5種中藥水浸提液對馬齒莧和狗尾草萌發的化感作用

中圖分類號：S476 文獻標識號：A 文章編號：1001-4942（2025）08-0085-07

AbstractIn order to explore the allelopathic efect of aqueous extracts of traditional Chinese medicines on seed germination of two kinds of weeds （Portulaca oleracea and Setaria viridis） in field，the aqueous extractsof five kinds of traditional Chinese medicines （Polygoni Cuspidati Rhizoma Et Radix，Sophorae Flavescentis Radix，Artemisiae Argyi Folium，Rehmanniae Radix， Scutellariae Radix） at 10O and 200g?L^-1 were used to study their effects on seed germination and seedling growth of the two species of weeds，which was expected to explore a new direction of“traditional Chinese medicines for weeding”，and provide references for development of herbicides derived from traditional Chinese medicines and controlof weeds.The results showed that the five kinds of aqueous extracts exhibited allelopathic inhibitory effcts on germination of the two kinds of weeds，and most treatments reached a significant level with the inhibitory intensity showing S. viridisgt;P.oleracea. In terms of seedling growth， the five kinds of aqueous extracts at 100g?L^-1 and 200g?L^-1 showed significant allelopathic inhibitory effects on root length of S . viridis and P . oleracea. The aqueous extract of Polygoni Cuspidati Rhizoma Et Radix at 100g?L^-1 and 200g?L^-1 significantly promoted the seedling height of S viridis and P . oleracea，while that of the other four kinds of traditional Chinese medicines showed varing effects on seedling height of the two kinds of weeds，which exhibited inhibitory efects in most cases but promoting effects in few cases. In sum， the response of seed germination and seedling growth of P . oleracea and S . viridis to theallelopathic effects of the five kinds of aqueous extracts were different.The comprehensive index of allelopathiceffects indicated that the aqueous extract of Scutellariae Radix had greater inhibitory efects on seed germination and seedling growth of the two kinds of weeds.

KeywordsTraditional Chinese medicines；Aqueous extract； Portulacaoleracea ; Setaria viridis ； Alllop-athy

植物作為供體，通過揮發、淋溶、根分泌以及殘株降解等多種途徑[1]，向周圍環境釋放出有顯著生理效應的次生代謝物，這種化學生態學現象稱為植物化感作用[2]。植物化感物質通過抑制胚生長、破壞細胞結構等方式延緩種子萌發進程、降低發芽率以及影響種子萌發后幼苗的生長發育[3]，并表現出明顯的濃度效應以及因植物種類、部位和化感物質濃度不同所產生抑制作用的差異性。

農田雜草危害常見于我國農業及中藥材種植過程中，因其種子多且小、生命力頑強而易與其他植物形成資源競爭，甚至造成作物減產、中藥材品質下降等問題。目前，人工合成化學除草劑在抑制雜草方面起著關鍵性作用，然而已有研究發現，該類除草劑會產生化學徑流、改變土壤條件甚至會產生抗除草劑雜草等危害[4]，因此研發安全無污染、環境友好型的植物源除草劑越來越受到重視[5] 。

我國是中藥資源大國，其中藥用植物資源約占 18% 。現已識別出超過40萬種的植物次生代謝產物[6。其中，超過30科2000種以上的植物被證實能產生具備一種或多種天然除草活性的化感物質[7]。截至目前，有關植物源除草研究的報道主要集中在“以草治草”[8]方面，即利用常見雜草對其他雜草的化感作用進行防除，而有關中藥水浸提液與植物之間的化感作用并進而實現“中藥治草”等相關研究鮮見報道，但有關中藥水浸提液的抗菌活性[9]、殺蟲效果[0]以及連作障礙[11]等方面均有報道。因此，本研究以虎杖、苦參、艾葉、地黃、黃芩5種中藥為原料，采用水浸提法和培養血濾紙法研究這5種中藥水浸提液對狗尾草和馬齒莧種子萌發和幼苗生長的影響，以期為農作物與中藥材栽培過程中的雜草防控提供科學的參考依據

材料與方法

1.1 試驗材料

試驗所用地黃、黃芩、艾葉、虎杖和苦參飲片均購于省泰安市九州通上山醫藥有限公司上山大藥房，經農業大學宋振巧教授鑒定分別為玄參科植物地黃（Rehmannia glutinosa Li-bosch.）的干燥塊根、唇形科植物黃芩（ScutellariabaicalensisGeorgi）的干燥根、菊科植物艾（Artemis-iaargyiLevl.）的干燥葉、蓼科植物虎杖（Polygo-numcuspidatumSieb.）的干燥根莖和根、豆科植物苦參（Sophora flavescensAit.）的干燥根。馬齒莧（Portulacaoleracea）狗尾草（Setariaviridis）種子分別購于河北滿疇農業科技有限公司和廣州璐芯扈國際貿易有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 中藥水浸提液的制備試驗于2024年5月在農業大學藥用植物遺傳育種實驗室進行。分別稱取干燥虎杖、苦參、艾葉、生地黃、黃芩飲片 100.200g 并分別置于 2L 燒杯中，各加入1L去離子水，室溫浸泡 24h ，之后 25～30^°C 下超聲波提取 30min ，初步過濾。將所得濾液分別裝于 50mL 離心管中， 10000～10050r?min^-1 離心10min ，取上清液，制成 質量濃度的5種中藥水浸提液，置于 4～5°C 冰箱中備用。

1.2.2 雜草種子處理 選擇顆粒飽滿、整齊一致的馬齒莧、狗尾草種子，去離子水沖洗3～5次備用。

1.2.3 雜草種子發芽試驗采用培養Ⅲ濾紙法進行雜草種子發芽試驗。選擇直徑 9cm 的培養皿，底部平鋪兩層無菌定性濾紙，之后選取顆粒飽滿的雜草種子各50粒均勻放置于培養皿中，再分別加入不同質量濃度的地黃、黃芩、虎杖、艾葉和苦參水浸提液 2mL ，以蒸餾水為對照（CK），每個濃度處理設置3組重復。將各處理培養皿置于25^°C 、光照 黑暗 8h 的人工氣候培養箱中培養，并根據培養皿的水分情況及時添加 1～2mL 藥液保持濾紙表面濕潤。

1.3 測定指標及方法

以雜草種子胚芽突破種皮 2mm 作為萌發標準，每天拍照記錄發芽種子數。培養至發芽率連續2天保持不變后結束雜草種子發芽試驗[2]。相關指標計算公式為：

發芽率 （%）= （發芽數/總種子數） ×100 ;

萌發指數 （GI）=Σ（GUDt） 。

式中， Gt 是第 t 天內的發芽數，Dt是相應的發芽天數[12] 。

根長和苗高：培養第6天，取每個濃度處理的幼苗規則擺放，用 20cm 長直尺測量每株幼苗的根長和苗高，取3次重復的平均值

化感作用效應指數[13] （RI）=1-C/T（ΩT?C） 或 T/C-1（T0 表示為促進作用， RIlt;0 表示為抑制作用。

化感綜合效應指數[14]（SE）是對同一處理下5種中藥水浸提液對同種雜草的各測試項目RI值的算數平均值。參照文獻［15]的方法計算SE值： SE= （RI發芽率 +RI 萌發指數 +RI 苗高 +RI 根長） /4 。

1.4 數據處理與分析

所有數據采用MicrosoftExcel2021進行整理，用SPSS軟件（IBM SPSS26.0 for windows）進行單因素方差分析和顯著性檢驗（One-wayANO-VA，Tukey’s HSD test），用GraphPad Prism 8.0.2軟件繪圖。

2 結果與分析

2.1 中藥水浸提液對馬齒莧和狗尾草種子發芽率的影響

如圖1A所示，不同質量濃度的5種中藥水浸提液對馬齒莧種子發芽率的抑制效果不同。其中，苦參、地黃、黃芩水浸提液處理下發芽率隨著質量濃度的升高而降低，虎杖、艾葉水浸提液處理下發芽率隨著質量濃度的升高而升高，但仍均低于對照。黃芩水浸提液對發芽率的抑制作用最強， 100，200g?L^-1 質量濃度處理分別較對照下降55.33、70.70個百分點。

如圖1B所示，5種中藥水浸提液處理下，狗尾草種子發芽率均隨質量濃度升高而降低。虎杖、苦參、艾葉、地黃、黃芩這5種中藥水浸提液處理的狗尾草種子發芽率均在 200g?L^-1 質量濃度下最低，較對照分別下降16.7、44.7、43.4、32.0、60.7個百分點。對狗尾草發芽率的抑制強弱排名為：黃芩gt;苦參 gt; 艾葉gt;地黃gt;虎杖。

圖1中藥水浸提液對馬齒莧（A）、狗尾草（B）發芽率的影響

柱上不同大寫字母表示同濃度下5種中藥水浸提液間差異顯著0 _{（Plt;0.05）} ，不同小寫字母表示同中藥水浸提液不同濃度處理間差異顯著（ Plt;0.05） ，下同。

2.2 中藥水浸提液對馬齒莧和狗尾草種子萌發指數的影響

如圖2A所示，5種水浸提液對馬齒莧種子萌發指數均有抑制作用，除苦參和艾葉水浸提液處理下馬齒莧種子萌發指數隨質量濃度升高而增大外，其余3種中藥水浸提液處理下萌發指數均隨質量濃度升高而降低，其中黃芩水浸提液的抑制作用最強。

如圖2B所示，除 100g?L^-1 質量濃度的地黃水浸提液對狗尾草種子萌發指數的抑制作用不顯著外，其余4種中藥水浸提液在 100g?L^-1 質量濃度下均呈現顯著抑制作用；除 200g?L^-1 質量濃度虎杖水浸提液對狗尾草萌發指數的抑制作用小于100g?L^-1 處理外，其余4種中藥水浸提液均表現為 200g?L^-1 質量濃度處理的抑制作用大于100g?L^-1 處理。

圖2中藥水浸提液對馬齒莧（A）、狗尾草（B）萌發指數的影響

2.3 中藥水浸提液對馬齒莧和狗尾草幼苗根長的影響

由圖3A可知，5種中藥水浸提液均顯著抑制馬齒莧幼苗根的生長。除虎杖和艾葉水浸提液處理外，其余3種中藥（苦參、地黃、黃芩）水浸提液對馬齒莧根長的抑制效果均隨質量濃度增加而增強。受試各150粒馬齒莧種子中， 200g?L^-1 質量濃度的苦參、地黃、黃芩水浸提液處理分別僅有5、7、3粒長出根，最長的分別為 0.5，0.2，0.3cm。

由圖3B可知，5種中藥水浸提液對狗尾草幼苗根的生長均起顯著抑制作用，且根長隨水浸提液質量濃度升高而縮短，其中， 200g?L^-1 質量濃度的地黃、黃芩水浸提液已完全抑制狗尾草根的生長。

圖3中藥水浸提液對馬齒莧（A）、狗尾草（B）幼苗根長的影響

2.4中藥水浸提液對馬齒莧和狗尾草苗高的影響

由圖4A可知，不同質量濃度的5種中藥水浸提液對馬齒莧苗高的抑制作用有差異。100、200g?L^-1 質量濃度的虎杖水浸提液促進幼苗生長；隨質量濃度升高，苦參水浸提液處理對幼苗生長的作用表現為先促進后抑制，艾葉水浸提液處理表現為先抑制后促進，地黃水浸提液表現為抑制作用加大;黃芩水浸提液表現為 100g?L^-1 處理的抑制作用大于 200g?L^-1 處理。

由圖4B可知，虎杖水浸提液對狗尾草幼苗生長起顯著促進作用；質量濃度由 100g?L^-1 升高到 200g?L^-1 時，地黃水浸提液處理對苗高的作用表現為促進轉為抑制，苦參、艾葉、地黃水浸提液處理則表現為抑制作用加大，其中艾葉水浸提液的抑制作用最強。

圖4中藥水浸提液對馬齒莧（A）、狗尾草（B）苗高的影響

2.5 中藥水浸提液對馬齒莧和狗尾草種子萌發的化感效應

由表1可知，5種中藥水浸提液中，對馬齒莧和狗尾草種子發芽率和萌發指數抑制作用最強的均是質量濃度為 200g?L^-1 的黃芩水浸提液。5種中藥水浸提液對狗尾草和馬齒莧苗高的化感作用有差異。其中， 100，200g?L^-1 質量濃度的虎杖水浸提液對狗尾草和馬齒莧的苗高均起化感促進作用（ RIgt;0 ）， 100g?L^-1 質量濃度的苦參水浸提液和200g?L^-1 質量濃度的艾葉水浸提液對馬齒莧苗高均起化感促進作用， 100g?L^-1 質量濃度的地黃水浸提液對狗尾草苗高也起化感促進作用，除此之外其余中藥水浸提液處理均對兩種雜草的發芽率、萌發指數、根長、苗高起化感抑制作用（ RIlt; 0）。另外，5種中藥水浸提液處理下兩種雜草均呈現“根短苗長”現象。

化感綜合效應指數表明，對馬齒莧和狗尾草種子萌發化感抑制作用最強的處理均為200g?L^-1 質量濃度的黃芩水浸提液，化感綜合效應指數分別為 -0.812 4、-0.825 3 ；狗尾草種子萌發與幼苗生長對5種中藥水浸提液的敏感性整體高于馬齒莧。

表15種中藥水浸提液對馬齒莧和狗尾草種子萌發的化感效應

3討論與結論

有研究顯示，包括酚酸類、香豆素類和黃酮類、生物堿等在內的14類化合物[16-19]均具有化感活性，均屬于化感物質。本研究中，對馬齒莧和狗尾草種子萌發抑制作用最強的為黃芩水浸提液，而對狗尾草和馬齒莧幼苗根長抑制作用相對較大的是苦參、地黃、黃芩中藥水浸提液。另外，兩種質量濃度下除虎杖水浸提液對兩種雜草種子的化感綜合抑制效果相差較小外，其余4種水浸提液對兩種雜草種子的化感綜合抑制效應均隨質量濃度升高而增強（艾葉對馬齒莧的效應除外）。這可能是因為，地黃水浸提液含有環烯醚萜類、酚酸類、香豆素類、黃酮類、三萜類、木脂素類以及氨基酸等其他類化合物[20]；黃芩水浸提液含有黃酮類和黃酮苷類、揮發油類、三帖皂甙類、香豆素類、多糖類等多種化合物[21]；苦參水浸提液含氨基酸類、脂肪酸類和皂甙類、黃酮類等化合物[22]

本研究中，虎杖水浸提液促進馬齒莧和狗尾草幼苗生長，而抑制二者根的生長，這與楊菲等[23]有關扁穗牛鞭草水浸提液對白三葉和紅三葉化感效應的研究結果一致。同時可看出，5種中藥水浸提液處理下馬齒莧和狗尾草均出現“根短苗長\"現象，與何智榮[24]、藜蓉[25]等的研究結果一致。綜合研究表明，5種中藥水浸提液對根長的影響明顯大于苗高，這可能與根系在培養皿中直接接觸中藥水浸提液并吸收大量化感物質有關，而幼苗地上部需依靠根系運輸相關化感物質后才受到抑制[26-27]。這也進一步表明根部對化感物質的敏感性大于地上部，此結果與Shilling等[28]研究得出的根長是最敏感的生長指標之一的結論相一致。

與傳統的化學除草劑相比，植物源除草劑具有綠色環保等優點[29]。中藥材的成分復雜多樣，包括酚酸、黃酮、倍半萜等多種類型。這些成分不僅對人體具有獨特的藥理作用，還可能對雜草的生長產生抑制作用，如艾葉中的異綠原酸A被發現具有顯著的抑草活性[30]；黃花蒿中的青蒿素對馬齒莧和狗尾草具有顯著的化感效應[31]。本試驗從中藥材與植物源除草劑相聯系的角度開展研究，初步證明不同濃度虎杖、苦參、艾葉、地黃、黃芩水浸提液對馬齒莧和狗尾草的種子萌發與幼苗生長有不同程度的化感作用且多為抑制少為促進。未來將對5種中藥中起關鍵性作用的化感物質進行分離與鑒定，同時將室內盆栽試驗與田間試驗相結合，探討中藥水浸提液進一步研制成具有實際生產意義的植物源除草劑的可行性。

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