CN108576080A - 一种抑制外来物种加拿大一枝黄花生长的生物制剂和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种抑制外来物种加拿大一枝黄花生长的生物制剂和方法，属于生态防控及除杂草生物药剂技术领域。为了解决现有的抑制剂存在的危害性和局限性。提供一种抑制外来物种加拿大一枝黄花生长的生物制剂和方法，该生物制剂中含有狗尾草水提物，所述狗尾草水提物采用的狗尾草为狗尾草全株；该方法包括采用含有狗尾草水提物的生物制剂对生长有加拿大一枝黄花的区域进行浇灌，所述狗尾草水提物采用的狗尾草为狗尾草全株。本发明的制剂能够实现抑制加拿大一枝黄花对养分的吸收和破坏其光合作用系统的能力，使植物的株高和总生物量被抑制，实现有效抑制生长的效果。

Description

一种抑制外来物种加拿大一枝黄花生长的生物制剂和方法

技术领域

本发明涉及一种抑制外来物种加拿大一枝黄花生长的生物制剂和方法，属于生态防控及除杂草生物药剂技术领域。

背景技术

加拿大一枝黄花，又名金棒草、黄莺、麒麟草，属菊科一枝黄花属，为多年生草本植物。加拿大一枝黄花作为观赏植物从国外引进，到80年代后逸为野生，是一种外来入侵杂草，已经被列入我国重要外来有害植物名录。

加拿大一枝黄花在生长过程中与其他共生的物种竞争养分、水分和空间，从而使与其共生的本地物种出现死亡，还侵入棉花、玉米和大豆等农作物田，影响这些农作物的产量和品质，造成直接和间接的经济损失，再加上加拿大一枝黄花的环境适应能力和容易形成单纯优势种群的特点，使得其在我国快速蔓延，导致入侵地的多种本地物种消失，严重破坏生物多样性。因此，对于加拿大一枝黄花的清除是很有必要的，也是目前学术界研究的方向之一。

目前对于加拿在一枝黄花杂草的清除，一方面，一般采用人工清除和化学除草剂两种方式，然而，对于人工清除存在费时费力的问题，且清除的不彻底；而采用化学除草剂易造成环境污染问题，特别是在果园、茶园和农作物中大量使用化学除草剂会造成药物残留，对人体的健康存在潜在的危险性。

另一方面，化感作用是植物或微生物的代谢分泌物对环境中的其他植物或生物的有利或不利的效应，通过研究优势杂草的化感作用对实现杂草的有效控制、减少生态系统对化学除草剂的依赖具有重要意义。国内对于不同物种的优势杂草并利用化感效应也进行了大量的研究，但是，目前大多是研究加拿大一枝黄花对与其共生的本地物种的化感效应或通过与加拿大一枝黄花共生的优势物种与其竞争达到减少或去除的目的，但这样在去除加拿大一枝黄花的同时使另一物种引入。如中国专利申请(公开号：

CN104429548B)公开了一种控制外来杂草加拿大一枝黄花的方法，通过种植菜豆和葫芦幼苗植物来产生化感效应，利用生物结皮等具有吸附作用，吸收化感物质来减弱加拿大一枝黄花的化感抑制作用，同时，利用藤本植物缠绕的特性达到遮光的目的来抑制加拿大一枝黄花的生长，其主要还是通过不同物种的共生化感效应来抑制加拿大一枝黄花的生长，这就使其在使用过程中的局限性较大。目前尚无具体的报道说明从哪些植物中进行提取的提取物及化感效应来制备抑制入侵植物加拿大一枝黄花的生物制剂的报道。

发明内容

本发明针对以上现有技术中存在的缺陷，提供一种抑制外来物种加拿大一枝黄花生长的生物制剂和方法，解决的问题是提供一种能够利用化感效应抑制加拿大一枝黄花生长的生物制剂。

本发明的目的之一是通过以下技术方案得以实现的，一种抑制外来物种加拿大一枝黄花生长的生物制剂，其特征在于，该生物制剂中含有狗尾草水提物，所述狗尾草水提物采用的狗尾草为狗尾草全株。

本发明通过大量的研究和分析，通过在与加拿大一枝黄花共生的物种进行选择性的研究，最终发现在选取的狗尾草植物采用水进行浸提的方式得到的狗尾草提取物能够对加拿大一枝黄花产生明显的化感效应达到抑制其生长的目的，同时，在研究的过程还发现采用狗尾草全株提取的提取物具有较好的化感效应，且进一步的研究发现在采用狗尾草全株进行水浸提的提取物中含有能够抑制加拿大一枝黄花生长的化感物质，使加拿大一枝黄花的株高和总生物量的被抑制，且本发明在研究中发现狗尾草全株水提物能够通过影响加拿大一枝黄花中的类囊体膜的稳定性，导致叶绿素的含量降低，降低了其对光能的吸收能力，也就相当于破坏了加拿大一枝黄花生长的光合作用系统能力，影响光合作用过程对植物的生长发育，对光合作用的速率起到了一定的降低作用，也能够影响加拿大一枝黄花中细胞器膜的完整性和渗透性，抑制植物对养分的吸收，实现化感作用的多种效应来抑制其生长的效果。另外，采用狗尾草全株水提取直接利用了植物之间的化感效应且采用水进行提取，是一种易制备的生物制剂，基本上不存在化学药物的污染问题，也能够避免因采用化学除草剂导致的农药残留对人体健康的危害性影响。

在上述抑制外来物种加拿大一枝黄花生长的生物制剂中，作为优选方案，所述生物制剂能促进与加拿大一枝黄花共生的本地物种生长。通过优势性的选择采用狗尾草全株水提取还为了使起到促进与外来物种加拿大一枝黄花共生的本地物种生长，能够使避免共生的本地物种一并被抑制，实现促进本地物种的生长和物种多样化的优点。作为进一步的优选方案，所述本地物种选自牛膝、虎杖和车前中的一种或几种。在采用狗尾草全株水提物作用于加拿大一枝黄花时，还能够有效促进它们的生长，使其在株高、茎生物量和总生物量方面的表现均能够得到较好的提高。

在上述抑制外来物种加拿大一枝黄花生长的生物制剂中，狗尾草全株水提物中具有多种能够起相互作用共同对植物的生长产生影响，而在狗尾草全株水提物中的主要成分黄酮及其衍生物、氨基酸及其衍生物、有机酸及其衍生物、脂类衍生物、羟基内桂酰衍生物、奎宁及其衍生物、生物碱、胆碱、香豆素及其衍生物和萜类等对加拿大一枝黄花均具有化感效应的化感物质的共同作用，达到的有效抑制其生长的效果。作为优选方案，所述狗尾草水提物中含有黄酮其及衍生物、生物碱和胆碱。以上三种物质尤其是生物碱和胆碱的存在使其具有显著的生理生物活性，使能够有效影响加拿大一枝黄花中细胞器膜的完整性和渗透性的关键性化感物质，起到抑制植物对养分的吸收使最终实现抑制生长的效果。作为更进一步的优选方案，所述狗尾草水提物中还含有色胺及其衍生物、植物激素、核苷酸及其衍生物、萜类和奎宁及其衍生物。由于化感效应是利用了植物化感物质之间的相互作用来实现抑制或促进生长的特点，正是由于狗尾草全株水提物中不同化感物质之间的相互作用关系，使能够实现抑制加拿大一枝黄花生长的同时促进与其共生的本地物种的生长，实现保证本地物种多样化的优势。

在上述抑制外来物种加拿大一枝黄花生长的生物制剂中，作为优选方案，所述生物制剂为含有狗尾草水提物的粉未，进一步的可以使所述狗尾草水提物的浓度为0.05g/mL～0.2g/mL的水溶液，于使用前兑水配制，使在进行浇灌使用时，能够更好的抑制加拿大一枝黄花生长和促进本地物种生长的双重作用效果。因此，采用该粉未作为生物制剂使用，具有使用方便、环保性好的优点，同时，还具有整体的有效活性成分用量少的特点，也有利于成本的控制。进一步的，还可以使狗尾草水提物的浓度为0.08g/mL～0.15g/mL。主要是在考虑到当加拿大一枝黄花和本地物种同时生长在同一个区域时兼具两者的共同作用，达到更好的抑制加拿大一枝黄花生长和促进本地物种牛膝、虎杖和车前等生长。

本发明的目的之二是通过以下技术方案得以实现的，一种抑制外来物种加拿大一枝黄花生长的方法，其特征在于，该方法包括采用含有狗尾草水提物的生物制剂对生长有加拿大一枝黄花的区域进行浇灌，所述狗尾草水提物采用的狗尾草为狗尾草全株。

由于本发明的上述生物制剂有效的利用了植物的化感效应通过利用其有效生物活性物质对加拿大一枝黄花起作用来达到抑制其生长的特点，从而使其在使用时只需将本生物制剂施放到有加拿大一枝黄花生长的环境中即可，使只需通过浇灌到相应区域就能够达到抑制加拿大一枝黄花生长的目的，具有施放过程简单的优点。

在上述抑制外来物种加拿大一枝黄花生长的方法中，根据植物对于施放制剂有效吸收的不同，对于植物的施放过程普通采用叶片浇灌或根茎浇灌的方式。作为优选，所述浇灌具体为通过将含有狗尾草水提物的生物制剂从加拿大一枝黄花的根部进行浇灌。目的是为了使生物制剂中的生物活性成分能够从根部直接作用，使能够被更好的吸收后达到化感作用的效果，实现更好的抑制生长。

综上所述，本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1.本生物制剂中的狗尾草水提物含有能够抑制加拿大一枝黄花生长的化感物质，影响其类囊体膜的稳定性及影响细胞器膜的完整性和渗透性，实现抑制加拿大一枝黄花对养分的吸收和破坏其光合作用系统的能力，使植物的株高和总生物量被抑制，实现有效抑制生长的效果。

2.采用全株的狗尾草水提物中含有黄酮其及衍生物、生物碱和胆碱、色胺及其衍生物、植物激素、核苷酸及其衍生物、萜类和奎宁及其衍生物的活性化感物质，能够使各活性化感物质之间相互起到协同作用，实现抑制加拿大一枝黄花生长的同时兼具促进与其共生的本地物种的生长，实现保证生物多样化的优点。

附图说明

图1是本发明的生物制剂对入侵植物加拿大一枝黄花的株高分析图。

图2是本发明的生物制剂对入侵植物加拿大一枝黄花的总生物量分析图。

图3是本发明的生物制剂对入侵植物加拿大一枝黄花的根生物量分析图。

图4是本发明的生物制剂对入侵植物加拿大一枝黄花的茎生物量分析图。

图5是本发明的生物制剂对入侵植物加拿大一枝黄花的叶生物量分析图。

图6是本发明的生物制剂对本地植物牛膝的株高分析图。

图7是本发明的生物制剂对本地植物牛膝的总生物量分析图。

图8是本发明的生物制剂对本地植物牛膝的地下部分(根)生物量分析图。

图9是本发明的生物制剂对本地植物牛膝的地上部分(茎与叶)生物量分析图。

图10是本发明的生物制剂对本地植物虎杖的株高分析图。

图11是本发明的生物制剂对本地植物虎杖的总生物量分析图。

图12是本发明的生物制剂对本地植物虎杖的地下部分(根)生物量分析图。

图13是本发明的生物制剂对本地植物虎杖的地上部分(茎与叶)生物量分析图。

图14是本发明的生物制剂对本地植物车前的株高分析图。

图15是本发明的生物制剂对本地植物车前的总生物量分析图。

图16是本发明的生物制剂对本地植物车前的地下部分(根)生物量分析图。

图17是本发明的生物制剂对本地植物车前的地上部分(茎与叶)生物量分析图。

具体实施方式

下面通过具体实施例和附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明，但是本发明并不限于这些实施例。

本抑制外来物种加拿大一枝黄花生长的生物制剂含有狗尾草水提物，其中，狗尾草水提物中采用的狗尾草为狗尾草全株。也就是说，是采用的狗尾草是包括了地上部分和地下部分的根茎全株，通过清洗干净后，烘干再用于提取。进一步的讲，之所以采用狗尾草水提物作为抑制加拿大一枝黄花的生物制剂，更重要是的为了考虑到该生物制剂能促进与加拿大一枝黄花共生的本地物种生长。实现抑制加拿大一枝黄花生长的同时，保证了本地物种的生长，使能够保持生物多样化的特点。上述的本地物种最好使选自牛膝、虎杖和车前中的一种或几种。能够促进它们的生长，相对于正常生长情况，通过浇灌上述生物制剂后能够使它们的植株的株高和总生物量得到较高的改善，起到增加株高和总生物量的效果。

进一步的讲，在采用狗尾草全株通过浸提得到的水提取，含有各种活性化感物质，能够起到相互协同作用，使实现对加拿大一枝黄花的抑制作用以及保证促进本地物种的生长，通过采用LS-MS-MS分析，发现该狗尾草水提取中主要含有如下表1中的成分。

表1：

上述这些主要成分能够起到相互作用实现化感作用效应，使能够达到抑制加拿大一枝黄花的生长，更重要是的上述狗尾草水提物中含有黄酮其及衍生物、生物碱和胆碱，生物碱和胆碱等存在显示化感作用的主要活性成分，具有关键性的作用，进一步的还含有色胺及其衍生物、植物激素、核苷酸及其衍生物、萜类和奎宁及其衍生物。还能够实现兼具促进本地物种的生长。

进一步的讲，对于上述狗尾草水提物的具体浸提方法采用一般的方式即可，具体的说，通过以下方法提取得到：将从野外采集的狗尾草全株，进行清洗干净后，放入烘箱并控制温度在75℃左右进行烘干后用粉碎机粉碎并过30目筛，称取一定量的烘干后的狗尾草全株粉末，加入10倍质量体积(即相当于1g狗尾草全株粉末添加10mL的水)的蒸馏水后置于摇床中，控制温度在15℃，转速120rpm/min的条件下进行震荡浸提12h，用低速离心机以1000rpm/min的条件离心10min除去残渣，得到相应的含有狗尾草水提物的提取液，再采用冻干机将其冻成粉未，贮存于室温。在实际使用过程中，为了得到不同浓度的含狗尾草水提物的水溶液，可以称取此粉未用自然水稀释而成，如进一步的使水溶液中狗尾草水提物的浓度为0.05g/mL～0.2g/mL，具有对加拿大一枝黄花起到有效的抑制作用同时对本地物种具有促进生长的效果，进一步的可以使采用的浓度为0.08g/mL～0.15g/mL，最好采用的浓度为0.1g/mL。

为了更好的分析本生物制剂对加拿大一枝黄花的抑制作用和对本地物种的促进生长作用的效果，以下具体列举了优选的几个本地物种的分析说明，但并不限于以下共生的本地物种。

实施例1

选取在生长有外来物种加拿大一枝黄花的区域上采用含有狗尾草水提物的生物制剂的水溶液进行浇灌，具体通过从根部进行浇灌，这里的狗尾草水提物采用的狗尾草为狗尾草全株。对于含有狗尾草水提物的水溶液的浓度可以根据实际需要进行配制而成，浇灌周期可以在第一次浇灌后隔2周后再浇灌一次，再实际过程中对其周期的生长株高等进行分析，具体的分析结果如图1-5所示。

为了更好的进行实验数据比例说明，图1-5中的实验组采用的生物制剂均是采用浓度为0.1g/mL时狗尾草水提物的水溶液。从上述图1-5的分析结果表明采用的生物制剂能够有效的实现对加拿大一枝黄花的株高、总生物量和根、茎、叶生物量的生长起到了较好的抑制效果，说明采用的狗尾草水提物能够作为生物制剂使用，其中相应图中对照表示采用狗尾草水提物的浓度为0时的空白组，也就是不添加本含有狗尾草水提物的生物制剂相应物种的生长情况进行对照分析。

实施例2

选取在生长有外来物种加拿大一枝黄花和共生植物牛膝的区域上采用含有狗尾草水提物的水溶液进行浇灌，具体通过从根部进行浇灌，这里的狗尾草水提物采用的狗尾草为狗尾草全株。对于含有狗尾草水提物的水溶液浓度可以根据实际需要进行配制而成，浇灌周期可以在第一次浇灌后隔2周后再浇灌一次，其中，对于加拿大一枝黄花的抑制作用能够达到与实施例1相应的抑制效果基本相一致；同时，为了更好的进行实验数据比例说明，图6-9中采用的生物制剂均是采用浓度为0.1g/mL时狗尾草水提物的水溶液。再通过对过程中牛膝的生长株高等进行分析，具体的分析结果如图6-9所示。

从图6-9的结果分析表明，通过施用本含有狗尾草水提物的生物制剂水溶液在实现对加拿大一枝黄花起到抑制生长的同时能够实现对共生物种牛膝具有较好的促进生长效果，尤其是对其其地上部分的生物总量具有较明显的增高效果。其中，对于相应图中的表示对照表示浓度为0时的空白组测试结果对照说明，也就是不添加本含有狗尾草水提物的生物制剂相应物种的生长情况进行对照分析。

实施例3

选取在生长有外来物种加拿大一枝黄花和共生植物虎杖的区域上采用含有狗尾草水提物的水溶液进行浇灌，具体通过从根部进行浇灌，这里的狗尾草水提物采用的狗尾草为狗尾草全株。对于含有狗尾草水提物的水溶液的浓度可以根据实际需要进行配制而成，浇灌周期可以在第一次浇灌后隔2周后再浇灌一次；其中，对于加拿大一枝黄花的抑制作用能够达到与实施例1相应的抑制效果基本相一致；同时，为了更好的进行实验数据比例说明，图10-13中采用的生物制剂均是采用浓度为0.1g/mL时狗尾草水提物的水溶液。再通过对过程中虎杖的生长株高等情况进行分析，具体的分析结果如图10-13所示。

从图10-13的结果分析表明，通过施用本含有狗尾草水提物的水溶液在实现对加拿大一枝黄花起到抑制生长的同时能够实现对共生物种虎杖具有较好的促进生长的效果，对株高具有明显的促进生长的优势。其中，对于相应图中的对照表示浓度为0时空白组，也就是不添加本含有狗尾草水提物的水溶液进行浇灌的相应物种的生长情况进行对照分析。

实施例4

选取在生长有外来物种加拿大一枝黄花和共生植物车前的区域上采用含有狗尾草水提物的水溶液进行浇灌，具体通过从根部进行浇灌，这里的狗尾草水提物采用的狗尾草为狗尾草全株。对于含有狗尾草水提物的水溶液浓度可以根据实际需要进行配制而成，浇灌周期可以在第一次浇灌后隔2周后再浇灌一次，其中，对于加拿大一枝黄花的抑制作用能够达到与实施例1相应的抑制效果基本相一致，同时，再通过对过程中对车前的生长株高等进行分析，具体的分析结果如图14-17所示。

从图14-17的结果分析表明，通过施用本含有狗尾草水提物的水溶液在实现对加拿大一枝黄花起到抑制生长的同时能够实现对共生物种车前具有较好的促进生长的效果，对株高、地上部分生物总量和地下部分生物总量均具有明显的促进生长优势。其中，对于相应图中对照表示浓度为0时的空白组，也就是不添加本含有狗尾草水提物的水溶液浇灌时相应物种的生长情况进行对照分析。

本发明中所描述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。

Claims (8)

1.一种抑制外来物种加拿大一枝黄花生长的生物制剂，其特征在于，该生物制剂中含有狗尾草水提物，所述狗尾草水提物采用的狗尾草为狗尾草全株。

2.根据权利要求1所述抑制外来物种加拿大一枝黄花生长的生物制剂，其特征在于，所述生物制剂能促进与加拿大一枝黄花共生的本地物种生长。

3.根据权利要求2所述抑制外来物种加拿大一枝黄花生长的生物制剂，其特征在于，所述本地物种选自牛膝、虎杖和车前中的一种或几种。

4.根据权利要求1或2或3所述抑制外来物种加拿大一枝黄花生长的生物制剂，其特征在于，所述狗尾草水提物中含有黄酮其及衍生物、生物碱和胆碱。

5.根据权利要求4所述抑制外来物种加拿大一枝黄花生长的生物制剂，其特征在于，所述狗尾草水提物中还含有色胺及其衍生物、植物激素、核苷酸及其衍生物、萜类和奎宁及其衍生物。

6.根据权利要求1或2或3所述抑制外来物种加拿大一枝黄花生长的生物制剂，其特征在于，所述生物制剂为含有狗尾草水提物的水溶液，所述狗尾草水提物的浓度为0.05g/mL～0.2g/mL。

7.一种抑制外来物种加拿大一枝黄花生长的方法，其特征在于，该方法包括采用含有狗尾草水提物的生物制剂对生长有加拿大一枝黄花的区域进行浇灌，所述狗尾草水提物采用的狗尾草为狗尾草全株。

8.根据权利要求7所述抑制外来物种加拿大一枝黄花生长的方法，其特征在于，所述浇灌具体为通过将含有狗尾草水提物的生物制剂从加拿大一枝黄花的根部进行浇灌。