申健 劉德江 叢慧穎 李淑賢

摘要 為了明確木醋噴施對(duì)稗草植株生長及細(xì)胞膜透性的影響，采用土培盆栽法，用不同濃度木醋噴施植株，以清水作對(duì)照，通過調(diào)查死亡率、株高、鮮重、根長、葉綠素含量、相對(duì)電導(dǎo)率、丙二醛含量等，探究其是否有作為生物源除草劑的可能。結(jié)果表明，隨著木醋濃度的升高，稗草死亡率逐漸增高，原液處理死亡率100%;對(duì)稗草株高的抑制作用逐漸增大，稀釋10倍處理株高最矮，比對(duì)照矮5.2 cm;木醋對(duì)稗草根長和鮮重產(chǎn)生了明顯的抑制作用，但不同濃度處理對(duì)根長和鮮重的抑制效果差異不顯著;葉綠素含量和相對(duì)電導(dǎo)率100倍處理與對(duì)照差異不顯著，其余各處理與對(duì)照差異顯著;噴施木醋各處理丙二醛含量均顯著高于對(duì)照組，稀釋10倍處理丙二醛含量最高，比對(duì)照提高了324.0%。由此可見，高濃度木醋噴施對(duì)稗草植株的生長產(chǎn)生了明顯的抑制作用，使細(xì)胞膜受到損傷，其有作為生物源除草劑的開發(fā)潛力。使用濃度范圍為稀釋50倍到原液。

關(guān)鍵詞 木醋;稗草;植株生長;細(xì)胞膜透性

中圖分類號(hào) S451.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 0517-6611（2021）10-0131-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.10.035

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Effect of Wood Vinegar Spraying on Plant Growth and Cell Membrane Permeability of Echinochloa crusgalli

SHEN Jian， LIU De-jiang， CONG Hui-yingetal （China-Ukraine Agriculture & Forestry Technology Development and Application International Cooperation Joint Lab， Life Sciences College， Jiamusi University， Jiamusi， Heilongjiang154007）

Abstract In order to define the effect of wood vinegar spraying on the plant growth and cell membrane permeability of Echinochloa crusgalli， using soil culture and potted plant method， the plants were sprayed with wood vinegar with different concentrations， and water was used as control.Through investigating the death rate， plant height， fresh weight， root length， chlorophyll content， relative electrical conductivity， malondialdehyde content， the possibility of using wood vinegar as biological herbicide was explored.The results showed that with the increase of concentration of wood vinegar， the death rate of Echinochloa crusgalli was gradually increased， and the death rate of original solution treatment was 100%.The inhibitory effect on the plant height of Echinochloa crusgalli increased gradually.The plant height of 10× treatment was the shortest， which was 5.2 cm shorter than that of control.Wood vinegar had obvious inhibitory effect on root length and fresh weight of Echinochloa crusgalli.However， there was no significant difference in the inhibition effect of different concentrations on root length and fresh weight.The content of chlorophyll and relative conductivity of 100× were not significantly different from the control， while the other treatments were significantly different from the control.The content of malondialdehyde in each treatment was significantly higher than that in the control， and the content of malondialdehyde in the treatment of 10× was the highest， which was 324.0% higher than that in the control group.Therefore， it can be concluded that high concentration wood vinegar spraying has an obvious inhibitory effect on the plant growth of Echinochloa crusgalli， and it damages the cell membrane.It has the potential to be used as a biological source herbicide.Using concentration range was from 50x to the original solution.

Key words Wood vinegar;Echinochloa crusgalli;Plant growth;Cell membrane permeability

稗草（Echinochloa crusgalli）為禾本科一年生雜草，是世界十大惡性雜草之一。它與水稻的伴生性強(qiáng)，很難清除，是水稻田危害最嚴(yán)重的雜草，也是大豆、玉米、小麥等旱作物田的主要雜草，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中危害較嚴(yán)重[1]。使用化學(xué)除草劑防除稗草，不僅會(huì)造成環(huán)境污染，長期使用還會(huì)使稗草產(chǎn)生抗藥性。為了解決抗藥性和對(duì)環(huán)境的污染問題，發(fā)展生物源除草劑，用其替代和減少化學(xué)除草劑的使用，是有效控制雜草危害、保證農(nóng)作物穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)、保障食品安全和社會(huì)穩(wěn)定的重要物質(zhì)基礎(chǔ)[2]。

木醋是木材或其加工廢棄物以及其他一些植物性材料，經(jīng)過炭化或干餾產(chǎn)生的氣體混合物，再經(jīng)過冷凝回收分離獲得的有機(jī)產(chǎn)品[3]。木醋的組成成分非常復(fù)雜，其中90%以上的成分是水，其次是各種有機(jī)物質(zhì)，包括多種有機(jī)酸、酚類、醇類和酮類等物質(zhì)[4-5]。木醋具有調(diào)節(jié)植物生長、消毒土壤、改良土壤環(huán)境、殺菌、防蟲、防腐、脫臭等功效，可以廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)、醫(yī)藥、食品、環(huán)保、輕工等部門[6-10]。木醋經(jīng)過靜置或蒸餾處理除去大部分焦油后，對(duì)土壤和人畜無毒無害，是天然的環(huán)境友好物質(zhì)[11]。

前期試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，低濃度木醋對(duì)植物生長發(fā)育等方面起到了調(diào)節(jié)作用，而高濃度木醋有抑制雜草生長，甚至使雜草植株死亡的作用。為了進(jìn)一步明確木醋的除草功效，筆者采用木醋噴施稗草植株，研究其對(duì)植株生長及細(xì)胞膜透性的影響，以期為生物除草劑開發(fā)增添新的來源。將木醋開發(fā)為生物源除草劑，既能擴(kuò)大木醋的應(yīng)用領(lǐng)域，又能為生物源除草劑增加新的品種，帶來生態(tài)與經(jīng)濟(jì)雙重效益。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試木醋為硬雜木的木醋液，由黑龍江省帶嶺林業(yè)科學(xué)研究所提供。供試稗草為野外采集種子，冰箱冷藏保存90 d后，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)盆栽播種生長的植株。

1.2 試驗(yàn)方法

將經(jīng)過初步靜置和過濾處理的木醋液，設(shè)置成不同稀釋倍數(shù)，處理A為原液，處理B為10倍，處理C為30倍，處理D為50倍，處理E為100倍，以清水作對(duì)照（CK）。采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，將催芽后發(fā)芽的種子播種到花盆中，每盆20粒種子。播種土壤提前蒸汽滅菌，每個(gè)處理5盆，重復(fù)3次。當(dāng)稗草長至2葉1心期時(shí)，噴施不同處理木醋，每盆20 mL，噴施木醋后第7天測量稗草的死亡率，第30天測量株高、根長、鮮重、葉綠素含量、相對(duì)電導(dǎo)率及丙二醛含量，根據(jù)鮮重計(jì)算鮮重防效。葉綠素測量采用研磨法[12]，用電導(dǎo)法測量細(xì)胞膜的相對(duì)電導(dǎo)率[13]，用硫代巴比妥酸測定丙二醛含量[14]。

鮮重防效計(jì)算公式[15]：

鮮重防效=對(duì)照雜草鮮重-處理雜草鮮重對(duì)照雜草鮮重×100%

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007計(jì)算數(shù)據(jù)，采用SPSS 17.0分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用Duncan多重比較法進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)稗草植株死亡率的影響

噴施木醋后第7天，統(tǒng)計(jì)植株死亡率，結(jié)果見圖1。

由圖1可知，清水對(duì)照組稗草死亡率為0，隨著木醋濃度的升高，稗草死亡率逐漸增高，由稀釋100倍處理的2%增至原液處理的100%。對(duì)照CK 和處理E 差異不顯著，與其余處理差異顯著。除稀釋100倍處理外，其余各木醋處理對(duì)稗草植株的成活產(chǎn)生了明顯的影響，最有效處理為原液處理，稗草死亡率為100%。

2.2 不同處理對(duì)稗草株高的影響

噴施木醋后第30天，測量植株株高，因原液處理稗草全部死亡，故結(jié)果中不包括處理A，其余處理結(jié)果見圖2。由圖2可知，噴施木醋各處理植株株高均與對(duì)照差異顯著，處理C、D間差異不顯著。隨著木醋濃度的升高，對(duì)稗草株高的抑制作用逐漸增大。處理B株高最矮，比對(duì)照矮5.2 cm。在使用濃度范圍內(nèi)，木醋的噴施對(duì)稗草株高產(chǎn)生了明顯的抑制作用。

2.3 不同處理對(duì)稗草根長的影響 木醋噴施后30 d測量稗草根長，結(jié)果見圖3。由圖3可知，木醋噴施對(duì)稗草根長產(chǎn)生了明顯的抑制作用，各處理均明顯低于對(duì)照，但不同濃度木醋對(duì)根長的抑制效果差異不顯著。處理E根長最短，為5.54 cm，比對(duì)照低3.70 cm。

2.4 不同處理對(duì)稗草鮮重的影響 木醋噴施后30 d測量稗草植株鮮重，結(jié)果見圖4。由圖4可知，木醋噴施對(duì)稗草植株鮮重產(chǎn)生了明顯的抑制作用，各處理均明顯低于對(duì)照，但不同濃度木醋處理間無顯著差異。處理C鮮重最小，為14.24 mg/株，比對(duì)照低21.42 mg/株。經(jīng)計(jì)算可知，處理B、C、D、E鮮重防效分別為55.14%、60.07%、55.58%、57.43%。

2.5 不同處理對(duì)稗草葉綠素含量的影響 木醋噴施后30 d測量稗草葉綠素含量，結(jié)果見圖5。由圖5可知，處理E葉綠素含量與對(duì)照差異不顯著，處理B、C、D葉綠素含量顯著低于對(duì)照，處理B與處理C無顯著差異。處理B、C、D葉綠素含量分別比對(duì)照組低22.0%、20.4%、38.6%。

2.6 不同處理對(duì)稗草相對(duì)電導(dǎo)率的影響 噴施木醋后30 d測定稗草植株相對(duì)電導(dǎo)率，結(jié)果見圖6。由圖6可知，處理E相對(duì)電導(dǎo)率與對(duì)照差異不顯著，處理B、C、D相對(duì)電導(dǎo)率顯著高于對(duì)照，處理B、C、D間無顯著差異。處理B、C、D稗草植株的相對(duì)電導(dǎo)率比對(duì)照分別提高了12.0%、9.8%、7.9%。

2.7 不同處理對(duì)稗草丙二醛含量的影響 噴施木醋后30 d測定稗草植株丙二醛含量，結(jié)果見圖7。由圖7可知，噴施木醋各處理丙二醛含量均顯著高于對(duì)照組。處理B、C、D、E丙二醛含量分別比對(duì)照提高了324.0%、293.1%、177.1%和50.9%。處理B和處理C丙二醛含量差異不顯著。

3 結(jié)論與討論

該試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著木醋濃度的升高，稗草死亡率逐漸增高，原液處理死亡率100%。因原液處理稗草植株全部死亡，所以原液處理組沒有其他測試指標(biāo)結(jié)果。隨著木醋濃度的升高，對(duì)稗草株高的抑制作用逐漸增大，稀釋10倍處理株高最矮，比對(duì)照矮5.2 cm。木醋使用對(duì)稗草根長和鮮重產(chǎn)生了明顯的抑制作用，鮮重防效最高達(dá)60.07%。葉綠素含量除100倍處理外，其余各處理均顯著低于對(duì)照。木醋的使用對(duì)稗草的成活與生長產(chǎn)生了明顯的抑制作用。

電導(dǎo)率是衡量植物細(xì)胞膜透性的重要指標(biāo)，一般情況下，植物細(xì)胞膜受傷程度越大，電導(dǎo)率越高[16]。該試驗(yàn)結(jié)果表明，處理B、C、D相對(duì)電導(dǎo)率顯著高于對(duì)照，說明木醋在稀釋10～50倍濃度噴施，植物細(xì)胞膜受損傷，內(nèi)含物質(zhì)外滲，對(duì)植物的生長發(fā)育產(chǎn)生了不利的影響。

植物器官在逆境下或衰老時(shí)，常會(huì)發(fā)生膜脂過氧化作用，從而產(chǎn)生丙二醛， 因此，常用丙二醛含量作為膜質(zhì)過氧化指標(biāo)來衡量細(xì)胞膜過氧化程度和植物對(duì)逆境條件反應(yīng)強(qiáng)度[17]。該試驗(yàn)結(jié)果表明，噴施木醋各處理丙二醛含量均顯著高于對(duì)照。處理B、C、D、E丙二醛含量分別比對(duì)照提高了324.0%、293.1%、177.1%和50.9%。說明在試驗(yàn)濃度范圍內(nèi)木醋的使用對(duì)稗草產(chǎn)生了脅迫作用，發(fā)生膜質(zhì)過氧化現(xiàn)象，對(duì)植物的生長發(fā)育產(chǎn)生了不利的影響。

該試驗(yàn)結(jié)果表明，木醋的使用對(duì)稗草植株生長和細(xì)胞膜透性均產(chǎn)生了不利影響，作為除草劑使用理想濃度范圍為稀釋50倍到原液。木醋作為一種副產(chǎn)品，造價(jià)低廉，生產(chǎn)簡單，如果能把它改進(jìn)，作為一種生物除草劑投入到生產(chǎn)實(shí)踐中，將為社會(huì)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。

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