CN100426970C - 一种芦苇化感物质生产方法及其在控制互花米草中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生态控制技术领域。本发明克服了利用物理、化学和生物防治互花米草的不足，利用芦苇的化感物质有效的抑制互花米草群落内特有的益生微生物种群，并且能够降低互花米草种子发芽率，对互花米草幼苗的生长也有显著的抑制作用。利用芦苇的化感物质，能有效的控制互花米草，既省力，防治效果显著。
Description
一、技术领域
本项发明属于生态控制技术领域。
二、背景技术
互花米草(Spartina aterniflora)原产于美国，属禾本科虎尾草族，是一种生长在潮间带的多年生盐沼植物。互花米草根系异常发达，植株粗壮高大，生物量大，地面高度一般可达1.0～2.0m，根系深入土壤中可达1.5m左右，具有较强的抗风消浪、保滩护岸、促淤造陆、绿化海滩的作用。我国沿海地区当时经常受到风暴潮、台风等自然灾害袭击，海堤大面积受损，给沿海地区经济和人民生命财产受到极大危害。为此，1980年初互花米草引入我国沿海滩涂，并在保滩护岸、促淤造陆、改善滩涂生态环境和减灾等多方面作出了重大贡献。另一方面，互花米草作为一个具有极强繁殖能力的外来物种，其生长旺、繁殖快、植株高而密，与本地种竞争强烈，改变了淤泥质光滩的景观和本土物种的栖息环境，经过二十余年的发展，互花米草在我国沿海地区形成5万hm2以上的外来入侵种优势群落，对我国沿海滩涂地区的生物多样性和水产养殖具有一系列不良影响，给沿海地区带来一系列的负面作用。因此，互花米草在2003年被国家环保局列入我国16种入侵种黑名单，互花米草的控制问题已经成为了世界性难题。
目前控制互花米草的措施有：
物理方法：主要是人工挖掘及机械清除，消耗大量的人力物力，不仅效率低，还需要政府出资组织人力和财力。
化学方法：使用除草剂，虽然简单有效，但是存在严重的环境污染问题。
生物防治：生物防治是指利用天敌或致病微生物来防治外来入侵种。作为外来入侵种，其天敌和致病微生物也是外来种，因此，生物防治存在极大的生态风险，可能带来新的入侵问题，应用不广泛。
三、发明内容
目前治理互花米草的方法，存在诸多弊端。物理防治费时费力；化学方法存在污染问题；生物控制不仅存在较大的生态安全问题，而且防治效果较差。本发明需要解决的问题是：利用芦苇化感作用，从芦苇凋落物中提取出化感物质，可有效的抑制互花米草群落内特有益生微生物种群的生长，而且能够降低互花米草种子发芽率，对互花米草幼苗的生长有显著的抑制作用。通过这些作用，芦苇化感物质能有效的抑制互花米草的繁殖，从而控制互花米草的扩张。
本实验室在研究中发现，在互花米草群落内有一种特有的优势真菌(Mortierella sp.)种群。该真菌只出现在互花米草群落内，没有在互花米草周围的植物群落内发现该真菌，属于特有种群。经鉴定发现该菌株为被孢霉属真菌的一种。试验表明，该菌能显著的提高互花米草幼苗的存活率，比对照提高了20.27％，可见对于米草的繁殖扩张起到了很大的作用；加入该菌后，对生长指标生物量、株高、茎粗比较的测定，都比对照组有显著的提高，表明该菌对互花米草的生长起到显著的促进作用；对叶绿素和可溶性糖分析也表明了加入该菌对米草的生长明显优于对照组；POD和PAL的测定，也得到了相同的结果，表明该菌对互花米草的抗性和生长都起到积极作用。由此可以看出，该真菌为外来种互花米草群落内特有的微生物群落，是互花米草根际共生微生物，属于互花米草的益生菌，对互花米草的生长发育，以及互花米草的扩张都起到非常大的积极作用。所以，我们通过抑制互花米草内益生微生物的方法，从而抑制互花米草的生长，控制互花米草的扩张。
芦苇是禾本科多年生草本植物，世界广布种，能适应不同的生态环境，在我国属于本地物种，是构成湿地植物群落的代表植物种。芦苇与互花米草的生态位部分重叠，在一定的区域与互花米草形成竞争。利用芦苇的化感物质，能有效的控制互花米草，既省力，防治效果显著。
本发明的具体技术方案如下：
1、芦苇化感物质的生产方法
(1)芦苇凋落物的采集和初加工：收集12月份成熟芦苇凋落物，用蒸馏水漂洗、晾干。用小型粉碎机将其粉碎，过20目筛备用；
(2)芦苇化感物质的提取：利用溶液浸提法和厌氧腐解法提取芦苇的化感物质，溶液浸提法是将备用干草粉加入10倍质量的蒸馏水放入密闭容器中，常温48小时，并过滤得到提取物，厌氧腐解法是将干草粉于紫外灯下照射灭菌3h后置于经过灭菌处理的容器中，加入10倍质量的微生物分解纤维素培养基和根际土，混匀，于25℃下恒温培养30天，得到提取物。
2、芦苇化感物质的应用
芦苇化感物质对互花米草的种子、幼苗和米草内特有益生微生物种群抑制。溶液浸提法1∶10浓度的芦苇化感物质使种子发芽率明显降低，并且抑制了幼苗的生长，同时显著的抑制了互花米草益生菌的生长。厌氧腐解法提取的芦苇腐解产物在母液浓度时效果最显著。
(三)本发明与现有技术比较，其显著性进步为：
植物化感作用(Allelopathy)也称他感作用、相生相克作用及异株克生作用，是植物通过合成并向环境释放化学物质而对同种或异种植物(包括微生物)的萌发和生长发育所产生的直接或间接的有益或有害的作用。生化他感作用在优势种的形成、群落演替、植被恢复中有着重要的作用。目前，国内外尚没有利用芦苇化感物质控制外来种互花米草的相关研究报道。
本发明利用芦苇的化感物质，能够降低互花米草的种子萌发，抑制互花米草幼苗的生长，同时对互花米草群落中特有的益生微生物种群产生显著的抑制作用，干扰了互花米草根系的微生物环境，间接地使互花米草生长受到抑制。
通过芦苇化感物质，能有效控制互花米草的生长，抑制互花米草的过渡扩张，并且可以使芦苇群落替代互花米草，对沿海地区的可持续发展有积极作用。本发明克服了以往的物理、化学和生物防治互花米草的不足，既避免了污染和生态风险，又实现了对互花米草的生态控制。
四、具体实施方式
收集冬季成熟芦苇的凋落物，利用溶液浸提法和厌氧腐解法提取芦苇的化感物质，并通过化感物质对互花米草的种子、幼苗和互花米草特有益生微生物种群进行作用，从而实现对互花米草的控制，具体实施方式如下：
1、芦苇凋落物的采集和初加工：收集12月份成熟芦苇凋落物，用蒸馏水漂洗、晾干。然后用小型粉碎机将其粉碎，过20目筛备用；
2、芦苇水提物制备：将1步骤得到的干粉置于密闭容器中并加入5倍质量的蒸馏水，加盖于常温下静置48h，最后过滤得到质量浓度为1∶5的母液；
3、芦苇腐解产物：将1步骤得到的干粉于紫外灯下照射灭菌3h后置于经过灭菌处理的容器中，加入10倍质量微生物分解纤维素培养基和根际土，混匀，于25℃下恒温培养30天，得到母液；
4、芦苇化感物质对互花米草种子的作用：将母液系列稀释为50％和25％，共得到三个浓度梯度。将种子置入三种母液以及对照组蒸馏水中进行种子萌发试验。
萌发率公式为：萌发率＝发芽数/总数×100％。结果表明，芦苇水提物浓度为1∶10时抑制效果达到最佳，发芽率由对照组的36％下降到23％，效果显著。芦苇腐解产物浓度为母液浓度时发芽率由对照组的36％下降到28％，效果显著；
5、芦苇化感物质对互花米草幼苗的作用：将母液系列稀释为50％和25％，共得到三个浓度梯度。将幼苗置入三种母液以及对照组馏水中进行幼苗生长试验。20℃下恒温培养96小时，计算提取物对苗长和根长的影响。结果表明，芦苇水提物三个浓度的处理对幼苗地上部分没有明显作用，但是提取物浓度为1∶10下却显著的抑制幼苗地下部分根的生长，由对照组的6.40cm到该浓度下的4.93cm。芦苇腐解产物在母液浓度下，不仅对幼苗地上部分影响显著，而且对地下部分根的生长有极显著的影响。地上部分分别有对照的1.89cm到该浓度下的1.44cm，地下部分更是由对照的6.40cm到该浓度下的1.03cm，效果极其显著；
6、芦苇化感物质对互花米草群落内特有益生微生物种群的作用：将马丁培养基和提取液经过灭菌处理后，取13.5ml培养基和1.5ml三种处理液在大小一致的培养皿中混合均匀形成平板，接种米草益生菌，三天后测量菌斑直径。结果表明，芦苇水提物三个浓度效果都明显，在浓度为1∶10时，效果最好，由对照的3.75cm减小到2.90cm。芦苇腐解产物三个浓度与水提物效果相似，都有明显抑制作用，在25％浓度下效果最好，菌落直径由3.75cm减小到3.20cm。
通过以上可以得到，芦苇凋落物提取的化感物质可以降低互花米草发芽率，抑制米草幼苗的生长，同时也显著抑制互花米草群落内特有益生微生物群落的生长，能很好的抑制互花米草的繁殖和扩张，从而有效的控制互花米草。
Claims (2)
1、一种芦苇化感物质的生产方法，其特征是由以下步骤组成：
(1)芦苇凋落物的采集和初加工：收集12月份成熟芦苇凋落物，用蒸馏水漂洗、晾干，用小型粉碎机将其粉碎，过20目筛备用：
(2)芦苇化感物质的提取：将备用干草粉加入10倍质量的蒸馏水放入密闭容器中，常温48小时，并过滤得到提取物。
2、权利要求1所述芦苇化感物质生产方法生产的芦苇化感物质在控制互花米草中的应用。
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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