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碧桃不同器官除草活性的研究



全 文 :江西农业学报 2011,23( 2) : 93 ~ 95
Acta Agriculturae Jiangxi
碧桃不同器官除草活性的研究
罗小勇
收稿日期:2010 -07 -11
作者简介:罗小勇( 1963─) ,男,副教授,研究方向为除草剂毒理及天然除草活性物质。
( 青岛农业大学 农学与植物保护学院,山东 青岛 266109)
摘 要:以生菜、黄瓜、反枝苋、苘麻、小麦和稗草为受体植物,采用琼脂混粉法在室内测定了碧桃不同器官的除草活性。
结果表明:碧桃的不同器官粉末在 10 g /L的添加浓度下对各受体植物幼苗的生长均具有不同程度的抑制作用,且普遍对胚根
(或种子根)生长的抑制效果高于对胚轴(或胚芽鞘)生长的抑制。其中,根器官对所有的受体植物均具有很高的抑制活性,而
其他器官只对反枝苋和生菜显示了很高活性。
关键词:碧桃;器官;除草活性; 受体植物;琼脂混粉法
中图分类号: S451. 1 文献标识码: A 文章编号: 1001 -8581( 2011) 02 -0093 -03
Study on Herbicidal Activities of Different Organs of Flowering Peach
LUO Xiao - yong
( College of Agronomy and Plant Protection,Qingdao Agricultural University,Qingdao 266109,China)
Abstract: Using Lactuca sativa L.,Cucumis sativus L.,Amaranthus retroflexus L.,Abutilon theophrasti Medicus Malv.,Triticum
aestivum L. and Echinochloa crusgalli ( L. ) Beauv. as the receiver plants,the author tested the herbicidal activities of different organs
of flowering peach ( Prunus persica Batsch. var. duplex Rehd. ) by the method of mixing plant tissue powder with agar ( PPA) in labo-
ratory. The results showed that the seedling growth of different receiver plants was inhibited differently by different organs of flowering
peach,and the inhibitory effects on radicals ( or seminal root) were higher than those on hypocotyls ( or coleoptile) at 10 g /L concen-
tration. Among all organs of flowering peach,the roots showed very high herbicidal activities to the seedlings of all receiver plants,but
the other organs of flowering peach only showed very high herbicidal activities to the seedlings of Amaranthus retroflexus and Lactuca
sativa.
Key words: Flowering peach; Organ; Herbicidal activity; Receiver plants; PPA method
随着世界人口的不断增长,对粮食的需求会日益增
加,而农药作为重要的农业生产资料在现代农业生产中
将继续起到非常重要的作用。但近年来因农药残留引起
的食品安全及环境污染问题备受瞩目,寻找高效、低毒、
选择性强、易分解的新农药成了当务之急。植物作为地
球上非常重要的生物资源,在其生长的过程中会产生许
多的次生代谢产物,当这些物质通过淋溶、渗透、挥发等
途径进入环境中后,将会抑制其周围其他生物如植物、微
生物等的生长,该作用被称为植物的化感作用[1]。确定
某种植物的化感作用不仅可以用于解释自然界中植物之
间的相互作用,而且将为我们从自然界中寻找具有除草
活性的天然物质并开发环境友好型除草剂提供重要的理
论依据,因此,近年来,有关这一领域的研究非常活跃。
笔者曾利用琼脂混粉法测定了 80 余种植物不同器官的
化感活性,发现了许多具有高抑制活性的植物器官材
料[2 ~12]。其中包括蔷薇科李属的菊花桃,发现该植物的
根、茎和花器官对生菜、小麦等受体植物幼苗的生长具有
很强的抑制活性[12]。本研究则对同属的另一观赏植物
碧桃不同器官的除草活性进行了测定。碧桃原产于中
国,目前尚无该植物化感作用或除草活性研究的报道。
1 材料与方法
1. 1 供试材料 碧桃 ( Prunus persica f. duplex) 的根、
茎、叶和花器官于 2009年采于青岛农业大学校园。将各
器官置阴凉处干燥后用电动万能粉碎机( FW100 型,转
速 24000 r /min,天津市泰斯特仪器有限公司) 粉碎 2 min
左右,过 40目铁筛,粉末用于测定。
1. 2 受体植物 抗热绿湖黑核西生菜特选种 388( Lac-
tuca sativa L. var. ramosa Hort,蔡兴利国际有限公司,美
国) ;黄瓜( Cucumis sativus L.,青研 85F12) ;小麦( Tritic-
um aestivum,烟农 24 号) ; 反枝苋( Amaranthus retroflexus
L. ) 、稗草[Echinochloa crusgalli ( L. ) Beauv]、苘麻( Abu-
tilon theophrasti Medicus Malv. ) 。3种杂草的种子均采自
青岛农业大学校内。
1. 3 试验方法 此研究利用琼脂混粉法[3 ~10]进行。将
受体植物种子经 0. 2%次氯酸钠溶液浸泡 15 min 后,用
自来水冲洗数次并置流水下浸泡吸水 3 ~ 5 h,然后用蒸
馏水洗涤数次,均匀摆放在带盖方盘内的吸水纸上,滴加
蒸馏水至种子不漂浮,遮光置于全智能人工气候箱
( HP1000GS - B型,武汉瑞华仪器设备有限责任公司) 内
发芽,待胚根( 或幼根) 达 3 ~5 mm时移植至混有 10 g /L
碧桃不同器官粉末的 0. 5%琼脂凝胶( 事先配制 100 mL,
并均匀分注至3个25 mL的烧杯中) 上,以不含碧桃粉末
为空白对照。移植时先用尖嘴镊子在已冷凝的琼脂表面
插 5个小孔,尔后分别夹取胚根( 或幼根) 长度基本一致
的已发芽受体植物种子,将胚根( 或幼根) 垂直由小口轻
轻插入琼脂凝胶中。每烧杯 5 粒,重复 3 次。然后放入
人工气候箱遮光培养 3 ~ 4 d。人工气候箱的设置条件
为: 14 h光照( 25 ℃ ) 和10 h黑暗( 20 ℃ ) 的自动循环,箱
内相对湿度 60%。
待处理结束后,用电子游标卡尺分别测量受体植物
幼苗胚根和胚轴的长度。计算胚根和胚轴的实际生长
量,然后以生长量为基数分别计算碧桃不同器官处理对
它们生长的抑制率。并利用 Excel 对样本的误差进行统
计分析,利用 SPSS软件进行 LSD最小显著差异性分析。
生长量和抑制率的计算公式如下:
生长量 =处理后的胚根( 胚轴) 长 -处理前的胚根
( 胚轴) 长
抑制率( % ) = ( 对照生长量 -处理生长量) /对照生
长量 ×100%
2 结果与分析
2. 1 碧桃不同器官粉末对生菜幼苗生长的影响 由表
1 可见:碧桃的4种器官在10 g /L的粉末添加浓度下( 下
同) 对生菜幼苗的生长均显示了非常明显的抑制作用,
不仅对其胚根的生长具有很高的抑制活性,抑制率达
94. 0%以上,而且对其胚轴的生长也显示了高活性,抑制
率达 47. 5% ~88. 5%。其中,以根和花对两者的抑制效
果最高,叶的效果最低,而茎介于它们之间。各器官对胚
根的抑制率在根和花之间、茎和叶之间差异不显著,而它
们对胚轴的抑制率均有显著的差异。
表 1 碧桃不同器官粉末对生菜幼苗生长的影响 %
碧桃器官
抑制率
胚根 胚轴
根 99. 4 ±0. 18 aA 88. 5 ±0. 35 aA
茎 94. 4 ±0. 89 bB 65. 7 ±2. 15 cB
叶 94. 2 ±1. 26 bB 47. 5 ±4. 46 dC
花 97. 1 ±0. 66 aAB 74. 0 ±1. 91 bB
对照 0. 00 cC 0. 00 eD
注:表中数据为抑制率 ±误差( 3 次重复) 。同列小写字母和大写
字母分别表示在 0. 05和 0. 01水平上差异显著。下同。
2. 2 碧桃不同植物器官粉末对黄瓜幼苗生长的影响
由表 2可见:碧桃的根器官对黄瓜幼苗胚根和胚轴的生
长均显示了明显的抑制作用,抑制率分别达到了 91. 1%
和 70. 3%,而茎、叶和花对胚根生长的抑制作用则明显
低于根器官,为 79. 1% ~82. 8%,它们对胚轴的抑制率则
更低,只有 24. 8% ~33. 4%,这 3种器官间无论是对胚根
还是对胚轴的抑制率差异均不显著。
2. 3 碧桃不同器官粉末对反枝苋幼苗生长的影响 由
表 3可以看出:碧桃的不同器官对反枝苋幼苗的生长具
有非常明显的抑制作用,4 种器官对胚根生长的抑制率
达 99. 5%以上,且根和茎均达 100%,但各器官间差异不
显著;而各器官对胚轴生长的抑制率具有极显著的差异,
且以根的活性最高,达 86. 1%,随后依次为茎、花和叶,
抑制率分别为 76. 7%、56. 3%和 43. 5%。
表 2 碧桃不同器官粉末对黄瓜幼苗生长的影响 %
碧桃器官
抑制率
胚根 胚轴
根 91. 1 ±0. 88 aA 70. 3 ±0. 99 aA
茎 82. 4 ±0. 59 bAB 24. 8 ±1. 40 bB
叶 82. 8 ±3. 34 bAB 33. 4 ±3. 07 bB
花 79. 1 ±3. 38 bB 26. 5 ±5. 61 bB
对照 0. 00 cC 0. 00 cC
表 3 碧桃不同器官粉末对反枝苋幼苗生长的影响 %
碧桃器官
抑制率
胚根 胚轴
根 100. 0 ±0. 00 aA 86. 1 ±1. 18 aA
茎 100. 0 ±0. 00 aA 76. 7 ±0. 56 bB
叶 99. 8 ±0. 08 aA 43. 5 ±3. 05 dD
花 99. 6 ±0. 38 aA 56. 3 ±1. 69 cC
对照 0. 00 bB 0. 00 eE
2. 4 碧桃不同器官粉末对苘麻幼苗生长的影响 由表
4可见:碧桃的根器官对苘麻幼苗胚根和胚轴的生长也
具有明显的抑制作用,抑制率分别达 96. 3%和 88. 1%,
而茎、叶和花三种器官对两者的抑制效果均明显低于根
器官,其中对胚根的抑制率为 71. 5% ~76. 8%,对胚轴的
抑制率只有 23. 6% ~ 31. 3%,这 3 种器官间差异均不
显著。
表 4 碧桃不同器官粉末对苘麻幼苗生长的影响 %
碧桃器官
抑制率
胚根 胚轴
根 96. 3 ±0. 88 aA 88. 1 ±1. 19 aA
茎 71. 5 ±4. 26 bB 23. 6 ±2. 56 cBC
叶 72. 1 ±2. 93 bB 20. 3 ±1. 37 cC
花 76. 8 ±1. 47 bB 31. 3 ±3. 43 bB
对照 0. 00 cC 0. 00 dD
2. 5 碧桃不同器官粉末对小麦幼苗生长的影响 由表
5可见:碧桃的各器官对小麦幼苗种子根和胚芽鞘的生
长均显示了较强的抑制作用,其中,以根器官对胚根生长
的抑制效果最好,达 95. 9%,其次为茎、花和叶,抑制率
分别为 86. 2%、69. 4%和 59. 8%,4种器官间抑制率差异
达极显著水平。而各器官对胚芽鞘生长的抑制效果相对
较低,抑制率为 48. 1% ~60. 8%。
2. 6 碧桃不同植物器官粉末对稗草幼苗生长的影响
由表 6可知:碧桃的 4 种器官对稗草幼苗种子根的生长
具有较强的抑制作用,且花和根的抑制效果显著高于叶
和茎的抑制效果,前两者的抑制率分别为 90. 6% 和
87. 2%,后两者的分别为 68. 2%和 62. 8%。但除根器官
对胚芽鞘的生长显示了轻微的抑制作用外,其余 3 种器
49 江 西 农 业 学 报 23 卷
官均具有明显的刺激生长的作用,尤以茎的活性最高,花
和叶依次降低。
表 5 碧桃不同器官粉末对小麦幼苗生长的影响 %
碧桃器官
抑制率
种子根 胚芽鞘
根 95. 5 ±0. 17 aA 57. 1 ±0. 85 bB
茎 86. 2 ±1. 56 bB 60. 8 ±1. 27 aA
叶 59. 8 ±1. 67 dD 48. 1 ±2. 20 cC
花 69. 4 ±0. 84 cC 59. 3 ±1. 22 abAB
对照 0. 00 eE 0. 00 dD
表 6 碧桃不同器官粉末对稗草幼苗生长的影响 %
碧桃器官
抑制率
种子根 胚芽鞘
根 87. 2 ±1. 67 aA 16. 7 ±2. 43 aA
茎 62. 1 ±3. 31 bB -82. 9 ±8. 56 eD
叶 68. 2 ±5. 91 bB -23. 5 ±1. 16 cB
花 90. 6 ±1. 91 aA -53. 8 ±1. 55 dC
对照 0. 00 cC 0. 00 bA
3 讨论
上述结果表明:碧桃的不同器官粉末在 10 g /L的添
加浓度下对各受体植物幼苗的生长均具有不同程度的抑
制作用,且普遍对胚根( 或种子根) 生长的抑制效果高于
对胚轴( 或胚芽鞘) 生长的抑制。其中,以根器官的总体
抑制活性最强,除了对反枝苋、生菜和稗草胚根( 或种子
根) 的抑制外,其它均明显高于茎、叶和花三种器官。在
各受体植物中,以生菜和反枝苋对碧桃各种器官的敏感
性最强,而稗草的最低,其他 3 种植物则介于两者之间,
说明碧桃各器官中所含有的除草活性物质可能在种类上
或数量上有一定的差异,且在受体植物间具有一定的选
择性。由于本方法采用琼脂混粉法进行,只有受体植物
的根与活性物质相接触,因此,碧桃各器官对受体植物胚
根( 或种子根) 所表现出的高活性以及对胚轴( 或胚芽
鞘) 所表现出的相对低活性可能与器官中所含有的活性
物质被吸收后向上的传导性有关。碧桃是常见的园林观
赏植物,通过本研究则首次证实了其不同器官的除草活
性及大小,不仅丰富了碧桃的应用价值,而且将为我们进
一步从它的根等器官中提取和分离除草活性物质,并以
其为先导化合物开发植物源除草剂奠定了基础。Chan-
dra等从食用桃的叶片、茎干及根部分离得到了三十一碳
烷、谷甾醇及葡糖苷、熊果酸、dl -扁桃酸、槲皮黄酮、柚
皮素、dihydrokaempferol、山柰酚、黄烷醇以及 4 - naphth-
ylnaphthoquinone等物质[13 ~16]; Engel 等从油桃果实中分
离得到 10种内酯、8种六碳醛、8种萜类物质、3 种酯及 4
种其他物质[17]; Israel 等发现桃子根部的损伤或残体分
解会释放出苦杏仁甙及其裂解酶,导致 HCN和苯甲醛的
形成,并对桃子的幼根产生毒害[18]。但有关碧桃各器官
中所含有的活性化学物质尚不明确,今后将重点以其除
草活性最强的根、茎和花器官为材料,对它们所含的除草
活性物质进行研究。
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