空心蓮子草浸提液對稗草和反枝莧的除草活性評價

中圖分類號：S451 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-060X（2025）05-0049-05

引用格式：張鑫，柏振東，李皓，等.空心蓮子草浸提液對稗草和反枝莧的除草活性評價[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2025（5）：49-53.DOI：10.16498/j.cnki.hnnykx.2025.005.010

Abstract：TisstudyamstoexplorethealelopathicefectsofAlternanteraphloxeroidesextractsonEchinochloacusalland Amaranthusetroflexus.Fourdierentpats （woleplant，leaves，stemndots）ofAlternaneraoxeroideseeetracted with three solvents （methanol，ethanol，and ethylacetate）.The herbicidal effectsof the 12 extracts on E crus-galli and A. retroflexus wereevaluatedroughteetridishfiterapermetod，soilpeemergectratment，andfoarsprayapplication.Teetrctith thestrongestherbicidaleectwasselectedforthesubsequentanalysisofactiveherbicidalsubstances.Theresultsindicatedhatthe ethanol extract from the leaves exhibited the most optimal performance. Specifically， 0.1g/mL ethanol extract from the leaves showed the inhibition ratesof 74.12% and 48.63% forthe root length and shoot length，respectively，of E crus-galli and 100% for both the root length and shoot length of A retroflexus.Liquid chromatography-mass spectrometry （LC-MS） detected acetic acid， fumaric acid，L-pyoglutaicidauriciddclencciddoiccidieact.Iosion，hdetsf A philoxeroidespossessctainhrbicidalactivitywithteetanlextractfroelavesemostratigtestrongestiibioyets on E crus-galli and A. retroflexus.

Key words：Alternantheraphiloxeroides; extract; alllopathy;Echinochloacrus-galli;Amaranthus retroflexus

空心蓮子草[Alternantheraphiloxeroides（Mart.）Griseb.屬莧科蓮子草屬，別稱旱地蓮子草和水花生，原產(chǎn)于南美洲，現(xiàn)廣泛分布于我國多個省份[1-3]?？招纳徸硬菔嵌嗄晟薷荼局参铮瑢瞪退h(huán)境均有極強的適應(yīng)性，一旦入侵可迅速生長，形成單一的植物群落，對本土植物的生長發(fā)育及生物多樣性均存在一定威脅[3-5]。在農(nóng)業(yè)種植領(lǐng)域，空心蓮子草是一種入侵物種，在農(nóng)田和水域邊緣密集生長，不僅與本地作物競爭光照、水分、養(yǎng)分和生長空間，還會持續(xù)分泌抑制作物生長的化感物質(zhì)，導(dǎo)致作物減產(chǎn)[6-8]

化感作用，是指植物通過釋放特定代謝物質(zhì)以改變周圍環(huán)境，進(jìn)而抑制或促進(jìn)鄰近植物生長發(fā)育的現(xiàn)象[9。其中，抑制作用更為常見，主要影響植物的呼吸作用、光合作用、水分保持、氣孔功能、木質(zhì)部元素運輸、細(xì)胞膜通透性、細(xì)胞分裂、細(xì)胞發(fā)育、蛋白質(zhì)合成以及酶活性變化等生理過程[10-12]?；形镔|(zhì)是植物次生代謝產(chǎn)物，對環(huán)境友好且無殘留[13-14]。深入研究植物的化感作用，有助于生態(tài)友好型除草劑開發(fā)和農(nóng)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展。

目前，關(guān)于空心蓮子草的研究報道多聚焦于其生物學(xué)特性、生態(tài)影響及防治技術(shù)等領(lǐng)域，對其化感作用的探究仍處于初步階段，現(xiàn)有研究主要集中在該物種對水稻和煙草等大田作物的影響之上[15-17]。本研究以空心蓮子草為供體植物，制備12種浸提液開展培養(yǎng)皿、土壤封閉和莖葉噴霧試驗，比較不同浸提液對稗草（Echinochloacrus-galli）和反枝莧（Amaranthusretroflexus）這兩種常見惡性雜草的抑制效果，并對綜合防效最優(yōu)的浸提液進(jìn)行除草活性物質(zhì)分析，以期為新型植物源除草劑的開發(fā)與利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供體植物（空心蓮子草）采自長沙市長沙縣高橋鎮(zhèn)湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗基地（ 113^°19^′48^′′E 28^°28^′12^′′N ）。受體植物為稗草和反枝莧，種子均由湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院種質(zhì)資源庫提供。供試藥劑包括：40% 芐嘧磺隆·丙草胺（ [B?P] ）（江蘇快達(dá)農(nóng)化股份有限公司）； 50% 二氯喹啉酸（QU）（浙江天一農(nóng)化有限公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1浸提液的制備將采集到的新鮮空心蓮子草分為4組樣本，分別為整株、葉、莖、根，洗凈后控干水分，自然陰干，剪成 0.5～1.0cm 的小段備用。每組樣本分別用甲醇、乙醇、乙酸乙酯這3種溶劑制備浸提液，操作方法如下：取 50g 干燥小段樣本分別加入適量溶劑，充分混合浸泡 48h ，期間間歇震蕩；用3層紗布過濾1次，雙層濾紙過濾2次，離心棄沉淀，用相應(yīng)溶劑定容，配成質(zhì)量濃度為0.1g/mL 的浸提液。根據(jù)浸提材料和溶劑，共制備12種等濃度的浸提液。將制備得到的浸提液置于 4^°C 冰箱保存，使用前取出，放置至室溫，避免低溫對種子和幼苗造成傷害。

1.2.2培養(yǎng)血試驗取適量的稗草和反枝莧種子，用 1% 的過氧化氫溶液消毒 10min ，用蒸餾水洗凈，清洗過程中去除干癟種子。每個培養(yǎng)血墊2層濾紙，分別放入30粒稗草種子和30粒反枝莧種子，加入8mL 浸提液和等量對照用液，其中陽性對照為B·P，陰性對照（CK）為蒸餾水。將培養(yǎng)皿放置于人工氣候箱中恒溫培養(yǎng)，溫度（ 25±0.5 ） C ，濕度 85% ，光周期 12h：12 h（ L：D ）。每個處理3個培養(yǎng)皿，視為3次重復(fù)。培養(yǎng)7d后測量各處理的根長和芽長，并根據(jù)公式（1）計算根（芽）抑制率。

根（芽）長抑制率 =[ 根（芽）長 ck^- 根（芽）長

根（芽）長 cx×100%

1.2.3土壤封閉試驗分別取30粒大小均勻的稗草和反枝莧種子，均勻播種在基質(zhì)表面平齊且濕潤的育苗缽中，每個處理3缽，一共42缽，隨后撒上厚度為 1cm 的基質(zhì)。使用3WP-2000型號行走式生測噴霧塔進(jìn)行土壤噴霧處理，陽性對照為 B?P ，陰性對照（CK）為蒸餾水，各處理噴液用量均為 20mL 。每個處理設(shè)3次重復(fù)。噴施完成后采用底部滲漏法補水，將缽體置于溫室中常規(guī)培養(yǎng)，溫度（ 相對濕度 85% 。處理7d后，分別稱取各處理組雜草地上部分鮮重，并依據(jù)公式（2）計算鮮重抑制率。

鮮重抑制率 Σ=Σ （地上部分鮮重 地上部分鮮重 ）/地上部分鮮重 c.c×100% （2）

1.2.4莖葉噴霧試驗參照1.2.3播種雜草種子，待稗草長至3葉期、反枝莧長出第2片真葉時進(jìn)行莖葉噴施，陽性對照為QU，陰性對照（CK）為蒸餾水，各處理噴液用量均為 20mL 。每個處理設(shè)3次重復(fù)。噴霧完成后，將雜草幼苗置于 25°C 恒溫培養(yǎng)，期間正常澆水觀察幼苗生長情況。處理7d后，分別稱取各處理雜草地上部分鮮重，并按公式（2）計算鮮重抑制率。

1.2.5活性物質(zhì)成分分析采用液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（LC/MS）技術(shù)對綜合防效最佳的浸提液進(jìn)行化學(xué)成分分析，明確有效成分組成。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

使用Exce1軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，采用SPSS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1不同浸提液對稗草、反枝莧種子萌發(fā)的影響

如表1所示，處理7d后，綜合比較不同處理對稗草和反枝莧的根（芽）長抑制率可知，空心蓮子草葉部乙醇浸提液對稗草根長和芽長的抑制率均為浸提液處理中的最高值，抑制率分別為 74.12% 和48.63% ；同時，該處理對反枝莧根（芽）長的抑制率達(dá) 100% ，與陽性對照（B·P）無顯著差異。

2.2不同浸提液土壤封閉處理對稗草、反枝莧幼苗鮮重的影響

土壤封閉處理7d后稗草和反枝莧的鮮重抑制率見表2，不同浸提液對稗草和反枝莧的幼苗生長均存在抑制作用，但其效果仍顯著低于陽性對照（B·P）（ Plt;0.05 ）。其中，莖部乙醇浸提液對稗草的鮮重抑制率最高，達(dá) 58.87% ，葉部乙酸乙酯浸提液對反枝莧的鮮重抑制率最高，達(dá) 47.49% 。

2.3不同浸提液莖葉噴霧處理對稗草、反枝莧鮮重的影響

從表3可見，各部位的浸提液對兩種雜草都有一定的抑制效果；其中，葉部乙酸乙酯浸提液對稗草的鮮重抑制率最高（ 47.46% ），葉部乙醇浸提液對反枝莧的鮮重抑制率最高（ 51.07% ），但均顯著低于陽性對照（QU）（ Plt;0.05 ）。

2.4除草活性物質(zhì)分析

綜合3類試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)：乙醇浸提液對兩種惡性雜草的防治效果更佳；不同部位樣本浸提液比較，葉部浸提液的效果更佳?？傮w而言，葉部乙醇浸提液處理對稗草、反枝莧的綜合防效最佳。利用LC/MS技術(shù)對葉部乙醇浸提液進(jìn)行成分分析，結(jié)果（表4）表明，浸提液中含有乙酸、反丁烯二酸、L-焦谷氨酸、月桂酸、十一烯酸、壬酸和水楊酸等物質(zhì)。

3 討論與結(jié)論

化感作用是一種生態(tài)現(xiàn)象，指植物通過產(chǎn)生和釋放特定的化學(xué)物質(zhì)來促進(jìn)或抑制鄰近植物的生長發(fā)育[29]，這種作用在種子萌發(fā)和幼苗生長階段表現(xiàn)得尤為顯著?；形镔|(zhì)通過抑制受體植物種子胚生長、破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)以及誘導(dǎo)活性氧（ROS）過量積累等方式，致使種子出芽速率下降，出苗整齊度降低，進(jìn)而抑制作物的生長發(fā)育，并削弱作物的田間競爭能力[30-31]。此外，不同植物對化感物質(zhì)的敏感性存在差異，這表明化感物質(zhì)具有選擇性和濃度依賴性，部分物質(zhì)可能還存在專一性。在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，作物與雜草之間的化感作用構(gòu)成了關(guān)鍵生物互作機制。目前，化學(xué)除草劑仍是農(nóng)田雜草防控的主要手段，但長期使用將引發(fā)雜草抗藥性進(jìn)化及環(huán)境污染風(fēng)險等問題[32]。通過作物釋放化感物質(zhì)抑制雜草生長，可降低化學(xué)除草劑用量，是一種環(huán)境友好的防控策略[3]。研究表明，某些植物的浸提液具有顯著的除草活性。例如，董淑琦等[34的試驗發(fā)現(xiàn)，谷子秸稈浸提液能有效抑制田間4種惡性雜草的生長；張鵬飛等[35]的研究表明，山藥不同部位的水浸提液對某些作物具有化感效應(yīng)，其中根莖研磨液的化感抑制作用更為顯著；朱林欣等[3的研究發(fā)現(xiàn)，苧麻不同部位的浸提液對雜草種子的發(fā)芽率、萌發(fā)指數(shù)、根長和苗高等均表現(xiàn)出化感效應(yīng)。試驗中空心蓮子草浸提液對稗草、反枝莧的抑制作用可能是因為受到浸提液中含有的某些物質(zhì)影響，前人研究中也有類似論述。李慧敏等[37]提出，月桂酸是一種化感物質(zhì)，具有潛在的化感效應(yīng)；張家迪等[38]研究指出，壬酸對稗草種子萌發(fā)有較好的抑制活性；謝奎忠等[認(rèn)為，水楊酸等有機酸可能引發(fā)自毒作用進(jìn)而抑制植物生長發(fā)育。由此可見，空心蓮子草葉部乙醇浸提液中含有的某些物質(zhì)可能對反枝莧、稗草這兩種惡性雜草具有較高的化感活性，但因物質(zhì)間互作效應(yīng)尚不明確，有待進(jìn)一步研究。

試驗結(jié)果表明，空心蓮子草葉部乙醇浸提液在0.1g/mL 的濃度下對反枝莧的根（芽）長具有 100% 的抑制效果，對稗草根（芽）長的抑制率高于其他浸提液處理。通過LC-MS分析發(fā)現(xiàn)，該浸提液中含有乙酸、反丁烯二酸、L-焦谷氨酸、月桂酸和壬酸等物質(zhì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)生態(tài)與資源保護(hù)總站.空心蓮子草防控技術(shù)指導(dǎo)意見[J].湖南農(nóng)業(yè)，2024（1）：30.

[2]楊鳳梅，鄭舒含，關(guān)曉銀，等.空心蓮子草的生物學(xué)特性及利用價值研究進(jìn)展[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2022（22）：99-103，107.

[3] WANGY，XIONGYT，WANGY，etal.Long period exposure toseriouscadmiumpollution benefitsan invasiveplant（Alternantheraphiloxeroides）competingwithitsnativecongener（Alternantherasessilis）[J].ScienceofThe TotalEnvironment，2021，786：147456.

[4]孫思昂，鄧梓妍，熊佳瑤，等.空心蓮子草生物及生態(tài)防治研究進(jìn)展[J].南方農(nóng)業(yè)，2022，16（9）：164-167.

[5]黃志寶.不同部位空心蓮子草水浸提液對蠶豆、水稻種子萌發(fā)的影響[J].江西農(nóng)業(yè)，2020（6）：118-119，121.

[6]殷潔，隋宗明，魏立本，等.空心蓮子草浸提液對苜蓿、菊苣和燕麥的潛在化感效應(yīng)[J].草業(yè)科學(xué)，2018，35（1）：146-156.

[7]李潔，曹艷，楊紅，等.空心蓮子草水浸提液對小麥和油菜幼苗丙二醛含量的影響[J].云南農(nóng)業(yè)科技，2017（5）：4-6.

[8]SUN K，LIU X S，QIN TJ，et al. Relative abundance of invasiveplants more effectively explains the response of wetland communitiestodifferent invasiondegrees than phylogenetic evenness[J]. JournalofPlantEcology，2022，15（3）：625-638.

[9]羅瑛，馮偉瑜，歐文軍.空心蓮子草水浸提液對3種暖季型草坪草種子萌發(fā)與幼苗生長的影響[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2017，33（25）：76-80.

[10.]沈莉芹，王艷紅，吳愛平.空心蓮子草浸提液對5種蔬菜種子萌發(fā)的影響[J].種子，2015，34（5）：80-83.

[11]王桂芹，王玉良.空心蓮子草浸提液對蘇丹草根緣細(xì)胞的化感作用[J].熱帶作物學(xué)報，2012，33（11）：2085-2090.

[12] 熊勇，屈睿，王紅斌，等.空心蓮子草不同部位水浸提液對蠶豆、玉米化感作用機制的研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2011，27（18）：158-163.

[13]李梅.空心蓮子草各器官水提液對小白菜化感作用的綜合評價[J].吉林農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，39（6）：71-75.

[14]李潔，雷波.空心蓮子草水浸提液對蠶豆根尖細(xì)胞有絲分裂的影響[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報，2013，44（12）：1972-1976.

[15]陳歡劍，王月平，柏超杰，等.空心蓮子草的化感特性在牧草中的研究[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，40（16）：24-28.

[16]杜照奎，李鈞敏，鐘章成.空心蓮子草水浸提液的化感作用及化感物質(zhì)分析[J].西南大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2012，34（8）：53-60.

[17]王飛，杜康兮，張俊，等.空心蓮子草浸提液對煙草種子萌發(fā)的化感作用研究[J].種子，2012，31（4）：49-51，61.

[18]林潔，李俊材，陶龍興，等.乙酸影響植物生長發(fā)育及逆境響應(yīng)機理的研究進(jìn)展[J].植物生理學(xué)報，2022，58（8）：1423-1430

[19]饒霜.生物炭對番茄青枯病抗性、土壤微生物活性及有機酸含量的影響[D].廣州：華南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2016.

[20]艾立坤.L-焦谷氨酸磺酰酯類衍生物抗菌活性及（+）-AlstonlarsineA的合成探索[D].貴陽：貴州大學(xué)，2023.

[21]王健.防控水稻紋枯病肚倍膜劑的研制及其機理[D].貴陽：貴州大學(xué)，2021.

[22]張孝峰，薛凱，鞠鑫，等.C1，2位脫氫酶抑制劑對9-羥基雄烯二酮制備的影響[J].蘇州科技大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2020，37 （4） ： 45-50.

[23] 錢振官，沈國輝，李濤，等.植物源除草劑壬酸除草活性及其應(yīng)用技術(shù)的研究[J].上海農(nóng)業(yè)學(xué)報，2010，26（2）：1-4.

[24] 彭繼蘭，劉宗求，陳思宇，等.表面活性劑對球孢白僵菌生物合成D-HPPA的影響[J].生物技術(shù)，2023，33（2）：248-253，267.

[25]曹雨娟.基于代謝工程的大腸桿菌中煙酰胺單核苷酸的合成[D].常州：常州大學(xué)，2023.

[26]屈亞潭，陳盼，緱文昌，等.外源水楊酸對黃瓜幼苗灰霉病防御酶活性的影響[J].延安大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2024，43（3）：54-58.

[27]董瑜，謝晏芬，趙宇婷，等.水楊酸對煙草病毒病的防效與煙苗生理活性的影響[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2024，52（6）：61-67.

[28] 楊柳，孟嬌然，段嫚雷，等.苯甲酸區(qū)域熔融提純方法[J].上海計量測試，2024，51（2）：30-32，36.

[29]王蕾，陳紅雨.箭筈豌豆浸提液對油菜及小麥種子萌發(fā)及幼苗生長的影響[J].青海農(nóng)林科技，2024（2）：92-98.

[30]黃漢林，曹思妮，龐潔，等．入侵植物薇甘菊與菟絲子對桉樹的化感作用[J].桉樹科技，2024，41（3）：52-58.

[31]曹士先，余順甜，安娜，等.植物源除蟲菊素對茶薊馬的防治效果[J].茶葉，2023，49（3）：161-163.

[32]丁莉君，張家迪，劉雙清，等.高羊茅提取物對稗草和千金子的化感作用[J/OL].分子植物育種（2024-03-14）[2024-08-13]http：//kns.cnki.net/kcms/detail/46.1068.S.20240312.1707.020.htmL.

[33]柏振東，李皓，柏浩東，等.礬吡草唑·噻吩磺隆對大豆一玉米間作田雜草防效及安全性[J].農(nóng)藥，2024，63（1）：73-78.

[34]董淑琦，席瑞澤，高舒林，等.谷子秸稈浸提液及田間覆蓋對4種雜草的化感作用研究[J].中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2024，29（9）：38-50.

[35]張鵬飛，韓麗麗，關(guān)望輝，等.山藥不同部位水浸提液對萬壽菊和苜蓿的化感效應(yīng)[J/OL].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005，53（8）：169-176.

[36]朱林欣，何也君，陳浩，等.苧麻浸提液對4種田間雜草的化感作用[J].草業(yè)科學(xué)，2023，40（8）：2038-2047.

[37] 李慧敏，曹婷婷，顧美子，等.不同林齡木麻黃林地特有細(xì)菌代謝產(chǎn)物及其化感潛力[J].應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報，2016，22（5）：808-814.

[38]張家迪，劉雙清，鄔臘梅，等.北美車前提取液對稗草和千金子的化感作用[J].草地學(xué)報，2024，32（2）：510-516.

[39]謝奎忠，邱慧珍，胡新元，等.連作馬鈴薯根系分泌物鑒定及其對尖孢鐮孢菌（Fusarium oxysporum）的作用[J].中國沙漠，2021，41（3）：7-15.

（責(zé)任編輯：彭靜瀾）