水稻秸稈提取物對幾種雜草的抑制效果及其安全性研究

蔡傅紅　曲潤波　王耀強　趙婕如　盛先鋒　王云鵬

摘要本研究采用室內生測方法，測定了水稻秸稈水浸提液對雜草和作物發芽率的影響，研究了不同濃度浸提液對雜草和作物的化感作用。結果表明，可以把水稻秸稈作為硬草和王不留行除草劑的研究植物;在研究水稻秸稈提取液作為狗尾草有效的除草劑時，應使用濃度≥0.04g/mL的提取液。同時，還研究了秸稈提取液對作物的除草安全性。研究結果表明，種植韭菜、番茄和蘿卜時不可以使用水稻秸稈提取液研制的除草劑;種植小麥時可以使用濃度<0.01g/mL的水稻秸稈提取液研制的除草劑;在種植白菜時可以使用濃度<0.02g/mL的水稻秸稈提取液研制的除草劑。

關鍵詞 水稻秸稈提取液;雜草;抑制作用;化感作用

中圖分類號 S47

文獻標識碼 A

文章編號 1007-5739（2019）05-0091-03

目前，除草方式主要分為人工除草和化學除草，人工除草效率低，不適合農業產業化發展的需要;化學除草適合機械化生產，工作效率高，采用化學除草劑可有效地控制許多雜草，但對環境污染比較大1-2。在一些地區，長殘效除草劑品種仍然在大面積使用，而且由于相對落后的農藥工業，常出現農藥產品雜質超標的現象，如本是十分安全的芐嘧磺隆，也由于產品雜質超標，給一些地區水稻造成了藥害啊。我國也報道了塘蒿稗草、看麥娘等5種雜草生物型對丁草胺、百草枯、綠麥隆、殺草丹等除草劑產生了抗藥性4。近年來，化學藥劑的大量使用引發了一系列的問題，如除草劑抗性雜草植株的出現、土壤污染、水質退化以及對非雜草生物（特別是人畜）的危害等I5。利用生物技術除草是植物保護學發展的有效途徑，，該技術經濟安全、效果持久且不污染環境，符合人與自然和諧發展的理念，將占據重要地位問。

秸稈還田是保證我國農業持續穩定發展的重要途徑。近年來，在國家對農作物秸稈資源合理利用政策的推動下，我國科學家已在秸稈還田對培肥土壤及提高作物產量等方面做了大量研究和積累了大量資料-1。植物的化感作用廣泛存在于自然界中，在農作物耕作制度安排、作物病蟲害防治、農田雜草控制以及減少連作障礙危害等方面起著重要的作用102-15。已有研究表明秸稈經過雨水的淋浸和微生物的腐解而釋放出來的化學物質，常常可以對雜草產生不良影響16-19。為找到新型材料制造新型無公害綠色除草劑，指導農業生產、促進稻草還田的廣泛應用，可研究其不同濃度浸提液對雜草幼苗的化感作用。本試驗主要研究水稻秸稈提取液對雜草的抑制作用及其安全性。

1材料與方法

1.1供試材料

供試雜草種子為狗尾草、硬草、王不留行。

供試作物種類為小麥、番茄、白菜蘿卜、韭菜。

1.2秸稈提取物的制備

秸稈洗凈、自然風干或者105C殺青659C烘12h。使用粉碎機粉碎，過篩（40目或60目）。精確稱取1g（干重），加12.5mL蒸餾水，振蕩24h，離心10min（4000r/min），取上清液得浸提液的原液（濃度相當于0.08g/mL干物質），冷藏保存;并且可用等量體積的蒸餾水調試濃度14.20，分別為0.040.02.0.01g/mL。

1.3種子處理

1.3.1浸種。將受試的種子用0.5%硫酸銅溶液浸泡12h，蒸餾水沖洗干凈。培養皿在160～180C下干熱滅菌2h，冷卻至室溫，放人2層濾紙，備用。

1.3.2種子培養。挑選籽粒大小相當的種子播于鋪有濾紙的培養皿內，每個培養皿播30粒種子，分別加入不同濃度的培養液5mL，置于28C條件下培養。培養期間，每天須在一固定時間，添加相應濃度的培養液以保持一定濕度，3d后記錄種子發芽率，以芽長超過種子長度1/2為標準;7d后，測量幼苗高度和根長。每個處理3次重復。對照用同量溶劑加蒸餾水處理（CK，0g/mL），然后置于28C恒溫培養箱中培養7d后測量根長。發芽率是決定種子品質和種子實際用量的依據，種子發芽勢是判斷種子質量優劣、出苗整齊與否的重要標志，也與幼苗強弱和產量有密切的關系。發芽勢高的種子，出苗迅速，整齊健壯。計算公式如下：

發芽率（%）=7d發芽種子數/供試種子數x100;

發芽勢（%）=3d發芽種子數/供試種子數x100;

發芽指數Gi=E（Gt/Dt）。

式中，Gi為發芽指數;Dt為相應的發芽天數（d）;Gt為在t日的發芽數（個）。

1.4數據處理

參照Lin等的方法，以化感作用抑制率（Inhibitoryrate，IR）作為化感作用的研究指標。IR（%）=（T;-T）+Tx100，式中，T;為測試項目的處理值，To為對照值，IR≥0表示具有促進作用，IR<0表示具有抑制作用。IR的絕對值越大，其化感作用潛力（促進或抑制作用）越大。采用SPSS軟件對數據進行統計分析。

2結果與分析

2.1對雜草種子發芽的影響

2.1.1對硬草種子萌發的影響。由表1可知，對硬草種子發芽的影響總體上呈現抑制作用。不同濃度浸提液處理的硬草種子發芽率與對照都有顯著性差異。從IR可以看出，在浸提液質量濃度為0.01～0.08g/mL時，IR值都小于0，表示浸提液對硬草種子發芽表現出了顯著的抑制作用，任何濃度下種子都表現為被殺死狀態。水稻秸稈提取液可以殺死種子硬草或延緩其發芽。說明水稻秸稈提取液研制的除草劑會對硬草表現出了強烈的除草效果，可以作為硬草除草劑的研究植物。

2.1.2對狗尾草種子萌發的影響。由表2可知，不同質量濃度的浸提液對狗尾草種子發芽總體上呈現濃度越高越抑制的現象。從IR可以看出，在浸提液質量濃度為0.01～0.08g/mL時，IR值都小于0，表示浸提液對狗尾草種子發芽具有抑制作用，且隨著浸提液質量濃度的增加，抑制作用增強。同時可以看出，在濃度為0.04～0.08g/mL范圍內，種子都表現為被殺死狀態。通過對比發芽勢和發芽率可以發現，在濃度為0.02g/mL時可以延緩狗尾草種子發芽但不會殺死種子。說明水稻秸稈提取液研制的除草劑會對狗尾草表現出強烈的除草效果，可以作為狗尾草除草劑的研究植物，但是最好濃度≥0.04g/mL。

2.1.3對王不留行種子萌發的影響。由表3可知，不同質量濃度的浸提液對王不留行種子發芽的影響總體上呈現濃度越高越抑制的現象。在浸提液質量濃度為0.01～0.08g/mL時，IR值都小于0，說明浸提液對王不留行種子發芽具有抑制作用，但在低濃度時抑制效果偏低;隨著浸提液質量濃度的增加，抑制作用增強;同時可以直觀的看出，在質量濃度為0.02～0.08g/mL時，化感作用抑制率都達到了100%，種子都表現為被殺死狀態。說明水稻秸稈提取液研制的除草劑會對王不留行表現出強烈的除草效果，可以作為王不留行除草劑的研究植物。

2.2對作物種子發芽的安全性

2.2.1對韭菜種子萌發的影響。由表4可知，對韭菜種子發芽的影響總體上呈現濃度越高越抑制的現象。不同浸提液質量濃度下，韭菜種子發芽率與對照都有顯著性差異。在浸提液質量濃度為0.01～0.08g/mL時，IR值都小于0，表示浸提液對韭菜種子發芽具有抑制作用，但在低濃度時抑制效果偏低;隨著浸提液質量濃度的增加，浸提液對韭菜種子發芽的抑制作用增強，在質量濃度為0.04、0.08g/mL時，抑制率都達到了91.67%。從發芽勢和發芽率的變化趨勢可以看出，水稻秸稈提取液可以延緩韭菜種子發芽。還可以直觀的看出，在濃度為0.04g/mL時韭菜種子發芽率上升，但是與CK比較還是有顯著的抑制效果。故種植韭菜時不適用水稻秸稈提取液研制的除草劑。

2.2.2對白菜種子萌發的影響。由表5可知，不同質量濃度的浸提液對白菜種子發芽的影響總體上呈現濃度越高越抑制的現象。在浸提液質量濃度為0.01～-0.08g/mL時，IR值都小于0，表示浸提液對白菜種子發芽具有抑制作用，但在低濃度時抑制效果偏低;隨著浸提液質量濃度的增加，抑制作用增強，在質量濃度為0.04、0.08g/mL時，抑制率分別達到了86.21%、100.00%，說明在濃度為0.08g/mL時具有殺死白菜種子的作用。從發芽勢和發芽率的對比可以看出，水稻提取液可以延緩白菜種子發芽。，從發芽率和IR表現的趨勢，上看，在提取液濃度為0.01g/mL和0.02g/mL時提取液對白菜種子抑制效果不強，故種植白菜時可以使用低濃度水稻秸稈提取液研制的除草劑。

2.2.3對小麥種子萌發的影響。由表6可知，對小麥種子發芽的影響總體上呈現濃度越高越抑制的現象。在浸提液質量濃度為0.01～0.08g/mL時，IR值都小于0，表示浸提液對小麥種子發芽具有抑制作用，但在低濃度時抑制效果偏低;隨著浸提液質量濃度的增加，抑制作用增強，在質量濃度為0.040.08g/mL時，抑制率分別達到了35.71%和57.14%;從發芽勢和發芽率的對比可以看出，水稻提取液可以延緩小麥種子發芽。故種植小麥時可以使用濃度<0.01g/mL的水稻秸稈提取液研制的除草劑。

2.2.4對番茄種子萌發的影響。由表7可知，不同質量濃度的浸提液對番茄種子發芽的影響總體上呈現濃度越高越抑制的現象。在浸提液質量濃度為0.01～0.08g/mL時，IR值都小于0，表示浸提液對番茄種子發芽具有抑制作用，但在低濃度時抑制效果偏低;隨著浸提液質量濃度的增加，浸提液對番茄種子發芽表現出了顯著的抑制作用;同時可以直觀地看出，在質量濃度分別為0.04、0.08g/mL時，抑制率均達到了100.00%，具有殺死番茄種子的效果。從發芽勢可以看出，在濃度為0.01g/mL和0.02g/mL時對番茄種子都有抑制作用。從發芽勢和發芽率的對比可以看出，水稻提取液可以抑制番茄種子發芽。故種植番茄時不可以使用水稻秸稈提取液研制的除草劑。

2.2.5對蘿卜種子萌發的影響。由表8可知，不同質量濃度的浸提液對蘿卜種子發芽的影響總體上呈現濃度越高越抑制的現象，在浸提液質量濃度為0.01～0.08g/mL時，IR值都小于0，表示浸提液對蘿卜種子發芽具有抑制作用，但在低濃度時抑制效果偏低;隨著浸提液質量濃度的增加，抑制作，用增強，在質量濃度為0.04、0.08g/mL時，抑制率分別達到了87.50%和62.50%。同時可以直觀地看出，在質量濃度為0.04g/mL時發芽率顯著增長，但是與CK比較還是具有顯著的抑制效果。從發芽勢和發芽率的對比可以看出，水稻提取液可以延緩蘿卜種子發芽。故種植蘿卜時不可以使用水稻秸稈提取液研制的除草劑。

3結論與討論

本文研究結果表明，水稻提取液對雜草種子萌發表現出了強烈的抑制作用。提取液對硬草種子在試驗的4個濃度梯度下都表現為強烈的致死性，可以把水稻秸稈作為硬草除草劑的研究植物。在提取液濃度為0.04g/mL和0.08g/mL時對狗尾草種子表現為強烈的致死性，在濃度為0.01g/mL和0.02g/mL時對狗尾草種子發芽表現出強烈的抑制效果、但未表現出致死作用。因此，在研究水稻秸稈提取液作為狗尾草有效的除草劑時，應使用濃度≥0.04g/mL的提取液。水稻秸稈提取液在濃度為0.02、0.04.0.08g/mL時對王不留行種子表現為強烈的致死性，在濃度為0.01g/mL時即表現出顯著的抑制效果，故水稻秸稈提取液可以作為王不留行除草劑的研究植物。本文還對秸稈提取物的安全性問題作了研究，對水稻秸稈提取液在農業除草方面的應用提供了理論依據。

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