節(jié)作用方面，證明了提取物對雜草有脅迫傷害作用。

4 結(jié)論

紫莖澤蘭葉片提取物對鵝絨藤、豬毛菜、馬齒莧和鬼針草4 種雜草種子萌發(fā)和幼苗生長均有抑制作用，提取物濃度越高抑制作用越強。此外，這種抑制效應(yīng)存在差異，表現(xiàn)為鵝絨藤＞豬毛菜＞馬齒莧＞鬼針草。紫莖澤蘭葉片提取物對4 種雜草的氧化脅迫作用，是導致種子萌發(fā)率降低和幼苗生長受抑的內(nèi)在機制，但紫莖澤蘭葉片提取物對不同雜草的抑制程度不同，這一現(xiàn)象是否與植株屬于不同科屬相關(guān)，還有待進一步研究證實。