苦參提取物用于植物病害防治的研究現(xiàn)狀

徐藝萌 吳星蓄 楊涵童 李翔國

目前對(duì)植物病害的防治，以化學(xué)農(nóng)藥防治為主。但在運(yùn)用過程中，其弊端凸顯，出現(xiàn)“3R”問題。而生物防治的方式，其最大優(yōu)點(diǎn)是不污染環(huán)境，是農(nóng)藥等非生物防治病害方法所不能比的。為了避免“3R”等問題的發(fā)生，在生產(chǎn)中提倡用生物防治的方式，而植物提取物是其中之一。因此，探尋對(duì)環(huán)境無害的植物源提取物代替化學(xué)農(nóng)藥已成為生產(chǎn)上亟待解決的問題。

在生產(chǎn)上防治植物病害常用的植物提取物的類型有生物堿類、黃酮類、萜類等。常用于作為提取源的植物有苦參、白頭翁、黃岑以及胡桃楸等。其中，苦參提取物由于其低毒、廣譜的殺菌活性等特點(diǎn)備受農(nóng)民的青睞。本文從苦參提取物單劑和苦參提取物復(fù)配防治植物病害兩方面實(shí)驗(yàn)結(jié)果和文獻(xiàn)進(jìn)行了整理，以期為苦參提取物的有效利用提供理論依據(jù)。

一、苦參有效成分的敘述

苦參在我國有著悠久的入藥歷史，隸屬于豆科槐屬，有殺菌、抗病毒等活性。由于苦參在醫(yī)藥方面表現(xiàn)了多種明顯的活性，因此使其在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用受到人們重視，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上常用其提取物對(duì)植物病害進(jìn)行防治?？鄥⑻崛∥锍Ｓ玫挠锌鄥A、氧化苦參堿、槐果堿、槐定堿等。根據(jù)苦參總堿以及其單體苦參堿、槐果堿、氧化苦參堿、野靛堿、槐定堿等11 種植物病原真菌，對(duì)其離體后的抗菌活性研究發(fā)現(xiàn)，在濃度為500 mg·L-1時(shí)，苦參總堿在辣椒炭疽病菌以及黃瓜疫霉病菌中活性程度較高，菌絲生長抑制率分別為54.90%、96.18%、93.62%，槐定堿對(duì)黃瓜疫霉病菌的EC50 值為162.13 mg·L-1，苦參總堿對(duì)黃瓜疫霉病菌的EC50 值為178.21 mg·L-1。

二、苦參提取物單劑防治植物病害研究

苦參提取物常用于蘋果、小麥等植物的病害防治上。

1、蘋果病害

用豆科、藜科、菊科等10 種不同科屬植物的組織在石油醚、乙醇和水中的浸出物，對(duì)蘋果腐爛后產(chǎn)生的病菌展開抑制作用的研究，同時(shí)，研究了以中草藥為原料的膏狀制劑對(duì)于蘋果腐爛產(chǎn)生的病菌的防治效果，將其與前者的效果進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，苦參、茵陳、雷公藤、地膚子、雞血藤、黃芩、杠柳、地榆對(duì)于蘋果腐爛病的防治效果都要比傳統(tǒng)藥劑更加有效。

用0.5%苦參堿水劑、2.12%腐植酸銅水劑、40%福美砷WP這3 種殺菌劑對(duì)蘋果腐爛病菌進(jìn)行室內(nèi)毒力測定以及田間藥效試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，0.5%苦參堿水劑和2.12%腐植酸銅水劑對(duì)于蘋果腐爛病菌的抑制效果相差無幾，都要優(yōu)于40%福美砷WP 所發(fā)揮的抑制作用，EC50 值為9.97 mg·kg-1，0.5%苦參堿水劑的毒力效果比40%福美砷WP 的毒力效果高1.15 倍；0.5%苦參堿水劑的傷口愈合率為50.18%，高于40%福美砷WP 的效果（37.78%），其相對(duì)防效達(dá)到83.54%。

采用菌絲生長速率法測定，在蘋果霉心病菌、蘋果腐爛病菌、蘋果炭疽病菌以及蘋果斑點(diǎn)落葉病菌中生物源殺菌劑的抑制活性。結(jié)果表明，3%中生菌素可濕性粉劑對(duì)除蘋果炭疽病菌之外的均有一定的抑制作用，EC50 值分別為1.18、1.84、0.60 mg·L-1；1%蛇床子素水乳劑對(duì)蘋果斑點(diǎn)落葉病菌和蘋果腐爛病菌的抑制效果要優(yōu)于其他病菌，EC50 值分別為2.65、1.52 mg·L-1；0.3%苦參堿水劑僅僅對(duì)于蘋果腐爛病菌的抑制效果較好，EC50 值為1.0 mg·L-1。因此，在田間作業(yè)中可以選擇3%中生菌素可濕性粉劑、0.3%苦參堿水劑以及1%蛇床子素水乳劑。

以植物源農(nóng)藥為試驗(yàn)材料，采用菌絲生長速率法、孢子萌發(fā)法、離體葉片刺傷法、離體枝條燙傷接種法，針對(duì)蘋果腐爛病和蘋果斑點(diǎn)落葉病測定抑菌活性。結(jié)果，植物源農(nóng)藥對(duì)蘋果腐爛病和蘋果斑點(diǎn)落葉病的室內(nèi)毒力與離體防效均顯著高于對(duì)照。丁子香酚對(duì)蘋果腐爛病的菌絲生長抑制效果最好（EC50 值為0.43 μg·mL-1）；苦參堿次之，EC50 值為8.11 μg·mL-1；小檗堿的抑制效果最差（EC50 值為13.68 μg·mL-1）。同時(shí)，丁子香酚對(duì)蘋果斑點(diǎn)落葉病的菌絲生長抑制效果最好（EC50 值為1.18 μg·mL-1）；乙蒜素次之，EC50 值為4.86 μg·mL-1；小檗堿的抑制效果最差（EC50 值為32.18 μg·mL-1）。植物源農(nóng)藥對(duì)蘋果腐爛病和蘋果斑點(diǎn)落葉病的分生孢子萌發(fā)均具有抑制作用。丁子香酚對(duì)蘋果腐爛病以及蘋果斑點(diǎn)落葉病的分生孢子萌發(fā)的抑制效果最好（EC50 值分別為0.70、1.53 μg·mL-1）；小檗堿對(duì)于蘋果腐爛病菌和蘋果斑點(diǎn)落葉病菌的分生孢子萌發(fā)作用最差，EC50 值分別為28.23、49.91 μg·mL-1。

植物源殺菌劑0.5%苦參堿水劑在蘋果樹干腐病的抑制效果與化學(xué)農(nóng)藥40%福美砷粉劑效果相當(dāng)，苦參堿的相對(duì)抑制率為84.0%，而福美砷為82.6%，苦參堿與這種常規(guī)的化學(xué)藥劑作用相差無幾；田間試驗(yàn)相對(duì)防效調(diào)查中，苦參堿水劑對(duì)蘋果樹干腐病愈合率相對(duì)防效為88.09%，而福美砷粉劑僅為31.01%；在病斑復(fù)發(fā)率試驗(yàn)中，苦參堿水劑對(duì)蘋果樹干腐病復(fù)發(fā)率僅為4%，而福美砷粉劑高達(dá)40%。

2、小麥病害

測定苦參提取液在小麥條銹病菌防治中發(fā)揮的作用。苦參提取液對(duì)小麥條銹病孢子萌發(fā)具有一定的抑制作用，抑菌效果最好的濃度為10 mg·mL-1，抑菌率約為84.0%；大田試驗(yàn)結(jié)果表明，施藥3 次處理組的病指相對(duì)防效為95.4%?？鄥⑻崛∫簩?duì)小麥條銹病菌的抑制效果良好，在進(jìn)一步對(duì)小麥條銹病的施藥時(shí)期、間隔和次數(shù)以及藥劑的劑型、速效性、持效性以及在小麥中的藥物殘留等多方面的深度研究后，運(yùn)用于生產(chǎn)實(shí)踐。

為探討0.3%苦參堿水劑在農(nóng)業(yè)上的更廣泛應(yīng)用，對(duì)0.3%苦參堿水劑防治小麥白粉病效果進(jìn)行了大田藥效試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，0.3%苦參堿水劑有效成分畝用量0.1125 g 和0.15 g 藥后14 天的防效分別達(dá)到86.53%和93.36%，增產(chǎn)8.57%～14.48%，對(duì)小麥安全。用0.3%苦參堿水劑防治小麥白粉病，對(duì)小麥正常生長無影響。

選擇藥劑為98%苦參堿（浸膏）植物農(nóng)藥，以畝用量150 g、200 g、250 g 和5%井岡霉素200 g 進(jìn)行試驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)苦參堿畝用量250 g 防治小麥紋枯病的效果最好，對(duì)小麥紋枯病其單株發(fā)病率和病情指數(shù)優(yōu)于5%井岡霉素，建議在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。

3、梨樹病害

為進(jìn)一步驗(yàn)證由新樂市植物農(nóng)藥研究廠新研發(fā)的藥劑，0.3%苦參堿乳油，按照不同的稀釋倍數(shù)對(duì)梨樹黑星病進(jìn)行了防病研究。結(jié)果初步認(rèn)為0.3%苦參堿乳油是一種理想的生物制劑，使用倍數(shù)以800～1000 倍為宜。

以1.5%苦參堿水劑作為生物源生產(chǎn)的農(nóng)藥，在對(duì)梨黑星病的防治中發(fā)揮出較為喜人的效果。隨著稀釋倍數(shù)減小，藥劑的有效成分濃度增高，1.5%苦參堿水劑對(duì)于植物葉片和果實(shí)上發(fā)生的黑星病的防治效果逐漸提高，在有效成分濃度為5 mg·kg-1，也就是稀釋倍數(shù)為3000 倍時(shí)，防治效果達(dá)到最高。3000 倍的防效達(dá)到65.19%（葉片）和67.95%（果實(shí)），平均病情指數(shù)由7.82（葉片）和3.60（果實(shí)）降到2.72（葉片）和1.15（果實(shí)）。

4、荔枝病害

采用乙醇作為溶劑，運(yùn)用超聲波輔助的方法來提取獲得黃連、丁香、苦參、花椒等17 種植物的提取物對(duì)荔枝霜疫霉菌進(jìn)行抑菌試驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)苦參提取物5 mg·mL-1濃度處理藥后7 d 對(duì)荔枝霜疫病的抑菌率達(dá)60%以上?？鄥⒃跍囟葹?0 ℃處理后抑菌率最好，達(dá)77.78%。在酸性條件下抑菌效果較差，與中性和堿性條件下對(duì)比差異顯著。

采用菌絲生長速率法，以苦參堿、小檗堿及丁香酚3 種植物源抑菌活性物質(zhì)為原材料，對(duì)荔枝霜疫霉的抑制效果進(jìn)行測定。結(jié)果表明，3 種植物提取物對(duì)荔枝霜疫霉都具有一定的抑菌活性?？鄥A的毒力方程為y=1.6217x+6.5849，EC50 值為105.01 μg·mL-1。小檗堿的毒力方程為y=1.2129x+6.6709，EC50 值為42.03 μg·mL-1。丁香酚的毒力方程為y=1.5909x+9.6688，EC50值為1.16 μg·mL-1。

5、馬鈴薯病害

用氰霜唑、甲霜靈、代森錳鋅、中藥中提取的苦參堿等10 種殺菌劑，對(duì)馬鈴薯晚疫病的防治效果進(jìn)行了田間試驗(yàn)。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，除甲霜靈之外，其他9 種殺菌劑處理對(duì)馬鈴薯晚疫病的防治效果較為顯著。其中，苦參堿能夠有效推遲病害發(fā)展，達(dá)到控制病害的目的。

采用菌絲生長速率法測定植物源農(nóng)藥苦參堿、丁子香酚對(duì)馬鈴薯黑痣病菌和早疫病菌的毒力。結(jié)果表明：1.5%苦參堿和1.1%丁子香酚對(duì)兩種病原菌的毒力效果都不錯(cuò)。對(duì)馬鈴薯黑痣病的EC50 值分別為2.4421 mg·mL-1和2.1014 mg·mL-1。對(duì)馬鈴薯早疫病的EC50 值分別為0.8752 mg·mL-1和0.7610 mg·mL-1。

6、黃瓜病害

采用菌絲生長速率法、常規(guī)噴霧法，對(duì)3%苦參堿水劑防治黃瓜灰霉病進(jìn)行了室內(nèi)毒力測定和田間藥效試驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)苦參堿水劑毒力較強(qiáng)，毒力回歸方程為y=4.6491+0.523x，EC50 值為4.6875 mg·mL-1，為對(duì)照藥劑，腐霉利EC50 值的1/30。當(dāng)用量為900 mL·hm-2時(shí)，對(duì)黃瓜葉片達(dá)到了70.36%，對(duì)果實(shí)達(dá)到了90.49%的防治效果。

用植物源農(nóng)藥苦參堿防治黃瓜霜霉病進(jìn)行了田間藥效試驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)以藥劑0.3%苦參堿水劑防治黃瓜霜霉病時(shí)，在試驗(yàn)劑量范圍內(nèi)對(duì)作物安全無藥害，對(duì)有益生物未發(fā)現(xiàn)不良影響。用量70.2 ga.i.·hm-2，用藥2 次，末次施藥后，7 d 防效達(dá)80%以上，基本能夠?qū)Σ∏檫M(jìn)行控制。

7、其他病害

采用超聲波提取工藝獲取苦參總生物堿，通過將藥物二倍稀釋的方法以及菌落抑制率公式，來觀察計(jì)算苦參總生物堿對(duì)人參黑斑病菌的抑菌作用。研究發(fā)現(xiàn)，不同濃度的苦參總生物堿均能夠有效抑制人參黑斑病菌絲和孢子。在濃度為10 mg·mL-1時(shí)，對(duì)人參黑斑病菌絲的抑制率為98.8%，對(duì)孢子的抑制率為100%。苦參總黃酮溶液抑菌效果最佳的是含量達(dá)到0.1 g·mL-1（10%）時(shí)。

采用菌絲體生長速率法測定了苦參堿，對(duì)山核桃干腐病病原菌、油茶炭疽病病原菌、楊樹葉枯病病原菌等7 種林業(yè)病原真菌的抑真菌活性。發(fā)現(xiàn)對(duì)山核桃干腐病病原菌抑菌效果最好的是苦參堿（IC50=2.512 mg·mL-1），但是苦參堿對(duì)百合枯萎病病原菌抑菌活性最差，其對(duì)山核桃干腐孢子萌發(fā)和菌絲生長均具有一定的抑制作用，作用效果與藥劑的濃度呈現(xiàn)正相關(guān)狀態(tài)，試驗(yàn)表明，在96 天內(nèi)，10.0 mg·mL-1苦參堿可以完全抑制菌絲的生長。

在尋找能夠有效防治葡萄霜霉病的高效且無公害藥劑時(shí)，采用1%苦參堿水乳劑對(duì)葡萄霜霉進(jìn)行防治試驗(yàn)，結(jié)果表明，1%苦參堿水乳劑800 倍液的防治效果高達(dá)92.11%，具有良好的防治作用，相比于現(xiàn)如今的生產(chǎn)生活中常用的殺菌劑70%丙森鋅（800 倍）和80%代森錳鋅（1000 倍），其防治效果更為顯著。研究發(fā)現(xiàn)，在病害發(fā)生之前或者發(fā)生初期，噴灑苦參堿水乳劑來防治葡萄霜霉病效果較好，并根據(jù)病害發(fā)生的嚴(yán)重程度，開展間隔10 天的三次噴灑最為適宜。

采用平皿法測定苦參堿、寧南霉素、多抗霉素等不同生物殺菌劑，對(duì)櫻桃莖腐病菌的毒力。其中，1.5%苦參堿AS 對(duì)櫻桃莖腐病菌煙草疫霉的EC50 值為413.9050 mg·L-1，對(duì)其抑制效果較差。

1.5%苦參·蛇床子素水劑（AS）對(duì)草莓根腐病中的尖孢鐮刀菌抑菌活性最強(qiáng)，EC50 值為2.7 μg·mL-1，0.3%苦參堿乳油（EC）對(duì)草莓根腐病中的茄腐鐮刀菌抑菌活性最強(qiáng)，EC50 值為4.5 μg·mL-1。

苦參生物堿醇-乳油溶液對(duì)立枯絲核菌、稻惡苗病菌、茄科蔬菜青枯病菌、白菜黑斑病菌、十字花科蔬菜軟腐病病菌、稻胡麻葉斑病菌、十字花科蔬菜黑腐病病菌都具有一定的抑制作用，最低抑制濃度大多在0.5 mg·mL-1以下。

測定苦參堿、氧化苦參堿，對(duì)幾種林木病原真菌孢子萌發(fā)和菌絲生長的抑制活性，試驗(yàn)表明苦參堿在對(duì)楊褐斑病菌和龍竹材霉變菌的試驗(yàn)中，展現(xiàn)較強(qiáng)的抑制作用，致死中量EC50 值分別為123、272 μg·mL-1。氧化苦參堿在杉木猝倒病菌抑制效果最佳，EC50 值為26 μg·mL-1。苦參堿對(duì)松枯梢病菌具有較強(qiáng)的抑制效果，EC50 值為428 μg·mL-1，氧化苦參堿對(duì)華山松腐爛病菌效果較強(qiáng)，EC50 值為323 μg·mL-1。

在對(duì)室內(nèi)的抑菌生物活性的初步研究中，選取了來自華北地區(qū)的101 種植物，乙醇和丙酮兩種溶劑以及棉花立枯病菌和蘋果腐爛病菌為供試菌進(jìn)行研究，結(jié)果表明，在這101 種植物的提取物中，苦參、土木香、桑白皮、天明精等對(duì)供試菌的抑菌率較高，發(fā)現(xiàn)苦參對(duì)蘋果腐爛病菌的抑制率分別達(dá)到了80%以上，棉花立枯病菌達(dá)85%以上。

采用菌絲生長速率法，檢測10 種藥用植物的乙醇提取物，對(duì)9 種植物病原真菌的抑制效果。發(fā)現(xiàn)苦參乙醇提取物在1000 g·mL-1濃度下對(duì)超過5 種真菌（小麥赤霉菌、水稻紋枯菌、馬鈴薯晚疫菌、西瓜枯萎菌和蘋果輪紋菌）的抑制率高于50%，顯示出較高的抑菌活性。

三、苦參提取物復(fù)配防治植物病害研究

苦參提取物還可以與其他植物的有效成分或與化學(xué)農(nóng)藥進(jìn)行復(fù)配，應(yīng)用于植物病害的防治上。

選用植物源農(nóng)藥苦參堿，與甲基托布津、代森錳鋅、戊唑醇等8 種化學(xué)殺菌劑進(jìn)行復(fù)配。采用生長速率法，來殺菌劑對(duì)山核桃干腐病的抑菌效果進(jìn)行測定，根據(jù)共毒系數(shù)法定量分析，發(fā)現(xiàn)當(dāng)苦參堿和甲基托布津的復(fù)配比例為5∶5 和6∶4 時(shí)，其共毒系數(shù)值為197.605 和186.257，具有明顯作用，顯著性優(yōu)于單劑使用。

用菌絲生長速率法測定苦參堿、吡唑醚菌酯在不同混配比例下，番茄灰霉病菌不同程度的室內(nèi)生物活性，進(jìn)而能夠得出，苦參堿與吡唑醚菌酯混配的最佳比例，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為16∶24的苦參堿與吡唑醚菌酯的混配組合，用40%苦參堿·吡唑醚菌酯懸浮劑在田間應(yīng)用時(shí)對(duì)番茄葉片和果實(shí)上的防效差異均達(dá)到顯著水平，在對(duì)番茄灰霉病的防治中具有一定的效果。

按照農(nóng)藥研制的國家標(biāo)準(zhǔn)，采用回流提取法，制備苦參、雷公藤粗提物，選用合適的溶劑和乳化劑，進(jìn)行室外的藥效實(shí)驗(yàn)，以求最佳的稀釋濃度。結(jié)果表明，二甲基亞砜的溶解度為200 mg·mL-1，效果最好，OP-10 乳化分散評(píng)價(jià)級(jí)別為三級(jí)，是乳化效果較好的乳化劑，苦參-雷公藤浸膏復(fù)配比例是2∶1 時(shí)效果最好，最佳乳油濃度為50%。

以丁香和苦參復(fù)配液作為供試藥液，當(dāng)增效比值為1.96時(shí)，對(duì)人參銹腐病菌的孢子萌發(fā)具有很強(qiáng)的抑制作用、有效抑制菌絲生長，藥液越濃，菌絲干重越??；丁香與苦參復(fù)配液的最低抑菌濃度、最低殺菌濃度均為4 mg·mL-1。

總而言之，雖然苦參的提取物廣泛運(yùn)用在防治蘋果腐爛病、山核桃干腐病等多種植物病害方面，但不同產(chǎn)地的苦參有效成分是不同的，且含量較低，提取較為困難。因此，苦參堿在不同地區(qū)中的應(yīng)用應(yīng)當(dāng)有專家進(jìn)行實(shí)地檢驗(yàn)，例如廣西產(chǎn)苦參中苦參堿含量最高為1.67%、內(nèi)蒙古產(chǎn)苦參中苦參堿和氧化苦參堿總含量最高為4.29%。不同年限和采挖期也對(duì)苦參有效成分含量有影響。因此，如何控制苦參中有效成分含量，進(jìn)一步通過優(yōu)化提取出更多的有效成分且使其含量穩(wěn)定為關(guān)鍵所在。

另一面，苦參提取物作為防病材料，推廣應(yīng)用方面仍然缺乏深度理論指導(dǎo)，現(xiàn)階段對(duì)苦參提取物作為植物病害防治研究，只停留在如苦參經(jīng)過簡單提取加工后，直接應(yīng)用于病害防治上的研究較少。因此，以苦參提取物作為生物防治的作用機(jī)理、作用范圍以及對(duì)有害生物的影響等仍需深度研究。