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 文獻標識碼：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].湖南農業科學，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，原產于南美洲，現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?，對旱生和水生環境均有極強的適應性，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育及生物多樣性均存在一定威脅[3-5]。在農業種植領域，空心蓮子草是一種入侵物種，在農田和水域邊緣密集生長，不僅與本地作物競爭光照、水分、養分和生長空間，還會持續分泌抑制作物生長的化感物質，導致作物減產[6-8]

化感作用，是指植物通過釋放特定代謝物質以改變周圍環境，進而抑制或促進鄰近植物生長發育的現象[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、木質部元素運輸、細胞膜通透性、細胞分裂、細胞發育、蛋白質合成以及酶活性變化等生理過程[10-12]?；形镔|是植物次生代謝產物，對環境友好且無殘留[13-14]。深入研究植物的化感作用，有助于生態友好型除草劑開發和農業綠色可持續發展。

目前，關于空心蓮子草的研究報道多聚焦于其生物學特性、生態影響及防治技術等領域，對其化感作用的探究仍處于初步階段，現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，并對綜合防效最優的浸提液進行除草活性物質分析，以期為新型植物源除草劑的開發與利用提供依據。

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湖南省農業科學院試驗基地（ 113^°19^′48^′′E 28^°28^′12^′′N ）。受體植物為稗草和反枝莧，種子均由湖南省農業科學院種質資源庫提供。供試藥劑包括：40% 芐嘧磺隆·丙草胺（ [B?P] ）（江蘇快達農化股份有限公司）； 50% 二氯喹啉酸（QU）（浙江天一農化有限公司）。

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，用相應溶劑定容，配成質量濃度為0.1g/mL 的浸提液。根據浸提材料和溶劑，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。將培養皿放置于人工氣候箱中恒溫培養，溫度（ 25±0.5 ） C ，濕度 85% ，光周期 12h：12 h（ L：D ）。每個處理3個培養皿，視為3次重復。培養7d后測量各處理的根長和芽長，并根據公式（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。使用3WP-2000型號行走式生測噴霧塔進行土壤噴霧處理，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3次重復。噴施完成后采用底部滲漏法補水，將缽體置于溫室中常規培養，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3次重復。噴霧完成后，將雜草幼苗置于 25°C 恒溫培養，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活性物質成分分析采用液相色譜-質譜聯用（LC/MS）技術對綜合防效最佳的浸提液進行化學成分分析，明確有效成分組成。

1.3 數據處理與分析

使用Exce1軟件進行數據整理，采用SPSS軟件進行數據處理與分析。

2 結果與分析

2.1不同浸提液對稗草、反枝莧種子萌發的影響

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 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 58.87% ，葉部乙酸乙酯浸提液對反枝莧的鮮重抑制率最高，達 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除草活性物質分析

綜合3類試驗結果發現：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。總體而言，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技術對葉部乙醇浸提液進行成分分析，結果（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。

3 討論與結論

化感作用是一種生態現象，指植物通過產生和釋放特定的化學物質來促進或抑制鄰近植物的生長發育[29]，這種作用在種子萌發和幼苗生長階段表現得尤為顯著?；形镔|通過抑制受體植物種子胚生長、破壞細胞結構以及誘導活性氧（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，進而抑制作物的生長發育，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的敏感性存在差異，這表明化感物質具有選擇性和濃度依賴性，部分物質可能還存在專一性。在農業生態系統中，作物與雜草之間的化感作用構成了關鍵生物互作機制。目前，化學除草劑仍是農田雜草防控的主要手段，但長期使用將引發雜草抗藥性進化及環境污染風險等問題[32]。通過作物釋放化感物質抑制雜草生長，可降低化學除草劑用量，是一種環境友好的防控策略[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的試驗發現，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，其中根莖研磨液的化感抑制作用更為顯著；朱林欣等[3的研究發現，苧麻不同部位的浸提液對雜草種子的發芽率、萌發指數、根長和苗高等均表現出化感效應。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，具有潛在的化感效應；張家迪等[38]研究指出，壬酸對稗草種子萌發有較好的抑制活性；謝奎忠等[認為，水楊酸等有機酸可能引發自毒作用進而抑制植物生長發育。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，但因物質間互作效應尚不明確，有待進一步研究。

試驗結果表明，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分析發現，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。

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（責任編輯：彭靜瀾）