薇甘菊的分布危害、生物防治及资源化利用研究现状与展望

2015-01-13 13:38徐小伟泽桑梓杨斌季梅
热带农业科学 2014年12期
关键词:甘菊菟丝子植物

徐小伟 泽桑梓 杨斌 季梅

摘 要 薇甘菊作为唯一一种全国林业检疫有害植物,由于其较强的攀援、繁殖扩散能力,以及极强的化感作用,对入侵地区的林农业发展产生了极大的危害;作为一种菊科植物薇甘菊有极强的资源化利用价值,在生物农药,药物等方面都有着广泛的利用前景。此文对薇甘菊的生物学特性、分布、适生区及危害进行介绍,对国内外薇甘菊生物防治及资源化利用的研究现状进行综述。

关键字 薇甘菊 ;生物学特性 ;分布、适生区及危害 ;生物防治 ;资源化利用

分类号 S765.1 ;S476

薇甘菊(Mikania micrantha H.B.K.)属于菊科假泽兰属(Mikania)植物。该属植物约有430种,主产于美洲热带地区,我国原产种只有假泽兰[Mikania cordata(Burm.f.)B.L.Robinson)一种[1]。薇甘菊原产于中南美洲地区,香港在1884就有栽培引种记录,作为外来入侵物种1919年在香港采集到标本并确定已驯化并开始扩散,广东地区1984年在深圳地区首次采到其标本[2],而在1983年昆明植物所在云南滇西南地区就已采集到其标本,更有报道称20世纪60年代早期当地就有薇甘菊的存在和危害[3]。

1 生物学特性

薇甘菊为多年生草质或微木质藤本植物,茎细长,匍匐或者攀援,具多分支,被短软毛近无毛,幼时绿色近圆柱形,老茎淡褐色近方形具肋纹;茎中部叶呈三角状卵形近卵形,基部心形,少数近戟形,先端渐尖,叶缘具数个粗齿或浅波状圆锯齿,两面无毛[4]。

2 分布、适生区及危害

薇甘菊主要分布于印度、孟加拉国、斯里兰卡、泰国等东南亚地区,以及菲律宾、马来西亚、印度尼西亚、巴布亚新几内亚和太平洋诸岛屿、毛里求斯、澳大利亚、中南美洲、美国南部等地[2]。薇甘菊在20世纪80年代在深圳发现后,现已扩散至珠江三角洲大部分地区,至2000年在广东地区就有30多个县市分布,海南地区至2010年已有10个县(市)约40个乡镇发现薇甘菊,2012年10月在赣南会昌县也发现了长势良好的薇甘菊[4-6]。据报道台湾地区也有着广泛的分布[2]。在云南滇西南地区20世纪60年代就有薇甘菊的存在和危害。据2009年云南农业厅统计,已扩散至包括德宏、怒江、保山、临沧、普洱、西双版纳6个州市的15个县市区,并有研究报道显示其发生区域主要集中于与缅甸接壤的区域[7]。薇甘菊在中国有着广泛的适生区域,长江以南大部分地区都具有适宜其生长定殖的条件,上海、福建、海南、四川等地区薇甘菊入侵定殖的风险极大[8],同时云南大部分地区为其适生区。

一旦薇甘菊在适生区域内扩散将带来极大的危害。薇甘菊具有极强的繁殖能力,在不同环境和条件下可产生种子进行有性繁殖或以营养体进行无性克隆[9]。作为菊科植物,薇甘菊种子数目相当巨大,有研究显示,其每平方米可产生12万粒[10],甚至21万粒种子[11],在适宜条件下,种子的萌发率可高达83.3%~95.3%[12-13]。同时由于薇甘菊种子细小,其可通过风,水进行广泛的传播[12]。相较于种子传播定植,薇甘菊有着极强的营养繁殖能力,薇甘菊植物可通过在地上匍匐生长茎的茎节上长出根系形成新的植株,并且长出的新植株具有比实生苗更强的生命力[14]。薇甘菊作为入侵物种进入新的生态环境,与当地本土树种相比有着更强的形态可塑性和适应力,与伴生树种相比有较强的CO2固定能力,较高的净光合速率,因而表现出极强的竞争能力[15-16],使其最终在与本土树种的竞争中占据优势。同时薇甘菊具有极强的攀援能力可对当地树种通过覆盖影响其光合作用、与其竞争营养物质对危害地树种进行绞杀[17-19]。与本土物种相比,薇甘菊对恶劣环境有着更强的适应性,通过耐盐能力实验发现,薇甘菊对盐生生镜有着一定的适应能力,可能通过种子萌发、无性繁殖在滨海高盐立地生境进行定植、扩散[20]。薇甘菊较强的化感作用亦成为其在入侵地成为极大危害的重要原因,其化感物质可对当地伴生树种的种子萌发和幼苗的生长进行强烈抑制[21]。据报道,在马来西亚薇甘菊的覆盖危害可使橡胶树的种子萌发率降低27%,橡胶产量在早期32个月内减产27%~29%;在东南亚地区,薇甘菊严重威胁木本植物生存生长,油棕、椰子、可可、茶叶、橡胶、柚木等都受危害。仅在云南发生地区薇甘菊就可危害30多种植物[22],对发生地区当地的经济和生物多样性造成严重的破坏[23-24]。

3 生物防治研究国内外现状

3.1 天敌昆虫

Waterhouse[25]根据Teoh[26]对薇甘菊在马来西亚的天敌进行的调查,报道了1种直翅目、4种同翅目、5种半翅目、1种鳞翅目昆虫可对薇甘菊进行取食。在南美洲,Cock在对薇甘菊天敌进行调查时,发现并描述了29种天敌,其中缨翅目假泽兰滑蓟马(Liothrips mikaniae)作为薇甘菊天敌被引入马来西亚,然而并未取得成效[27-28]。在我国也有研究发现蚜虫、介壳虫、少数鳞翅目昆虫以及一些螨虫对薇甘菊都能进行取食,但是这些天敌昆虫对薇甘菊的寄生专一性不强或者对其取食控制能力不强[29-31]。

1974年Mcfadyen R.E.首先对原产于中南美洲薇甘菊原产地可作为薇甘菊潜在生防因子的艳婀珍蝶(Actinote thalia pyrrha)、安婀珍蝶(A.anteas)进行报道[32]。1996年,为了防治薇甘菊以及紫茎泽兰印度尼西亚分别从哥斯达黎加和巴西引进了安婀珍蝶和艳婀珍蝶,并对安婀珍蝶进行引入可行性实验,结果表明安婀珍蝶不会取食薇甘菊和紫茎泽兰以外其他种类的植物,并可在野外进行交配繁殖,对薇甘菊有极佳的控制作用[33]。在2001年和2002年我国广东昆虫研究所3次从印度尼西亚引进安婀珍蝶以进行薇甘菊防治的可行性研究。李志刚等在实验室内对安婀珍蝶生物学和寄生专一性进行研究,发现安婀珍蝶对薇甘菊的寄生专一性明显高于其他86种专一性测定植物,只能在薇甘菊以及紫茎泽兰上完成世代,实验中安婀珍蝶会对一些十字花科植物进行取食,在菜心有个别化蛹、羽化现象,但未见产卵[34]。张玲玲等在研究后亦发现,白菜和菜心的提取物对安婀珍蝶4龄幼虫有一定的拒食能力[35]。刘雪凌等先后在室内和自然条件下对安婀珍蝶繁殖能力进行研究[36-37],结果表明在23℃室温下安婀珍蝶繁殖能力最高,但是由于在自然条件下受到天敌的捕食以及气候环境的影响安婀珍蝶在野外的增殖能力较弱。在随后的研究中发现婀珍蝶4龄幼虫野外饥饿存活率最高,4龄后幼虫取适量明显增加,其较强的取食能力对薇甘菊有明显的控制作用,同时可在室内通过盆栽薇甘菊大量繁殖[38-41]。

紫红短须螨(Brevipalpus phoenici)是一种只在海拔250 m对植物造成危害的,主要分布在海拔635 m以下的热带、亚热带的螨虫[42]。陈瑞屏在广东地区进行薇甘菊防治调查中发现,其可作为薇甘菊重要的生物防治因子,在其后对紫红短须螨进行的研究中发现,接种50~200头紫红短须螨的薇甘菊在15~89 d后,出现茎叶黄化或死亡现象;在野外大田中,接种后的薇甘菊在159 d后,可形成明显的中心枯死区,并有逐渐扩大的趋势[43]。研究还发现,在排除天敌捕食的情况下,紫红须螨可在60 d致死薇甘菊[44]。然而作为薇甘菊天敌昆虫,紫红短须螨对于西番莲、柑橘、咖啡、番木瓜也有一定的危害[45-46],所以广泛的应用于实践还需谨慎。

2008~2009年泽桑梓等在云南地区进行薇甘菊天敌资源调查过程中,首次发现并确定薇甘菊颈盲蝽(Pachypeltis sp.)为专性取食薇甘菊的重要天敌昆虫,并对其取食薇甘菊的控制作用进行研究,结果表明薇甘菊颈盲蝽能大量、较大强度和高频率的取食薇甘菊,对薇甘菊茎的生长影响显著,抑制了薇甘菊通过茎进行的无性繁殖;同时颈盲蝽通过对薇甘菊的频繁取食,也可对其花序的分化产生显著的影响,降低了薇甘菊的开花和结实数量,很大程度上控制薇甘菊进行有性繁殖、传播和扩散[47-48]。

3.2 菟丝子寄生

菟丝子属(Cuscuta Linn)为旋花科寄生植物,全球约有170个种,主产于美洲,在全世界热带、亚热带及温带地区广泛分布[49],中国有11个种,在云南地区分布的有菟丝子(C. chinensis Lam.)、大花菟丝子(C. reflexa Roxb.)、日本菟丝子(C. japonica Vahl.)3个种[50]。

韩诗畴等2000年底在广东地区进行薇甘菊地区调查分布状况时,首次在粤东发现有菟丝子寄生薇甘菊,翌年5月在深圳发现有薇甘菊被菟丝子寄生致死的现象,并于6月在广东省昆虫研究所薇甘菊实验园内将菟丝子(C. chinensia lam.)和薇甘菊在同一区域种植进行试验,经过两个月的培育以及薇甘菊与菟丝子两轮的竞争,最终菟丝子成功致死薇甘菊[51]。廖文波等在华南地区进行野外调查中也发现田野菟丝子(C. campestria Yuncker.)、菟丝子(C. chinesis Lam.)和南方菟丝子(C. australis R.Br.)可寄生薇甘菊,并发现3种菟丝子中田野菟丝子对薇甘菊的寄生能力最强,致死率最高[52]。对菟丝子属植物的生物学特性及其对薇甘菊的防除的研究中王伯荪等发现,可用寄生在大豆的田野菟丝子作为寄生薇甘菊的侵染源来提高田野菟丝子寄生薇甘菊的成功率[53]。昝启杰等通过对田野菟丝子控制薇甘菊的安全性和可行性进行研究发现,田野菟丝子可有效地防控薇甘菊,使薇甘菊在危害样地中的盖度下降至18%~25%,并可显著提高受害群落的物种多样性而不致死其他植物,同时研究中发现薇甘菊扩散速度显著大于菟丝子的扩散速度,因而可通过人为干扰提高菟丝子繁殖和扩散速率以达到控制薇甘菊危害的目的[54]。随后在对菟丝子致死薇甘菊的机制机理研究中,邓雄等发现田野菟丝子寄生在薇甘菊上与其竞争养分导致其叶片变黄、脱落,薇甘菊地上茎生长减缓甚至死亡,生物量减少,光合作用强度也逐渐下降,由于养分的失去以及菟丝子对其遮蔽作用薇甘菊最终死亡[55]。之后研究表明菟丝子对薇甘菊的化感作用以及通过恢复土壤微生物结构与功能,使之有利于本土植物生长亦是菟丝子抑制薇甘菊生长的重要机制[56-57]。在云南地区,泽桑梓等利用本地分布的日本菟丝子、菟丝子和大花菟丝子对薇甘菊寄生和扩散能力进行研究,在以菟丝子繁殖组块作为侵染源寄生薇甘菊的试验中,大花菟丝子的寄生率及扩散速率都显著高于其他两种菟丝子属植物[58]。

3.3 致病微生物

Barreto等在对薇甘菊真菌病害进行调查时发现并列举了可侵染薇甘菊的43种真菌,并将原产于美国南部至阿根廷北部区域,可侵染假泽兰属的锈菌目(Urednales)柄锈菌属(Puccinia)薇甘菊柄锈菌(Puccinia spegazzini de Toni)作为最具潜力成为薇甘菊的生防因子的一种真菌[59]。1996年英国利用其进行薇甘菊的防治研究,印度也先后分别从巴西、墨西哥及英国引入柄锈菌进行研究,结果发现其可成功感染薇甘菊,严重时薇甘菊全株死亡[60-61]。为了控制入侵植物薇甘菊,我国2003年引入薇甘菊柄锈菌,并开展了一系列研究以分析确定其释放的可行性及安全性。有研究表明,薇甘菊柄锈菌具有极强的侵染能力,实验室内在悬挂只有一个孢子堆叶片条件下就可对薇甘菊完成侵染,成功率在40%左右,10个孢子堆作为侵染源的条件下成功率更是高达91.7%,完成侵染后,适宜条件下锈菌在19~22 d内就可对薇甘菊进行二次侵染,其极强的致病力在两个月左右可完全致死薇甘菊植株[62]。在自然条件下,柄锈菌同样具有较强的适应性、高度的致病力和侵染能力,同时其具有较强的专一性,虽可使多种菊科植物产生褪绿斑,但并不会发生真正的侵染[63]。

在我国同样发现了可致病甚至致死薇甘菊的微生物。陈沧海在田间调查中发现炭疽病菌(Colletotrichum sp.)可致薇甘菊产生炭疽病害[64]。王均琍在对薇甘菊病株进行病原物分离时发现18个菌株,其中FIc-2菌株及FV-1 菌株可抑制薇甘菊的种子发育和萌芽[65]。程伟文在调查中发现,薇甘菊受到豆荚大茎点菌(Macrophoma mame Hara)侵染发生严重的叶枯病危害,并研究发现通过刺伤接种薇甘菊的发病率高达85%[66]。在田间调查中王瑞龙发现一种属于豇豆花叶病毒科(Comoviridae)蚕豆病毒属(Fabavirus)可致使薇甘菊萎蔫的新病毒,并在2008年将其命名为薇甘菊萎蔫病毒(Mikania micrantha wilt virus, MMWV),其后研究发现桃蚜(Myzus persicae)可作为MMWV病毒传播媒介,病毒虽然无法致死薇甘菊植株但是可以通过降低薇甘菊叶片抗病性酶和光合作用酶的活性有效抑制其生长,然而MMWV在致病薇甘菊的同时还会侵染豇豆、大豆、豌豆等经济作物[67-69],因而其释放还需谨慎。

3.4 群落改造与替代控制

群落改造控制是通过改变林相以及群落结构,营造不利于薇甘菊生长的群落环境以达到控制薇甘菊的目的[70]。殷祚云等选用9个树种、1种灌木和1种草本进行群落改造实验,发现大叶相思(Acacia auriculaeformis)、马占相思(Acacia mangium)、米老排(Mytilaria laosensis)、樟树(Cinnamomum camphora)由于其快速增长的冠幅,可作为防治薇甘菊的造林树种,蟛蜞菊(Wedelia chinensis)生长迅速可在短期内抵御薇甘菊的侵害[71]。三年后的调查发现,群落改造后的样地生物多样性得到恢复,并且未见薇甘菊的生长[72]。

利用伴生植物进行替代控制是对薇甘菊进行防治的重要方法之一,伴生植物可对薇甘菊进行替代控制主要因为这些植物对薇甘菊有较强的化感作用和竞争效益。有研究显示凤凰木(Delonix regia)、空心莲子草(Altemanthera philaccroides)、异型莎草(Cypenrus difformis)、水蓼(Polygonum hydropiper)、三叶鬼针草(Bidens Pilosa)、芒萁(Dicronopteris pedata)、幌伞枫(Heteropanax fragrans)、少花龙葵(Solanum nigrum)、血桐(Macarangga tanarius)、五爪金龙[Ipomoea cairica (L.) Sweet]对薇甘菊都有较强的化感作用,可通过释放化感物质对薇甘菊呼吸作用、光合作用等产生影响,从而影响薇甘菊的生长[73-77]。由于不同植物伴生生长存在一定的种间竞争,替代控制可通过利用一种或多种植物对薇甘菊的生态位竞争效应抑制其生长达到控制薇甘菊的目的。有研究表明,黑麦草(Lolium perenne)、黄花蒿(Artemisia annua)、高羊茅(Festuca elata keng ex E.Alexeev)、红薯(Ipamoea batas)、扁豆属(Lablab)植物对薇甘菊都有很强的竞争能力,可作为替代竞争植物对薇甘菊进行替代控制[78-80]。

4 资源化利用研究现状

4.1 净化环境

20世纪50年代印度尼西亚引进薇甘菊作为垃圾填埋场以及橡胶园的土壤覆盖植物,到了80年代末薇甘菊已经在整个印尼群岛扩散、定植[17,23]。虽然薇甘菊作为外来入侵物种对当地生态系统生物多样性产生重大的影响,但是其作为改变土壤养分,吸附重金属以恢复立地条件的一种植物是值得开发的。改变土壤养分是薇甘菊入侵的重要手段,刘小文等[81]研究表明,薇甘菊入侵的样地有机质、全氮、硝态氮、铵态氮、全钾、速效钾、有机磷、磷酶酸以及脲酶的含量相对于没有危害的样地都显著提高。同时陈宝明等[82-83]研究表明,当薇甘菊入侵达到一定程度后,其凋落物将加快入侵样地中其他植物凋落物的分解,提高土壤中N的含量。同时薇甘菊对重金属也有较强的吸附能力,王春铭等[84]研究发现薇甘菊能吸附土壤中大量的Cu、Zn、Cd、Cr、Ni等重金属,重金属污染土壤生长的薇甘菊植株中重金属含量为:Zn>Cu>Cr>Ni>Cd。

4.2 染料

植物染料作为对人体、皮肤伤害较小的一种染料为人们所关注。万寿菊(Tagetes erecta)、槐花(Sophora japonica)、藏红花(Crocus sativus)等已被广泛用于植物染料生产[85]。郭珍曾尝试将薇甘菊提取物水溶液用于纺织品染色,取得理想结果。其后在对薇甘菊染料化学成分研究中发现,薇甘菊含有多种可用于染料制造的化学成分,其作为具有防虫、杀菌以及自然芳香的天然植物染料有着广泛的开发前景[86]。

4.3 生物农药

薇甘菊作为病虫害较少的外来入侵植物,因为其所具有的驱虫、抑菌以及化感作用,薇甘菊为驱虫剂、除草剂、杀菌剂等生物农药的开发利用提供了大量的原料。

4.3.1 抑菌剂

薇甘菊生长迅速却极少有病害的发生,这引起了研究人员对薇甘菊抑菌作用的关注。张茂新等[87]研究发现,薇甘菊挥发油在浓度为400 mg/L时,可较强地抑制水稻稻瘟病菌(Pyricularia grisea)、香蕉枯萎病菌(Fusarium oxysporum)、长春花疫病菌(Phytophthora nicotianae)的活性,抑菌率分别为53.8%、28.66%、18.69%。之后冯惠玲等[88]研究表明,薇甘菊甲醇、丙酮提取物对辣椒疫霉(Phytophthora capsici)、玉米大斑病菌(Exserohilum turcicum)菌丝生长有着极强的抑制作用,抑制率可达100%。庄世宏等[89]在对薇甘菊抑菌活性成分的研究中分离出4种具有抑菌活性物质,在对其中两种抑菌物质去氧化薇甘菊内酯、二氢薇甘菊内酯的抑菌作用研究中发现,上述两种物质在50 mg/L剂量以上对小麦纹枯病菌(Rhizoctonia cerealis),辣椒疫霉病菌(P. capsici)和棉花立枯病茵(Rhizoctonia solani)抑菌率可达到90%以上。许华等以薇甘菊水提取液对黄瓜灰霉病茵(Botrytis cinerea)、黄瓜枯萎病菌(Fusarium oxysporutm)和番茄早疫病菌(Alternaria solani)进行抑菌实验发现当浓度为0.10 g/mL最高抑菌率可分别达到17.75%、22.5%以及19.06%[90]。在对非植物病原菌的抑菌研究中发现,薇甘菊提取物乙酸乙酯部分可有效抑制大肠杆菌(Escherichia coli)和金色葡萄球菌(Staphyloccocus aureus)的生长[91],薇甘菊叶黄酮提取物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、志贺菌(Shigella)、沙门氏菌(salmonella)4种常见细菌的最低抑制浓度分别为1.562 5、1.562 5、3.125 0、3.125 0 mg/mL[92]。

4.3.2 杀虫剂

薇甘菊所具有的驱虫作用,为科研工作者们所关注并做了大量研究。张茂新等[93]研究发现薇甘菊挥发油对猿叶虫(Phaedon brssicae)、小菜蛾(Plutella xylostella)以及黄曲条跳甲(Phyllotreta striolata)有较强的产卵驱避作用以及一定的触杀毒力,在施用浓度为1 000 mg/L时,萝卜蚜的校正虫口减退率可达到62.51%。之后赵辉等[94]对黄曲条跳甲的研究中发现,薇甘菊挥发油对黄曲条跳甲(P. striolata)取食及产卵行为有较强的影响,15 μL薇甘菊挥发油对黄曲条跳甲(P. striolata)的拒食率可达到30%以上,产卵忌避率可达到60%。在利用薇甘菊的乙醇、丙酮提取液进行薇甘菊对昆虫和病原菌生物活性研究中发现,薇甘菊的乙醇、丙酮提取液对菜青虫(Pieris rapae)和小菜蛾(P. Xylostella)幼虫有较强的毒杀和拒食作用,500 mg/L的乙醇、丙酮提取液对1~2龄菜青虫的毒杀作用可达到80%、73.3%,对小菜蛾幼虫的毒杀作用为70.0%、56.7%。浓度为125 mg/L薇甘菊乙醇、丙酮提取液对两种幼虫的拒食率为97.4%和70.4%、96.5%和98.3%[88]。

在对茶叶害虫假眼小绿蝉的研究中,冯安伟等[95]发现薇甘菊乙醇提取液对假眼小绿蝉自然种群有较强的控制能力,同时相对于常见化学药剂印楝素EC、吡·仲EC其对假眼小绿蝉的天敌没有显著影响。邢树文[96]在研究中同样发现1 g/mL的薇甘菊水提取液对假眼小绿叶蝉有较强的驱避作用,在施药1 h后驱避率仍可到达80%以上。

薇甘菊次生代谢物还可用于控制褐稻虱(Nilaparvata lugens),钟平生等[97]研究发现,在加上使用薇甘菊乙醇提取液10 g/L 1次的处理条件下,褐稻虱成虫、若虫的衰退率为63.33%、68.46%,同时薇甘菊提取液的释放对稻田天敌群落没有不良的影响。薇甘菊乙醇粗提取液对褐稻虱有一定的拒食作用,1 DW/mL的薇甘菊乙醇粗提液对褐稻虱的拒食率可达到50%以上[98]。在应用干扰控制指数(IIPC)评价薇甘菊次生代谢物对褐稻虱的控制干扰作用研究中,浓度为0.01 g DW/mL的薇甘菊乙醇提取液对成虫的产卵驱避IIPC为0.438 3,产卵量下降56.17%,对褐稻虱的种群防治效果可达到73.89%[99]。

薇甘菊次生代谢物对其他害虫也有较强的控制作用。薇甘菊甲醇提取物对桔小实蝇(Bactrocera dorsalis)有明显的驱避作用,全年驱避率为50.65%,在薇甘菊甲醇提取物喷施的杨桃园内,杨桃的受害率下降30%以上[100]。薇甘菊提取液对螺旋粉虱有较强的生物活性,所采取的冷浸法、冷浸一索氏提取法、索氏提取法和温浸法所获得的薇甘菊提取物对螺旋粉虱成虫的致死中浓度分别为8.94、9.03、6.32和7.5l mg/mL,100倍液处理7 d后,螺旋粉虱的校正防治效果在75%以上[101]。薇甘菊乙醇提取液对松材线虫也有较强的毒杀能力,1.5 g/L薇甘菊乙醇提取液处理后72 h,松材线虫的校正死亡率可达到74.6%[102]。浸渍法获取的膏状薇甘菊茎叶提取物的丙酮1、5、10倍液对月季长管蚜0~24 h内平均校正死亡率可达到38%[103]。

4.3.3 除草剂

薇甘菊主要的化感活性物质为阿魏酸和绿原酸,在施用质量浓度为1.00、0.50、0.25 mg/mL的阿魏酸和绿原酸对水稻和稗草(Echinochloa crusgalli)生长都有显著的抑制作用[104]。然而在施用浓度为0.005 g/mL薇甘菊乙醇提取物正丁醇部分的条件下,其不仅可有效控制稻田杂草,还可对水稻幼苗生长产生一定的促进作用[105]。

4.3.4 控制其他有害生物

福寿螺(Pomacea canaliculata)作为危害水稻的重要外来有害生物,同样是外来有害生物的薇甘菊对其有一定的毒害作用,质量浓度为100 mg/L乙酸乙酯的提取液浸杀2 d后,福寿螺的主要器官出现明显的损伤,头足部肌肉组织表现为较大的组织损伤,外套膜和肝脏都出现不同程度的损伤[106]。

4.4 抗癌药物

在原产地薇甘菊一直被民间广泛用作植物药,茎叶煎煮过后用来治疗创伤、痢疾、癌症、霍乱等疾病[107]。这主要和薇甘菊植株内所含的化学物质相关。薇甘菊各部位富含精油,花序有66种,茎有61种,叶片有56种,叶柄有46种,其中主要为单贴类及倍半萜类[108-109]。其中一种倍半萜烯类化合物鸡屎藤内酯可有效阻碍血液中一些激活剂引起的化学发光反应,还可阻碍一些炎症介质的作用,同时还可提高老鼠肝外组织中谷胱甘肽转移酶的活性,降低谷胱甘肽的含量,增强器官抗癌能力[110],在抗癌药物开发方面有着广阔的前景。

5 研究趋势展望

5.1 生物防控技术研究趋势

薇甘菊生物防控技术研究重点发展的趋势是提高防治效率,降低防治成本,缩短防治时间,增强防治效果;规范生物防治程序,谨慎对待引入外来物种防治薇甘菊,在释放薇甘菊天敌前进行一系列的可行性及安全性研究,以防止引入的外来物种成为新的外来入侵物种;通过利用对薇甘菊有较强控制作用的且具有一定生态、经济价值的本土物种防治薇甘菊,以提高薇甘菊的防治效率,并将薇甘菊的防治与生态建设和经济作物种植相结合,以期在防治薇甘菊的同时创造一定的生态、经济效益。

5.2 资源化利用研究趋势

薇甘菊作为外来入侵物种有着广阔的开发利用前景。薇甘菊在改善土壤及生态环境上的应用,其可通过改变土壤养分结构,恢复立地条件进行入侵,同时还可吸附重金属,解决土壤的重金属污染,成为净化环境的重要植物;植物染料已成为重要的染料来源,由于薇甘菊富含的染料制造化学成分,未来将被利用于生产植物染料;同时其所含的丰富的化感、抑菌物质等亦可被利用于生产抑菌剂、杀虫剂、除草剂和控制其他有害生物的生物农药;单萜类及倍半萜类物质为薇甘菊精油的主要物质,其中倍半萜烯类化合物鸡屎藤内酯可有效提高老鼠的抗癌能力,可作为未来抗癌药物开发的主要原料;薇甘菊作为食用菌生产中作为培养基的主要添加成分进行食用菌人工栽培已经取得成功,通过对其作为主要添加成分所栽培的食用菌进行食品安全检测,确定所栽培食用菌对人体无害后进行推广,其作为食用菌培养基主要添加成分进行食用菌栽培可成为薇甘菊资源化利用的另一条途径。综上所述,在防治薇甘菊的同时,开展资源化利用将其变废为宝也是防控的一条重要途径。

参考文献

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