刘计权 ,王 宇 ,刘 昕 ,闫晓睿 ,薛帼珍 ,王菊平
(1.山西中医药大学,山西晋中030619; 2.山西省农业科学院植物保护研究所,农业有害生物综合治理山西省重点实验室,山西 太原030031)
黄芪 Astragalus membranaceus(Fisch.)Bge.var.mongholicus 是豆科多年生草本植物,其根部是药用价值很高的传统中药,每年的需求量过万吨。随着近年来黄芪种植面积的不断扩大,种植时间加长,黄芪白粉病的发病率也在逐年上升[1-3]。黄芪白粉病主要为害叶片,也可为害茎和荚果。叶面最初产生近圆形白色粉状斑,扩展后连接成片,呈边缘不明显的大片白粉区,上面布满白色粉末状霉层,严重时叶背及整株被白粉覆盖。后期白粉呈灰白色,霉层中产生无数黑色小颗粒,造成叶片枯黄早落,严重影响黄芪的产量和品质。目前生产上主要的防治方法是施用化学药剂,如发病时用25%粉锈宁等进行喷雾防治,但是化学药剂的使用不仅严重污染环境,而且造成药材品质的下降[4]。所以开发植物源农药来防治黄芪白粉病成为未来发展的必然趋势。
苦参(Sophora flavescens)属豆科植物,全国各地均有分布,苦参具有抗炎抑菌、清热燥湿、杀虫等活性[5]。雷公藤(Tripterygii wilfordii)为卫矛科植物,分布于浙江、江西、安徽、湖南、广东、福建、台湾等地,具有消炎、解毒、杀虫抑菌等功效,也是传统的杀虫抑菌植物,在民间很早就用来防治蔬菜上的多种害虫[6]。本文选择具有杀虫抑菌活性的苦参和雷公藤进行植物源乳油的初步研制,以期研制出对黄芪白粉病具有高效、低毒、低残留、选择性高等特点的新型植物源制剂。
苦参(亳州市圣海中药饮片有限公司)、雷公藤(安徽精诚本草中药饮片有限公司)。
JA2603B 电子天平(上海精科天美有限公司)、HH-2 水浴锅(金坛市杰瑞尔电器有限公司)、回流装置、蒸馏装置、电炉等。
95%乙醇、无水乙醇、异丙醇、乙酸乙酯、二甲基亚砜(天津市天力化学试剂有限公司),甲醇(天津市进丰化工有限公司),OP-4、OP-10(上海麦克林生化科技有限公司)等。
用电子天平分别称取150 g 苦参、雷公藤药材饮片,雷公藤粉碎过30 目筛,苦参捣至约1 cm直径大小,分别置于提取器中。第1 次加入3 倍量85%乙醇,回流提取2.0 h,滤取提取液。第2 次在残渣中再各加入2 倍量85%乙醇,回流提取1.5 h,得到提取液。合并2 次所得液体进行抽滤,将所得提取液,蒸发回收乙醇,得到干燥浸膏备用。
取5 支试管,每支试管中放入雷公藤浸膏和苦参浸膏各(0.3 土 0.02)g,用移液管取 1 mL 溶剂分别注入每个试管中,在室温下轻轻摇动,必要时可微热以加速溶解。如果此时不能全部溶解,再加入1 mL溶剂,再次微热溶解。如果还不能完全溶解再加入1 mL,重复上述操作,这样一直到加至5 mL 溶剂还不能完全溶解时,则弃去,选择另一种溶剂进行实验。在某一溶剂完全溶解后,则将其放入0 ℃冰箱,4 h 后观察有无沉淀(结晶)或分层。计算溶解度,根据溶解度大小,选取合适的溶剂系统。结果见表1。
表1 溶剂选择结果
由表1 可以看出,甲醇、无水乙醇、异丙醇、乙酸乙酯对苦参、雷公藤复配浸膏溶解度均低于120 mg/mL,均弃去。 二甲基亚砜对苦参、雷公藤复配浸膏溶解度为200 mg/mL,故选择二甲基亚砜作为乳油中苦参、雷公藤复配浸膏的溶剂。
将苦参、雷公藤复配浸膏(占总体积10%)溶解于2.2 筛选出的溶剂中(占总体积80%),加入乳化剂(占总体积10%)。按下述方法观察其乳化分散性及乳液稳定性,然后根据制剂的外观、乳化性能选择乳化剂,能形成透明均一的单相液体的乳化剂入选。
2.3.1 乳化分散性评价方法 用注射器取1 mL乳油,在距离水面2 cm 高处缓慢地滴加到装有100 mL(25±1℃)硬水的烧杯中,观察乳油在水中的乳化状态和自然分散情况,乳油乳化分散评价方法见表2。
表2 乳油乳化分散评价方法
2.3.2 乳油稳定性评价方法 采用国内GB-1603-79规定的方法。在250 mL 烧杯中加入100 mL 25~30 ℃标准硬水,用移液管吸取乳油试样在不断搅拌的情况下徐徐加入硬水中(稀释系500 倍),使其配成100 mL 乳状液。加完乳油后,继续用2~3 r/min 的速度搅拌30 s,立即将乳状液移至清洁、干燥的100 mL 量筒中,将量筒置于25~30 ℃范围内的恒温水浴锅中,静置1 h 后取出,观察乳液分离情况。如在量筒中没有沉油或沉淀析出,则稳定性合适。结果见表3。
表3 乳化剂选择结果
试验对常用乳化剂OP-4 及OP-10 进行选择。将2 种乳化剂分别加入由二甲基亚砜溶解的苦参、雷公藤复配浸膏溶液,配制成乳油后,按照2.3.1 方法操作,得出OP-4 的乳化分散性评价级别为四级,不合格,弃去。OP-10 的乳化分散性评价级别为三级,按照2.3.2 方法对乳液进行稳定性评价,观察到量筒中没有沉油或沉淀析出,稳定性合适。且乳油呈深棕黄色单相透明液体,符合乳油质量标准。故选择OP-10 作为乳油的乳化剂。
设置苦参-雷公藤浸膏复配比例分别为1∶1、1∶2、2∶1,溶剂二甲基亚砜以 200 mg/mL 的比例溶解,再加入乳化剂OP-10(占乳油总体积15%),稀释倍数分别为 30、40、50,制得 1~9 组样品。在山西中医药大学校园内黄芪种植区,目测选择白粉病病情一致的植株,取以上配方样品对黄芪白粉病病株喷施进行试验,每个样品喷施5 株染病黄芪植株,以10 号样品为清水对照组。处理区内不喷施其他防病药剂,其他田间管理措施均同大田常规。在黄芪发病初期五月下旬(5 月22 日)在田间按组别喷施,样品配方设置及喷施结果见表4。
表4 苦参-雷公藤乳油不同配方对黄芪白粉病的影响
由表4 可以看出,不同组别的乳油对黄芪白粉病的防治效果有一定的差异。当稀释倍数为30、40 时,在抑制白粉菌的同时对植物也造成伤害,且当苦参-雷公藤复配比例为1∶2 时,对黄芪植物体伤害较大。当稀释倍数为50 时,药液对黄芪白粉菌有较好抑制效果,且对植物体无明显伤害,在该稀释倍数下,其中以样品9 对黄芪白粉菌的抑制效果最好。
所以确定样品9 为最佳配方,即苦参-雷公藤浸膏复配比例2∶1,稀释倍数50,并且以二甲基亚砜为溶剂,溶解比例200 mg/mL,以OP-10 为乳化剂,乳化剂占乳油体积15%。
本研究最终确定乳油配方为苦参-雷公藤浸膏复配比例2∶1,以二甲基亚砜为溶剂,溶解比例200 mg/mL,以OP-10 为乳化剂,乳化剂占乳油体积15%,乳油喷洒稀释适宜倍数为50 倍。
目前国内对黄芪白粉病的防治以化学防治为主,黄芪白粉病发生规律及防治方法已有相关报道。邢占民等[7]对河北承德黄芪示范基地的蒙古黄芪进行了调查研究,发现多年连茬种植与防治不当致使黄芪白粉病发生严重,田间防效试验显示30%金瑞驰(醚菌酯+啶酰菌)SC1000 倍液处理、枯草芽孢杆菌FG300 处理、3 亿cfu/g 哈茨木霉菌 WP 200 倍液防效较好。李华义等[8]选择 4 种常用杀菌剂在承德市隆化县进行了田间施药试验,结果表明25%三唑酮可湿性粉剂效果最好。周天旺等[9]对甘肃省陇西县首阳镇中草药示范园区黄芪白粉病进行了调查,发现白粉病的发生与温度、降雨有关,对黄芪白粉病田间防治试验表明,5%烯唑醇ME 和20%丙环唑ME 防治效果较好。赵胡代[10]对黄芪白粉病田间防治试验表明15%三唑酮可湿性粉剂500 倍液防治和增产效果最好。陈泰祥等[11]明确了甘肃省黄芪白粉病的病原菌为真菌界子囊菌门束丝壳属黄芪束丝壳[Trichocladia astragali(DC.)Neger],田间药效试验结果表明75%肟菌酯·戊唑醇WG、10%苯醚甲环唑WG 和50%硫磺·三唑酮SC 防治效果较好。张弘弛等[12]研究了黄芪内生真菌AR15 中吲哚二酮哌嗪对黄芪白粉病原菌的抑制作用,表明所有吲哚二酮哌嗪对黄芪白粉病原菌都显示出一定的抑制作用。
对植物源杀菌剂防治黄芪白粉病的研究较少,本文对苦参和雷公藤这两种具有杀菌活性的中药材进行了植物源复配制剂的研究,以期能够筛选出有效防治黄芪白粉病的植物源杀菌剂。雷公藤和苦参有效成分对菌类的抑制效果较好,其复配制成的植物源乳油显示出对黄芪白粉菌有很好的抑制作用,同时雷公藤和苦参对黄芪蚜虫也有一定杀灭效果,本文研制的雷公藤-苦参乳油兼具抑菌杀虫作用。