荷叶提取物 - 银纳米颗粒对三叶鬼针草的协同除草效应：可持续农业的新希望

为解决传统除草剂的风险问题，研究人员开展荷叶提取物合成银纳米颗粒（AgNPs）除草活性研究，发现其对三叶鬼针草有协同除草效果，为农业除草提供新选择。

　　在农业的大舞台上，杂草一直是让农民们头疼不已的 “捣乱分子”。它们就像一群不请自来的客人，与农作物争夺阳光、水分、养分和空间，严重影响了农作物的产量和质量。在中国广西，三叶鬼针草（Bidens pilosa L.）在甘蔗地里肆意生长，给当地的甘蔗种植带来了巨大的挑战。多年来，化学除草剂一直是人们对抗杂草的主要武器，然而，它却像是一把双刃剑。一方面，它有效地控制了杂草的生长；另一方面，却带来了一系列严重的问题。化学除草剂的广泛使用不仅导致了作物受到污染、环境污染，威胁着公众健康，而且随着时间的推移，杂草逐渐产生了抗药性，使得除草工作变得越来越复杂。

面对这些困境，科研人员一直在努力寻找更加环保、有效的除草方法。广西大学化学化工学院广西高校应用化学技术与资源开发重点实验室以及广西农业科学院植物保护研究所广西农作物病虫害生物学重点实验室的研究人员，开展了一项极具意义的研究，他们的成果发表在《Chemical and Biological Technologies in Agriculture》上。研究人员尝试利用具有化感作用的植物提取物来合成银纳米颗粒（Silver Nanoparticles，AgNPs），并探究其对三叶鬼针草的除草活性，希望为可持续农业提供新的除草策略。

研究人员在实验过程中用到了多种关键技术方法。首先是植物提取物的制备技术，他们将荷叶粉末与去离子水混合，通过超声处理、离心和过滤等步骤得到荷叶水提取物。其次是 AgNPs 的合成技术，在荷叶水提取物中滴加硝酸银（AgNO?）溶液并搅拌反应。此外，利用多种表征技术对合成的 AgNPs 进行分析，如紫外 - 可见光谱（UV - Vis）用于检测 AgNPs 的合成情况，动态光散射（DLS）测量其水动力直径和多分散指数，X 射线衍射（XRD）分析晶体结构，透射电子显微镜（TEM）观察形貌和结构 。同时，采用培养皿法和土壤浇灌法来评估荷叶提取物和 AgNPs 溶液对三叶鬼针草的除草活性。

研究结果

1. AgNPs 的合成与表征：在合成 AgNPs 的过程中，研究人员观察到明显的现象。荷叶水提取物原本呈淡黄色，与 AgNO?溶液混合后，反应溶液在 30 分钟内颜色开始变化，随着反应时间增加，逐渐变成稳定的红棕色，这表明成功合成了 AgNPs。UV - Vis 光谱分析显示，产物溶液在约 459nm 处出现新的峰，这是 AgNPs 典型的表面等离子体共振（SPR）峰，证实了球形 AgNPs 的形成。DLS 分析表明，合成的 AgNPs 平均水动力直径为 105.1nm，多分散指数为 0.196，粒径分布相对均匀，且 zeta 电位为 - 28.6 ± 0.6mV，说明其在溶液中比较稳定。XRD 分析显示，合成的 AgNPs 具有晶体结构，平均晶粒尺寸约为 18.62nm。TEM 观察到 AgNPs 呈球形或近球形，平均粒径为 12.87nm，高分辨率 TEM 和选区电子衍射（SAED）进一步证实了其晶体结构。EDX 分析则确认了产物中银元素的存在。
2. 除草活性评估：研究人员通过培养皿法和土壤浇灌法评估了荷叶提取物和 AgNPs 溶液对三叶鬼针草的除草活性。培养皿法实验结果显示，荷叶水提取物对三叶鬼针草种子萌发的抑制率为 42.40 ± 6.61%，而合成的 AgNPs 溶液抑制率高达 71.80 ± 3.03%，二者组合表现出明显的协同除草活性。在对根和芽生长的抑制方面，AgNPs 溶液对根生长的抑制率为 82.08 ± 1.40%，对芽生长的抑制率为 52.46 ± 1.89%，均显著高于荷叶水提取物。土壤浇灌法实验表明，荷叶水提取物对三叶鬼针草的出苗有一定抑制作用，而合成的 AgNPs 几乎完全抑制了其出苗。在鲜重控制效果上，荷叶水提取物的控制效果为 56.77 ± 6.09%，AgNPs 溶液则达到 90.03 ± 2.11%，再次证明了 AgNPs 显著增强了荷叶提取物的抑制效果。

研究结论与讨论

这项研究成功利用荷叶水提取物合成了 AgNPs，所合成的 AgNPs 呈球形，平均粒径为 12.87nm。通过培养皿法和土壤浇灌法评估发现，荷叶提取物与 AgNPs 的组合对三叶鬼针草的种子萌发和幼苗生长具有显著的抑制作用，展现出协同除草活性。这一研究为合成 AgNPs 提供了一种新的绿色方法，利用化感植物荷叶作为还原剂和稳定剂，避免了使用有毒化学物质，减少了环境污染，提高了可持续性。然而，研究人员也指出，虽然目前的研究结果很有前景，但 AgNPs 对环境和非靶标植物的潜在负面影响还需要进一步研究。未来应重点评估这些纳米除草剂的长期环境影响，并探索提高其特异性、减少生态足迹的方法，以促进其在可持续农业中的大规模商业应用。

总的来说，这项研究为解决农业除草问题提供了新的思路和方法，为可持续农业的发展带来了新的希望。但在实际应用之前，还有许多工作需要进一步探索和完善，相信随着研究的不断深入，这些纳米除草剂能够在农业领域发挥更大的作用，帮助农民们更好地应对杂草挑战，实现农业的绿色、可持续发展。