张欣倩,包 颖,陈 赞,王晓红,赵 杨
(1.淄博市林业科学研究所,山东 淄博 255000;2.吉林省林业技术推广站,吉林 长春 130022;3淄博润丰原生态环境工程有限公司,山东 淄博 255000;4.淄博市野生动植物保护站,山东 淄博 255000)
豚草(Ambrosiaartemisiifolia)又名艾叶破布草,属菊科(Compositae)、豚草属(Ambrosia)植物,常生于荒地、路边、水沟旁或农田中。以种子随作物、水流及交通工具携带进行传播。豚草适应能力强,由于生长旺盛,所以对水和营养的消耗量很高,当其形成一定的长势后,会对其他人类种植的作物产生压制作用,若不及时清除,还会对农业操作产生阻碍,对农业环境和人类健康均有害[1,2]。
生物农药是指可以用来防治有害生物的生物体本身或者是源自生物体中各种对有害生物具有一定类似“农药”生理活性的物质[3]。目前人们习惯把生物农药分为:植物源农药、动物源农药、微生物源农药三大类[4]。植物源农药作为一种生物农药,对环境破坏小,对靶标以外的生物具有毒性低、安全性,并且不易产生抗药性,由于来源于植物活性成分,所以这类生物农药在施用后能快速自然降解[5]。植物源农药包括植物体内的次生代谢物质和转基因植物农药[6],目前研究普遍认为这些次生代谢产物对非靶标生物相对安全[4]。
近年来,一些学者尝试对豚草活性成分进行提取,并用其提取液对害虫进行实验室毒力试验,发现豚草提取液具有一定的杀虫抑菌活性[7]。本文以豚草为原料,采用超声波法提取活性物质,选择锦鲤和小白鼠为急性毒性试验对象,为豚草植物源制剂对动物的作用提供安全依据。
1.1.1供试植物
豚草,平均株高60 cm,平均含水率79.37 %。
1.1.2供试哺乳动物
小白鼠,体重17~22 g。
1.1.3供试鱼
锦鲤,体长4 cm左右。
采集新鲜豚草全株并洗净,将其阴干,置于干燥箱内50 ℃烘干,粉碎后置于棕色广口瓶中。选取300 mL锥形瓶,称取豚草干粉10 g和80 %的乙醇100 mL放入瓶中并封口,将混合液在40 ℃下超声波振荡45 min。抽滤超声波处理后的混合物,所得残渣经干燥后,称其质量。将滤液转移至旋转蒸发仪上,旋转蒸发至油状,用蒸馏水定容到50 mL,4 ℃避光保存。
1.2.1豚草粗提液对小白鼠安全性测定方法
正式试验前首先进行预试验,找出引起白鼠0 %和100%死亡的剂量,以便安排正式试验。正式试验选用健康小白鼠,性别相同或雌雄各半,采用胃肠给药,每只受试小白鼠喂药前称体重,记录体重数据并算出平均体重,本试验小白鼠平均体重为22.35 g。在预试验测得的剂量范围内设5个剂量组。本研究通过预试验确定正式试验的五个剂量组分别为1 mL、2 mL、3 mL、4 mL和5 mL。每个剂量设10只小白鼠,3次重复,并设置一个对照组。对受试小白鼠分组灌服不同剂量。给药后24 h内对照组与受试组同样不喂食,不喂水,24 h后记录死亡率。
1.2.2豚草粗提液对锦鲤安全试验测定方法
正式试验前先进行预试验,通过预试验找出引起红锦鲤0 %和100 %死亡的剂量,以便正式试验在此范围内设置不同的剂量组。预试验中每个浓度设3次重复,5条一组。根据预试验结果,设置了5个剂量组,将不同剂量粗提液装入容器中,然后将锦鲤放入进行观察,每个容器中都放置加氧泵,间隔2 h记录死亡数,共观察48 h,及时取出死亡个体,计算死亡率。试验从中间剂量开始,从锦鲤受药反应判断剂量和组数是否合适,以便调整。
活性成分的提取率计算采用差值法,公式如下:提取率=(原干粉质量-提取后残渣质量)/原干粉质量×100 %,由试验数据可以看出,超声波提取法提取率为22.16 %(见表1)。
表1 超声波提取法对豚草活性成分的提取率
小白鼠急性毒性试验结果如表2所示,豚草提取液对小白鼠的半致死剂量为2.515 mL,LD50为4 986.396 mg·kg-1。根据我国现行农药毒性分级标准,豚草活性物质对白鼠的LD50=4 986.396 mg·kg-1>500 mg·kg-1,在低毒范畴。
表2 豚草提取药液对小白鼠急性毒性测定结果
分析浓度对数与死亡机率值间的相关性得出,R2=0.962 9,相关性密切。回归方程为y=3.261 1x-7.059。剂量越大,白鼠的死亡率越高,两者呈正相关(见图1)。
图1 豚草粗提液对小白鼠急性毒性试验毒力回归线
受试锦鲤在给药后,产生明显的中毒症状,加速游动,活动较正常时更为剧烈。
表3 豚草粗提液对红鲤鱼急性毒性测定结果
从表3中可以看出,豚草粗提物对红鲤鱼的致死中浓度LC50为350.262 μg·mL-1,浓度对数与死亡机率值间的相关性分析得出,R2=0.987,相关性密切。回归方程为y=1.866 6x+0.250 7(见图2)。
图2 豚草粗提液对红鲤鱼急性毒性试验线性直线
根据我国现行农药对鱼类的毒性分级标准,豚草活性物质对锦鲤LC50=350.262 μg·mL-1=350.262 mg·L-1>10 mg·L-1,低毒。
LD50即致死中量,为衡量农药毒性的重要指标,根据LD50大小即可划分农药的毒性等级,本研究结果表明:豚草提取液对小白鼠经口肠胃给药后的LD50为4 986.396 mg·kg-1,属于低毒范畴。
豚草稀释液对锦鲤急性毒性试验表明:豚草提取液对锦鲤LC50为350.262 mg·L-1,根据我国现行农药毒性分级标准可以确定,属于低毒范畴,对环境几乎无害,对人、畜安全性较高,可在林木有害生物防治工作中进一步验证并推广。