牛筋草提取液对几种植物的化感作用的初探

摘要本研究以稗草(Echinochloa crusgalli)、萝卜(Raphanus sativus)、水稻(Oryza sativa)、油菜(Brassica campestris)为供试对象，用种子萌发法测定了牛筋草(Goose grass)全株的水提取物对四种植物的化感作用。

结果表明：低浓度的水提取物对萝卜、水稻、稗草幼根的生长有一定的促进作用；高浓度时则只对油菜幼茎的生长有促进作用，对其余三种植物幼茎的生长均有较强得抑制作用，实验结果基本符合化感物质对受体生长的“低促高抑”作用，表明牛筋草水提取物对此四种植物具有一定的化感作用。

关键词：牛筋草化感作用提取物1 前言1.1 化感作用及其应用前景化感作用(又称他感作用或异株克生作用)的概念是由德国科学家Molish于1937年首先提出，并定义为所有类型植物(含微生物)之间生物化学物质的相互作用，包括抑制和促进两个方面。

1992年我国自然科学名词审定委员会把它正式命名为“化感作用”。

它是植物通过淋溶、挥发、残体分解和根系分泌向环境中释放化学物质，而对周围植物(包括微生物)产生间接的有害或者有利的作用。

据统计，每年由于化感作用造成的世界农业损失高达十亿美元。

因此，研究化感作用具有十分重大的意义，如通过化感作用物质的提取、分离和鉴定，模拟其结构，可开发出拟天然选择性杀虫剂和除草剂，减少化学农药的大量使用。

由此可见，植物间的化感作用在植物资源保护及其开发利用上蕴含着巨大潜力。

通过对化感作用物质的提取、分离和鉴定，模拟其结构，可开发出拟天然选择性除草剂，可以减少化学农药的使用量。

由于生物途径合成的天然除草剂具有低毒高效、易于吸收和降解且作用对象专一等特点，因此可减轻农业生产对环境的压力，降低农作物中化学农药残留量，有助于发展生态农业，实现农业可持续发展战略。

这方面已有成功合成生物农药范例，如由振国以沙漠植物产生的化感物质1,8-桉树脑为前导体，研制成功新型内吸性除草剂仙治(Cin-methlin ) ，已应用于水稻、花生、大豆、棉花等作物；藤井义晴等根据棉花根系分泌物独脚金萌素合成的独脚金酚已应用于防除大豆、花生、玉米、甘蔗田的寄生性杂草独脚金。

化感作用正处于蓬勃发展的时期，尽管已经取得了一定成果，但是在很多方面尚无突破性进展。

在今后的研究中，抗病虫害、抑制杂草的化感新品种有待开发，并且推广到实际生产中去，以减少甚至不用化学合成药剂。

利用传统的杂交以及现代基因工程等技术，可以将植物的化感基因引入到栽培品种中，获得具有化感特性的新品种。

Panchuk 等发现一种冰草属物和小麦的杂交种主要显示了冰草的特性和较高的抑制活性，这无疑是一个良好的开端。

如果将来能够成功地开发出小麦、水稻等一些主要作物的抑草、除虫新品种，不但可以维持环境清洁，而且可望进一步提高产量。

分离、鉴定新的化感物质是另一个重要方向、事实上，在人们已经确定的化感物质中，真正具有应用价值的仍然很少，因此，在以后的研究中，鉴定新的化感物质并探索其杀虫、除草乃至促进植物生长的潜力，并在此基础上开发无污染的杀虫剂、除草剂、生长促进剂等，将对现代化的生产产生巨大影响。

此外，化感物质的产生、释放及作用机制的研究也是一个薄弱环节，有待进一步探讨。

随着我们对化感物质的选择机制、作用的生理方式、生物合成的基因调控了解增多，人们将有可能成功地利用现有的种质资源，提高这些化学物质的产量，调控生活或者枯落物的化感物质释放速度以进行季节性的除草。

这一领域的技术虽然复杂，但是却为杂草的综合防治展示了新的前景。

1.2 牛筋草概况牛筋草(蟋蟀草)属禾本科杂草，一年生簇生草本。

秆扁，自基部分枝，斜生或偃卧，有时近直立，质地坚韧。

以种子繁殖。

牛筋草是一种危害严重的杂草，生于较湿润的农田或路旁，在广东省有的果园牛筋草的发生量较多。

若可充分利用其提取液对植物的化感作用，则可减轻农业生产对环境的压力，降低农作物中化学药剂残留量;开展这方面的研究对于发展生态农业和无公害农业，可开发出拟天然选择性除草剂，可以减少化学农药的使用量，从而实现可持续发展具有重要意义。

2 材料与方法2.1 植物材料与仪器受体植物稗草(Echinochloa crusgalli)、萝卜(Raphanus sativus)、水稻(Oryza sativa)、油菜(Brassica campestris)的种子(种子用去离子水处理)，培养皿(9cm)，人工气候箱(FM-504R，富民测控科技有限公司)，超声波震动仪器(CQ-60，富民测控科技有限公司)，烘箱(101A-3S，富民测控科技有限公司)，消毒用的酒精，牛筋草的水提取液。

2.2 牛筋草提取物的提取称取新鲜、干净牛筋草全草200g，剪成0.2cm长的小段，浸泡在1000ml水中，室温中提取24小时后，超声提取30min，过滤(直至滤液为澄清液)，得到的滤液(母液浓度20g/100ml，20%(w/v))作为生物测定溶液。

2.3牛筋草(全草)水提取物对不同种子材料的生物测定在培养皿(9cm)中垫一层滤纸，盖好，放进烘箱里160ºC消毒1小时(共60个)，冷却，备用；在培养皿中放进30颗经过催芽的材料种子(选取大小相近，发芽情况相近的种子)均匀排列。

对照用去离子水。

每个操作浓度(对照，母液浓度的25%、50%、75%、100%)做三个重复。

在光照培养室中培养，温度为25ºC，每天光照12小时，黑暗12小时。

并查看培养皿中提取液剩余量，适当补充对应浓度提取液，7天后测量其根长、苗高。

3 结果与分析3.1 牛筋草浸取液对各种植物根长的影响以牛筋草浓度为横坐标，各种子不同浓度根长平均值为纵坐标作图如下:从图1可以看到：萝卜、水稻、稗草根长都是在浓度为25%时最大，而随着浓度的增加，根长缩短，牛筋草浓度为100%时达到最小值。

即牛筋草浸取液浓度为25%时是有利于萝卜、水稻、稗草根的生长，牛筋草浓度为25%时是萝卜、水稻、稗草根生长的促进浓度；浓度为100%时是萝卜、水稻、稗草根生长的最大抑制浓度。

也就是说牛筋草对萝卜、水稻、稗草有一定的化感作用。

而油菜根的长度随着浓度的增大而缩短，在没有牛筋草溶液存在下最容易生长，浓度从50%到75%时减小已经不明显，浓度从75%到100%时已经没有什么变化。

在没有牛筋草溶液存在的情况下油菜根的生长最好，牛筋草浓度为100%是油菜生长的最大抑制浓度。

也就是说，牛筋草对油菜有抑制的化感作用。

3.2 牛筋草浸取液对各种植物苗高的影响以牛筋草浓度为横坐标，各受体植物在不同浓度提取液存在下相应苗高的平均值为纵坐标作图如下:图2 牛筋草浸取液对各种植物苗高的影响从图2可以知道：萝卜苗高从最低点的水溶液到牛筋草浓度为25%时是迅速增大的，浓度为25%时是最大值，最有利于茎的生长。

而浓度到了25%以后，茎的生长速度随着浓度的增大而减小，而浓度到75%后苗高变化已经不明显。

牛筋草浓度为100%是萝卜苗生长的最大抑制浓度。

水稻苗高在浓度为25%时为最大值，这个浓度下的水稻苗生长最快，随着浓度的增大，苗的高度减小，在牛筋草浓度为100%时苗高最小，牛筋草浓度25%为促进生长浓度，牛筋草浓度100%为最大抑制浓度。

油菜苗高随着浓度的增大而增大，在浓度为75%时苗高最大，这时候最有利于茎的生长，浓度继续增大，苗高减小，但幅度不是很大。

最有利浓度是75%，抑制浓度是0%。

稗草苗高随着浓度的增大没有太大的变化，浓度为50%时是最有利于稗草苗的生长，而浓度为100%时对苗有一定的抑制作用。

4 结果与讨论有些植物在相互竞争生存环境时，向环境释放一些异源克生物质，对其他植物或生物产生直接或间接的有利或不利的影响(即化感作用)。

由于化感作用的存在抑制了其他植物的生长，许多植物易形成纯植丛，即使在临近的相似环境中有其他适应生活的种类也难以共同生长。

本研究证明了牛筋草提取液中含有某些能刺激或抑制植物幼苗生长的物质。

牛筋草提取液在较低质量浓度下(25%)对萝卜，水稻的生长有促进作用，在高质量浓度(100%)时，对萝卜、水稻、稗草均有抑制作用。

因此，牛筋草提取液对萝卜、水稻、稗草、油菜四种植物均有明显的化感作用，但对于不同的植物化感作用的强度，性质有所不同。

牛筋草的化感物质由雨水淋溶入土壤或通过根部传入土壤，抑制其周围作物的生长。

因此，应对牛筋草提取物进行分离纯化，鉴定其分子结构，以进一步揭示牛筋草的化感作用机理。

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