地桃花提取物对10种植物的抑制活性

魏 进， 刘 霞， 张 静， 戴长庚， 陈才俊， 冯 岗

(1.贵州省农业科学院植物保护研究所，贵州贵阳 550006；2.中国热带农业科学院环境与植物保护研究所，海南海口 571101)

杂草能够在人工生境中自然繁衍，主要通过与作物争夺水分、养料、光照、空间及利用他感作用等抑制作物生长发育从而导致作物减产。据统计，每年由于杂草的危害导致作物产量损失近10%[1]。通过化学农药防除杂草，可有效控制杂草危害[2]，但长期高频度地使用化学除草剂，不仅会使植物对化学除草剂产生抗药性[3]，还会对环境[4]、生态多样性[5-6]造成严重威胁及产生药害[7]等问题。新型生物除草剂易生物降解，对生态系统和农业作物安全性高。因此，新型生物除草剂尤其是植物源除草剂成为国内外开发和研究的热点之一[8-9]。

地桃花(UrenalobataL.)为锦葵科(Malvaceae)梵天花属(UrenaL.)植物[10]，是一种多年生亚灌木状的直立草本，具有祛风利湿、活血消肿、清热解毒的功效。我国长江以南地区均有地桃花分布。目前，对其化学成分分析和药用价值等研究较多[11-14]。在野外调查中发现，地桃花和紫茎泽兰可以共生，并表现出一定的竞争优势，但地桃花提取物除草活性方面的研究鲜见报道。为全面了解地桃花提取物的除草活性，本研究在室内测定了地桃花提取物对10种植物幼苗生长的抑制作用，为这一植物源除草剂资源的开发利用提供依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

地桃花采自贵州省兴义市南盘江镇，经贵州省农业科学院植物保护研究所何永福研究员鉴定后确认为锦葵科梵天花属植物地桃花。将地桃花地上部分自然阴干后粉碎，取100 g干粉，加入10倍量的乙醇，室温浸泡7 d后过滤，滤渣继续用乙醇浸泡，共提取3次。将3次提取所得的滤液用旋转薄膜蒸发仪在减压状态下浓缩至膏状且质量不再变化，称质量后用乙醇配制成100 mg/mL，冷藏置于冰箱备用。萝卜、高粱、玉米、小麦、刺苋、藜、稗、水稗、香附子和千金子的种子由中国热带农业科学院环境与植物保护研究所新型农药研制与应用课题组提供。

试验时间：2016年7月—2017年8月。

试验地点：贵州省农业科学院植物保护研究所实验室。

癸酸，购于上海麦克林生化科技有限公司，有效成分含量>98%。

1.2 方法

1.2.1 室内抑制活性 采用培养皿生物测定法参照骆焱平等的种子萌发法[15]并略加改动。将植物种子在室温下用水浸泡24 h，进行保湿催芽露白，根据预试结果用乙醇溶解地桃花提取物，分别稀释至1、10 mg/mL，在直径为9 cm的培养皿中覆上2张滤纸后，分别加入预先配制的药液 5 mL，待乙醇挥发后，加入5 mL蒸馏水，保证种子能充分湿润但又不完全淹没，每个培养皿均匀摆放30粒形状、大小一致的供试种子(已催芽露白)，每个处理重复3次，以乙醇为溶剂对照，清水为空白对照，于温度(27±1) ℃、湿度(80±5)%的恒温恒光培养箱中光照培养7 d。测量根、茎长度，并按如下公式计算根长抑制率和茎长抑制率。

根长抑制率=(对照根长-处理根长)/对照根长×100%；

茎长抑制率=(对照茎长-处理茎长)/对照根长×100%。

1.2.2 盆栽试验 采用盆栽法[16]在小花盆(9 cm×9 cm×9 cm)中装入适量的培养土(种植土 ∶蛭石体积比=1 ∶1)，定量播入15～20粒/盆发芽一致的稗(刺苋)种子，播种深度为2 cm以下，室温下培养，待叶子长至2～3叶期，用乙醇将地桃花提取物稀释成10、5、1 mg/mL，用 5 mL 小喷瓶进行苗后茎叶喷雾处理，喷液量为 3 mL，以乙醇为溶剂对照，清水为空白对照，每个处理重复3次。将处理后的盆栽放回原处进行培养，7d后称量单株植物的鲜质量，记录数据并按如下公式计算鲜质量抑制率。

鲜质量抑制率=(对照鲜质量-处理鲜质量)/对照鲜质量×100%。

1.3 数据分析

试验结果采用SPSS 13.0进行统计分析，采用单因素方差分析DMRT法进行多重比较，P<0.05为具有差异显著性。

2 结果与分析

2.1 地桃花提取物抑制活性筛选

地桃花提取物室内抑制活性筛选结果显示，地桃花提取物对10种供试植物的根、茎抑制效果不一致，高浓度比低浓度地桃花提取物对供试植物的抑制效果更强(表1)。在10 mg/mL地桃花提取物处理下，地桃花提取物对刺苋、稗的抑制效果最好，根长抑制率分别为74.42%、80.24%，茎长抑制率分别为93.63%、72.07%；对高粱、藜、水稗和千金子也有一定的根长抑制作用，抑制率介于50%～71%之间；而对香附子的根长抑制效果最差，根长抑制率仅为22.38%。

表1 地桃花提取物对10种植物根、茎的抑制率Table 1 Inhibition rate of U. lobata L. extracts with different concentrations on root and stem length of 10 species seedlings

2.2 地桃花提取物对稗、刺苋的生物活性

根据“2.1”的测试结果，测定地桃花提取物对刺苋和稗根、茎的毒力。表2结果表明，地桃花提取物对刺苋根、茎的EC50分别为0.642、0.195 mg/mL，而对稗根、茎的EC50分别为0.476、0.380 mg/mL。地桃花提取物对刺苋和稗茎的毒力均高于根。

表2 地桃花提取物对刺苋和稗根茎的毒力测定Table 2 Toxicity test of U. lobata L. extracts on root and stem of A. spinosus and E. crusgali

2.3 活体盆栽试验

表3盆栽试验结果显示，处理后7 d在 5 mg/mL 地桃花提取物处理下，对刺苋和稗的抑制效果均显著低于5 mg/mL癸酸处理。高浓度(10 mg/mL)地桃花提取物对刺苋和稗的防治效果显著高于低浓度(5 mg/mL)，但仍不及低浓度(5 mg/mL)的癸酸。表明地桃花提取物对刺苋和稗的防治效果不及癸酸。

表3 地桃花提取物对刺苋和稗的防治效果Table 3 Control effect of U. lobata L. extract against A. spinosus and E. crusgali

注：同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)。

3 结论与讨论

本研究结果表明，地桃花提取物在室内有很好的除草活性潜力。地桃花乙醇提取物对10种供试作物幼苗生长均具有一定的抑制作用，特别是刺苋和稗，在浓度为10 mg/mL时对它们根、茎的抑制率均在70%以上，同时，盆栽试验结果也显示，地桃花提取物对稗和刺苋具有较强的抑制效果。说明地桃花中存在某些除草化学成分，对其活性成分进行跟踪分离将有望发现结构新颖的除草化合物。

国内对分布广泛且具有较强的生长能力和繁殖力的草本植物的除草活性进行了大量研究。如李美等测定苍耳4种溶剂提取物的除草活性，发现苍耳丙酮提取物10 mg/mL对高粱和黄瓜幼苗茎的生长抑制率达47.1 %～75.5%[17]；又如王丽等对肿柄菊茎叶提取物除草活性进行研究，发现肿柄菊乙醇提取物25 mg/mL对水田稗幼苗根长抑制率达99.7%，但对水田稗幼苗茎高抑制率仅6.6%[18]。相比之下，地桃花提取物的除草活性仍有一定的提升空间，如利用提纯方法及靶标作物等[19]。

在同一生境中，植物必然会竞争空间、养分等，甚至会产生一些次生物质，对其他植物产生不利的影响，即化感作用[20-22]。紫茎泽兰具有较强的化感作用，其提取物能抑制多种植物的种子萌发和幼苗生长[23]。而地桃花是在紫茎泽兰下可正常生长并表现出一定竞争优势的一种植物。通过试验发现，地桃花提取物在浓度为10 mg/mL时对刺苋和稗的抑制效果分别达75.70%、62.01%，但其效果比已成功研发的植物源除草剂癸酸低15%左右。可以通过活性成分分离、鉴定来提高产品效果[24]，具体原因还需要进一步深入研究。

不同浓度地桃花提取物表现出对刺苋和稗生长初期不同程度的抑制作用。地桃花在我国分布广泛且具有较强的生长能力和繁殖力，对地桃花提取物除草活性化合物的进一步研究，可为其作为一种天然的除草剂和生长抑制剂提供更科学的依据。