瑞香狼毒对番茄生长及土壤理化性质的影响

王均慧，安 丽，陈云坤，魏倩倩，曹 挥

（山西农业大学植物保护学院，山西太谷030801）

番茄是全球栽培最广、消费量最大的蔬菜之一[1-2]，富含Na、K、Fe 等营养素，并含有番茄红素和水杨酸盐等抗氧化剂，具有很高的营养价值[3]。我国作为世界最大的番茄产区，番茄种植面积每年超过83.3 万hm2[4]。但由于病虫害问题，大田生产严重受阻，而设施生产又存在连作问题，同时加上化学投入品（化学农药、化学肥料等）的大量使用，导致土壤根际生态环境恶化，田间生产受到严重影响，因此，如何减少化学投入品，尤其是在土壤中的使用量，已成为当前人们关注的焦点[5]。

植物源农药以其可生物降解的性质和良好的安全性，在绿色革命中发挥着重要作用[6]。瑞香狼毒（Stellera chamaejasmeL.）为瑞香科狼毒属多年生草本植物[7]，又称一把香、馒头花、红火柴头、断肠草等[8]，广泛分布于我国东北、西南及内蒙古、河北、甘肃、宁夏、青海等省区的高山及草原地带[9]。瑞香狼毒的花、茎、叶、根均有毒，其中，根部的毒性最大，李时珍在《本草纲目》中记载了“狼毒根有大毒，可杀飞鸟走兽”[10]。张国洲等[11]、曹挥等[12]、杨英等[13]研究表明，瑞香狼毒提取物对作物害虫、害螨，例如蚜虫、水稻螟虫、菜青虫、山楂叶螨等具有明显的毒杀作用；对番茄灰霉病等病原也有良好的抑制效果[14]。此外，瑞香狼毒提取物对以镰刀菌引起的如黄瓜枯萎病、西瓜枯萎病等土传病害有很好的抑制作用[15-16]。

瑞香狼毒也有一定的化感作用，但相关研究大多集中于对田间杂草的研究，如周淑清等[17]最早报道了瑞香狼毒根、茎、叶的水浸液对苜蓿、沙打旺、披碱草、老芒麦等多种植物的种子发芽和幼苗生长均有一定的影响；韩国君等[18]研究发现，瑞香狼毒水提物对益母草、马齿苋幼根和幼苗生长有一定的促进作用，乙醇和丙酮提取液对其有抑制作用。但关于瑞香狼毒对番茄种子及土壤理化性质的变化未见报道。

本研究以番茄为研究对象，采用盆栽试验法研究了瑞香狼毒粉末和提取物对番茄生长发育及其土壤理化性质的影响，评价其对番茄生长的作用，旨在为其在番茄生产中的安全使用提供指导，也为植物源农药在农业生产上的综合应用提供依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试番茄品种为西安PT1575，其种子及幼苗购于山西省晋中市巨鑫农业园区。瑞香狼毒根购自河北省安国市药材市场。

1.2 试验方法

1.2.1 瑞香狼毒粉末与提取物的制备 将瑞香狼毒根用粉碎机粉碎后过0.177 mm 筛，一部分作为瑞香狼毒粉末备用，另一部分以95%的乙醇为提取溶剂，超声波振荡提取后抽滤浓缩，得到原药质量浓度为184 mg/mL 的乙醇提取物，配制成质量浓度分别为2.000、1.000、0.500、0.250、0.125 mg/mL 的溶液备用。

1.2.2 种子萌发试验 选取大小一致、籽粒饱满的番茄种子，用蒸馏水反复冲洗表面后用滤纸吸干表面水分；将配制好的溶液分别加入灭菌的10 mL 离心管中，每管加5 mL 提取物溶液；分别将30 粒饱满种子浸种于装有不同浓度瑞香狼毒提取物的离心管内浸种4 h，空白对照为无菌水，每组重复5 次。浸种后将种子放入铺有湿润滤纸的培养皿中，将其放入（25±1）℃恒温培养箱进行萌芽试验。

1.2.3 盆栽试验 将种植的土壤充分混匀后过0.84 mm 筛，之后分装于花盆内，每盆1.5 kg。番茄幼苗定植之前确保其处于四叶一心期且长势相同，待其适应环境之后进行处理。

本试验共设3 个处理，即瑞香狼毒提取物（LDT），将质量浓度为0.500 mg/mL 的瑞香狼毒提取物灌根，每株番茄幼苗50 mL；瑞香狼毒粉末（LD），每营养钵将105 g 瑞香狼毒粉末混入1.5 kg 土中；化学对照（HX），以0.02 mg/mL 噁霉·枯菌酯可湿性粉剂作为化学药剂对照，每株番茄幼苗50 mL。以等量的清水灌根作为空白对照（CK），每株番茄幼苗50 mL。各试验处理于处理后10、17、24、30、38 d 进行幼苗形态指标的测定。

将处理1、25、40 d 所得番茄土壤按五点取样法选取采样点采集土壤，将所取土壤混匀后放入无菌自封袋中，用冰盒带回实验室，保存于4 ℃冰箱，用于土壤理化性质及酶活性的测定和分析。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 种子发芽指标测定 每天观察并记录种子的发芽状况，直到种子不再萌发。以胚根长2 mm 作为萌芽标志。

其中，Ga为试验结束时发芽种子数；Gn为供试种子数；Gm为前3 d 种子的发芽数；Gt为当天发芽种子数；Dt为相应的发芽天数。

1.3.2 幼苗生长指标测定 在处理后的不同时间分别测量植株的株高、茎粗。株高为茎基部到生长点之间的长度，茎粗统一测量茎基部距基质1 cm 处。

1.3.3 土壤理化性质及酶活性测定 全氮采用半微量凯氏蒸馏法测定；全磷采用氢氧化钠熔融- 钼锑抗比色法测定；全钾采用氢氧化钠熔融- 火焰光度法测定；速效钾采用醋酸铵浸提- 火焰光度法测定；有效磷采用0.5 mol/L NaHCO3浸提- 钼锑抗比色法测定；有机质采用重铬酸钾外加热法测定；铵态氮采用苯酚- 次氯酸盐比色法测定；硝态氮采用紫外分光光度法测定；土壤含水量采用烘干法测定。土壤蔗糖酶采用3，5- 二硝基水杨酸比色法测定，以24 h 内水解生成1 mg 葡萄糖表示一个酶活单位；土壤脲酶采用苯酚钠- 次氯酸钠比色法测定，以24 h 内水解生成1 mg NH3-N 表示一个酶活单位[19]。

1.4 统计分析

数据采用Excel 和SPSS 软件进行处理，并用新复极差法进行差异显著分析（P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同瑞香狼毒处理对番茄种子萌发的影响

从表1 可以看出，随着瑞香狼毒提取物（LDT）质量浓度的增加，番茄种子发芽率、发芽势、发芽指数均呈现出先升高后下降的趋势，在0.500 mg/mL时番茄种子发芽率、发芽势和发芽指数均最高，分别为80.00%、40.83%、19.65，其中，番茄种子发芽率较对照增加了1.67 百分点，番茄种子发芽势较对照增加了63.32%，番茄种子发芽指数增加了30.05%，均差异显著。在2.000 mg/mL 时，番茄种子发芽率较对照减少了9.61%，差异不显著。当提取物质量浓度＜0.500 mg/mL 时，番茄种子发芽势、发芽率、发芽指数随提取物质量浓度增加均呈现上升的趋势；当提取物质量浓度≥0.500 mg/mL 时，番茄种子发芽率、发芽势、发芽指数随提取物质量浓度增加均呈现下降的趋势。

表1 不同质量浓度瑞香狼毒处理对番茄种子发芽势、发芽指数及发芽率的影响

2.2 不同瑞香狼毒处理对番茄植株生长指标的影响

从图1、2 可以看出，随着番茄生长时间的延长，瑞香狼毒乙醇提取物（LDT）处理的番茄植株茎粗和株高都呈现增加趋势。番茄植株茎粗在处理30 d 之前无显著差异，但在处理30、38 d 时，呈现促进作用，分别较空白对照增加了12.74%、9.93%，且差异显著，而化学药剂处理（HX）与之无显著差异。

不同处理对番茄植株株高的影响差异较为明显，其中，瑞香狼毒提取物（LDT）处理的植株株高在10、17、24、30、38 d 处理后较空白对照分别增加27.43%、22.76%、23.56%、11.13%、5.89%，除30、38 d外均差异显著；而瑞香狼毒粉末（LD）处理在24 d前，对番茄植株株高仅有稍许促进，与对照相比并无显著差异，但在处理30 d 之后有一定的抑制生长作用。化学药剂（HX）处理的番茄植株株高在24 d前较对照都有一定的促进作用，但处理30 d 后，表现出了较小的抑制作用。

与瑞香狼毒粉末（LD）相比，瑞香狼毒提取物（LDT）要易于植物吸收，见效较快，而瑞香狼毒粉末在施用过程中需要分解才能被植物所吸收，因此，见效时间应该较长。但由于本试验受到试验条件和时间的限制，瑞香狼毒粉末处理对番茄植株生长长期的影响还需进一步研究。

2.3 不同瑞香狼毒处理对土壤理化性质的影响

2.3.1 不同瑞香狼毒处理对土壤氮含量的影响从图3、4、5 可以看出，不同处理对土壤中氮含量的影响不同。各处理的铵态氮与对照均随时间增加呈现降低趋势，从变化量来看，空白对照的减少量要大于各试验组。瑞香狼毒提取物（LDT）处理的土壤中铵态氮含量并无显著差异，在番茄生长的前25 d，均稍低于空白对照，但40 d 时，较空白对照增加13.49%。瑞香狼毒根部粉末（LD）处理的番茄土壤中铵态氮的含量与瑞香狼毒提取物（LDT）处理呈相同变化趋势，处理第1、25 天较空白对照分别减少19.44%、15.92%，但在处理第40 天时，较空白对照增加了13.85%。化学处理（HX）的番茄土壤中的铵态氮含量随着时间的推移呈现逐渐减少的趋势。结果表明，瑞香狼毒不同处理在一定时间之后（如植株生长40 d 后）对土壤铵态氮的含量无明显抑制作用，优于化学药剂噁霉·枯菌酯可湿性粉剂。

在不同处理对土壤中全氮含量的影响中，各处理与对照的番茄土壤中的全氮含量均没有明显变化趋势，以瑞香狼毒粉末处理（LD）后的全氮含量最高，在处理第40 天时与LDT、HX 处理间差异显著（P＜0.05）。

不同处理后土壤硝态氮含量随着时间的推移都呈现增加的趋势，但瑞香狼毒粉末处理（LD）的土壤中硝态氮含量在不同处理时间下均显著低于其他处理，特别是较空白对照第1、25、40 天分别降低了56.07%、63.04%、41.60%。

2.3.2 不同瑞香狼毒处理对土壤中磷含量的影响从图6、7 可以看出，不同处理在3 个取样期对土壤全磷含量影响无显著性差异，同一时期不同处理间的土壤全磷含量也不存在显著性差异。瑞香狼毒粉末处理（LD）对土壤速效磷含量的影响在25 d 时显著低于瑞香狼毒提取物处理（LDT）及化学处理（HX），分别减少了15.15%、14.51%，处理第40 天时，速效磷含量显著低于空白对照、狼毒提取物处理（LDT）、化学处理（HX），分别减少了15.51%、12.17%、13.26%。而空白对照、LDT 处理及HX 处理之间无显著性差异。

2.3.3 不同瑞香狼毒处理对土壤中钾含量的影响从图8、9 可以看出，处理25、40 d 后，3 种处理对全钾含量的影响并无明显差异。3 种处理对速效钾含量的影响均大于对照，其中，以瑞香狼毒粉末（LD）处理的含量最高，在处理1、25、40 d 时，土壤中速效钾含量较空白对照分别高14.36%、15.61%、14.94%；瑞香狼毒提取物（LDT）和化学药剂（HX）处理与空白对照土壤中速效钾含量间无显著差异。

2.3.4 不同瑞香狼毒处理对土壤中有机质含量的影响 土壤中有机质含量可以直接反映土壤肥力，是植物营养的主要来源之一，能促进植物的生长发育。从图10 可以看出，在处理的第1、25、40 天，瑞香狼毒粉末（LD）处理的土壤有机质含量显著高于空白对照，分别较空白对照高24.78%、31.16%、34.29%，除第40 天外差异显著。处理25、40 d 后瑞香狼毒提取物（LDT）处理的土壤有机质含量较空白对照分别低10.68%、23.05%；化学药剂（HX）处理第1 天较空白对照减少11.11%，差异显著，在处理25 d 后与空白对照间无显著差异。在不同处理时间，空白对照及瑞香狼毒粉末（LD）处理的土壤有机质没有明显变化，但随着时间的推移，瑞香狼毒提取物（LDT）处理的土壤有机质含量呈现逐渐降低的趋势。

2.4 不同瑞香狼毒处理对土壤酶活性的影响

从图11 可以看出，瑞香狼毒粉末（LD）处理的土壤蔗糖酶活性在不同时间均显著高于其他处理（P＜0.05），并随着处理时间的增加，蔗糖酶活性也在增加；其他处理与空白对照间无显著差异。

从图12 可以看出，不同瑞香狼毒处理对土壤中脲酶活性的影响并不明显，只在处理1 d 时，瑞香狼毒粉末（LD）处理的土壤脲酶活性显著高于对照，处理40 d 后，瑞香狼毒粉末处理的土壤脲酶活性显著低于其他处理（P＜0.05）。

3 结论与讨论

植物源农药除具杀虫抑菌活性外，常会有促进作物生长、改善农产品品质等作用[10]。瑞香狼毒的农药活性已被人们所熟知，但它对作物生长及土壤的影响研究甚少。本研究结果表明，在所有处理中，番茄种子的发芽势及发芽率均在瑞香狼毒提取物质量浓度为0.500 mg/mL 处理时为最优值，说明该浓度对于番茄种子有良好的促萌发作用，总体表现出了低浓度（≤0.500 mg/mL）促进、高浓度（＞0.500 mg/mL）抑制的作用，这一结果与张君霞等[20]的研究结果一致。

从对番茄植株生长指标的影响来看，瑞香狼毒提取物与其他处理相比，在处理30 d 后，可显著增加番茄的株高和茎粗。株高是冠层结构对水肥响应的主要体现指标，也是反映作物个体生长状况的重要参数[21]。番茄增产的一项重要指标是茎粗，茎秆的粗细决定了产量的高低[22]。这表明瑞香狼毒提取物中可能含有植物激素类活性物质或其他物质，对番茄的生长发育有良好的促进作用，并且提取液中的活性物质比粉末中的更易于作物吸收。

不同处理对土壤理化性质的影响集中在瑞香狼毒粉末对土壤中硝态氮和有机质含量的变化，其他指标变化不明显。植物粉末本身就是有机质，可增加土壤有机质的含量，而硝态氮含量在瑞香狼毒粉末处理后减少的原因可能是其抑制了相关微生物的活性，硝化作用降低，减少了硝酸态氮化合物的合成。氮是植物生长发育过程中的重要组分之一，但从番茄生长的情况来看，与对照组相比，不同处理对土壤中不同形式的氮含量无显著抑制作用，甚至表现出增加的趋势。

从土壤酶活性的变化来看，瑞香狼毒粉末处理的土壤蔗糖酶活性明显高于空白对照和其他2 种处理，说明其促进了土壤碳循环。这可能与植物粉末本身所含的纤维素、半纤维素等多糖类化合物的分解有关。

土壤病害是植物的顽疾，是导致作物不能连续种植的主要原因。在各种土壤病害中，以镰刀菌引起的枯萎病最为严重，是农业生产中最为棘手的问题之一，而瑞香狼毒提取物表现了很好的抗枯萎病效果。本试验结果表明，瑞香狼毒提取物和粉末对番茄植株安全，其提取物可促进番茄种子的萌发、植株的生长，而相应浓度与杀菌浓度也基本相同[14]，粉末可明显提高土壤有机质含量和相关酶活性，这对增强作物的抗病性、改善土壤环境、减少土壤病害的发生会起到重要的作用，也对作物枯萎病的防控提供了新的思路与对策。