剑麻叶不同溶剂浸提液对假臭草萌发和生长的影响

黄东东， 沈奕德， 黄乔乔， 李晓霞， 范志伟， 程汉亭

(中国热带农业科学院环境与植物保护研究所/农业部热带作物有害生物综合治理重点实验室/农业部儋州农业环境科学观测试验站/海南省热带农业有害生物监测与控制重点实验室/海南省热带作物病虫害生物防治工程技术研究中心，海南海口 571101)

剑麻叶不同溶剂浸提液对假臭草萌发和生长的影响

黄东东， 沈奕德， 黄乔乔， 李晓霞， 范志伟， 程汉亭

(中国热带农业科学院环境与植物保护研究所/农业部热带作物有害生物综合治理重点实验室/
农业部儋州农业环境科学观测试验站/海南省热带农业有害生物监测与控制重点实验室/
海南省热带作物病虫害生物防治工程技术研究中心，海南海口 571101)

以剑麻园常见伴生杂草假臭草为受体植物，白菜和萝卜为参照受体植物，采用生物测定的方法研究剑麻新鲜叶片石油醚、乙酸乙酯、三氯甲烷、蒸馏水4种溶剂浸提液对受体植物种子萌发和生长的影响。结果表明，4种溶剂浸提液对受体植物种子萌发率、根长和茎长生长均有不同程度的影响。500 mg/mL蒸馏水浸提液和三氯甲烷浸提液对假臭草种子的萌发和幼苗的根长总体上具有显著的抑制作用，抑制率分别达到29%和50%；500 mg/mL 蒸馏水浸提液对萝卜种子萌发和根长生长具有显著的抑制作用，抑制率分别达到45.00%和64.22%；500 mg/mL乙酸乙酯浸提液对白菜种子萌发和根长生长的抑制作用较强，抑制率分别达到30.49%和56.59%。说明剑麻不同溶剂、不同浓度浸提液对不同的受体植物均存在不同程度的化感作用，这为进一步开展利用剑麻的化感物质抑制杂草的研究提供了理论基础。

剑麻；化感作用；假臭草；生物测定

剑麻(Agavesisalana)为龙舌兰科龙舌兰属的多年生热带纤维作物，原产于中美洲的热带、亚热带地区，具有纤维长、色泽洁白、质地坚韧、富有弹性、拉力强、耐磨擦、耐酸碱、耐腐蚀、不易打滑、无静电产生等特点，长期以来广泛用于航海、渔业、石油交通运输、工矿、林业、建筑等行业，具有较高的经济价值。剑麻液汁中还含有海柯吉宁和替告吉宁等多种物质，是制造药物的重要原材料[1-3]。植物化感抑草是利用自身分泌的化感物质防治杂草，具有剂量小、选择性强、无3R(抗性、再增猖獗和残留)问题等优点，被认为是21世纪可持续农业的关键生物技术之一[4-6]。近年来，随着化学农药的不合理使用和杂草的生物入侵，导致剑麻园杂草增多。作物化感抑草是有害生物控制和促进环境可持续发展的有效途径，但有关剑麻化感作用的研究还未见报道。根据笔者所在的课题组对海南省剑麻园杂草的调查结果可知，剑麻园杂草主要有假臭草、红毛草、阔叶丰花草等。本试验以白菜、萝卜、剑麻园伴生杂草假臭草为受体植物，研究剑麻浸提液对这3种植物种子萌发和幼苗生长的影响，旨在探讨剑麻的潜在化感作用，为作物化感物质的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 供体植物 剑麻的新鲜叶片于2013年9月15日采自中国热带农业科学院环境与植物保护研究所试验基地。

1.1.2 受体植物 白菜种子(四季白菜，海南绿禾丰种子种苗有限公司)和萝卜种子购于海南大学物资公司，假臭草种子采自中国热带农业科学院环境与植物保护研究所试验基地。

1.2 试验方法

1.2.1 浸提液的制备 用1/10 000天平分别称取新鲜剑麻的叶片4份，每份约100 g，剪碎，分别加入石油醚、乙酸乙酯、三氯甲烷、蒸馏水、研磨，室温条件下密封浸提24 h，振荡5次，使其充分浸提，过滤，浸提重复2次，合并滤液，45 ℃减压浓缩至水相，蒸馏水定容至200 mL，即浓度为500 mg/mL的浸提原液，稀释浸提原液，使其浓度为250、125 mg/mL，4 ℃ 冷藏用于生物测定。

1.2.2 生物测定 试验设置125、250、500 mg/mL 3个浓度梯度和对照(蒸馏水)，每个浓度3次重复，共144个处理，即4种溶剂浸提液×4个浓度×3个重复×3种靶标植物。每个处理在直径为9 cm的培养皿中放2层定性滤纸，加入5 mL的浸提液，再放入20粒大小均匀、饱满的种子，摆放均匀，盖上培养皿。将其放入人工气候箱中萌发，光照14 h(28 ℃)/黑暗10 h(23 ℃)，湿度75%(模拟海南气候)。种子出现萌芽(胚根长度≥1 mm)后开始记录每天种子的萌发数，7 d后统计萌发率(GR)、根长和茎长：萌发率=(发芽种子数/供试种子总数)×100%；对照抑制率=(1-处理的萌发率/对照的萌发率)×100%。综合效应是同一处理浓度对同一受体3个测试项目(根长、苗高、萌发率)的对照抑制率的算术平均值。1.3 数据分析

采用DPS软件对试验数据进行处理和分析，利用单因素方差分析结合Duncan’s多重比较法对各指标进行差异显著分析。

2 结果与分析

2.1 剑麻叶浸提液对受体植物萌发率的影响

由表1可知，500 mg/mL蒸馏水、125 mg/mL石油醚、500 mg/mL三氯甲烷浸提液对假臭草种子的抑制作用相对较强，分别比对照低32.50、40.00、57.51百分点；500 mg/mL蒸馏水浸提液对萝卜种子的抑制效果极显著，其他浸提液对其有微弱的抑制作用，但效果不显著；乙酸乙酯浸提液浸提液对白菜种子的抑制效果随着浓度的增加而增加，在 500 mg/mL 浓度下抑制效果极显著。蒸馏水、三氯甲烷浸提液对白菜种子的抑制效果随浓度的增加而有所增加，但不显著。

2.2 剑麻叶浸提液对受体植物根长的影响

由表2可知，与对照相比，低浓度蒸馏水浸提液对萝卜和白菜幼苗根的生长具有促进作用，但高浓度蒸馏水浸提液对其的抑制效果极显著。乙酸乙酯浸提液对萝卜幼苗根的生长无明显作用，对假臭草和白菜幼苗根的生长有抑制作用，在 250、500 mg/mL 的浓度下抑制效果极显著。石油醚浸提液对萝卜和白菜幼苗根的生长有抑制作用，但不显著；对假臭草幼苗根的生长在125、250 mg/mL浓度时有促进，在500 mg/mL浓度时有抑制作用，但不明显。三氯甲烷浸提液对萝卜幼苗根生长的抑制效果极显著；对假臭草幼苗根生长的抑制效果在250 mg/mL浓度时显著，在500 mg/mL浓度下时极显著；但对白菜幼苗根的生长无显著作用。

表1 剑麻叶浸提液对3种受体植物萌发率的影响Table 1 Effects of leaves extracts of A. sisalana on germination rate of three receptor plants

注：同列且同种萃取剂数据后不同小写、大写字母表示与对照在0.05和0.01水平上差异显著；相同字母表示差异不显著。

表2 剑麻叶浸提液对3种受体植物幼苗根生长的影响Table 2 Effects of leaves extracts of A. sisalana on seedling root length of three receptor plants

注同表1。

2.3 剑麻叶浸提液对受体植物茎长的影响

由表3可知，剑麻的蒸馏水浸提液对3种受体幼苗茎的生长有不同程度的促进作用，在白菜幼苗茎的生长上表现极显著，在250 mg/mL浓度下对萝卜幼苗茎的生长具有显著的促进作用，在 500 mg/mL 浓度下对假臭草幼苗茎的生长具有极显著的促进作用。乙酸乙酯浸提液对白菜幼苗茎的生长具有极显著的促进作用。石油醚浸提液对白菜有微弱促进作用，对其他2种受体无明显作用。三氯甲烷浸提液对假臭草幼茎的生长有抑制作用，在250、500 mg/mL浓度下效果显著。

表3 剑麻叶浸提液对3种受体植物幼苗茎生长的影响Table 3 Effects of leaves extracts of A. sisalana on seedling stem length of three receptor plants

注同表1。

2.4 剑麻叶浸提液对3种受体植物影响的平均抑制率

由表4可知，剑麻浸提液对3种植物受体的抑制作用随着浓度的升高而增强。其中，蒸馏水和乙酸乙酯浸提液随着浓度的升高对假臭草抑制作用增强，石油醚对假臭草的抑制作用随着浓度增加而减弱，在500 mg/mL时转为促进作用；蒸馏水浸提液对萝卜在中低浓度下有促进作用，在500 mg/mL浓度时有抑制作用；乙酸乙酯和石油醚浸提液对白菜的抑制作用均随着浓度的升高而增强，蒸馏水浸提液则随着浓度的升高而逐渐减弱。

表4 剑麻叶浸提液对3种受体植物的综合效应Table 4 Overall effects of leaf extracts of A. sisalana on three receptor plants

3 结论与讨论

本研究用4种溶剂剑麻叶浸提液对3种受体植物(假臭、萝卜、白菜草)进行室内生物测定，结果表明，剑麻叶500 mg/mL蒸馏水浸提液和三氯甲烷浸提液处理可极显著降低假臭草的发芽率，并能抑制其幼苗的生长，平均抑制率达到50%；蒸馏水浸提液在中低浓度下对萝卜有促进作用，但在 500 mg/mL 浓度下，萝卜发芽率和幼苗的生长都转变为强抑制作用，平均抑制率35%；500 mg/mL石油醚浸提液对白菜受体的萌发和根的生长有明显的抑制作用，平均抑制率达41%，但对白菜幼苗茎的生长有微弱促进作用，说明植物化感的促进或抑制作用存在浓度效应与受体植物选择效应。有研究指出，化感作用具有多样性的特点，即同种植物不同浸提液处理或同种浸提液不同植物处理对种子的影响是不同的[7-9]，这与本研究结果一致。本研究表明，剑麻的化感作物能抑制剑麻田恶性杂草假臭草的种子萌发和幼苗生长，但剑麻通过代谢产生的化感物质的组成成分、化感物质的释放途径与作用机理等还有待进一步研究。

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AllelopathicEffectsofLeafExtractsfromAgavesisalanaonGerminationandGrowthofPraxelisclematidea

HUANG Dong-dong，SHEN Yi-de，HUANG Qiao-qiao，LI Xiao-xia，FAN Zhi-wei，CHENG Han-ting

(Environment and Plant Protection Institute，CATAS/Key Laboratory of Pests Comprehensive Governance for Tropical Crops，Ministry of Agriculture/Danzhou Scientific Observing and Experimental Station of Agro-Environment，Ministry of Agriculture/Hainan Key Laboratory for Monitoring and Control of Tropical Agricultural Pests/Hainan Engineering Research Center for Biological Control of Tropical Crops Diseases and Insect Pests，Haikou571101，China)

UsingPraxelisclematidea(Griseb.) R.M. King & H . Rob.(syn.EupatoriumcatariumVeldkamp)，a weed commonly associated toAgavesisalanaplantations，as the receptor plant，andBrassicapekinensis(Lour.) andRaphanussativusL. as reference receptor plants，the effect of the petroleum ether，chloroform，ethyl acetate，distilled water solvent extracts from fresh leaves ofA.sisalanaon the germination and growth of the receptor plants were studied by a bioassay method. The four extracts had different effects on seed germination rate，root length and shoot length of the receptor plants. Water and chloroform extracts at 500 mg/mL inhibited seed germination and root length ofE.catariumby 29% and 50%，respectively. At the same concentration，distilled water extracts inhibited seed germination and root length ofR.

sativus45% and 64%，respectively. Under the same conditions，chloroform extracts had inhibitory effects of 30% and 57% on seed germination and root length ofB.pekinensis. Therefore，the allelopathic effects ofA.sisalanafoliar extracts are mediated by the solvent used，the extract concentration and the bioassay receptor plant，which provides the foundation for further studies on weed control using the allelopathy ofA.sisalana.

Agavesisalana；allelopathy；Praxelisclematidea；bioassay method

S45

A

1003-935X(2013)04-0005-04

黄东东，沈奕德，黄乔乔，等. 剑麻叶不同溶剂浸提液对假臭草萌发和生长的影响[J]. 杂草科学，2013，31(4)：5-8.

2013-10-28

国家麻类产业技术体系剑麻栽培岗位专项(编号：CARS-19-E17)。

黄东东(1990—)，男，海南文昌人，本科生，主要从事农田杂草和入侵植物生理生态研究。E-mail：100142917@qq.com。

范志伟，博士，研究员，主要从事杂草生态与综合治理。Tel：(0898)23300557；E-mail：fanweed@163.com。