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薇甘菊提取物對螺旋粉虱的生物活性

2013-07-05 03:44鐘寶珠茍志輝羅湘粵呂朝軍海南省林業(yè)科學研究所海南???700中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院椰子研究所海南文昌57339
生物安全學報 2013年1期
關鍵詞:粉虱甘菊田間

錢 軍,鐘寶珠,茍志輝,羅湘粵,呂朝軍*海南省林業(yè)科學研究所,海南海口5700;中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院椰子研究所,海南文昌57339

螺旋粉虱Aleurodicus dispersesRussell屬同翅目Homoptera粉虱科Aleyrodidae粉虱亞科Aleurodieina,是近年來入侵我國的一種重要害蟲(Charatiet al.,2003;Kambrckaret al.,2003),主要分布于我國海南省和臺灣地區(qū),已經(jīng)對我國的農(nóng)林業(yè)造成了嚴重危害(韓冬銀等,2008;譚群英,1993;溫宏治等,1994; 徐巖,1999; 虞國躍等,2007;Russell,1965)。目前對該蟲防控技術的研究主要集中在化學防治方面,如林珠鳳等(2007)研究了8種常用殺蟲劑對螺旋粉虱的防治效果,劉奎等(2007、2008)研究了常用殺蟲劑對螺旋粉虱的田間藥效。將植物活性物質用于螺旋粉虱防控方面的研究還較少。鐘寶珠等(2009、2010)研究了幾種植物乙醇提取物對螺旋粉虱的生物活性,其中,在50倍液處理下,飛機草Chromolaena odoratum(L.)和青葙Celosia argentea(L.)提取物的防效均在75%以上;呂朝軍等(2009、2010a)研究了印楝素、苦參堿和煙堿對螺旋粉虱的室內生物活性和田間防治效果;孫曉東等(2010)研究了幾種植物揮發(fā)油對螺旋粉虱的室內生物活性。Wanget al.(2012)系統(tǒng)研究了9種植物性殺蟲劑對螺旋粉虱的毒力,并進一步將這些藥劑進行合理混配,分析了其對螺旋粉虱的增效作用。

薇甘菊Mikania micranthaH.B.K.是菊科假澤蘭屬多年生攀援草本,也是我國的頭號外來入侵惡性雜草。我國于1884年在香港動植物園首次采集到薇甘菊標本(孔國輝等,2000;周先葉等,2003)。迄今為止,薇甘菊已遍布我國的海南、廣西、香港、臺灣、云南、廣東等省,嚴重破壞了生物多樣性和生態(tài)環(huán)境,同時造成巨大的經(jīng)濟損失。研究表明,薇甘菊提取物對褐稻虱Nilaparvata lugens(Stal)、假眼小綠葉蟬Empoasca vitis(Gothe)和椰心葉甲Brontispa longissima(Gestro)等均具有一定的生物活性(馮安偉等,2010;呂朝軍等,2010b;鐘平生等,2010)。目前,在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提倡施用高效、低毒、低殘留和對環(huán)境友好的農(nóng)藥的大背景下,開發(fā)新型植物源農(nóng)藥成為有效途徑之一。本研究本著生態(tài)安全、變害為寶,及以害抑害的原則,從薇甘菊中提取活性物質,研究其對螺旋粉虱的生物活性,以期為入侵植物薇甘菊體內次生物質的綜合利用和螺旋粉虱的無公害防治提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試植物與昆蟲

薇甘菊于2012年8月從野外采集(近2年內未施用任何藥劑)。取薇甘菊地上部分,洗凈泥沙,晾干表面水分后置入45~50℃烘箱內烘干,然后用植物粉碎機(DWF-100型)粉碎,將干粉密封保存?zhèn)溆谩?/p>

螺旋粉虱成蟲采自海南省文昌市郊區(qū)的印度紫檀Pterocarpus indicusWilld.上,采集時間為2012年9月。所有寄主均未施藥。

1.2 薇甘菊殺蟲活性成分的提取

1.2.1 冷浸法 準確稱取薇甘菊干粉200 g,裝入1000 mL平底磨口燒瓶內,加入800 mL無水乙醇,蓋上玻璃磨口塞,室溫下(約27℃)浸泡3~5 d。

1.2.2 索式提取法 準確稱取薇甘菊干粉200 g,分3次用雙層棉紗布袋裝后放入索氏抽提器,加入800 mL無水乙醇,水浴加熱進行提取,水浴溫度80℃,連續(xù)提取36 h。

1.2.3 冷浸—索式提取法 為考察索氏提取過程中溫度對薇甘菊活性物質提取效果的影響,并提高單純冷浸法的提取率,對冷浸后的藥渣采用索氏法提取,方法同 1.2.2。

1.2.4 溫浸法 將薇甘菊干粉200 g裝入容量為1000 mL的圓底燒瓶中,加入800 mL無水乙醇,在恒溫水浴鍋(80℃)上回流抽提4 h后過濾,再重復提取2~3次,合并抽提液。此法與索氏提取法的區(qū)別:溫浸法中植物材料置于圓底燒瓶中,之后一直置于恒溫水浴鍋中;而索氏提取法植物材料則置于抽提管中,依靠回流液將浸泡成分導入下端接受瓶中。

分別將以上4種方法所得濾液轉入旋轉蒸發(fā)器中濃縮至稠膏狀無溶劑滴出,然后稱其質量。每種提取方法重復3次,最后根據(jù)所得浸膏量計算不同提取方法的提取率。

1.3 藥液配制

稱取適量不同提取方法獲得的薇甘菊提取物浸膏,用丙酮稀釋成系列濃度(2000、1000、5000、250、125倍)后,置于4℃冰箱中避光冷藏備用。

1.4 室內毒力測定

試驗參照Plapp&Bull(1978)和湯方等(2007)的玻管藥膜法進行,并有所改進。分別吸取不同薇甘菊提取物系列濃度的藥液2 mL,置于20 mL玻璃試管中,迅速滾動玻璃試管,使試管內壁形成均勻的藥膜,以僅加入丙酮的玻璃管作對照。然后每管內接入發(fā)育一致的螺旋粉虱成蟲40頭(隨機選取雌、雄),用紗網(wǎng)封口,置于27℃光照培養(yǎng)箱中,5 h后檢查死、活蟲數(shù),用解剖針輕觸蟲體,完全不動者為死亡。每個處理重復3次。

死亡率按Abbott公式校正,用黃劍和吳文君(2004)的方法,采用Excel統(tǒng)計軟件求出毒力回歸方程及LC50、LC50的95%置信區(qū)間等。

1.5 田間試驗

試驗于2012年10月在海南省林業(yè)科學研究所通什分所實驗苗圃的受害嚴重的印度紫檀樹上進行。將不同提取方法獲取的薇甘菊提取物以清水稀釋為 2000、1000、500、250、100 倍液(在配制過程中加2滴吐溫-80)。試驗前以葉片為單位調查蟲口基數(shù),并記錄、標記。每10片葉為1個處理,且每個處理總蟲數(shù)不少于100頭,每個處理重復3次。用小型手動噴霧器將藥液均勻噴施于標記的葉片背面。分別于藥前和藥后1、3、7 d統(tǒng)計標記葉片上殘存的螺旋粉虱活蟲數(shù)量,計算蟲口減退率和校正死亡率。

蟲口減退率=(藥前蟲口基數(shù)-藥后殘留蟲數(shù))/藥前蟲口基數(shù)×100%

校正防效=(處理組蟲口減退率-對照組蟲口減退率)/(1-對照組蟲口減退率)×100%

2 結果與分析

2.1 不同方法對薇甘菊活性物質提取率的影響

從表1可以看出,索氏提取法和溫浸法的提取率較高,分別為9.90%和9.35%,可能是由于這2種方法在提取時溫度較另外2種高,比較有利于乙醇對活性物質的溶解。

表1 不同提取方法對薇甘菊活性物質的提取率Table 1 Extraction efficiency of M.micrantha secondary substances using different extraction methods

2.2 薇甘菊活性物質對螺旋粉虱的室內毒力

從表2可以看出,4種方法獲得的薇甘菊提取物對螺旋粉虱成蟲均具有較強的毒力,但各處理的LC5095%置信區(qū)間均存在重疊現(xiàn)象,表明不同提取方法所獲得的薇甘菊提取物對螺旋粉虱成蟲的室內毒力沒有顯著差異。

表2 薇甘菊次生物質對螺旋粉虱成蟲的室內毒力Table 2 Laboratory bio-activity of M.micrantha secondary substances against A.disperses

2.3 薇甘菊活性物質對螺旋粉虱的田間防治效果

從表3可知,4種方法獲得的薇甘菊提取物對螺旋粉虱均具有良好的田間防治效果。經(jīng)索氏提取法、溫浸法、冷浸—索氏提取法和冷浸法獲得的提取物100倍液處理后,第7天螺旋粉虱的蟲口減退率分別為 92.59% 、87.88% 、80.00% 和 78.79% 。但是,不同方法獲得的薇甘菊提取物對螺旋粉虱的田間防治效果存在顯著差異。

3 討論

近年來,農(nóng)藥殘留問題備受關注,越來越多的高毒、高殘留藥劑被限制使用;而生物源殺蟲劑由于其一系列的優(yōu)勢,在有害生物防治中被重視,一大批的生物源活性物質被分離出來,并以其為先導化合物開發(fā)成為一系列的殺蟲劑產(chǎn)品,如印楝素、煙堿、除蟲菊素等。薇甘菊體內含有大量的次生化合物(邵華等,2001;吳玉荷等,2007),用這些次生活性物質防治農(nóng)業(yè)有害生物具有無殘留、生態(tài)安全等優(yōu)點(覃偉權等,2002)。已有研究表明,薇甘菊提取物在病蟲害防治方面具有一定的潛力(馮惠玲等,2004;楊耀峰和張金鳳,2012;鐘寶珠等,2012)。本研究結果亦表明,入侵植物薇甘菊的提取物對螺旋粉虱具有生物活性,這拓展了薇甘菊的有害生物防治譜。

表3 薇甘菊活性物質對螺旋粉虱的田間防治效果Table 3 Field control effects of M.micrantha secondary substances against A.disperses

已有研究表明,薇甘菊提取物對褐稻虱的田間種群具有很強的干擾作用,主要表現(xiàn)在產(chǎn)卵驅避和影響成蟲取食方面(鐘平生等,2010)。本研究發(fā)現(xiàn),4種提取方法所獲得的薇甘菊生物活性物質,對螺旋粉虱的室內生物活性差異不顯著,但田間防控效果具有顯著差異。這可能是由于薇甘菊體內含有一定量的化感物質,這些化感物質對螺旋粉虱具有一定的驅避作用,而采用不同提取方法獲得的次生物質中,化感物質的含量存在差異;另外,薇甘菊體內的化感物質對螺旋粉虱的觸殺效果可能不顯著,而真正對螺旋粉虱起作用的方式可能體現(xiàn)在驅避、拒食等方面。因此,室內研究結果雖然可為田間防治提供參考,但由于藥劑的特性和田間環(huán)境的復雜性,室內研究結果不能照搬于室外有害生物的防治,期間仍然需要田間試驗的驗證,充分綜合分析二者的結果,才可得出正確的結論。

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