水稻秸秆提取物对几种杂草的抑制效果及其安全性研究 蔡傅红曲润波王耀强赵婕如盛先锋王云鹏摘要本研究采用室内生测方法，测定了水稻秸秆水浸提液对杂草和作物发芽率的影响，研究了不同浓度浸提液对杂草和作物的化感作用。结果表明，可以把水稻秸秆作为硬草和王不留行除草剂的研究植物;在研究水稻秸秆提取液作为狗尾草有效的除草剂时，应使用浓度0.04g/mL的提取液。同时，还研究了秸秆提取液对作物的除草安全性。研究结果表明，种植韭菜、番茄和萝卜时不可以使用水稻秸秆提取液研制的除草剂;种植小麦时可以使用浓度关键词 水稻秸秆提取液;杂草;抑制作用;化感作用S47A1007-5739（2019）05-0091-03目前，除草方式主要分为人工除草和化学除草，人工除草效率低，不适合农业产业化发展的需要;化学除草适合机械化生产，工作效率高，采用化学除草剂可有效地控制许多杂草，但对环境污染比较大1-2。在一些地区，长残效除草剂品种仍然在大面积使用，而且由于相对落后的农药工业，常出现农药产品杂质超标的现象，如本是十分安全的苄嘧磺隆，也由于产品杂质超标，给一些地区水稻造成了药害啊。我国也报道了塘蒿稗草、看麦娘等5种杂草生物型对丁草胺、百草枯、绿麦隆、杀草丹等除草剂产生了抗药性4。近年来，化学药剂的大量使用引发了一系列的问题，如除草剂抗性杂草植株的出现、土壤污染、水质退化以及对非杂草生物（特别是人畜）的危害等I5。利用生物技术除草是植物保护学发展的有效途径，该技术经济安全、效果持久且不污染环境，符合人与自然和谐发展的理念，将占据重要地位问。秸秆还田是保证我国农业持续稳定发展的重要途径。近年来，在国家对农作物秸秆资源合理利用政策的推动下，我国科学家已在秸秆还田对培肥土壤及提高作物产量等方面做了大量研究和积累了大量资料-1。植物的化感作用广泛存在于自然界中，在农作物耕作制度安排、作物病虫害防治、农田杂草控制以及减少连作障碍危害等方面起着重要的作用102-15。已有研究表明秸秆经过雨水的淋浸和微生物的腐解而释放出来的化学物质，常常可以对杂草产生不良影响16-19。为找到新型材料制造新型无公害绿色除草剂，指导农业生产、促进稻草还田的广泛应用，可研究其不同浓度浸提液对杂草幼苗的化感作用。本试验主要研究水稻秸秆提取液对杂草的抑制作用及其安全性。1材料与方法1.1供试材料供试杂草种子为狗尾草、硬草、王不留行。供试作物种类为小麦、番茄、白菜萝卜、韭菜。1.2秸秆提取物的制备秸秆洗净、自然风干或者105C杀青659C烘12h。使用粉碎机粉碎，过筛（40目或60目）。精确称取1g（干重），加12.5mL蒸馏水，振荡24h，离心10min（4000r/min），取上清液得浸提液的原液（浓度相当于0.08g/mL干物质），冷藏保存;并且可用等量体积的蒸馏水调试浓度14.20，分别为0.040.02.0.01g/mL。1.3种子处理1.3.1浸种。将受试的种子用0.5%硫酸铜溶液浸泡12h，蒸馏水冲洗干净。培养皿在160180C下干热灭菌2h，冷却至室温，放人2层滤纸，备用。1.3.2种子培养。挑选籽粒大小相当的种子播于铺有滤纸的培养皿内，每个培养皿播30粒种子，分别加入不同浓度的培养液5mL，置于28C条件下培养。培养期间，每天须在一固定时间，添加相应浓度的培养液以保持一定湿度，3d后记录种子發芽率，以芽长超过种子长度1/2为标准;7d后，测量幼苗高度和根长。每个处理3次重复。对照用同量溶剂加蒸馏水处理（CK，0g/mL），然后置于28C恒温培养箱中培养7d后测量根长。发芽率是决定种子品质和种子实际用量的依据，种子发芽势是判断种子质量优劣、出苗整齐与否的重要标志，也与幼苗强弱和产量有密切的关系。发芽势高的种子，出苗迅速，整齐健壮。计算公式如下：发芽率（%）=7d发芽种子数/供试种子数x100;发芽势（%）=3d发芽种子数/供试种子数x100;发芽指数Gi=E（Gt/Dt）。式中，Gi为发芽指数;Dt为相应的发芽天数（d）;Gt为在t日的发芽数（个）。1.4数据处理参照Lin等的方法，以化感作用抑制率（Inhibitoryrate，IR）作为化感作用的研究指标。IR（%）=（T;-T）+Tx100，式中，T;为测试项目的处理值，To为对照值，IR0表示具有促进作用，IR0表示具有抑制作用。IR的绝对值越大，其化感作用潜力（促进或抑制作用）越大。采用SPSS软件对数据进行统计分析。2结果与分析2.1对杂草种子发芽的影响2.1.1对硬草种子萌发的影响。由表1可知，对硬草种子发芽的影响总体上呈现抑制作用。不同浓度浸提液处理的硬草种子发芽率与对照都有显著性差异。从IR可以看出，在浸提液质量浓度为0.010.08g/mL时，IR值都小于0，表示浸提液对硬草种子发芽表现出了显著的抑制作用，任何浓度下种子都表现为被杀死状态。水稻秸秆提取液可以杀死种子硬草或延缓其发芽。说明水稻秸秆提取液研制的除草剂会对硬草表现出了强烈的除草效果，可以作为硬草除草剂的研究植物。2.1.2对狗尾草种子萌发的影响。由表2可知，不同质量浓度的浸提液对狗尾草种子发芽总体上呈现浓度越高越抑制的现象。从IR可以看出，在浸提液质量浓度为0.010.08g/mL时，IR值都小于0，表示浸提液对狗尾草种子发芽具有抑制作用，且随着浸提液质量浓度的增加，抑制作用增强。同时可以看出，在浓度为0.040.08g/mL范围内，种子都表现为被杀死状态。通过对比发芽势和发芽率可以发现，在浓度为0.02g/mL时可以延缓狗尾草种子发芽但不会杀死种子。说明水稻秸秆提取液研制的除草剂会对狗尾草表现出强烈的除草效果，可以作为狗尾草除草剂的研究植物，但是最好浓度0.04g/mL。2.1.3对王不留行种子萌发的影响。由表3可知，不同质量浓度的浸提液对王不留行种子发芽的影响总体上呈现浓度越高越抑制的现象。在浸提液质量浓度为0.010.08g/mL时，IR值都小于0，说明浸提液对王不留行种子发芽具有抑制作用，但在低浓度时抑制效果偏低;随着浸提液质量浓度的增加，抑制作用增强;同时可以直观的看出，在质量浓度为0.020.08g/mL时，化感作用抑制率都达到了100%，种子都表现为被杀死状态。说明水稻秸秆提取液研制的除草剂会对王不留行表现出强烈的除草效果，可以作为王不留行除草剂的研究植物。2.2对作物种子发芽的安全性2.2.1对韭菜种子萌发的影响。由表4可知，对韭菜种子发芽的影响总体上呈现浓度越高越抑制的现象。不同浸提液质量浓度下，韭菜种子发芽率与对照都有显著性差异。在浸提液质量浓度为0.010.08g/mL时，IR值都小于0，表示浸提液对韭菜种子发芽具有抑制作用，但在低浓度时抑制效果偏低;随着浸提液质量浓度的增加，浸提液对韭菜种子发芽的抑制作用增强，在质量浓度为0.04、0.08g/mL时，抑制率都达到了91.67%。从发芽势和发芽率的变化趋势可以看出，水稻秸秆提取液可以延缓韭菜种子发芽。还可以直观的看出，在浓度为0.04g/mL时韭菜种子发芽率上升，但是与CK比较还是有显著的抑制效果。故种植韭菜时不适用水稻秸秆提取液研制的除草剂。2.2.2对白菜种子萌发的影响。由表5可知，不同质量浓度的浸提液对白菜种子发芽的影响总体上呈现浓度越高越抑制的现象。在浸提液质量浓度为0.01-0.08g/mL时，IR值都小于0，表示浸提液对白菜种子发芽具有抑制作用，但在低浓度时抑制效果偏低;随着浸提液质量浓度的增加，抑制作用增强，在质量浓度为0.04、0.08g/mL时，抑制率分别达到了86.21%、100.00%，说明在浓度为0.08g/mL时具有杀死白菜种子的作用。从发芽势和发芽率的对比可以看出，水稻提取液可以延缓白菜种子发芽。，从发芽率和IR表现的趋势，上看，在提取液浓度为0.01g/mL和0.02g/mL时提取液对白菜种子抑制效果不强，故种植白菜时可以使用低浓度水稻秸秆提取液研制的除草剂。2.2.3对小麦种子萌发的影响。由表6可知，对小麦种子发芽的影响总体上呈现浓度越高越抑制的现象。在浸提液质量浓度为0.010.08g/mL时，IR值都小于0，表示浸提液对小麦种子发芽具有抑制作用，但在低浓度时抑制效果偏低;随着浸提液质量浓度的增加，抑制作用增强，在质量浓度为0.040.08g/mL时，抑制率分别达到了35.71%和57.14%;从发芽势和发芽率的对比可以看出，水稻提取液可以延缓小麦种子发芽。故种植小麦时可以使用浓度2.2.4对番茄种子萌发的影响。由表7可知，不同质量浓度的浸提液对番茄种子发芽的影响总体上呈现浓度越高越抑制的现象。在浸提液质量浓度为0.010.08g/mL时，IR值都小于0，表示浸提液对番茄种子发芽具有抑制作用，但在低浓度时抑制效果偏低;随着浸提液质量浓度的增加，浸提液对番茄种子发芽表现出了显著的抑制作用;同时可以直观地看出，在质量浓度分别为0.04、0.08g/mL时，抑制率均达到了100.00%，具有杀死番茄种子的效果。从发芽势可以看出，在浓度为0.01g/mL和0.02g/mL时对番茄种子都有抑制作用。从发芽势和发芽率的对比可以看出，水稻提取液可以抑制番茄种子发芽。故种植番茄时不可以使用水稻秸稈提取液研制的除草剂。2.2.5对萝卜种子萌发的影响。由表8可知，不同质量浓度的浸提液对萝卜种子发芽的影响总体上呈现浓度越高越抑制的现象，在浸提液质量浓度为0.010.08g/mL时，IR值都小于0，表示浸提液对萝卜种子发芽具有抑制作用，但在低浓度时抑制效果偏低;随着浸提液质量浓度的增加，抑制作，用增强，在质量浓度为0.04、0.08g/mL时，抑制率分别达到了87.50%和62.50%。同时可以直观地看出，在质量浓度为0.04g/mL时发芽率显著增长，但是与CK比较还是具有显著的抑制效果。从发芽势和发芽率的对比可以看出，水稻提取液可以延缓萝卜种子发芽。故种植萝卜时不可以使用水稻秸秆提取液研制的除草剂。3结论与讨论本文研究结果表明，水稻提取液对杂草种子萌发表现出了强烈的抑制作用。提取液对硬草种子在试验的4个浓度梯度下都表现为强烈的致死性，可以把水稻秸秆作为硬草除草剂的研究植物。在提取液浓度为0.04g/mL和0.08g/mL时对狗尾草种子表现为强烈的致死性，在浓度为0.01g/mL和0.02g/mL时对狗尾草种子发芽表现出强烈的抑制效果、但未表现出致死作用。因此，在研究水稻秸秆提取液作为狗尾草有效的除草剂时，应使用浓度0.04g/mL的提取液。水稻秸秆提取液在浓度为0.02、0.04.0.08g/mL时对王不留行种子表现为强烈的致死性，在浓度为0.01g/mL时即表现出显著的抑制效果，故水稻秸秆提取液可以作为王不留行除草剂的研究植物。本文还对秸秆提取物的安全性问题作了研究，对水稻秸秆提取液在农业除草方面的应用提供了理论依据。4参考文献1司马小化学除草剂对坏境的影响及解决的对策J.现代农业科技，2011（8）：176.2齐月，李俊生，闫冰，等.化学除草剂对农田生态系统野生植物多样性的影响J.生物多样性，2016，24（2）：228-236.3张路生.化学除草剂合理使用技术J.农业科技通讯，2002（4）：31.4李迎刚，李桂生.化学除草剂应用中的问题与建议N.中国化工报，2000-09-12（3）.5强胜，喻如俊.实验室快速评价复配除草剂药效的新方法J.南京农业大学学报，1994，17（1）：117-120.6徐明文，王文萍.化學除草剂灭草应用效果调查J.林业月报，1997（9）：17.7陈芝兰，张涪平，蔡晓布，等秸秆还田对西藏中部退化农田土壤微生物的影响J.土壤学报，2005，42（4）：696-699.8朱玉芹，岳玉兰.玉米秸秆还田培肥地