Фитохимический скрининг и аллелопатический потенциал фитоэкстрактов трех инвазивных видов трав

Том 13 научных докладов, номер статьи: 8080 (2023) Цитировать эту статью

449 Доступов

2 Альтметрика

Подробности о метриках

Несомненно, важно сохранять бдительность и управлять инвазивными травами, чтобы предотвратить их распространение и смягчить их негативное воздействие на окружающую среду. Однако эти агрессивные растения также могут играть полезную роль в определенных контекстах. Например, некоторые инвазивные травы служат ценным кормом для скота и обладают потенциалом борьбы с болезнями. Поэтому был проведен исследовательский эксперимент, чтобы изучить плюсы и минусы этого подхода не только для окружающей растительности, но и для борьбы с болезнями людей и животных. Исследование в первую очередь сосредоточено на разработке кормов для скота, гербицидов растительного происхождения и понимании фитотоксического воздействия инвазивных видов. Все части растений Cenchrus ciliaris L., Polypogon monspeliansis L. и Dicanthium annulatum (Forssk.) Stapf были протестированы на фитохимический скрининг, экспресс-анализ и анализ токсичности, вызванной метанольным экстрактом этих видов трав. Для экспресс-анализа состава и оценки токсичности были проведены качественные фитохимические скрининговые тесты. Фитохимический анализ показал положительные результаты по алкалоидам, флавоноидам, кумаринам, фенолам, сапонинам и гликозидам и отрицательные по дубильным веществам. Сравнение экспресс-анализа показало максимальное содержание влаги (10,8%) и сырого жира (4,1%) у P. monspeliensis, тогда как максимальное содержание сухого вещества (84,1%), сырого белка (13,95%), сырой клетчатки (11%) и золы (7,2%). %) у D. annulatum. Пять (10, 100, 500, 100, 10 000 ppm) и три (10, 1000, 10 000 ppm) различных концентраций метанольного экстракта, приготовленного из C. ciliaris, P. monspeliansis и D. annulatum, использовали соответственно для ингибирования корней и семян. очерк прорастания. Кроме того, для испытания сэндвич-метода использовались три различных концентрации (10, 30, 50 мг) мелкодисперсного порошка растений. Произошло значительное снижение скорости роста экспериментальных модельных семян редиса (P > 0,005), а результаты испытаний сэндвич-метода показали подавление роста корневых волосков, что препятствует закреплению семян редиса. Для сравнения, результаты демонстрируют это; P. monspeliansis продемонстрировал усиление ингибирования (66,58% при 10 000 ppm), D. annulatum показал резкое прорастание (75,86% в контролируемых условиях), а C. ciliaris продемонстрировал резкое усиление ингибирования из-за теста сэндвич-метода (14,02% при 50 мг). В заключение, хотя травы токсичны, важно учитывать счет бенефициара.

В связи с постоянно растущим населением мира1 стремление к максимизации урожайности в сельском хозяйстве привело к увеличению использования сельскохозяйственных ресурсов для минимизации ограничений (недостатка питательных веществ и патогенов) в растениеводстве2. Однако более широкое использование синтетических удобрений, инсектицидов3 и гербицидов может ухудшить агроэкосистему, что в конечном итоге вызовет проблемы со здоровьем как людей, так и животных4,5. С этой точки зрения аллелопатические экстракты растений могут служить экологически чистой альтернативой устойчивому сельскохозяйственному производству6. Например, фитоэкстракты аллелопатических растений признаны естественными резервуарами стимуляторов роста растений7. Кроме того, в предыдущих исследованиях сообщалось о потенциале некоторых фитоэкстрактов как биопестицидов8. Таким образом, польза аллелохимикатов против вредителей привлекла интерес исследователей, и большинство биопестицидов были созданы с целью борьбы с атаками насекомых8,9. Однако биопестициды для борьбы с сорняками по-прежнему очень ограничены.

Инвазивные виды сельскохозяйственных культур представляют собой сложную и постоянную проблему для любой системы земледелия, поскольку они агрессивно посягают на основные сельскохозяйственные культуры и нарушают их рост в окрестностях10. Экологические риски и риски для здоровья, связанные с широким использованием синтетических гербицидов, в сочетании с нехваткой альтернатив растительного происхождения, стали актуальной проблемой в современном сельском хозяйстве11. Следовательно, в современном сельском хозяйстве для удовлетворения потребностей устойчивого развития крайне важно изучить возможность использования материалов растительного происхождения для борьбы с сорняками вместо традиционных гербицидов12,13. Ранее аллелопатические экстракты сорго и традиционных лекарственных кустарников продемонстрировали фитотоксический потенциал против сорняков при выращивании полевых культур14. Аналогичным образом, Persicaria lapathifolia подавляет рост сорняков Echinochloa Colona12, водный экстракт Artemisia argyi подавляет рост сорняков, включая Brassica pekinensis, Lactuca sativa, Portulaca oleracea, Oxalis corniculata и Setaria viridis15. Ferula assafoetida L. и Ricinus communis L. в концентрациях 0,75% и 1% соответственно ограничивают прорастание семян сорняков Amaranthus Retroflexus L. примерно на 70%16. В совокупности предполагается, что аллелохимические вещества, обнаруженные в некоторых растениях, могут быть дополнительно изучены для оценки их естественных аллелотоксических эффектов. Ранее биоанализ растений салата проводился с использованием сэндвич-метода, и фитоэкстракты различных инвазивных трав и кустарников из разных мест Пакистана и Японии выявили ингибирование роста салата14. P. monspeliensis потенциально может использоваться в качестве декоративного растения, источника пищи и считаться важной пастбищной травой17. Аналогичным образом, фитохимическая оценка встречающихся в природе и легкодоступных видов трав может быть очень полезной для раскрытия их гербицидного потенциала, поскольку они существуют как устойчивые и доминирующие виды в агроэкосистеме.