新型生物除草剂：Echinophora cinerea 精油对夏季作物杂草的抑制作用及机制研究

为解决化学除草剂带来的环境风险问题，研究人员开展了一项关于Echinophora cinerea 精油（EO）作为生物除草剂的创新研究。研究发现，其EO在浓度≥1 μL/mL时可完全抑制杂草种子萌发，且通过诱导氧化应激（如H2 O2 积累和脂质过氧化）显著抑制杂草生长，效果优于传统除草剂Treflan?。该研究为可持续农业提供了高效、低毒的生物除草剂候选方案。

　　

化学除草剂的广泛使用对农业生态系统造成了显著的环境风险，包括土壤污染、非目标植物损伤和杂草抗性增强。随着全球人口增长和可持续农业需求的提升，开发环境友好型除草剂成为迫切需求。在此背景下，研究人员将目光转向植物源天然产物，尤其是具有化感作用的植物精油（Essential Oil, EO）。Echinophora cinerea
是一种分布于伊朗的芳香植物，其野外分布特征暗示其可能具有抑制周边植物生长的潜力。

为验证这一假设，来自国内某大学的研究团队比较了E. cinerea
不同部位（茎、叶、花）提取的精油与商用除草剂Treflan?对常见杂草Amaranthus retroflexus
（反枝苋）的抑制效果。研究通过测定种子萌发率、幼苗生长指标及氧化应激标志物（如H₂
O₂
、丙二醛MDA和电解质泄漏），系统评估了精油的除草潜力。相关成果发表在《Journal of Natural Pesticide Research》上，为生物除草剂的开发提供了重要依据。

研究采用气相色谱-质谱（GC-MS）分析了精油成分，并通过体外培养实验比较不同浓度（0.5-5 μL/mL）处理对杂草生理生化指标的影响。关键发现如下：

3.1. 萌发抑制
浓度≥1 μL/mL的E. cinerea
精油完全抑制种子萌发（IC₁₀₀
），而0.5 μL/mL浓度下萌发率降至56-65%，显著低于Treflan?处理组（84-87%）。

3.2. 氧化应激机制
精油处理诱导H₂
O₂
积累（较对照增加8.1-22.9%），与Treflan?效果相当。花精油在0.5 μL/mL时MDA含量增加49%，表明其通过脂质过氧化破坏细胞膜完整性。

3.3. 细胞损伤
电解质泄漏和细胞活性检测显示，茎、花精油在0.5 μL/mL时与2 μL/mL Treflan?效果无显著差异，均通过ROS介导的膜损伤导致细胞死亡。

3.7-3.10. 生长抑制
精油使胚根和胚芽长度分别减少58-65%和16-22%，而Treflan?抑制率达91%和76-85%。尽管胚芽鲜重降幅相似（25-30%），但精油对胚根鲜重的抑制更强。

研究结论指出，E. cinerea
精油在极低浓度（IC₁₀₀
≤1 μL/mL）下即可通过诱导氧化应激和膜损伤有效控制杂草，其效果与Treflan?相当。精油中富含的单萜类（如α-松油烯、对伞花烃）和酚类（如香芹酚、百里香酚）成分是发挥除草活性的关键。这一发现不仅为开发新型生物除草剂提供了候选物质，也为理解植物间化感作用机制提供了新视角。未来研究可进一步优化精油提取工艺并评估其田间应用潜力，以推动可持续农业实践。