天然苦皮藤素與天然黃荊素對菜青蟲和茶尺蠖的聯(lián)合增效作用

劉雨晴， 范 毅， 景炳年， 于立芹， 王 偉， 王丹丹， 趙天增

(1.河南省植物天然產(chǎn)物開發(fā)工程技術(shù)研究中心，河南鄭州 450002； 2.河南省中科院科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化中心，河南鄭州 450016)

多年來，雖然大量化學(xué)農(nóng)藥在防治植物病蟲害工作中發(fā)揮了很好的效果，然而在應(yīng)用中化學(xué)農(nóng)藥危及生態(tài)平衡、污染環(huán)境又是人們不可回避的嚴峻事實，而植物源農(nóng)藥在這方面有獨特的優(yōu)越性。我國殺蟲植物資源十分豐富且種類繁多，不同的植物包含著各種不同類型的化合物，它們也表現(xiàn)出不同的生理活性，與化學(xué)農(nóng)藥一樣對植物害蟲有引誘、驅(qū)避、毒殺、拒食、調(diào)節(jié)和干擾生長發(fā)育的作用[1]。植物源農(nóng)藥是人類歷史上最古老的生物農(nóng)藥之一，它取自自然，用于自然，能迅速降解，對環(huán)境無污染，有高選擇性，對人畜安全，而且還有不產(chǎn)生抗性、無藥害、有肥效、對作物生長有促進作用、可兼治病蟲害等優(yōu)點，現(xiàn)已成為綠色生物農(nóng)藥首選。

植物天然產(chǎn)物苦皮藤素來源于傳統(tǒng)殺蟲植物衛(wèi)矛科南蛇藤屬苦皮藤(CelastrusangulatusMax.)[2]。它對蚜蟲(Aphidoidea)、小菜蛾(PlutellaxyllostellaLinnaeus)、菜青蟲(PierisrapaeLinne)、黏蟲(LeucaniaseparateWalker)等多種昆蟲均具有一定的生物活性[3-4]。黃荊(VitexnegundoLinn.)別稱黃荊子、荊條、五指風(fēng)等，為馬鞭草科黃荊屬落葉灌木或小喬木，原產(chǎn)于東印度，主要分布在熱帶和溫帶地區(qū)[5-6]。天然苦皮藤素和天然黃荊素都是良好的植物源農(nóng)藥，有廣泛的殺蟲譜，對農(nóng)業(yè)、儲糧、衛(wèi)生害蟲等均有一定的生物活性，且野生資源十分豐富。黃荊葉片提取物對玉米象(Sitophiluszeamais)、雜擬谷盜(TriboliumconfusumJac.du Val.)、赤擬谷盜(T.castaneumHerbst)表現(xiàn)出強烈的觸殺、熏蒸和趨避活性[7]，種子提取物對菜青蟲、小菜蛾[8-9]、棉蚜、繡線菊蚜[10]、斜紋夜蛾[11]等均有較好的毒殺、趨避或拒食以及生長發(fā)育抑制作用，但這2種單劑速效性較差，存在對害蟲藥效慢、田間藥效一般、噴藥次數(shù)多、稀釋倍數(shù)較低等共同缺點，亟待解決。

本研究引入傳統(tǒng)中藥理論，對天然苦皮藤素和天然黃荊素進行配伍應(yīng)用，利用2種植物源農(nóng)藥優(yōu)勢互補特點，充分改善單劑缺點。在前期研究基礎(chǔ)上，筆者開展天然苦皮藤素與天然黃荊素對菜青蟲和茶尺蠖的應(yīng)用研究，為研制高效低毒的生物農(nóng)藥奠定理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源

從鄭州市郊區(qū)甘藍田中采集菜粉蝶，釋放到養(yǎng)蟲室內(nèi)的紗網(wǎng)籠中，飼喂蜂蜜水補充營養(yǎng)，使其在紗籠內(nèi)盆栽甘藍上產(chǎn)卵，將卵定時取出，放置于溫度為(25±1)℃，相對濕度為 (75±5)%，光―暗周期為14 h—10 h恒溫培養(yǎng)箱中的培養(yǎng)皿內(nèi)，待其孵化幼蟲后，在養(yǎng)蟲缸中用甘藍葉飼養(yǎng)至3齡時作為試蟲。茶尺蠖幼蟲(EctropisobliquehypulinaWehrli)采自河南省信陽市浉河港茶園，置于40 cm×30 cm×20 cm的保鮮盒中，盒底鋪潮濕細沙保濕，用茶樹枝條飼養(yǎng)。

1.2 活性成分組制備

將苦皮藤種子和黃荊種子按質(zhì)量比3 ∶1～1 ∶3加入中藥粉碎機，粉碎，得到苦皮藤種子粉和黃荊種子粉混合物，然后加入種子粉混合物質(zhì)量3～5倍的有機溶劑二甲苯，在60～80 ℃提取1～4 h，過濾后濃縮備用[8]。

1.3 植物源農(nóng)藥配制

藥劑1～5分別為4.0%、7.5%、10.0%、9.0%、12.0%的苦皮藤·黃荊乳油，制備方法如下：(1)分別將苦皮藤種子、黃荊種子按質(zhì)量比3 ∶1、2 ∶1、1 ∶1、1 ∶2、1 ∶3加入中藥粉碎機中粉碎，過60目篩，把1 kg苦皮藤種子粉和黃荊種子粉混合物裝入中藥提取釜中進行萃??；(2)加入種子粉混合物總質(zhì)量3倍的二甲苯，在60～80 ℃提取3 h，濃縮成濃縮膏，得到苦皮藤種子和黃荊種子二甲苯復(fù)合提取物；(3)用一定量的松節(jié)油將4%苦皮藤種子和黃荊種子組合物的二甲苯提取物全部溶解后，再加入5%助溶劑二甲基亞砜、3%農(nóng)乳2201和1%滲透劑有機硅，均勻混合得到以苦皮藤和黃荊種子組合物的有機溶劑提取物為原料制成的殺蟲乳油。

藥劑6：10%苦皮藤·黃荊乳油的制備：(1)將苦皮藤種子和黃荊種子按質(zhì)量比1 ∶1加入中藥粉碎機中粉碎，過60目篩，把1 kg苦皮藤種子粉和黃荊種子粉混合物裝入中藥提取釜中進行萃??；(2)加入種子粉混合物總質(zhì)量3倍的二甲苯，在60～80 ℃提取3.5 h，濃縮成濃縮膏，得到苦皮藤種子和黃荊種子二甲苯復(fù)合提取物；(3) 用一定量的松節(jié)油將10%苦皮藤種子和黃荊種子組合物的二甲苯提取物全部溶解后，再加入13.5%助溶劑乙二醇、8%農(nóng)乳36#和4.5%滲透劑有機硅，均勻混合得到以苦皮藤和黃荊種子組合物的有機溶劑提取物為原料制成的殺蟲乳油。

1.4 活性測試

1.4.1 協(xié)同增效毒力測定 分別將黃荊種子二甲苯活性成分組和苦皮藤種子二甲苯活性成分組用丙酮和2.5%乳化劑2201配制成母液后按質(zhì)量比8 ∶1、4 ∶1、2 ∶1、1 ∶1、1 ∶2、1 ∶4、1 ∶8 混合配成二元復(fù)配劑作為7個處理，分別用水稀釋為5個濃度5 000、2 500、1 250、625、312.5 mg/L，以清水處理作空白對照，以菜青蟲為試蟲進行室內(nèi)生物增效作用測定。采用浸蟲(用浸蟲器浸蟲)、浸葉法[12]進行預(yù)試驗確定死亡率區(qū)間，根據(jù)預(yù)試驗結(jié)果將供試藥劑用清水稀釋成系列濃度，分別選取大小一致的3齡試蟲，每10頭放入到浸蟲器中，在藥液中浸漬3 s，從藥液中取出浸蟲器后，用吸水紙吸干多余藥液，然后將試蟲用毛筆挑入有濾紙的直徑為8.5 cm培養(yǎng)皿中；用相同藥液浸漬甘藍葉片3 s，飼喂試蟲。每個處理重復(fù)4次，以清水處理作對照，然后放入 25 ℃ 人工氣候箱內(nèi)。每24 h檢查存活幼蟲數(shù)，以毛筆輕輕觸動蟲體不能反應(yīng)者視為死亡。計算5 d死亡率，用Abbort公式校正處理死亡率，然后進行概率分析，根據(jù)劑量(或濃度)的對數(shù)(x)，死亡率的概率(y)，求毒力回歸方程以及致死中濃度(lethal concentration 50%，簡稱LC50)?；靹┎捎肧un等公式[13]求出共毒系數(shù)(co-toxicity coefficient，簡稱CTC)。增效判斷標準：CTC≥200 為顯著增效，150≤CTC<200為增效作用較小，70

單劑毒力指數(shù)=(標準殺蟲劑LC50/供測殺蟲劑LC50)×100；

CTC=[實測(A+B)混合劑的毒力指數(shù)/供試理論(A+B)混合劑的毒力指數(shù)]×100；實測(A+B)混合劑的毒力指數(shù)=標準殺蟲劑LC50/(A+B)混合劑LC50×100；理論(A+B)混合劑的毒力指數(shù)=A×AC+B×BC；

式中：A表示A單劑毒力指數(shù)；AC表示A在混劑中所占比例；B表示B單劑毒力指數(shù)；BC表示B在混劑中所占比例。

1.4.2 室內(nèi)毒力測定 同“1.4.1”節(jié)方法。

1.4.3 田間藥效試驗 試驗作物為甘藍(中甘-11)。

施藥方法與用水量：本試驗嚴格按照GB/T 17980.13—2000《農(nóng)藥田間藥效試驗準則(一)殺蟲劑防治十字花科蔬菜的鱗翅目幼蟲》進行。每個處理重復(fù)3次，每個重復(fù)為1個小區(qū)，小區(qū)順畦劃分，共計18個小區(qū)，每個小區(qū)面積為 20 m2，小區(qū)隨機排列。用衛(wèi)士牌WS-16P背負式手動噴霧器(山東衛(wèi)士植保機械有限公司)均勻噴霧，每小區(qū)用水1.5 kg，即750 kg/hm2。

施藥前在每個小區(qū)中按對角線5點取樣，掛牌固定5點，每點選取有菜青蟲卵及幼蟲的甘藍4株，共計20株，統(tǒng)計菜青蟲幼蟲數(shù)量，以此作為施藥前蟲口基數(shù)。藥前及藥后1、3、7、14 d調(diào)查定點定株上存活的菜青蟲數(shù)，共計5次。記錄存活幼蟲數(shù)、死亡幼蟲數(shù)[12]。以校正蟲口減退率作為防治效果，計算公式如下：

茶樹害蟲藥效試驗略有改進。調(diào)查方法為施藥前每個小區(qū)定3點調(diào)查，每點調(diào)查1 m2，調(diào)查茶尺蠖蟲口基數(shù)；施藥后進行2次調(diào)查，分別在施藥后3、7 d。

2 結(jié)果與分析

2.1 黃荊種子二甲苯活性成分組和苦皮藤種子二甲苯活性成分組的協(xié)同增效作用

由表1可知，苦皮藤種子二甲苯活性成分組和黃荊種子二甲苯活性成分組按一定比例復(fù)配后對菜青蟲有明顯的協(xié)同增效作用，二者質(zhì)量比為1 ∶1時，增效作用最強，共毒系數(shù)為255.36；比例為8 ∶1、4 ∶1、2 ∶1、1 ∶2、1 ∶4、1 ∶8時，共毒系數(shù)依次為131.70、200.51、221.53、210.45、172.49、123.11。

表1 苦皮藤種子二甲苯活性成分組(A)和黃荊種子二甲苯活性成分組(B)的協(xié)同增效作用(5 d)

2.2 以苦皮藤種子和黃荊種子混合物的二甲苯提取物為原藥的制劑對菜青蟲室內(nèi)毒力和田間藥效測定

2.2.1 室內(nèi)毒力測定結(jié)果 由表2可以看出，以苦皮藤種子和黃荊種子組合物為原料，以二甲苯提取加工成的殺蟲乳油制劑對菜青蟲有明顯的生物活性，且在二者質(zhì)量比為1 ∶1時，即藥劑3和藥劑6處理下活性較好，對菜青蟲綜合毒力LC50分別為740.58、731.85 mg/L。由表2還可以看出，以苦皮藤種子和黃荊種子混合物的二甲苯提取物為原藥的制劑與二者分別提取后組合加工制成的乳油制劑活性無明顯差異，說明本工藝先進，既可以保障殺蟲制劑效果，又可以簡化制劑加工工藝，提高生產(chǎn)效率。

表2 對菜青蟲室內(nèi)毒力測定結(jié)果

注：對照藥劑為苦皮藤、黃荊種子單獨提取后組合物，比例與相應(yīng)藥劑中苦皮藤種子與黃荊種子質(zhì)量比一致，下表同。

2.2.2 以苦皮藤種子和黃荊種子混合物的二甲苯提取物為原藥的制劑防治甘藍菜青蟲田間藥效試驗 選取藥劑6對甘藍菜青蟲進行田間藥效試驗，并以2.5%高效氯氟氰菊酯為化學(xué)對照藥劑。由表3可以看出，以苦皮藤種子和黃荊種子混合物的二甲苯提取物為原藥的制劑對甘藍菜青蟲具有很好的防治效果，是防治甘藍菜青蟲的優(yōu)良藥劑。在甘藍菜青蟲發(fā)生期，以該供試藥劑500、800倍液兌水進行周到噴霧，可以很好地防治甘藍菜青蟲。試驗過程中各處理均未見藥害發(fā)生。

2.3 以苦皮藤種子和黃荊種子混合物的二甲苯提取物為原藥的制劑對茶尺蠖的毒力測定和田間藥效試驗

2.3.1 以苦皮藤種子和黃荊種子混合物的二甲苯提取物為原藥的制劑對茶尺蠖室內(nèi)毒力 由表4可以看出，以苦皮藤種子和黃荊種子組合物為原料、以二甲苯提取加工成的殺蟲乳油制劑對茶尺蠖有明顯的生物活性，并且趨勢與對菜青蟲的毒力測定結(jié)果一致，皆為在二者質(zhì)量比為1 ∶1時，即藥劑3和藥劑6處理下活性較好，對茶尺蠖綜合毒力LC50分別為885.02、889.08 mg/L。由表4還可以看出，以黃荊種子組合物為原料提取加工的殺蟲乳油制劑與二者分別提取后組合加工制成的乳油制劑活性無明顯差異，說明本殺蟲劑工藝先進，既可以保障殺蟲制劑效果，又可以簡化制劑加工工藝，提高生產(chǎn)效率。

表3 防治甘藍菜青蟲田間藥效試驗結(jié)果

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示在 0.05 水平上差異顯著。表5同。

表4 對茶尺蠖室內(nèi)毒力測定結(jié)果

2.3.2 以苦皮藤種子和黃荊種子混合物的二甲苯提取物為原藥的制劑防治茶尺蠖田間藥效試驗 由表5可以看出，藥劑6殺蟲劑制劑對防治茶尺蠖具有較好的效果，藥后3 d，400倍液對茶尺蠖的防效達到82.12%，藥后7 d，防效達89.09%。適宜的施藥時期為茶盡蠖3齡期左右，施用劑量為 15～45 g/hm2，對茶樹安全，未見藥害。

表5 防治茶尺蠖田間藥效試驗

3 討論

把不同作用機制的農(nóng)藥科學(xué)合理地復(fù)配混用，對防治植物病蟲害可起到擴大防治范圍、兼治不同病蟲害、降低毒性，增加藥效、減少用藥頻次、省時省工、降低成本、延緩抗藥性產(chǎn)生等效果[15]。天然苦皮藤素和天然黃荊素2種有效成分組分別作為殺蟲劑用于防治害蟲，由于它們的有效成分含量低、擊倒速率較慢、防治效果較低，如果提純濃縮至實用的濃度，則大大提高成本，限制了它們的直接加工利用。本研究結(jié)果表明，將2種有效成分組混用具有明顯的增效作用，此復(fù)配方案具有對菜青蟲和茶尺蠖害蟲防治效果增強、速效性好、持效性長、一藥多治的優(yōu)點，與現(xiàn)有的單一制劑相比，除具有明顯的殺蟲效果外，可以有效地降低施藥成本、減緩抗性的產(chǎn)生、減少制劑殘留量，且對作物無污染、安全性好，符合農(nóng)藥制劑的安全性要求等。此外，藥劑6是由苦皮藤種子和黃荊種子組合物的二甲苯活性成分組制成的，與二者分別提取后組合加工制成的乳油制劑活性無明顯差異，既可以保障殺蟲制劑效果，又可以簡化制劑加工工藝、提高生產(chǎn)效率，并且本原料易得，具有成本較低、使用方便、不含任何化學(xué)農(nóng)藥成分、對人畜和生態(tài)環(huán)境安全等特點，是一種適于推廣使用的植物源殺蟲制劑，尤其在有機農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)上具有極大應(yīng)用推廣價值，是理想的新型綠色農(nóng)藥。

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