入侵植物紫茎泽兰资源化利用研究进展

朱先洲

摘要：紫茎泽兰（Ｅｕｐａｔｏｒｉｕｍ ａｄｅｎｏｐｈｏｒｕｍ）是我国外来入侵物种中危害最为严重的植物之一，广泛分布于我国西南地区，并有向东南部和中南部蔓延的趋势，严重影响农林业生产、威胁生物多样性安全。因此，加强对紫茎泽兰防治方法的研究显得尤为迫切。近年来，越来越多的研究发现紫茎泽兰可以进行多种不同的资源化处理，在参考了国内外较大量紫茎泽兰的资源化利用的文献资料后，综述了紫茎泽兰资源化利用的研究进展，并就其利用前景进行了探讨。

关键词：紫茎泽兰（Ｅｕｐａｔｏｒｉｕｍ ａｄｅｎｏｐｈｏｒｕｍ）；活性炭；饲料；研究进展

中图分类号：Ｓ７６５．３文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０12）14－2905-03

Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｆｕｌ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ Aｎ Ｉｎｖａｓｉｏｎ Ｐｌａｎｔ：

Ｅｕｐａｔｏｒｉｕｍ aｄｅｎｏｐｈｏｒｕｍ Ｓｐｒｅｎｇ

ＺＨＵ Ｘｉａｎ－ｚｈｏｕ

（Ｍａｒｋｅｔｉｎｇ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｘｉｃｈａｎｇ，Ｓｉｃｈｕａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ Ｌｉａｎｇｓｈａｎ Ｐｒｅｆｅｃｔｕｒｅ Ｔｏｂａｃｃｏ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｘｉｃｈａｎｇ ６１５０００，Sichuan，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｅｕｐａｔｏｒｉｕｍ ａｄｅｎｏｐｈｏｒｕｍ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｄａｎｇｅｒｏｕｓ ｉｎｖａｓｉｖｅ ｐｌａｎｔｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ． Ｉｔ ｈａｓ ｓｐｒｅａｄ ｒａｐｉｄｌｙ ｔｈｒｏｕｇｈｏｕｔ ｓｏｕｔh－ｗｅｓｔｅｒｎ Ｃｈｉｎａ ａｎｄ ｈａｓ ａ ｇｒｅａｔ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｆｏｒ ｉｎｖａｄｉｎｇ ｓｏｕｔｈ－ｅａｓｔｅｒｎ ａｎｄ ｓｏｕｔｈ－ｃｅｎｔｒａｌ Ｃｈｉｎａ． Ｉｔ ｈａｓ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄ ｔｈｅ ｆａｒｍｉｎｇ ａｎｄ ｆｏｒｅｓｔｒｙ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｓｅｒｉｏｕｓｌｙ，ａｎｄ ｔｈｒｅａｔｅｎｅｄ ｔｈｅ ｂｉｏｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ Ｃｈｉｎａ． Tｈｅｒｅｆｏｒｅ， ｉｔｓ ｕｒｇｅｎｔ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌ cｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｔｈｉｓ ｗｅｅｄ． Ｒｅｃｅｎｔｌｙ， ｍｏｒｅ ａｎｄ ｍｏｒｅ ｓｔｕｄｉｅｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ E． ａｄｅｎｏｐｈｏｒａ ｃａｎ ｂｅ ａｄｏｐｔed for mａｎｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｋｉｎｄｓ ｏｆ rｅｓｏｕｒｃｅｆｕｌ tｒｅａｔｍｅｎｔs． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｄｏｃｕｍｅｎｔｓ ｒｅｌａｔｅｄ ｗｉｔｈ rｅｓｅａｒｃｈ pｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ rｅｓｏｕｒｃｅｆｕｌ tｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ E． ａｄｅｎｏｐｈｏｒａ． rｅｓｅａｒｃｈ pｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ rｅｓｏｕｒｃｅｆｕｌ tｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ E． ａｄｅｎｏｐｈｏｒａ ｗｅｒｅ ｒｅｖｉｅｗed， ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ ｗｅｒｅ ａｌｓｏ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｅｕｐａｔｏｒｉｕｍ ａｄｅｎｏｐｈｏｒｕｍ； ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｃａｒｂｏｎ； ｆｅｅｄ； ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ

１概况

紫茎泽兰（Ｅｕｐａｔｏｒｉｕｍ ａｄｅｎｏｐｈｏｒｕｍ）为菊科一种入侵性极强的杂草，原产墨西哥至哥斯达黎加的中美洲地区，现在分布于世界３０多个国家［１］。２０世纪４０年代传入我国云南省，并在西南地区快速蔓延，由于其繁殖及扩散能力、环境适应能力都极强，不仅干扰了自然生态系统的平衡，还对农林牧业生产和人类的健康造成了巨大的负面影响，造成了严重的经济损失［２－５］。因此，已被国家环保总局列为首批入侵我国的ｌ６种外来物种之首。

１．１紫茎泽兰的生物学特征

紫茎泽兰是双子叶植物纲菊目菊科泽兰属多年生草本或半灌木状植物。其根茎粗壮，直立，常呈紫色，因此被称为紫茎泽兰［６］。紫茎泽兰植株茎上有细细茸毛，散发淡淡的腥味，花为筒状花，呈淡紫色或白色，成年植株高１～２ ｍ，寿命可达１５～２０年。紫茎泽兰主要以种子进行繁殖，种子结实力强，每株可结３万～４．５万粒，多达几十万粒，种子３～４月成熟，细小，顶端具冠毛且极轻，可随风四处飘散，根与茎都能生长不定根进行无性繁殖［７］。

紫茎泽兰喜温暖、湿润的环境，颇具侵占性与抗逆性，在农田、林间、牧草地、墙头甚至是石缝里均能生长。由于其茎秆下部也能产生气生根，当在被砍伐或焚烧后，过一段时间又能从根茎部位再生新枝，是一种非常顽固的恶性杂草。

１．２紫茎泽兰的化学成分

紫茎泽兰是一种有毒害性的杂草，目前已有众多研究者从紫茎泽兰根、茎、叶、花的脂溶性提取物中，共分离鉴定了１００余种化合物。从紫茎泽兰根提取物中分离出６种化合物、茎提取物中分离出２３种化合物、叶提取物中分离出１２种化合物、花提取物中分离出１２种化合物。另外，从紫茎泽兰叶的精油中分离出７８种化合物，从花的精油中分离出６４种化合物。这些化合物的化学成分主要有：蛋白质、糖、有机酸、紫穗槐烯、单萜类、单萜、倍半萜类、三萜类、油脂、甾体、黄酮类、对－聚伞花素、苯丙素类及各类衍生物等［８－１８］。

２紫茎泽兰资源化利用

紫茎泽兰虽然具有很强的生态破坏性，但是其在我国分布面积较大，数量众多，因此，在探寻紫茎泽兰的防治措施的同时，可对其进行有效的资源化处理，这样既能减少处理的成本，又可达到变废为宝、化害为利的目的。

２．１紫茎泽兰制备活性炭

紫茎泽兰植物体结构疏松，组分与木屑相似，以紫茎泽兰为原料制备活性炭产品，资源丰富，技术简单，价格低廉，可替代木质和煤质活性炭，这样不仅可以解决该种杂草对当地林业环境的危害，又能用于水质净化等环境保护方面，还可增加明显的经济效益，实现“以害制废，变害为宝”。

夏洪应等［１９］以紫茎泽兰为原料，碳酸钾为活化剂，采用超声波浸渍，微波辐射法制备活性炭。试验研究得到的此优化工艺条件：超声波浸渍２０ ｍｉｎ、１２０ ℃脱水２ ｈ，微波功率７００ Ｗ、微波辐射１２ ｍｉｎ、剂料比１．２５∶１，制备的活性炭碘吸附值为１ ４７０．２７ ｍｇ／ｇ，得率为１６．３５％，活性炭的吸附指标超过了国标ＧＢ／Ｔ １３８０３．１－１９９９和ＧＢ／Ｔ １３８０３．２－１９９９中一级品的标准。吴春华等［２０］采用微波辐照氯化锌法制取紫茎泽兰活性炭。试验表明，微波功率８００ Ｗ，辐照时间１２ ｍｉｎ，氯化锌质量分数５０％。在最佳工艺条件下制备的活性炭的得率为３３．８％，碘吸附值为９６１ ｍｇ／ｇ，其性能达到国家木质净水用活性炭一级品的要求。

此外，孙康等［２１］以紫茎泽兰为原料，采用磷酸活化法制备粉状活性炭，并着重研究其吸附性能及微观结构。结果表明，当磷酸与紫茎泽兰比为２∶１时制得的活性炭性质最优，碘吸附值为１ ０５６ ｍｇ／ｇ，焦糖脱色率大于１００％，灰分１．２％，得率为４０．２％，对发酵液的脱色效果很好，优于市售的脱色用粉状活性炭。并且制得的活性炭样品的孔径分布宽，微孔及中孔均很发达，ＢＥＴ比表面积为１ ７６７．９ ｍ2／ｇ，总孔容积为２．２６１ ｃｍ３／ｇ。

２．２紫茎泽兰制备饲料

据研究发现，紫茎泽兰中蛋白质含量为２０％，含有１６种氨基酸，其中８种动物生长必需的氨基酸含量都较高，并且每公顷紫茎泽兰鲜草产量达４５ ｔ以上，其干物质能量为１７．２２ ＭＪ／ｋｇ，是一种理想的饲料资源［２２］。

周自玮等［２３］采用山羊为试验对象，对脱毒紫茎泽兰和未脱毒紫茎泽兰在饲料中添加不同比例饲喂反刍动物的饲用价值进行了研究。结果表明，当脱毒紫茎泽兰在饲料中的添加比例为２０％时，对反刍动物的增重有影响，未脱毒紫茎泽兰饲料饲喂反刍动物后，体重出现负增长。张无敌等［２４］用市售紫茎泽兰Ｍ－Ａ２和Ｍ－Ａ５饲喂肉用仔鸡，结果发现，２种饲料饲喂后，仔鸡肉质品尝鲜嫩无异味，且Ｍ－Ａ２生产工艺简单，成本仅０．２５元／ｋｇ。

众多研究表明，紫茎泽兰虽是良好的饲料资源，但是紫茎泽兰中含有单宁、香豆等有毒有害物质，其挥发性油也具有很强的毒性，所以，在作为饲料之前须将紫茎泽兰进行脱毒处理才能进行有效利用。

２．３紫茎泽兰提取物的杀虫作用

紫茎泽兰除作为饲料以外，通过对其植物体内化学物质的提取，发现某些化学物质还具有杀虫作用。张其红等［２５］对紫茎泽兰的氯仿提取物在室内对棉蚜、麦蚜、烟蚜、果树蚜、蔬菜蚜进行了杀虫效果测定，结果显示，在２ ０００倍稀释度下，灭蚜活性大于９５％。李云寿等［２６］通过从紫茎泽兰精油中析出的提取物，对米象、玉米象、绿豆象和蚕豆象等４种储粮害虫进行了杀虫活性研究。结果显示，用４４ ｍｇ／Ｌ的浓度熏蒸处理４８ ｈ后，每种成虫死亡率均达１００％。马安勤等［２７］研究发现，紫茎泽兰甲醇提取物对胡萝卜蚜有一定的毒杀活性。杨婕等［11］通过研究发现，紫茎泽兰的叶和根的石油醚提取物能有效毒杀线虫，并且还发现两者活性基本相同。在国外，ＤＥＹ Ｓ等［２８］研究发现了紫茎泽兰叶提取物含有能使桃蚜、萝卜蚜感觉器官发生病变的毒害神经化学成分。

２．４紫茎泽兰提取物的抑菌作用

紫茎泽兰中所含有的β－蒎烯、柠檬烯、百里香酚、对－聚伞型花素、单萜类、倍半萜类、植物甾体类化合物等具有抗菌、消炎、抗病毒活性［２９］。梁晓华等［３０］采用纸片琼脂扩散法、平板培养基连续稀释法对紫茎泽兰石油醚提取物进行了抑菌试验。结果表明，紫茎泽兰提取液对供试金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和枯草芽孢杆菌的生长均有一定程度的抑制作用。张培花等［３１］报道紫茎泽兰石油醚提取物对马铃薯晚疫病菌的菌丝生长具有很好的抑制作用。赵平等［３２］研究发现，紫茎泽兰花、叶浸泡液对马圆线虫卵孵化有抑制作用，并可作为马粪中马圆线虫幼虫的防治药剂。张妙直等［３３］报道了紫茎泽兰６种有机溶剂提取物对棉花枯萎病原菌、辣椒疫霉病原菌、苹果腐烂病原菌和水稻稻瘟病原菌的抑菌试验，结果发现紫茎泽兰乙醇提取物在浓度为１００ ｍｇ／ｍＬ时对４种真菌的抑制率均达到１００％。

２．５其他研究

紫茎泽兰作为我国一个重要的外来入侵植物，国内外学者对紫茎泽兰资源化处理方法进行了多种方向的研究。查友贵等［３４］对紫茎泽兰的除草活性进行系统研究，结果显示，紫茎泽兰提取物具有较强的除草活性，且具有较好的热稳定性和对水的稳定性。刘燕萍等［３５］研究发现，紫茎泽兰乙醇提取物对二斑叶螨和柑橘全爪螨有很好的触杀活性和一定的拒食活性，并对二斑叶螨的卵具有较好的触杀作用。杨永红等［３６］成功研究出紫茎泽兰微生物发酵生产木糖醇的工艺。杨亚峰［３７］通过对紫茎泽兰中密度纤维板的生产工艺参数和物理力学性能及其影响因素的研究表明，实验条件下制造的紫茎泽兰中密度纤维板，其ＭＯＲ、ＭＯＥ和ＩＢ ３项性能指标均能达到国家标准室内型中密度纤维板的要求。

３展望

紫茎泽兰虽然是对我国生物多样性和生物安全造成严重危害的外来入侵杂草，但是到目前尚没有可以大规模治理的方法，所以对紫茎泽兰资源化处理仍是今后研究的重要方向。目前的研究表明，紫茎泽兰明显能在制备活性炭、饲料、杀虫、拒食、抑菌等方面起到积极的作用。这样为紫茎泽兰的有效控制和利用开辟了新途径，真正使得紫茎泽兰得到资源化利用，可实现生态环境保护和经济效益的双重收益。不仅如此，紫茎泽兰的成功资源化利用，也为我国对其他外来入侵植物的防治提供了一条变害为宝的新思路。

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