向玉勇 何 斌 王精山
(滁州学院,滁州,239012)
金银花尺蠖(Heterolocha jinyinhuaphaga Chu)是近年来新发现的金银花主要食叶害虫之一,在河南、山东等地已有报道[1-3]。该虫为鳞翅目尺蛾科昆虫,别名拱腰虫,在安徽省1年发生3代[4],常将叶片咬成缺刻或孔洞,危害严重的地块金银花叶片被全部吃光,仅剩叶脉和叶柄,常造成金银花的大面积减产,甚至成片死亡,给金银花生产带来严重损失。目前,国内对金银花尺蠖的防治手段主要是以化学防治为主[2-3],[5],但长期不合理使用某些有机合成农药,不仅杀伤天敌、使害虫的抗药性增强,而且还加重了金银花中农药残留,降低药材品质。因此,必需寻找新的高效、低毒、低残留、对环境安全的药剂来治理,以提高金银花的价值,保护人们身体健康。
从植物中提取高效低毒活性成分用于防治害虫,近年来已成为害虫生物防治领域的一个研究热点。迄今为止,人们已发现不少植物中含有对害虫具有很高杀虫活性的物质[6-8],它具有选择性强、作用方式独特、对害虫天敌和人畜毒性低、与环境和谐度高、在自然环境下易分解以及害虫不易产生抗药性等诸多优点,因此,具有广阔的应用前景。目前,国内有许多学者研究了植物提取液对多种害虫的生物活性[9-13],但尚未见植物提取液对金银花尺蠖生物活性研究的报道。本研究以大蒜(Allium sativum L.)、侧柏(Platycladus orientalis(Linn.)Franco)、夹竹桃(Nerium oleander Linn.)、银杏(Ginkgo biloba Linn.)、樟树(Cinnamomum camphora(L.)Presl)和石蒜(Lycoris radiata(L'Her.)Herb.))6 种植物的乙醇提取物为试验材料,研究其对金银花尺蠖幼虫的生物活性,以期筛选出一些对金银花尺蠖幼虫有较好作用效果的植物提取物,从而为深入研究有效杀虫成分、作用机理以及开发利用作为防治金银花尺蠖的植物源杀虫剂提供科学依据。
从滁州市郊三界镇野生金银花上采集金银花尺蠖幼虫,在人工气候箱(RXZ-288A型,宁波江南仪器制造厂)中饲养多代。人工气候箱光周期为14 h光照/10 h黑暗、温度为(25±1)℃、相对湿度为(70±7)%。采摘新鲜的金银花叶片,洗净、擦干后放入600 mL的罐头瓶内饲养幼虫,每瓶放10头幼虫,每天换新鲜叶片。待其化蛹后,用湿润纱布铺于瓶底,每天定期检查羽化情况,把同日羽化的雌雄成虫配对后放于同一养虫笼内,用10%的蔗糖水补充营养,让其交配产卵。
6种供试植物的采集地点及取材部位见表1。
表1 供试植物种类
化学试剂:95%乙醇(上海实意化学试剂有限公司);丙酮(上海实意化学试剂有限公司),均为分析纯级。
仪器:旋转蒸发器(RE-52AA型,上海亚荣生化仪器厂);精密烘箱(20011243型,西班牙Selecta公司);高速万能粉碎机(FW80型,天津市泰斯特仪器有限公司);循环水式多用真空泵(SHB-III型,郑州长城科工贸有限公司);电子天平(CP224S型,西班牙赛多利斯公司),10 μL微量进样器(上海光正医疗仪器有限公司)。
植物乙醇提取物的制备:将采集回来的植物材料用清水洗净、阴干后置于恒温干燥箱中45℃烘干,经粉碎机粉碎后过40目筛,制成干粉。称取10 g干物质,置于棕色广口瓶中,加入100 mL 95%乙醇浸泡3 d后,过滤,滤渣再用100 mL 95%乙醇浸泡2 d,过滤,滤渣再浸泡1 d后过滤。合并3次的滤液,经旋转蒸发器蒸发,制成膏状物质,称质量后用丙酮定溶成50 mL,此时质量浓度为0.2 g/mL,在冰箱中4℃避光保存。
非选择性拒食活性测定:采用叶碟法。把6种植物提取物用丙酮稀释成20.00、10.00、5.00、2.50、1.25 g/L 5 个不同的质量浓度梯度,用打孔器将新鲜的金银花叶片打成小叶碟(D=15 mm),分别放入到各种不同质量浓度植物提取物内浸泡5 s取出,在室内晾干后放入直径12 cm的培养皿中(内垫滤纸,并加少量蒸馏水保湿),每个培养皿中对称摆入数目相同的各处理叶碟,接入饥饿12 h的金银花尺蠖3龄幼虫1头,培养皿口覆上保鲜膜,并用昆虫针扎许多小孔,20头虫为一处理,每处理重复3次,另用丙酮作对照。然后把培养皿置于人工气候箱中,于12、24、36、48、72 h 后用方格纸测定其取食面积,按以下公式计算拒食率:拒食率=(对照组取食面积 -处理组取食面积/对照组取食面积)×100%。
触杀作用测定:采用微量点滴法。在预先触杀试验的基础上,把6种植物提取物用丙酮稀释成20.00、10.00、5.00、2.50、1.25 g/L 5 个梯度。选取大小一致的金银花尺蠖3龄幼虫作为试虫,用微量进样器吸取1 μL的各质量浓度的植物提取物点滴在虫体的前胸背板上,每种质量浓度提取物点滴25头幼虫,重复3次,另用丙酮作对照。将处理后的幼虫移入一次性朔料杯子中,饲喂新鲜的金银花叶片,杯口覆上保鲜膜,并用昆虫针扎许多小孔,然后置于人工气候箱中,于12、24、36、48、72 h 后统计死亡虫数(用毛笔轻触幼虫,不能爬行或虫体翻转均视为死亡),计算死亡率和校正死亡率。求出72 h后的毒力回归方程及LC50、LC50的95%置信区间等。
死亡率=(死亡虫数/供试总虫数)×100%。
校正死亡率=(处理死亡率-对照死亡率)/(100-对照死亡率)×100%。
试验数据利用SPSS 11.5进行统计分析。
从表2中可以看出,大蒜、侧柏、夹竹桃、银杏、樟树和石蒜6种植物提取物对金银花尺蠖均表现出一定的拒食活性。方差分析表明,6种植物提取物的不同质量浓度对金银花尺蠖的拒食活性有显著差异。在20g/L时的平均拒食率最高,分别为77.87%、68.48%、60.80%、63.17%、72.23%和 65.90%。
表2 6种植物提取物对金银花尺蠖的非选择性拒食活性
随着提取物质量浓度的降低,对金银花尺蠖的拒食率逐渐降低;6种植物提取物不同作用时间的P值均小于0.05,说明6种植物提取物的不同作用时间对金银花尺蠖的拒食率也有显著差异,12 h的平均拒食率最高,分别为75.60%、66.52%、58.14%、61.35%、70.98% 和 63.93%,随着作用时间的延长,各提取物的拒食率也逐渐下降。各种植物提取物的质量浓度和作用时间交互作用对金银花尺蠖的拒食率无显著影响。6种植物提取物对金银花尺蠖的平均拒食率(¯X)分别为65.28%、55.46%、46.86%、50.11%、60.08% 和 52.75%。方差分析表明,6种植物提取物对金银花尺蠖的拒食活性无显著差异(P <0.05)。
从表3中可以看出,大蒜、侧柏、夹竹桃、银杏、樟树和石蒜6种植物提取物对金银花尺蠖均表现出一定的触杀作用。
表3 6种植物提取物对金银花尺蠖的触杀作用
方差分析表明,6种植物提取物的不同质量浓度对金银花尺蠖的触杀作用有显著差异。在20 g/L时的平均触杀作用最强,校正死亡率分别为30.39% 、23.68% 、53.85% 、47.21% 、37.07% 和49.72%,随着提取物浓度的降低,校正死亡率逐渐降低;6种植物提取物的不同作用时间对金银花尺蠖的触杀作用也有显著差异,72 h的平均触杀作用最强,校正死亡率分别为 36.16%、28.79%、61.40%、52.74%、40.51% 和 56.64%;各种植物提取物的质量浓度和作用时间交互作用对金银花尺蠖的触杀活性无显著影响。方差分析还表明:6种植物提取物对金银花尺蠖的触杀作用有显著差异(P<0.05)。其中,夹竹桃的触杀作用最强,校正死亡率为44.26%,侧柏的触杀作用最弱,校正死亡率为17.54%。
从表4中可以看出,处理72 h后大蒜、侧柏、夹竹桃、银杏、樟树和石蒜提取物的LC50分别为22.741 3、34.382 5、0.495 6、2.440 7、10.361 2、1.080 3 g/L。可见,夹竹桃提取物对金银花尺蠖的毒力最强,其次是石蒜和银杏,大蒜和樟树提取物的毒力相对较弱,侧柏提取物的毒力最弱。
表4 不同植物提取物对金银花尺蠖的毒力测定
金银花尺蠖是近年来新发现的危害金银花的重要害虫,为了及时控制其危害,国内的科研工作者开展了一定的防控措施研究[2-3],[5],但大多数都只局限于化学药剂的防治方面,而金银花是中药材原料,不能施用剧毒的化学药剂。从植物中探寻低毒、高效的杀虫物质,已成为新杀虫剂研究开发的大趋势,国内外学者已经在这方面做了大量的研究,发现很多植物中都存在有杀虫活性的物质[14-16]。安徽地处中纬度地带,属暖温带向亚热带的过渡型气候,植物资源相对丰富,有毒或有害植物种类较多,但在植物提取物杀虫活性方面研究的比较少。笔者对大蒜、侧柏、夹竹桃、银杏、樟树和石蒜6种植物乙醇提取物进行研究,发现这6种植物提取物对金银花尺蠖均表现出一定的拒食活性和毒杀作用,但各种植物提取物的拒食作用差异不显著,随着提取物质量浓度的降低和作用时间的延长,对金银花尺蠖的拒食率逐渐降低;各种植物提取物的触杀作用差异显著,其中,夹竹桃提取物的触杀效果最好,校正死亡率高达44.26%,显著高于其他植物提取物,毒力分析也表明,夹竹桃提取物对金银花尺蠖的毒力最强,处理72 h 的 LC50为0.495 6 g/L。
本研究只是对6种供试植物粗提物的生物活性进行了测定,认为供试的6种植物中均存在一定的活性物质,这些活性物质对防治金银花尺蠖可以起到一定作用。但植物的不同部位含有不同的化学成分或是不同浓度的化学成分,以及采用不同溶剂和不同提取方法都会导致对试虫的生物活性不同[17-19],今后还需要进行植物不同部位和不同提取工艺的比较试验,进一步对这些活性物进行分离纯化、深入研究其有效成分的作用机理、进行田间药效试验,为利用植物源活性物质开发成植物源杀虫剂防治金银花尺蠖提供新的思路。
[1]张文冉,高殿滑,刘爱华.金银花尺蠖的发生与气象条件的关系[J].气象与环境科学,2007,30(4):60 -62.
[2]王广军,张国彦,王江蓉.金银花尺蠖的发生规律与防治技术[J].中国植保导刊,2005,25(3):22 -23.
[3]姜敏,邵明果,赵伯林.金银花尺蠖的生物学特性及防治技术[J].山东林业科技,2005(1):62 -63.
[4]向玉勇,刘克忠,殷培峰,等.安徽金银花尺蠖的生物学特性[J].滁州学院学报,2010,12(5):35 -37.
[5]倪云霞,刘新涛,刘玉霞,等.金银花尺蠖的药剂防治[J].河南农业科学,2006(12):78-79.
[6]徐汉虹.杀虫植物与植物性杀虫剂[M].北京:中国农业出版社,2001.
[7]徐汉虹,张志祥.我国植物性农药的产业化现状及问题与建议(上)[J].新农药,2005(5):11 -14,28.
[8]李美,高兴祥,高宗军,等.苍耳等48种植物提取物的杀虫活性[J].植物资源与环境学报,2008,17(1):33 -37.
[9]张建英,杨贵军,于有志,等.11种植物提取物对枸杞蚜虫的拒食和毒杀活性测定[J].农业科学研究,2007,28(1):21 -23.
[10]郭成林,曾涛,覃柳燕,等.20种植物提取物对黄曲条跳甲的生物活性研究[J].江西植保,2008,31(1):11 -14.
[11]苏远萍,杨长举,华红霞,等.13种植物乙醇提取物对褐飞虱的生物活性研究[J].中国农学通报,2009,25(1):198 -202.
[12]和玉华,和润喜,郑学慧,等.植物提取物对夹竹桃蚜的忌避作用[J].湖北农业科学,2009,48(6):1396 -1397,1413.
[13]马丽娜,胡军华,冉春,等.31种中草药提取物对柑橘全爪螨的杀螨活性[J].植物保护,2009,35(3):70 -73.
[14]徐汉虹.杀虫植物与植物性杀虫剂[M].北京:中国农业出版社,2001.
[15]何军,马志卿,张兴.植物源农药概述[J].西北农林科技大学学报:自然科学版,2006,34(9):79 -85.
[16]姚英娟,薛东,杨长举.21种植物提取物对玉米象的生物活性[J].昆虫学报,2005,48(5):692 -698.
[17]吴敏.5种杉科植物不同部位的精气成分[J].中南林学院学报,2006,26(3):82 -86.
[18]刘序铭,万树青.黄皮不同部位(E)-N-(2-苯乙基)肉桂酰胺的含量及杀菌活性[J].农药,2008,47(1):15 -16.
[19]孙梅梅,陈树仁,缪勇,等.三种植物提取物对菜青虫拒食活性的研究[J].天然产物研究与开发,2007,19(4):623 -625.