瑞香狼毒對番茄生長及土壤理化性質(zhì)的影響

王均慧，安 麗，陳云坤，魏倩倩，曹 揮

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護學(xué)院，山西太谷030801）

番茄是全球栽培最廣、消費量最大的蔬菜之一[1-2]，富含Na、K、Fe 等營養(yǎng)素，并含有番茄紅素和水楊酸鹽等抗氧化劑，具有很高的營養(yǎng)價值[3]。我國作為世界最大的番茄產(chǎn)區(qū)，番茄種植面積每年超過83.3 萬hm2[4]。但由于病蟲害問題，大田生產(chǎn)嚴重受阻，而設(shè)施生產(chǎn)又存在連作問題，同時加上化學(xué)投入品（化學(xué)農(nóng)藥、化學(xué)肥料等）的大量使用，導(dǎo)致土壤根際生態(tài)環(huán)境惡化，田間生產(chǎn)受到嚴重影響，因此，如何減少化學(xué)投入品，尤其是在土壤中的使用量，已成為當前人們關(guān)注的焦點[5]。

植物源農(nóng)藥以其可生物降解的性質(zhì)和良好的安全性，在綠色革命中發(fā)揮著重要作用[6]。瑞香狼毒（Stellera chamaejasmeL.）為瑞香科狼毒屬多年生草本植物[7]，又稱一把香、饅頭花、紅火柴頭、斷腸草等[8]，廣泛分布于我國東北、西南及內(nèi)蒙古、河北、甘肅、寧夏、青海等省區(qū)的高山及草原地帶[9]。瑞香狼毒的花、莖、葉、根均有毒，其中，根部的毒性最大，李時珍在《本草綱目》中記載了“狼毒根有大毒，可殺飛鳥走獸”[10]。張國洲等[11]、曹揮等[12]、楊英等[13]研究表明，瑞香狼毒提取物對作物害蟲、害螨，例如蚜蟲、水稻螟蟲、菜青蟲、山楂葉螨等具有明顯的毒殺作用；對番茄灰霉病等病原也有良好的抑制效果[14]。此外，瑞香狼毒提取物對以鐮刀菌引起的如黃瓜枯萎病、西瓜枯萎病等土傳病害有很好的抑制作用[15-16]。

瑞香狼毒也有一定的化感作用，但相關(guān)研究大多集中于對田間雜草的研究，如周淑清等[17]最早報道了瑞香狼毒根、莖、葉的水浸液對苜蓿、沙打旺、披堿草、老芒麥等多種植物的種子發(fā)芽和幼苗生長均有一定的影響；韓國君等[18]研究發(fā)現(xiàn)，瑞香狼毒水提物對益母草、馬齒莧幼根和幼苗生長有一定的促進作用，乙醇和丙酮提取液對其有抑制作用。但關(guān)于瑞香狼毒對番茄種子及土壤理化性質(zhì)的變化未見報道。

本研究以番茄為研究對象，采用盆栽試驗法研究了瑞香狼毒粉末和提取物對番茄生長發(fā)育及其土壤理化性質(zhì)的影響，評價其對番茄生長的作用，旨在為其在番茄生產(chǎn)中的安全使用提供指導(dǎo)，也為植物源農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的綜合應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試番茄品種為西安PT1575，其種子及幼苗購于山西省晉中市巨鑫農(nóng)業(yè)園區(qū)。瑞香狼毒根購自河北省安國市藥材市場。

1.2 試驗方法

1.2.1 瑞香狼毒粉末與提取物的制備 將瑞香狼毒根用粉碎機粉碎后過0.177 mm 篩，一部分作為瑞香狼毒粉末備用，另一部分以95%的乙醇為提取溶劑，超聲波振蕩提取后抽濾濃縮，得到原藥質(zhì)量濃度為184 mg/mL 的乙醇提取物，配制成質(zhì)量濃度分別為2.000、1.000、0.500、0.250、0.125 mg/mL 的溶液備用。

1.2.2 種子萌發(fā)試驗 選取大小一致、籽粒飽滿的番茄種子，用蒸餾水反復(fù)沖洗表面后用濾紙吸干表面水分；將配制好的溶液分別加入滅菌的10 mL 離心管中，每管加5 mL 提取物溶液；分別將30 粒飽滿種子浸種于裝有不同濃度瑞香狼毒提取物的離心管內(nèi)浸種4 h，空白對照為無菌水，每組重復(fù)5 次。浸種后將種子放入鋪有濕潤濾紙的培養(yǎng)皿中，將其放入（25±1）℃恒溫培養(yǎng)箱進行萌芽試驗。

1.2.3 盆栽試驗 將種植的土壤充分混勻后過0.84 mm 篩，之后分裝于花盆內(nèi)，每盆1.5 kg。番茄幼苗定植之前確保其處于四葉一心期且長勢相同，待其適應(yīng)環(huán)境之后進行處理。

本試驗共設(shè)3 個處理，即瑞香狼毒提取物（LDT），將質(zhì)量濃度為0.500 mg/mL 的瑞香狼毒提取物灌根，每株番茄幼苗50 mL；瑞香狼毒粉末（LD），每營養(yǎng)缽將105 g 瑞香狼毒粉末混入1.5 kg 土中；化學(xué)對照（HX），以0.02 mg/mL 噁霉·枯菌酯可濕性粉劑作為化學(xué)藥劑對照，每株番茄幼苗50 mL。以等量的清水灌根作為空白對照（CK），每株番茄幼苗50 mL。各試驗處理于處理后10、17、24、30、38 d 進行幼苗形態(tài)指標的測定。

將處理1、25、40 d 所得番茄土壤按五點取樣法選取采樣點采集土壤，將所取土壤混勻后放入無菌自封袋中，用冰盒帶回實驗室，保存于4 ℃冰箱，用于土壤理化性質(zhì)及酶活性的測定和分析。

1.3 測定指標及方法

1.3.1 種子發(fā)芽指標測定 每天觀察并記錄種子的發(fā)芽狀況，直到種子不再萌發(fā)。以胚根長2 mm 作為萌芽標志。

其中，Ga為試驗結(jié)束時發(fā)芽種子數(shù)；Gn為供試種子數(shù)；Gm為前3 d 種子的發(fā)芽數(shù)；Gt為當天發(fā)芽種子數(shù)；Dt為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)。

1.3.2 幼苗生長指標測定 在處理后的不同時間分別測量植株的株高、莖粗。株高為莖基部到生長點之間的長度，莖粗統(tǒng)一測量莖基部距基質(zhì)1 cm 處。

1.3.3 土壤理化性質(zhì)及酶活性測定 全氮采用半微量凱氏蒸餾法測定；全磷采用氫氧化鈉熔融- 鉬銻抗比色法測定；全鉀采用氫氧化鈉熔融- 火焰光度法測定；速效鉀采用醋酸銨浸提- 火焰光度法測定；有效磷采用0.5 mol/L NaHCO3浸提- 鉬銻抗比色法測定；有機質(zhì)采用重鉻酸鉀外加熱法測定；銨態(tài)氮采用苯酚- 次氯酸鹽比色法測定；硝態(tài)氮采用紫外分光光度法測定；土壤含水量采用烘干法測定。土壤蔗糖酶采用3，5- 二硝基水楊酸比色法測定，以24 h 內(nèi)水解生成1 mg 葡萄糖表示一個酶活單位；土壤脲酶采用苯酚鈉- 次氯酸鈉比色法測定，以24 h 內(nèi)水解生成1 mg NH3-N 表示一個酶活單位[19]。

1.4 統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)采用Excel 和SPSS 軟件進行處理，并用新復(fù)極差法進行差異顯著分析（P＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同瑞香狼毒處理對番茄種子萌發(fā)的影響

從表1 可以看出，隨著瑞香狼毒提取物（LDT）質(zhì)量濃度的增加，番茄種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)均呈現(xiàn)出先升高后下降的趨勢，在0.500 mg/mL時番茄種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)均最高，分別為80.00%、40.83%、19.65，其中，番茄種子發(fā)芽率較對照增加了1.67 百分點，番茄種子發(fā)芽勢較對照增加了63.32%，番茄種子發(fā)芽指數(shù)增加了30.05%，均差異顯著。在2.000 mg/mL 時，番茄種子發(fā)芽率較對照減少了9.61%，差異不顯著。當提取物質(zhì)量濃度＜0.500 mg/mL 時，番茄種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)隨提取物質(zhì)量濃度增加均呈現(xiàn)上升的趨勢；當提取物質(zhì)量濃度≥0.500 mg/mL 時，番茄種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)隨提取物質(zhì)量濃度增加均呈現(xiàn)下降的趨勢。

表1 不同質(zhì)量濃度瑞香狼毒處理對番茄種子發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)及發(fā)芽率的影響

2.2 不同瑞香狼毒處理對番茄植株生長指標的影響

從圖1、2 可以看出，隨著番茄生長時間的延長，瑞香狼毒乙醇提取物（LDT）處理的番茄植株莖粗和株高都呈現(xiàn)增加趨勢。番茄植株莖粗在處理30 d 之前無顯著差異，但在處理30、38 d 時，呈現(xiàn)促進作用，分別較空白對照增加了12.74%、9.93%，且差異顯著，而化學(xué)藥劑處理（HX）與之無顯著差異。

不同處理對番茄植株株高的影響差異較為明顯，其中，瑞香狼毒提取物（LDT）處理的植株株高在10、17、24、30、38 d 處理后較空白對照分別增加27.43%、22.76%、23.56%、11.13%、5.89%，除30、38 d外均差異顯著；而瑞香狼毒粉末（LD）處理在24 d前，對番茄植株株高僅有稍許促進，與對照相比并無顯著差異，但在處理30 d 之后有一定的抑制生長作用?；瘜W(xué)藥劑（HX）處理的番茄植株株高在24 d前較對照都有一定的促進作用，但處理30 d 后，表現(xiàn)出了較小的抑制作用。

與瑞香狼毒粉末（LD）相比，瑞香狼毒提取物（LDT）要易于植物吸收，見效較快，而瑞香狼毒粉末在施用過程中需要分解才能被植物所吸收，因此，見效時間應(yīng)該較長。但由于本試驗受到試驗條件和時間的限制，瑞香狼毒粉末處理對番茄植株生長長期的影響還需進一步研究。

2.3 不同瑞香狼毒處理對土壤理化性質(zhì)的影響

2.3.1 不同瑞香狼毒處理對土壤氮含量的影響從圖3、4、5 可以看出，不同處理對土壤中氮含量的影響不同。各處理的銨態(tài)氮與對照均隨時間增加呈現(xiàn)降低趨勢，從變化量來看，空白對照的減少量要大于各試驗組。瑞香狼毒提取物（LDT）處理的土壤中銨態(tài)氮含量并無顯著差異，在番茄生長的前25 d，均稍低于空白對照，但40 d 時，較空白對照增加13.49%。瑞香狼毒根部粉末（LD）處理的番茄土壤中銨態(tài)氮的含量與瑞香狼毒提取物（LDT）處理呈相同變化趨勢，處理第1、25 天較空白對照分別減少19.44%、15.92%，但在處理第40 天時，較空白對照增加了13.85%。化學(xué)處理（HX）的番茄土壤中的銨態(tài)氮含量隨著時間的推移呈現(xiàn)逐漸減少的趨勢。結(jié)果表明，瑞香狼毒不同處理在一定時間之后（如植株生長40 d 后）對土壤銨態(tài)氮的含量無明顯抑制作用，優(yōu)于化學(xué)藥劑噁霉·枯菌酯可濕性粉劑。

在不同處理對土壤中全氮含量的影響中，各處理與對照的番茄土壤中的全氮含量均沒有明顯變化趨勢，以瑞香狼毒粉末處理（LD）后的全氮含量最高，在處理第40 天時與LDT、HX 處理間差異顯著（P＜0.05）。

不同處理后土壤硝態(tài)氮含量隨著時間的推移都呈現(xiàn)增加的趨勢，但瑞香狼毒粉末處理（LD）的土壤中硝態(tài)氮含量在不同處理時間下均顯著低于其他處理，特別是較空白對照第1、25、40 天分別降低了56.07%、63.04%、41.60%。

2.3.2 不同瑞香狼毒處理對土壤中磷含量的影響從圖6、7 可以看出，不同處理在3 個取樣期對土壤全磷含量影響無顯著性差異，同一時期不同處理間的土壤全磷含量也不存在顯著性差異。瑞香狼毒粉末處理（LD）對土壤速效磷含量的影響在25 d 時顯著低于瑞香狼毒提取物處理（LDT）及化學(xué)處理（HX），分別減少了15.15%、14.51%，處理第40 天時，速效磷含量顯著低于空白對照、狼毒提取物處理（LDT）、化學(xué)處理（HX），分別減少了15.51%、12.17%、13.26%。而空白對照、LDT 處理及HX 處理之間無顯著性差異。

2.3.3 不同瑞香狼毒處理對土壤中鉀含量的影響從圖8、9 可以看出，處理25、40 d 后，3 種處理對全鉀含量的影響并無明顯差異。3 種處理對速效鉀含量的影響均大于對照，其中，以瑞香狼毒粉末（LD）處理的含量最高，在處理1、25、40 d 時，土壤中速效鉀含量較空白對照分別高14.36%、15.61%、14.94%；瑞香狼毒提取物（LDT）和化學(xué)藥劑（HX）處理與空白對照土壤中速效鉀含量間無顯著差異。

2.3.4 不同瑞香狼毒處理對土壤中有機質(zhì)含量的影響 土壤中有機質(zhì)含量可以直接反映土壤肥力，是植物營養(yǎng)的主要來源之一，能促進植物的生長發(fā)育。從圖10 可以看出，在處理的第1、25、40 天，瑞香狼毒粉末（LD）處理的土壤有機質(zhì)含量顯著高于空白對照，分別較空白對照高24.78%、31.16%、34.29%，除第40 天外差異顯著。處理25、40 d 后瑞香狼毒提取物（LDT）處理的土壤有機質(zhì)含量較空白對照分別低10.68%、23.05%；化學(xué)藥劑（HX）處理第1 天較空白對照減少11.11%，差異顯著，在處理25 d 后與空白對照間無顯著差異。在不同處理時間，空白對照及瑞香狼毒粉末（LD）處理的土壤有機質(zhì)沒有明顯變化，但隨著時間的推移，瑞香狼毒提取物（LDT）處理的土壤有機質(zhì)含量呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢。

2.4 不同瑞香狼毒處理對土壤酶活性的影響

從圖11 可以看出，瑞香狼毒粉末（LD）處理的土壤蔗糖酶活性在不同時間均顯著高于其他處理（P＜0.05），并隨著處理時間的增加，蔗糖酶活性也在增加；其他處理與空白對照間無顯著差異。

從圖12 可以看出，不同瑞香狼毒處理對土壤中脲酶活性的影響并不明顯，只在處理1 d 時，瑞香狼毒粉末（LD）處理的土壤脲酶活性顯著高于對照，處理40 d 后，瑞香狼毒粉末處理的土壤脲酶活性顯著低于其他處理（P＜0.05）。

3 結(jié)論與討論

植物源農(nóng)藥除具殺蟲抑菌活性外，常會有促進作物生長、改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)等作用[10]。瑞香狼毒的農(nóng)藥活性已被人們所熟知，但它對作物生長及土壤的影響研究甚少。本研究結(jié)果表明，在所有處理中，番茄種子的發(fā)芽勢及發(fā)芽率均在瑞香狼毒提取物質(zhì)量濃度為0.500 mg/mL 處理時為最優(yōu)值，說明該濃度對于番茄種子有良好的促萌發(fā)作用，總體表現(xiàn)出了低濃度（≤0.500 mg/mL）促進、高濃度（＞0.500 mg/mL）抑制的作用，這一結(jié)果與張君霞等[20]的研究結(jié)果一致。

從對番茄植株生長指標的影響來看，瑞香狼毒提取物與其他處理相比，在處理30 d 后，可顯著增加番茄的株高和莖粗。株高是冠層結(jié)構(gòu)對水肥響應(yīng)的主要體現(xiàn)指標，也是反映作物個體生長狀況的重要參數(shù)[21]。番茄增產(chǎn)的一項重要指標是莖粗，莖稈的粗細決定了產(chǎn)量的高低[22]。這表明瑞香狼毒提取物中可能含有植物激素類活性物質(zhì)或其他物質(zhì)，對番茄的生長發(fā)育有良好的促進作用，并且提取液中的活性物質(zhì)比粉末中的更易于作物吸收。

不同處理對土壤理化性質(zhì)的影響集中在瑞香狼毒粉末對土壤中硝態(tài)氮和有機質(zhì)含量的變化，其他指標變化不明顯。植物粉末本身就是有機質(zhì)，可增加土壤有機質(zhì)的含量，而硝態(tài)氮含量在瑞香狼毒粉末處理后減少的原因可能是其抑制了相關(guān)微生物的活性，硝化作用降低，減少了硝酸態(tài)氮化合物的合成。氮是植物生長發(fā)育過程中的重要組分之一，但從番茄生長的情況來看，與對照組相比，不同處理對土壤中不同形式的氮含量無顯著抑制作用，甚至表現(xiàn)出增加的趨勢。

從土壤酶活性的變化來看，瑞香狼毒粉末處理的土壤蔗糖酶活性明顯高于空白對照和其他2 種處理，說明其促進了土壤碳循環(huán)。這可能與植物粉末本身所含的纖維素、半纖維素等多糖類化合物的分解有關(guān)。

土壤病害是植物的頑疾，是導(dǎo)致作物不能連續(xù)種植的主要原因。在各種土壤病害中，以鐮刀菌引起的枯萎病最為嚴重，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最為棘手的問題之一，而瑞香狼毒提取物表現(xiàn)了很好的抗枯萎病效果。本試驗結(jié)果表明，瑞香狼毒提取物和粉末對番茄植株安全，其提取物可促進番茄種子的萌發(fā)、植株的生長，而相應(yīng)濃度與殺菌濃度也基本相同[14]，粉末可明顯提高土壤有機質(zhì)含量和相關(guān)酶活性，這對增強作物的抗病性、改善土壤環(huán)境、減少土壤病害的發(fā)生會起到重要的作用，也對作物枯萎病的防控提供了新的思路與對策。