狼毒素对几种受体植物化感作用的研究

张君霞，马盼盼，王建亚，魏 骋，高 强，张新虎

(1.甘肃农业大学 林学院，甘肃 兰州 730070； 2.兰州大学草地农业科技学院，甘肃 兰州 730020； 3.甘肃新科建设环境集团有限公司，甘肃 兰州 730030； 4.东北林业大学 林学院，黑龙江 哈尔滨 150040； 5.甘肃省庆阳市环县林业局，甘肃 庆阳 745700； 6.甘肃农业大学 植物保护学院，甘肃 兰州 730070)

瑞香狼毒(Stellerachamaejasme)是我国草地重要的有毒植物，广泛分布于我国干旱草原、沙质草原和典型草原的退化草地上，在重度退化的草原上，已成为主要的建群种或优势种[1]。有资料报道，藏西北有毒植物主要以黄芪属、棘豆属有毒植物和狼毒为主，在部分区域已成为草地的建群种，成为该区域草地畜牧业发展的制约因素[2]；甘肃有46.6万hm2草原遭受有毒杂草危害，牧草减产1.375亿kg，经济损失1 500～2 000万元[3]。青海省天然草地上生长的瑞香狼毒面积达73.3万hm2，密度为3.5株丛/m2，最多可超过50株丛/m2；在海北藏族自治州境内，瑞香狼毒集中分布于海晏县的青海湖、托勒、甘子河乡和刚察县的哈尔盖、泉吉、吉尔孟、伊克乌兰以及祁连县的野牛沟乡、扎麻什，总面积达8.01万hm2[4]；内蒙古泽里木盟阿鲁旗形成以瑞香狼毒为主要植物群落草地约4万hm2，有瑞香狼毒生长的草地13.3万hm2以上[5]。

在狼毒侵占的退化草地上，除了狼毒的侵占性和竞争性很强以及草地过度放牧以外，还存在十分重要的内在因素，即对该类草地植物的消长作用，这种作用为狼毒的化感作用[6]。1993年周淑清等[7-11]首次报道了瑞香狼毒鲜根、茎、叶的水浸液及其根茎叶粉碎物掺和土壤对苜蓿(Medicagosativa)，沙打旺(Astragalusadsurgens)，披碱草(Elymusdahuricus)，老芒麦(Elymussibiricus)等20多种植物的种子发芽和幼苗生长均有一定的影响，其中，根的作用明显强于茎和叶，而对于豆科牧草的影响又强于禾本科牧草。另外，很多研究发现，狼毒具有较强杀虫、杀螨和抑菌活性[12-19]。 因此，利用甘肃国力生物科技有限开发公司生产的植物源狼毒素1.6%水乳剂对几种受体植物的化感作用测定，旨在充分利用狼毒植物在天然草地滋生扩张的特性，对狼毒化感作用进一步研究；同时，验证该植物源杀虫剂的应用范围及生物安全性，为合理利用并开发植物源农药奠定基础。

1 材料和方法

1.1 试验材料

1.6%狼毒素水乳剂(甘肃国力生物科技开发有限公司提供)；供试植物种子名录见表1。

表1 供试植物材料

1.2 试验方法

1.2.1 种子萌发试验方法 将1.6%狼毒素水乳剂分别用蒸馏水稀释100，1 000和10 000倍，分别取5 mL药剂加入50 mL经过高温灭菌并凉至50℃的水-琼脂培养基中，充分摇匀后倒入9 cm培养皿中，制成带药培养基平板，冷却后待用。

精选大小一致的种子，经过84消毒、浸种、催芽后，在无菌环境下均匀摆放在带药培养基中(培养皿预先消毒处理)，每个培养皿摆放种子20粒，在人工气候箱培养(温度，25℃/15℃，昼/夜；光周期，16 h/8 h，暗/光；相对湿度，80%)。每个处理设置3个重复，并以蒸馏水处理做对照，安置发芽的当天为第1 d，每天观察并记录种子发芽数，种子萌发标准为芽长超过种子长轴的1/2，待连续3 d没有种子发芽时结束试验。发芽结束后水浴加热(35～40℃)带药培养基平板至稍融，完整取出正常发芽的种子用游标卡尺测量其根长、苗高(自然苗高)，并计算发芽率、发芽指数、发芽势。

发芽势=发芽高峰期发芽的种子数/供试种子数×100%

发芽指数=∑Gt/ Dt =∑当天发芽数/发芽日数

发芽率=发芽数/供试种子数×100%

1.2.2 数据处理 试验数据统计分析采用LSD多重比较，用下列公式计算化感效应指数：

RI=T/C-1

式中：C为对照值，T为处理值，RI为化感作用效应，RI>0 为促进，RI<0为抑制，RI绝对值的大小表示化感作用强度大小。

2 结果与分析

2.1 狼毒素对单子叶牧草种子萌发和幼苗生长的影响

高浓度(1∶100)狼毒素对3种单子叶牧草的种子萌发均有显著的抑制作用，并且总体呈现出随着狼毒素浓度的增加而抑制作用加强；而对3种植物根长生长的影响均不显著，其中，对苏丹草和黑麦草表现微弱抑制作用，其化感效应指数均不超过-0.35，对高羊茅表现高浓度抑制、低浓度促进作用；对3种单子叶牧草的苗高影响也不显著(表2)。

表2 狼毒素处理下单子叶牧草的种子萌发和幼苗生长特性

2.2 狼毒素对单子叶作物种子萌发和幼苗生长的影响

狼毒素对3种单子叶作物的影响表明，不同浓度狼毒素制剂对3种单子叶作物的化感作用相对均较弱，尤其对种子萌发的影响结果与对照差异均不显著；而对根长和苗高生长影响在中低浓度条件处理下，均表现一定促进作用，且对玉米促进作用最为明显，狼毒素低浓度处理下，对根长和苗高的化感效应指数高达0.86和0.92(表3)。

表3 狼毒素处理下单子叶作物的种子萌发和幼苗生长特性

2.3 狼毒素处理下双子叶牧草种子萌发和幼苗生长的影响

狼毒素对3种双子叶牧草的影响表明(表4)，狼毒素不同浓度处理对3种双子叶牧草的种子萌发率、根长生长、发芽势和发芽指数表现的化感作用均较弱，大多数与对照差异不显著，但普遍存在高浓度抑制现象，且整体对根长生长表现的化感抑制作用较强，其中对白三叶的根长生长抑制作用在高浓度下最强，其化感效应指数为-0.35，与对照差异显著。

2.4 狼毒素对双子叶作物种子萌发和幼苗生长的影响

高浓度条件下(1∶100)，狼毒素制剂对3种双子叶作物的种子发芽率、幼苗的根长和苗高的化感作用均表现为抑制，与对照相比差异均显著性，且对番茄的种子萌发和根长生长化感抑制作用最为明显，其化感效应指数达-0.86和-0.60；在低浓度条件下(1∶10000)对番茄的种子的化感作用均表现为促进，与对照差异显著，对箭舌豌豆和黄豆则继续表现化感抑制效果，且对黄豆的苗高生长的抑制效果显著，其化感效应指数最低也达-0.81(表5)。

表4 狼毒素处理下双子叶牧草种子萌发和幼苗生长特性

表5 狼毒素处理下双子叶作物的种子萌发和幼苗生长特性

3 讨论

狼毒素不同浓度处理对3种双子叶作物(番茄、箭舌豌豆和黄豆)的化感抑制效果非常明显，尤其对黄豆苗高生长抑制作用最强，其化感效应指数绝对值最低达到0.81，考虑到试验采用1.6%狼毒素制剂是针对杀虫剂而开发的植物源农药，其在制剂开发中并没有考虑其化感物质。因此，结合前人有关狼毒的毒性、地域侵略性及相关化感作用研究结果，认为狼毒具备开发为植物源除草剂的潜力，且能够预知开发而成的狼毒植物源除草剂将在去除双子叶杂草方面有更广阔的应用空间。

周淑清等[9]研究表明，狼毒根对披碱草幼苗高度、叶面积、根干重均没有显著的抑制作用(P>0.05)。由RI分析认为，狼毒对单子叶禾本科披碱草的化感作用反应不敏感，其RI>0。试验中狼毒素不同浓度处理对几种单子叶植物(特别是单子叶作物)所表现的化感抑制作用同样均较弱，不同浓度处理下，种子发芽率与对照差异均不显著，且对小麦和玉米的幼苗和种子萌发表现一定的促进作用，尤其在低浓度下，对玉米根长和苗高的促进作用化感效应指数高达0.86和0.92；结合该制剂作为杀虫剂使用的目的，能够证明该植物源杀虫剂在单子叶植物的杀虫应用方面安全，且对单子叶植物的生长有促进作用。

在种子萌发试验中，直接培养皿滤纸法测定种子萌发情况，同时每天补充水分，但试验相对种子发霉率高，另外，测量根长时由于断根而导致试验结果不准[20]；因此，为了避免以上情况出现，采用水琼脂培养基平板法，可能由于湿度条件不够满足种子萌发的全部需要，造成结果中受体材料的种子萌发率普遍较低，但做为不同浓度的对照试验，其结果完全能够反映其研究目的。

4 结论

1.6%狼毒素不同浓度处理对双子叶植物表现一定的化感抑制作用，对双子叶牧草(苜蓿、杂三叶和白三叶)表现的化感作用相对较弱，而对3种双子叶作物(番茄、箭舌豌豆和黄豆)的化感抑制效果非常明显，尤其对黄豆的苗高生长抑制作用最强，其化感效应指数绝对值达到0.81；因此，认为狼毒具备开发为植物源除草剂的潜力，且能够预知开发而成的狼毒植物源除草剂将在去除双子叶杂草方面有广阔的应用空间。对几种单子叶植物(包括单子叶牧草及作物)所表现的化感抑制作用均较弱，对小麦和玉米的幼苗和种子萌发却表现出一定的促进作用，尤其在低浓度下，对玉米根长和苗高促进作用的化感效应指数高达0.86和0.92，结合该制剂作为杀虫剂使用的目的，能够证明该植物源杀虫剂在单子叶植物的杀虫应用方面安全，且在低浓度施用下对单子叶作物的生长有一定的促进作用。