苦参提取物用于植物病害防治的研究现状

作者: 徐艺萌 吴星蓄 杨涵童 李翔国

苦参提取物用于植物病害防治的研究现状 0

目前对植物病害的防治,以化学农药防治为主。但在运用过程中,其弊端凸显,出现“3R”问题。而生物防治的方式,其最大优点是不污染环境,是农药等非生物防治病害方法所不能比的。为了避免“3R”等问题的发生,在生产中提倡用生物防治的方式,而植物提取物是其中之一。因此,探寻对环境无害的植物源提取物代替化学农药已成为生产上亟待解决的问题。

在生产上防治植物病害常用的植物提取物的类型有生物碱类、黄酮类、萜类等。常用于作为提取源的植物有苦参、白头翁、黄岑以及胡桃楸等。其中,苦参提取物由于其低毒、广谱的杀菌活性等特点备受农民的青睐。本文从苦参提取物单剂和苦参提取物复配防治植物病害两方面实验结果和文献进行了整理,以期为苦参提取物的有效利用提供理论依据。

一、苦参有效成分的叙述

苦参在我国有着悠久的入药历史,隶属于豆科槐属,有杀菌、抗病毒等活性。由于苦参在医药方面表现了多种明显的活性,因此使其在农业上的应用受到人们重视,在农业生产上常用其提取物对植物病害进行防治。苦参提取物常用的有苦参碱、氧化苦参碱、槐果碱、槐定碱等。根据苦参总碱以及其单体苦参碱、槐果碱、氧化苦参碱、野靛碱、槐定碱等11种植物病原真菌,对其离体后的抗菌活性研究发现,在浓度为500 mg·L-1时,苦参总碱在辣椒炭疽病菌以及黄瓜疫霉病菌中活性程度较高,菌丝生长抑制率分别为54.90%、96.18%、93.62%,槐定碱对黄瓜疫霉病菌的EC50值为162.13 mg·L-1,苦参总碱对黄瓜疫霉病菌的EC50值为178.21 mg·L-1。

二、苦参提取物单剂防治植物病害研究

苦参提取物常用于苹果、小麦等植物的病害防治上。

1、苹果病害

用豆科、藜科、菊科等10种不同科属植物的组织在石油醚、乙醇和水中的浸出物,对苹果腐烂后产生的病菌展开抑制作用的研究,同时,研究了以中草药为原料的膏状制剂对于苹果腐烂产生的病菌的防治效果,将其与前者的效果进行对比发现,苦参、茵陈、雷公藤、地肤子、鸡血藤、黄芩、杠柳、地榆对于苹果腐烂病的防治效果都要比传统药剂更加有效。

用0.5%苦参碱水剂、2.12%腐植酸铜水剂、40%福美砷WP 这3种杀菌剂对苹果腐烂病菌进行室内毒力测定以及田间药效试验。试验结果表明,0.5%苦参碱水剂和2.12%腐植酸铜水剂对于苹果腐烂病菌的抑制效果相差无几,都要优于40%福美砷WP所发挥的抑制作用,EC50值为9.97 mg·kg-1,0.5%苦参碱水剂的毒力效果比40%福美砷WP的毒力效果高1.15倍;0.5%苦参碱水剂的伤口愈合率为50.18%,高于40%福美砷WP的效果(37.78%),其相对防效达到83.54%。

采用菌丝生长速率法测定,在苹果霉心病菌、苹果腐烂病菌、苹果炭疽病菌以及苹果斑点落叶病菌中生物源杀菌剂的抑制活性。结果表明,3%中生菌素可湿性粉剂对除苹果炭疽病菌之外的均有一定的抑制作用,EC50值分别为1.18、1.84、0.60 mg·L-1;1%蛇床子素水乳剂对苹果斑点落叶病菌和苹果腐烂病菌的抑制效果要优于其他病菌,EC50值分别为2.65、1.52 mg·L-1;0.3%苦参碱水剂仅仅对于苹果腐烂病菌的抑制效果较好,EC50值为1.0 mg·L-1。因此,在田间作业中可以选择3%中生菌素可湿性粉剂、0.3%苦参碱水剂以及1%蛇床子素水乳剂。

以植物源农药为试验材料,采用菌丝生长速率法、孢子萌发法、离体叶片刺伤法、离体枝条烫伤接种法,针对苹果腐烂病和苹果斑点落叶病测定抑菌活性。结果,植物源农药对苹果腐烂病和苹果斑点落叶病的室内毒力与离体防效均显著高于对照。丁子香酚对苹果腐烂病的菌丝生长抑制效果最好(EC50值为0.43 μg·mL-1);苦参碱次之,EC50值为8.11 μg·mL-1;小檗碱的抑制效果最差(EC50值为13.68 μg·mL-1)。同时,丁子香酚对苹果斑点落叶病的菌丝生长抑制效果最好(EC50值为1.18 μg·mL-1);乙蒜素次之,EC50值为4.86 μg·mL-1;小檗碱的抑制效果最差(EC50值为32.18 μg·mL-1)。植物源农药对苹果腐烂病和苹果斑点落叶病的分生孢子萌发均具有抑制作用。丁子香酚对苹果腐烂病以及苹果斑点落叶病的分生孢子萌发的抑制效果最好(EC50值分别为0.70、1.53 μg·mL-1);小檗碱对于苹果腐烂病菌和苹果斑点落叶病菌的分生孢子萌发作用最差,EC50值分别为28.23、49.91 μg·mL-1。

植物源杀菌剂0.5%苦参碱水剂在苹果树干腐病的抑制效果与化学农药40%福美砷粉剂效果相当,苦参碱的相对抑制率为84.0%,而福美砷为82.6%,苦参碱与这种常规的化学药剂作用相差无几;田间试验相对防效调查中,苦参碱水剂对苹果树干腐病愈合率相对防效为88.09%,而福美砷粉剂仅为31.01%;在病斑复发率试验中,苦参碱水剂对苹果树干腐病复发率仅为4%,而福美砷粉剂高达40%。

2、小麦病害

测定苦参提取液在小麦条锈病菌防治中发挥的作用。苦参提取液对小麦条锈病孢子萌发具有一定的抑制作用,抑菌效果最好的浓度为10 mg·mL-1,抑菌率约为84.0%;大田试验结果表明,施药3次处理组的病指相对防效为95.4%。苦参提取液对小麦条锈病菌的抑制效果良好,在进一步对小麦条锈病的施药时期、间隔和次数以及药剂的剂型、速效性、持效性以及在小麦中的药物残留等多方面的深度研究后,运用于生产实践。

为探讨0.3%苦参碱水剂在农业上的更广泛应用,对0.3%苦参碱水剂防治小麦白粉病效果进行了大田药效试验。试验结果表明,0.3%苦参碱水剂有效成分亩用量0.1125 g和0.15 g药后14天的防效分别达到86.53%和93.36%,增产8.57%~14.48%,对小麦安全。用0.3%苦参碱水剂防治小麦白粉病,对小麦正常生长无影响。

选择药剂为98%苦参碱(浸膏)植物农药,以亩用量150 g、200 g、250 g和5%井冈霉素200 g进行试验。发现苦参碱亩用量250 g防治小麦纹枯病的效果最好,对小麦纹枯病其单株发病率和病情指数优于5%井冈霉素,建议在生产中推广应用。

3、梨树病害

为进一步验证由新乐市植物农药研究厂新研发的药剂,0.3%苦参碱乳油,按照不同的稀释倍数对梨树黑星病进行了防病研究。结果初步认为0.3%苦参碱乳油是一种理想的生物制剂,使用倍数以800~1000倍为宜。

以1.5%苦参碱水剂作为生物源生产的农药,在对梨黑星病的防治中发挥出较为喜人的效果。随着稀释倍数减小,药剂的有效成分浓度增高,1.5%苦参碱水剂对于植物叶片和果实上发生的黑星病的防治效果逐渐提高,在有效成分浓度为5 mg·kg-1,也就是稀释倍数为3000倍时,防治效果达到最高。3000倍的防效达到65.19%(叶片)和67.95%(果实),平均病情指数由7.82(叶片)和3.60(果实)降到2.72(叶片)和1.15(果实)。

4、荔枝病害

采用乙醇作为溶剂,运用超声波辅助的方法来提取获得黄连、丁香、苦参、花椒等17种植物的提取物对荔枝霜疫霉菌进行抑菌试验。发现苦参提取物5 mg·mL-1浓度处理药后7 d对荔枝霜疫病的抑菌率达60%以上。苦参在温度为40 ℃处理后抑菌率最好,达77.78%。在酸性条件下抑菌效果较差,与中性和碱性条件下对比差异显著。

采用菌丝生长速率法,以苦参碱、小檗碱及丁香酚3种植物源抑菌活性物质为原材料,对荔枝霜疫霉的抑制效果进行测定。结果表明,3种植物提取物对荔枝霜疫霉都具有一定的抑菌活性。苦参碱的毒力方程为y=1.6217x+6.5849,EC50值为105.01 μg·mL-1。小檗碱的毒力方程为y=1.2129x+6.6709,EC50值为42.03 μg·mL-1。丁香酚的毒力方程为y=1.5909x+9.6688,EC50值为1.16 μg·mL-1。

5、马铃薯病害

用氰霜唑、甲霜灵、代森锰锌、中药中提取的苦参碱等10种杀菌剂,对马铃薯晚疫病的防治效果进行了田间试验。试验发现,除甲霜灵之外,其他9种杀菌剂处理对马铃薯晚疫病的防治效果较为显著。其中,苦参碱能够有效推迟病害发展,达到控制病害的目的。

采用菌丝生长速率法测定植物源农药苦参碱、丁子香酚对马铃薯黑痣病菌和早疫病菌的毒力。结果表明:1.5%苦参碱和1.1%丁子香酚对两种病原菌的毒力效果都不错。对马铃薯黑痣病的EC50值分别为2.4421 mg·mL-1和2.1014 mg·mL-1。对马铃薯早疫病的EC50值分别为0.8752 mg·mL-1和0.7610 mg·mL-1。

6、黄瓜病害

采用菌丝生长速率法、常规喷雾法,对3%苦参碱水剂防治黄瓜灰霉病进行了室内毒力测定和田间药效试验。发现苦参碱水剂毒力较强,毒力回归方程为y=4.6491+0.523x,EC50值为4.6875 mg·mL-1,为对照药剂,腐霉利EC50值的1/30。当用量为900 mL·hm-2时,对黄瓜叶片达到了70.36%,对果实达到了90.49%的防治效果。

用植物源农药苦参碱防治黄瓜霜霉病进行了田间药效试验。发现以药剂0.3%苦参碱水剂防治黄瓜霜霉病时,在试验剂量范围内对作物安全无药害,对有益生物未发现不良影响。用量70.2 ga.i.·hm-2,用药2次,末次施药后,7 d防效达80%以上,基本能够对病情进行控制。

7、其他病害

采用超声波提取工艺获取苦参总生物碱,通过将药物二倍稀释的方法以及菌落抑制率公式,来观察计算苦参总生物碱对人参黑斑病菌的抑菌作用。研究发现,不同浓度的苦参总生物碱均能够有效抑制人参黑斑病菌丝和孢子。在浓度为10 mg·mL-1时,对人参黑斑病菌丝的抑制率为98.8%,对孢子的抑制率为100%。苦参总黄酮溶液抑菌效果最佳的是含量达到0.1 g·mL-1(10%)时。

采用菌丝体生长速率法测定了苦参碱,对山核桃干腐病病原菌、油茶炭疽病病原菌、杨树叶枯病病原菌等7种林业病原真菌的抑真菌活性。发现对山核桃干腐病病原菌抑菌效果最好的是苦参碱(IC50=2.512 mg·mL-1),但是苦参碱对百合枯萎病病原菌抑菌活性最差,其对山核桃干腐孢子萌发和菌丝生长均具有一定的抑制作用,作用效果与药剂的浓度呈现正相关状态,试验表明,在96天内,10.0 mg·mL-1苦参碱可以完全抑制菌丝的生长。

在寻找能够有效防治葡萄霜霉病的高效且无公害药剂时,采用1%苦参碱水乳剂对葡萄霜霉进行防治试验,结果表明,1%苦参碱水乳剂800倍液的防治效果高达92.11%,具有良好的防治作用,相比于现如今的生产生活中常用的杀菌剂70%丙森锌(800倍)和80%代森锰锌(1000倍),其防治效果更为显著。研究发现,在病害发生之前或者发生初期,喷洒苦参碱水乳剂来防治葡萄霜霉病效果较好,并根据病害发生的严重程度,开展间隔10天的三次喷洒最为适宜。

采用平皿法测定苦参碱、宁南霉素、多抗霉素等不同生物杀菌剂,对樱桃茎腐病菌的毒力。其中,1.5%苦参碱AS对樱桃茎腐病菌烟草疫霉的EC50值为413.9050 mg·L-1,对其抑制效果较差。

1.5%苦参·蛇床子素水剂(AS)对草莓根腐病中的尖孢镰刀菌抑菌活性最强,EC50值为2.7 μg·mL-1,0.3%苦参碱乳油(EC)对草莓根腐病中的茄腐镰刀菌抑菌活性最强,EC50值为4.5 μg·mL-1。

苦参生物碱醇-乳油溶液对立枯丝核菌、稻恶苗病菌、茄科蔬菜青枯病菌、白菜黑斑病菌、十字花科蔬菜软腐病病菌、稻胡麻叶斑病菌、十字花科蔬菜黑腐病病菌都具有一定的抑制作用,最低抑制浓度大多在0.5 mg·mL-1以下。

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