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香樟叶提取液的除草与抑菌活性



全 文 :香樟叶提取液的除草与抑菌活性
郭金耀 杨晓玲
(淮海工学院海洋学院,222005,江苏连云港)
摘 要 研究了香樟叶提取液对萝卜、水稻、反
枝苋、小麦和大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄
球菌、青霉菌生长的抑制作用。结果表明,乙醇提取
液对植物种子萌发、芽长、根长的抑制率分别为
100%、75% ~79%、85% ~89%;水提取液对种子萌
发、芽长、根长的抑制率分别为 31% ~ 100%、
37% ~65%、38% ~ 77%。香樟叶提取液对供试菌
的抑菌圈直径为 13 ~ 25mm。香樟叶乙醇提取液比
水提取液的抑制作用更大,且对不同植物及菌类的
生长抑制效果存在明显差异。
关键词 香樟叶;提取液;生长抑制;抑菌活性
目前,在世界各地大约分布有 3 万种杂草,其中
约 1 800 种每年会给作物带来约 9. 7%的总产量损
失[1]。研究表明,植物中存在种类繁多、数量庞大
的天然克生化合物———化感物质,它们是生态系统
中的植物经自然和人工选择而发展起来的排它性化
学武器[2]。利用这类植物的化感物质开发天然植
物源除草剂,具有资源丰富、不破坏生态环境、易生
物降解、对非靶标生物和哺乳动物安全等特点,是合
成的化学除草剂无法比拟的。目前,世界上已发现
30多个科的植物含有近百种具有杀草作用的天然化
合物,其中有些已被开发成专一性或广谱性天然除草
剂,并得到专利保护和推广应用[3]。所以,天然源生
物活性化合物的开发研究引起了科学家们的重视。
樟属植物是重要的经济林木,还可供提取在香
料、医药和化工合成上有广泛用途的樟油。广西芳
樟醇型樟树的精油中芳樟醇含量达 82. 2%[4]。湖
北樟鲜叶出油率为 1. 7mL /100g,主要成分樟脑含量
高达 88. 46%。湖北产芳樟和黄樟的鲜叶出油率均
高达 3. 1mL /100g,主成分芳樟醇含量分别为
89. 59%和 81. 41%[5]。香樟(Cinnamomum campho-
ra)是樟属植物之一,为南方许多城市和地区园林绿
化的首选良木。樟树所散发出的松油二环烃、樟脑
作者简介:郭金耀,教授,研究方向为植物生理
基金项目:淮海工学院自然科学基金(Z2010036)
收稿日期:2011 - 09 - 21;修回日期:2011 - 11 - 18
烯、柠檬烃、丁香油酚等化学物质,有净化有毒空气
的能力,有抗癌功效,过滤出清新干净的空气,沁人
心脾。长期生活在有樟树的环境中会避免患上很多
疑难病症。香樟中是否含有能够除草和抑菌的活性
物质报道较少[6 - 7]。本文报道香樟叶提取液对受体
植物与菌类生长的作用效应,以便探索从香樟中提
取有效成分作为除草和抑菌物质的可行性。
1 材料与方法
1. 1 实验材料
萝卜(Raphanus sativus)、水稻和小麦种子均购
于市场,反枝苋(Amaranthus retroflexus L. )种子于
2010 年在淮海工学院校园采集。香樟(Cinnamo-
mum camphora)为樟属植物,实验用香樟鲜叶,于
2011 年 4 月采于淮海工学院校园内。大肠杆菌、枯
草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、青霉菌(Penicillium
sp.)均接种于淮海工学院食品工程学院微生物实验
室。
1. 2 实验方法
1. 2. 1 香樟源活性物质的提取 将采集的香樟叶
材料在 50℃下烘干粉碎,称取 10g粉末 2 份,分别加
水、乙醇 50mL 震荡浸提 12h,4 000rmp 离心 10min
收集上清液,沉淀再加 50mL 溶剂重复浸提 1 次,合
并两次浸提的上清液,分别定容至 100mL 即为香樟
源活性物质提取液,其浓度为 0. 1g /mL(按 100mL
提取液中含有 10g干物质计)。对于乙醇提取液,需
先蒸干溶剂再用水稀释定容至 100mL。提取液于
4℃冷藏,用于除草及抑菌活性实验。
1. 2. 2 香樟源活性物质对受体植物生长的抑制实
验 分别取用水和乙醇浸提液获得的活性物质提取
液(0. 1g /mL) ,加在铺好滤纸的培养皿内,每皿
15mL,以水为对照,再将 4 种供试受体种子萝卜、水
稻、反枝苋、小麦各 30 粒分别摆放在滤纸上,每皿 1
种,加盖后 25℃室温黑暗培养。重复 3 次。5d后统
计各处理种子的萌发数。计算种子萌发抑制率。
另取萝卜、小麦、反枝苋、水稻种子加水预培养,
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作物杂志 Crops2012. 1
DOI:10.16035/j.issn.1001-7283.2012.01.046
等种子露白后转移至上述设置的不同培养皿中,每
皿 20 粒,加盖后 25℃室温照光培养。5d 后测定受
体植物幼苗的芽长、根长、根数和株重。计算生长抑
制率。
1. 2. 3 香樟源活性物质的抑菌性实验 选用大肠
杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌和青霉菌菌
种,采用斜面培养基在 37℃培养箱中对菌种活化
24h。用无菌水将各种活化过的菌配制成菌悬液,并
在显微镜下用血球计数板对菌悬液进行计数,最终
配成菌悬液浓度约为 106 ~ 107 个 /mL。实验时,在
牛肉膏蛋白胨琼脂平板培养基上分别接种大肠杆
菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、青霉菌菌悬液
各 0. 1mL均匀涂布。以水为对照,将用水和乙醇浸
提获得的活性物质提取液分别取 5μL 加入直径
6mm的圆形无菌滤纸片上,再将滤纸片放在接有大
肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、青霉菌的
不同培养皿固体培养基上。每个培养皿放 6 片滤
纸。每 1 菌种重复 3 次。37℃培养 24h 后,测量抑
菌圈的大小。
2 结果与分析
2. 1 香樟叶提取液对受体种子萌发的抑制作用
由图 1 可见,香樟叶提取液对受体植物种子萌
发具有显著的抑制作用。乙醇提取液 100%抑制了
4 种受体种子的萌发。水提取液除对水稻萌发的抑
制率为 31. 58%外,对其余 3 种受体种子的萌发抑
制率在 86% ~100%之间。说明香樟叶提取液中存
在抑制种子萌发的活性物质,且在乙醇提取液中抑
制种子萌发物质的活性更强。
注:同一植物不同小写字母表示差异达显著水平(P < 0. 05) ,下同
图 1 香樟叶提取液对种子萌发的影响
2. 2 香樟叶提取液对受体植物芽长的抑制作用
由图 2 可知,香樟叶提取液对受体植物芽生长
有显著的抑制作用。乙醇提取液对植物芽生长的抑
制率在 75% ~ 79% 之间,大于水提取液 37% ~
65%。说明在乙醇提取液中,抑制植物芽生长物质
的活性高于水提取液,且不同植物对抑制植物芽生
长物质可能存在不同的反应。
图 2 香樟叶提取液对植物芽长的影响
2. 3 香樟叶提取液对受体植物根长的抑制作用
乙醇提取液对植物根长的抑制率在 85% ~
89%之间,大于水提取液 38% ~ 77%。由图 3 和图
2 可知,香樟叶提取液对受体植物根长的抑制作用
大于芽长,说明根比芽更敏感,且在乙醇提取液中,
抑制植物根生长物质的活性高于水提取液。
图 3 香樟叶提取液对植物根长的影响
2. 4 香樟叶提取液对受体植物根数的抑制作用
从图 4 可见,香樟叶提取液对受体植物萝卜、水
稻和小麦根的形成均有显著抑制作用。乙醇提取液
对植物生根形成的抑制作用大于水提取液。说明乙
醇提取液中抑制植物生根的物质活性比水提取液
高。由于反枝苋从实验前种子露白形成 1 条根起,
到实验结束(5d)为止,对照与处理的种子始终都只
有 1 条根,所以香樟叶提取液对反枝苋种子生根数
的抑制率计为 0%。这是由反枝苋种子本身在实验
时间段的生根特性决定的。
图 4 香樟叶提取液对植物根数的影响
2. 5 香樟叶提取液对受体植物株重的抑制作用
由图 5 可知,香樟叶提取液对受体植物株重的
增加有一定的抑制作用。乙醇提取液对植物株重增
加的抑制率在 41% ~ 58% 之间,大于水提取液
26% ~36%。株重增加的抑制可能与香樟叶提取液
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作物杂志 Crops 2012. 1
对受体植物芽生长和根生长被抑制有关。
图 5 香樟叶提取液对植物株重的影响
2. 6 香樟叶提取液的抑菌活性
由图 6 可见,香樟叶提取液对 4 种供试菌都有
显著的抑制作用。乙醇提取液对供试菌的抑菌圈直
径在 13 ~ 25mm 之间,略大于水提取液 13 ~ 21mm。
其中对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌性更强,
抑菌圈直径可达到 20mm左右。说明香樟叶提取液
中含有不利于菌类生长的抑制物质。
注:同一菌种不同小写字母表示差异达显著水平(P < 0. 05)
图 6 香樟叶提取液的抑菌性
3 讨论
3. 1 植物源物质的除草活性
化感作用在自然界是普遍存在的。植物中的他
感作用化合物是异株克生作用的基础。化感作用的
强度、作用对象和作用时间存在着明显的种间差
异[8],即不同植物的化感作用不同,同一种供体在
同一环境下对不同受体的化感效应可表现为物种特
异性[9]。这种差异为不同类型除草剂的筛选奠定
了基础。植物源除草剂有效成分从化学结构上主要
是天然羧酸类、三酮类、萜烯类、醌酚类、香豆素类、
噻吩类、生物碱类、二苯醚类等[10]。目前,世界上已
在 30 多科的植物中发现上百种具有除草活性的天
然植物毒素[11]。据文献报道来看,人们对植物源农
药的研究多集中在杀虫剂和杀菌剂方面,对除草剂
的研究较少,但这方面的研究仍然是热点之一。杨
世超等[12]发现小麦对白茅具有克生作用,并从麦根
分泌物以及麦根、麦秸和颖壳的水浸液中分离到杀
草活性物质。邵华等[13]研究表明薇甘菊不同部位
的提取物对黑麦草等几种受体植物的生长有明显的
抑制作用。占胜利等[14]研究看到胡椒叶水浸液对
绿豆、萝卜、柱花草和刺苋的影响表现为低浓度促
进,高浓度抑制的双重效应。本实验表明,香樟叶乙
醇提取液比水提取液对植物生长的抑制作用更大,
且对不同植物生长的抑制效果存在明显差异。乙醇
提取液对供试的 4 种植物种子萌发抑制率达
100%。
为了保护人类生存的环境和农业的可持续发
展,化学除草剂的研制与使用将严格受到环境和生
态的制约。利用天然产物开发新的除草剂,已表现
出强大的生命力。开发利用植物资源,研究植物源
物质的适用范围,筛选植物除草活性物质,并分离、
纯化香樟叶等不同植物组分中的生长抑制物质,研
究其结构,特别是以生物源或天然产物作为新的除
草剂的先导结构,对其结构进行优化,再运用分析和
合成等手段,人工模拟合成它的类似物用作除草剂,
具有十分重要的实践意义。
3. 2 植物源物质的杀菌活性
研究表明,植物中的抗毒素、类黄酮、特异蛋白、
有机酸、皂角甙类、酚类化合物,以及诱导产生的抗
菌活性物质均有杀菌或抗菌活性,起到杀菌剂的作
用[15]。例如,多种植物香精油能抑制真菌的生
长[16],白头翁提取物对小麦赤霉病菌有较强的抑制
作用[17]。本实验表明,香樟叶提取液对供试大肠杆
菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、青霉菌生长的
抑菌圈直径为 13 ~ 25mm,且对不同菌类生长的抑
制效果存在明显差异。乙醇提取液对大肠杆菌和金
黄色葡萄球菌生长抑制最有效。
参考文献
[1]吴保峰,刁治民,熊亚.微生物除草剂的研究现状及应用前景.青
海草业,2004,13(2) :34 - 39.
[2]马瑞君,朱慧,陈丹生,等. 入侵杂草五爪金龙的除草剂植物筛
选.中国生态农业学报,2008,16(2) :391 - 395.
[3]操海群,岳永德,花日茂,等. 植物源农药研究进展. 安徽农业大
学学报,2000,27(1) :40 - 44.
[4]周翔,莫建光,谢一兴,等.广西芳樟醇型樟树精油成分的 GC -
MS研究.食品科技,2011,36(1) :282 - 285.
[5]陶光复,吕爱华,蒋祖德,等. 天然樟脑和芳樟醇的新资源植物.
植物学报,1987,29(5) :541 - 548.
[6]段丹萍,乔勇进,鲁莉莎,等.香樟叶提取物对草莓灰霉病菌的抑
制效果及保护酶活性的影响.湖北农业科学,2011,50(4) :723 -
727.
[7]余海忠,孙永林,廖雪义,等.鄂西北产香樟籽乙醇提取物成分及
其抑菌活性研究.西南农业学报,2010,23(4) :1094 - 1098.
[8]孔垂华,胡飞.植物化感作用及其应用. 北京:中国农业出版社,
2001.
[9]郝双红,马志卿,张强,等. 48 种不同植物的异株克生作用研究初
报.西北植物学报,2004,24(5) :859 - 864.
[10]赵志英,雷彩霞,臧爱梅. 植物源除草剂研究进展. 山东农业科
学,2010(6) :91 - 93.
[11]李效飞,冯化成. 治理杂草的天然化合物. 世界农药,2000,22
(3) :20 - 24.
[12]杨世超,李孙荣,杨学君. 小麦对白茅的化感作用研究. 杂草科
学,1992,6(2) :23 - 28.
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作物杂志 Crops2012. 1
植物生长营养液对燕麦生长和产量的影响
刘慧军 刘景辉 徐胜涛 郭 敏
(内蒙古农业大学农学院,010019,内蒙古呼和浩特)
摘 要 为明确植物生长营养液对燕麦生长
及产量的影响,研究了燕麦拔节期、抽穗期和灌浆
期喷施相同量不同稀释倍数的植物营养液后燕麦
株高、干物质积累量、产量及产量构成因素的变
化。结果表明:不同稀释倍数的营养液均可以缩
短燕麦生育期,其中 500 倍稀释液与对照相比可
提前 7d成熟;各营养液处理的燕麦株高、干物质
积累量和叶面积在抽穗期、灌浆期和成熟期均高
于对照,各指标均随着稀释倍数的增加先升高后
降低;喷施植物营养液后燕麦穗数、穗粒数、千粒
重和产量均增加,喷施 500 倍稀释液后,燕麦穗
数、生物产量和子粒产量与其他处理间差异均达
作者简介:刘慧军,硕士研究生,主要从事耕作制度与农业生态系
统研究
刘景辉为通讯作者,教授,主要从事耕作制度与农业生
态系统研究
基金项目:国家科技部科技成果转化基金重大项目(2009A40060388);
内蒙古科技计划项目(20090708,20100704)
收稿日期:2011 - 07 - 23;修回日期:2011 - 09 - 26
显著水平,子粒增产达 15. 9%。
关键词 燕麦;植物生长营养液;产量;产量
构成因素
我国燕麦栽培主要集中在干旱和半干旱地
区,由于土壤肥力低和旱作条件下燕麦的肥料利
用率低等问题严重限制了这些地区的燕麦产量。
叶面施肥是快速补充植物养分、提高肥料利用效
率的农业生产措施之一[1],在根部施肥的基础上,
配合根外施肥,可以取得明显的施肥效果[2]。20
世纪 80 年代,各种作物在生产上大量使用叶面
肥,它能够快速满足作物对养分的需求[3],促进作
物营养的均衡吸收[4],增强作物抗逆性[5],提高产
量[6],改善品质[7],并且可弥补土壤对养分的固定
损失。近年来,叶面肥的种类越来越多,但其效果
差异很大,永业植物生长营养液是一种新型的叶
面肥,为探明其在旱地燕麦上的应用效果,研究了
在拔节期、
櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓
抽穗期和灌浆期喷施相同量不同稀释
[13]邵华,彭少麟,王继栋,等.薇甘菊的综合开发与利用前景.生态
科学,2001,20(1) :132 - 135.
[14]占胜利,朱朝华,王兰英,等.胡椒化感作用及其机理研究.安徽
农业科学,2009,37(3) :943 - 945.
[15]朱日清,方萍,刘金弟,等.植物源生物农药种类及防治对象.现
代农业科技,2009(16) :141,144.
[16]方德秋,肖顺元.柠檬醛及香精油的抗菌研究概述.天然产物研
究与开发,1994,6(2) :75 - 78.
[17]吴恭谦.三种毛茛科植物提取物及原白头翁素的活性研究. 安
徽农学院学报,1989(1) :21 - 31.
Herbicide and Antibacterial Activity of the Extracts
from Leaves of Cinnamomum Camphora
Guo Jinyao,Yang Xiaoling
(School of Marine Science and Technology,Huaihai Institute of Technology,Lianyungang 222005,Jiangsu,China )
Abstract The antibacterial activity of extracts from leaves of Cinnamomum camphora to the E. coli,Bacillus subti-
lis,Staphyloccus aureus and herbicide effect on radish,wheat,rice,A. retroflexus were investigated. The result
showed that ethanol extracts had a significant inhibition on seed germination,seedling length and root length,the in-
hibitory ratio was 100%,75% -79%,85% -89% respectively;Water extracts had a inhibition effect on seed ger-
mination,seedling length and root length with the ratio was 31% - 100%,37% - 65%,38% - 77% respectively.
Diameter of inhibiting bacteria circle were 13 - 25mm to E. coli,Staphyloccus aureus,Bacillus subtilis. Inhibiting
effect of ethanol extracts was greater than water extracts,and different inhibiting effects on different plant and differ-
ent bacteria strains were observed.
Key words Leaves of Cinnamomum camphora;Extracts;Growth inhibitor
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