我国西北地区广泛分布着有毒灌草类植物，其中野生资源量产量最大的为苦豆草(Sophora alopecuroides)、骆驼蓬(Peganum harmala)、骆驼蒿(Peganum niigellastrum)、披针叶黄华(Thermopsis lanceolata)、牛心朴(Cynanchum auriculatum)、沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)等(周立华，1979；赵博光，2001b)。研究表明苦豆草含有1.5%~2%的生物碱，分离得到7种生物碱结晶。经鉴定分别是：槐果碱(sophocarpine)、苦参碱(matrine)、槐胺碱(sophoramine)槐定碱(sophoridine)、苦豆碱(aloperine)、野靛碱(cytisine)、N-甲基野靛碱(N-metylcytisine)等(赵博光，1980)。

苦豆草生物碱属于双稠哌啶类生物碱(quinolizidine alkaloid，QA)，QA为含双稠哌啶环的化合物。研究表明：QA对病毒、真菌、细菌及松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)(王静珍, 1992；蒋继宏等，2000；魏启华等，2000；2001；夏鲁青，2001；赵博光，1996；1998a；1998b；1999；2002c；Wink，1996；Zhao，1999)具有生理和药理活性；对许多寡食性和多食性昆虫，包括同翅目，鳞翅目，直翅目和鞘翅目昆虫有拒食作用和杀虫作用(巨云为等，2000；赵博光，1988；1994；2001a；2002a；2002b；2002c；Zhao，1998)。此外，QA对人也有生理活性，在医药上也有研究和应用(王静珍，1992；赵博光，1998c)。关于QA对植物生长的促进作用研究很少。仅见关于金雀花碱和苦参碱对离体黄瓜子叶和根生长的室内研究(赵仲仁等, 1988a, 1988b)。在研究QA对食叶害虫的取食影响的过程中发现了生物碱对树木生长的促进作用。本文报道苦豆草总生物碱对杨树生长促进作用的研究结果。

试验用杨树品种用I-69杨(Populus deltoids Bartr.cv.“Lux”)。赤霉素(GA)(上海溶剂厂)；萘乙酸(NNA)(上海化学试剂公司)。苦豆草总生物碱(KSH)的提取：取苦豆草全草粗粉用3g·L^-1盐酸溶液渗漉，漉液浓缩成膏状，用乙醇溶解后静置12 h，过滤，沉淀物反复用乙醇处理5次，合并乙醇溶液，回收乙醇至膏状，用氨水碱化至pH9~10，加氯化钠至饱和，用氯仿萃取数次，至无生物碱为止，收集氯仿液加无水硫酸钠脱水后回收氯仿，即得总生物碱。采用Waters HPLC仪，C₁₈柱测定¹⁾，所得的苦豆草总生物碱主要含有的生物碱和含量比例为：槐果碱，22%；苦参碱，17%；槐安碱，5.5%；槐定碱，51%。

1) 夏民洲等.用C¹⁸柱同时分离苦参碱等六种生物碱的探讨.全国第11次色谱学术报告会论文集，1997：177-179

试验在南京林业大学苗圃进行。用上年扦插的I-69杨树苗，经平茬后，当年春使其抽条至1 m左右，连根起出，用水将根上的泥土冲净，称取整个植株的鲜重，记录并编号。然后将其植入花盆中，置阴处使其恢复生长。待植株恢复后，将其置于向阳处，选生长良好的植株做试验用。用钢尺和游标卡尺测量试树的高度(从当年抽条的基部到顶芽的长度)和基部直径(当年抽条的基部直径)，并按编号记录。

5月12日将上述试药配成一定浓度的溶液后，采用医用输液装置给试树注入溶液。先按植株鲜重计算每株试树的溶液注入量，即：注入量为试树鲜重与6 mL·kg^-1鲜重之积，然后按计算量给不同试树的输液瓶装入计算量的溶液(浓度按总碱中含量最高的槐定碱计，其分子式为：C₁₅H₂₄N₂O，分子量：248.4)，输入方法是用小刀将在当年生抽条基部将其韧皮部削去约4 mm²，使露出木质部，将输液针头刺入露出木质部，溶液会慢慢地注入树体。对照注入等计算量的净水。

10月22日用钢尺和游标卡尺测量试树的高度(从当年抽条的基部到顶芽的长度)和基部直径(当年抽条的基部直径)。计算试验期间试树高和基部直径生长量的平均值与标准差。将结果作t-test检验。

7月20日使用6HZ-0503型注干机(江苏博华生物技术有限公司制造)对3 a生I-69杨的树干基部注入苦豆草总生物碱，为降低注射体积，使用KSH浓度为5.8×10^-2 mol·L^-1(按总碱中含量最高的槐定碱计，其分子式为：C₁₅H₂₄N₂O，分子量：248.4)，对照注等计算量的净水。试验前先测定试树的胸径。测定方法是用卷尺测量试树的胸径，并沿卷尺的下缘用红色油漆划线，以记下测量的部位。同时在试树上用油漆编号。记录编号和胸径。使用一元材积表按胸径查出每株试树的材积，以鲜杨树木材比重乘以材积所得试树重量计算施药量。又于当年10月19日用相同的方法测定试树的胸径。计算试验期间胸径净生长量的平均值与其标准差。将其结果与对照平均值相比较，并用学生氏t-test检验。

上述3 a生杨树试验结束后，在试树基部取下长约15 cm，宽约5 cm的鲜木材，并分离出木质部。将其当年生秋材分离出来后，加工成重约10 g的试样。立即称重。采用排水法测定体积，该装置由电子天平、铁架、烧杯、铁针四部分组成，试验时，将烧杯盛水至适当深度置电子天平上，铁针浸入水中约1~2 cm，记下读数，然后将已称好的试样插在铁针上，浸入水中，稳定后读数(试样在水中不得与烧杯壁接触, 天平2次读数时铁针的浸水深度应保持一致)。2次读数之差即为试样同体积的水重，因水的密度为1 g·cm^-3，所以增加读数的克数，即为试样的体积(成俊卿，1985)。

在浸水前对试样外表涂一薄层液体石蜡(ρ=0.86 g·cm^-3)，并在浸水中读数迅速，以防止试样吸水。试样测定后用下式计算试样的基本密度(成俊卿，1985)：ρ_j=G_h/V_g式中，ρ_j为基本密度，G_h为绝干材重量，V_g为生材(或浸渍)体积。将处理结果与对照平均值相比较，并用学生氏t-test检验。

表 1列出注射苦豆草总生物碱(KSH)、萘乙酸(NNA)、赤霉素(GA)杨树幼树在试验期间净生长的情况。经KSH处理幼树的基部直径在本试验浓度范围内较对照均有统计上显著的增长，而且存在着浓度与基部直径的净增长之间的正相关趋势(对浓度与基部直径的净增长的线性相关分析表明两者的相关系数R=0.867)，只有在低浓度5.8×10^-3 mol·L^-1下高生长较对照增长显著。在本试验浓度条件下，NNA处理均明显抑制杨树幼树的高生长，对基部直径只有在较低的1.1×10^-5 mol·L^-1浓度下才有明显的促进作用，但同时对高生长却表现产显著的抑制作用。GA处理在较低的浓度2.9×10^-5 mol·L^-1条件下同时表现出了对杨树高生长显著促进作用和对基部直径的显著抑制作用。

表 1 总生物碱与激素对I-69杨树幼树高度和基部直径的净生长的影响^① Tab.1 Effect of total alkloids and hormones on net growth of height and trunk diameter at ground level in I-69 poplar seedling

表 1 总生物碱与激素对I-69杨树幼树高度和基部直径的净生长的影响① Tab.1 Effect of total alkloids and hormones on net growth of height and trunk diameter at ground level in I-69 poplar seedling

上述结果证明在本试验条件下，KSH在较低的浓度下能同时使高生长和基部直径生长增加的作用，这种作用与所试的两种激素的的结果不同。NNA和GA却是在一定浓度条件下，只能促进树高和基部直径两者之一增长，而同时降低另一个指标。

对3 a生杨树的试验表明：注射KSH能明显促进试树在试验期间的的胸径的净生长(见表 2)。因试验时未找到合适的方法精确地测定3 a生杨树树高的变化，所以仅用手持测高仪测了高生长。因其结果误差较大，故没有列入表 2。但是用目测法和测高仪的观测结果都表明试验期间处理和对照间高生长差异不明显。

表 2 注射苦豆草总生物碱对3 a生杨树试验期间胸径的净增长的作用 Tab.2 Effects of injecting KSH on net growth of breast diameter during the testing period in three years old poplar tree

表 2 注射苦豆草总生物碱对3 a生杨树试验期间胸径的净增长的作用 Tab.2 Effects of injecting KSH on net growth of breast diameter during the testing period in three years old poplar tree

表 3列出3 a生杨树注射苦豆草总生物碱后生长的木材与对照的基本密度的测定结果，结果表明经用KSH处理期间杨树生长的木材的基本密度与对照的没有显著差异。这说明KSH处理不仅使杨树木材生长加快、其体积显著增加，而且木材中的干物质含量没有明显下降。

表 3 用KSH处理3 a生杨树生长的木材与对照的基本密度 Tab.3 Basic density of the wood grown in three years' poplar trees treated with KSH and that of control

表 3 用KSH处理3 a生杨树生长的木材与对照的基本密度 Tab.3 Basic density of the wood grown in three years' poplar trees treated with KSH and that of control

研究结果表明苦豆草总生物碱对杨树生长具一定的促进作用。但是其作用与植物激素的作用有一定的差异：一是能促进杨树生长的苦豆草总生物碱的浓度大于相应的激素浓度约为两个数量级；另外一点是在适当浓度时生物碱可以同时促进高和直径生长，而激素则不同，在适当浓度时，它们只能在促进一个指标增长的同时抑制另一个指标并使其下降。这些差异可能与生物碱与激素对植物的作用机理不同有关。

苦豆草生物碱属双稠哌啶类生物碱，是一类植物次生代谢物质。讨论双稠哌啶类生物碱的生物活性，可以首先了解一下植物次生代谢物质对植物的作用。国内外的许多研究已经说明植物的次生代谢物质的主要作用是防御。例如对植物生长的环境中的食草动物和植食性昆虫的拒食作用、对病原微生物的抑制作用、对环境中竞争植物的种子的萌发和生长的抑制作用等(巨云为等, 2000; 蒋继宏等，2000；夏鲁青，2001；赵博光，1988; 1994；1996；1998a;1998b;1999；2000；2002c；Wink, 1996；Zhao，1998; 1999)。因此，植物次生代谢物质对植物在生存环境中的生存和竞争具有很重要的意义。然而，关于苦豆草生物碱对杨树生长的促进作用却很难用植物次生代谢物质的防御作用来解释。这一问题有待在对植物次生代谢物质的作用的研究中进一步探讨。

苦豆草总生物碱对杨树的生长有促进作用，这是进一步开发生物碱以促进树木生长的树木注干剂产品的基础。但由于对其促进生长的机理尚不了解，因而，需要进一步研究其中每种生物碱单体的作用和其参与杨树生长中的生化过程的详情。

由于苦豆草根茎繁殖力强，耐沙压，抗风蚀，根深、杆硬，多分枝，确为优良的固沙植物(周立华，1979)。笔者对苦豆草和其他荒漠植物的次生代谢产物及其生物活性进行了一些研究(赵博光，1988；1994；1996；1998b；1999；2001a；2002a；2002b)，并且对其中一些活性物质进行了开发，并提出了大规模人工种植和综合利用荒漠有毒灌草的方法，来防治荒漠化(赵博光，1998c；2002c)。笔者还进行了有关的研究和大量的林间试验，研究开发成功了可有效促进杨树木材生长的以苦豆草和其他荒漠有毒灌草生物碱为基础成分的多组份的注干剂，并已申报了该类产品的国家专利。