九阜山杀虫抗菌蕨类植物资源调查初报

魏开炬,吴承文

(1.福建省尤溪第一中学,福建 尤溪 365100;2.福建省尤溪县林业局)

杀虫蕨类植物是指蕨类植物体内含有生物碱、三萜类、黄酮类、挥发油类、酚类、甾体、毒性蛋白等杀虫有效成分,对害虫具有拒食、毒杀、抑制生长、驱避等作用;抗菌蕨类植物是指蕨类多糖提取物或醇(水)提取物具有较为广谱的抗植物病原菌的生理活性[1-2]。随着人们保健与环保意识的增强,世界各国竞先研制植物源农药用于防治植物病虫害,以确保食品的健康与安全。对植物源农药的研究多见于种子植物,对蕨类植物的研究甚少,难于找到一篇完整的文献,而蕨类是一群种质和代谢产物方面均具有多样性的孢子植物,富含的天然活性成分具有很好的抗菌、抗微生物、杀虫等作用[1],可作为优良的杀虫、抑植物病原菌开发利用。九阜山省级自然保护区位于福建省尤溪县西南部西城、新阳、坂面三乡(镇)交界处,距县城约14 km,地处闽中玳瑁山脉东北向延伸的支脉上(介于E118°1′58″～ 118°7′16″,N26°3′37″～ 26°6′57″)。据调查 ,该区共有蕨类植物34科59属114种,分别占福建省蕨类植物46科112属的382种(含变种)的 76.1%、51.8%、29.8%[3]。本文报道该区可作为杀虫、抗植物病原菌用的蕨类植物资源,为研发新型植物源农药以及进一步开发利用该区的蕨类植物资源提供参考。

1 自然地理概况

九阜山占地面积2308.2 hm2,其中核心区面积609.6 hm2,缓冲区面积515.2 hm2,试验区面积1183.4 hm2。主峰九阜山,海拔1215.2 m。最高峰尖峰顶,海拔1222.4 m,最低点205.0 m,落差超过1000.0 m。土壤类型依海拔高度从低到高依次为粗骨性红壤、红壤、黄红壤和黄壤,属侵蚀中低山地貌。气候属中亚热带山地季风气候区,年均气温 19.6℃,年均降水量1600.0 mm,常年相对湿度83.0%,年均日照时数1764.6 h。夏季暖热,冬季温凉,海拔较高,地形复杂,形成了独特的山地森林小气候,非常适宜各种类型野生蕨类植物的生长。全区共有维管束植物171科548属1115种,野生植物资源十分丰富,地带性的中亚热带常绿阔叶林保存完整,主要森林群落发育与演替状况良好,成为许多珍稀濒危野生动植物的避难场所和生物多样性中心之一。

2 调查方法

主要采用野外踏查法进行,根据九阜山的地形、地势、景观类型分东、西、南、北4个不同方向沿线进行踏查,使踏查的路线基本上能代表九阜山主要的生境、不同森林群落和大部分地区。杀虫抗菌蕨类名录参照已有研究文献整理[1-2,4-15],并根据它们对植物病虫害作用方式分为杀虫、拒食、抑制生长、驱避、抑菌、抗菌几种类型。

3 结果与分析

3.1 石松Lycopodium japonicum

石松科,生于海拔400～1200m的山坡灌丛、疏林路旁。含多种生物碱、三萜醇、阿魏酸、芽孢素、糖类和石松碱等,茎、叶对毛毡黑皮蠹、澳洲皮蠹、负袋皮蠹有拒食或杀灭作用。

3.2 紫萁Osmunda japon ica

紫萁科,生于海拔200～1200m的林缘、灌丛或路边。全株含酚类化合物、尖叶土杉甾酮、脱皮甾酮、脱皮酮等,对小菜蛾、斜蚊夜蛾有杀灭与驱避作用,对多种害虫具有抑制生长作用。

3.3 华南紫萁Osmunda vachellii

紫萁科,生于海拔400～ 700m的山地、草丛或溪边。含少量间苯三酚衍生物,全株具杀虫作用。

3.4 海金沙Lygodium ja ponicum

海金沙科,生于海拔200～1000m的林中、林缘或路边。含黄酮甙、氨基酸、酚类与糖类等,叶具杀棉蚜与抗菌作用。

3.5 芒萁Dicranopteris d ichotoma

里白科,生于海拔200～1200m的林缘、疏林下。叶含原地茶酸、莽草酸、阿福豆苷、槲皮苷,全株含中性与酸性多糖,叶、嫩芽具较好的抗真菌作用。

3.6 圆盖阴石蕨 Humata tyermanni

骨碎补科,附生于海拔 200～500m的树干、岩石上。全株含4-甲酰基羽扇豆酮、木栓酮、3,15-木栓二醇、十八碳酸、三油酸甘油酯和豆甾醇,根状茎和叶具抑菌、抗菌作用。

3.7 肾蕨 Nephrolepis auriculata

肾蕨科,生于海拔200～600m的林缘、林下。全株含β-谷甾醇、羊齿-9(11)-烯、齐墩果酸、肉豆蔻酸十八烷基酯、正三十一烷酸、正三十烷醇、24-乙基胆甾醇 、24-甲基胆甾醇 、24-乙基胆甾-5,22-二烯醇 、胆甾醇、蛋白质、淀粉、脂肪、碳水化合物及痕量24-甲基胆甾-5,22-二烯醇 ;块根含羊齿-9(11)-烯 、β-谷甾醇 、里白烯 、β-谷甾醇-β-D-葡萄糖甙 、β-谷甾醇棕榈酸酯和环鸦片甾烯醇;地上部分含红杉醇。全株具较好的抑菌、抗菌作用。

3.8 蕨Pteridium apuilinum var.latiusculum

蕨科,生于海拔200～1200m的林下、路边。根茎、叶、嫩芽中含多种茚酮类化合物、胆碱、麦角甾醇、淀粉、鞣质、大量的亚硝酸盐化合物和有毒物质,对多种害虫具有胃毒和抑制种群生长的作用,且具有较强的抑植物病原菌作用。

3.9 蜈蚣草Pteris vittata

凤尾蕨科,生于海拔200～600m的林缘、路边或石灰岩石上。全株富含多酚及多糖等生物活性成分,具较好的杀虫、抗菌作用。

3.10 半边旗Pteris semip innata

凤尾蕨科,生于海拔200～500m的林下、路旁阴湿地及岩缝中。含生物碱、黄酮甙等,全株具杀虫及驱避害虫作用。

3.11 扇叶铁线蕨 Adiantum flabellulatum

铁线蕨科,生于海拔200～1000m的林缘、灌丛或疏林下。含黄酮甙、氨基酸、酚类、糖类等,全株具较好的抗菌、抑菌作用。

3.12 华南毛蕨Cyclosorus parasiticus

金星蕨科,生于海拔200～800m 林下、林缘、路旁、溪边。全株含多种挥发油,挥发油中酯类物质占21.0961%,酸类占 17.199%,烯醇类占 16.161%,酚类物质占14.263%,醛酮类占11.026%,其中,对昆虫具有驱避作用的糠醛占2.943%,香豆素占1.327%,丁二酸二异丁酯占1.126%。全株具杀虫、驱避害虫及抗菌作用,叶能抗美洲斑潜蝇成虫产卵、驱避并对成虫有拒食作用。

3.13 镰片假毛蕨Pseudocyclosorus falcilobus

金星蕨科,生于海拔200～1000m 的山谷溪边、路旁与湿地。含黄酮类、香豆素类等,根、茎、叶对害虫具毒杀与驱避作用。

3.14 乌毛蕨Blechnum orientale

乌毛蕨科,生于海拔200～600m的林下、溪边或路旁草丛中。含绿原酸、异橄皮甙、麦甾醇、胆碱及多种茚酮衍生物等,根状茎具杀虫、驱避害虫作用。

3.15 狗脊蕨Woodwardia japonica

乌毛蕨科,生于海拔200～1200m的疏林下或溪边路旁。含山柰素-3-O-α-L-(4-O-乙酰基)鼠李糖基-7-O-α-L-鼠李糖甙 、山柰素-3-O-α-L-鼠李糖基-7-O-α-L-鼠李糖甙、狗脊蕨酸、p-谷甾醇、胡萝卜甙等,根状茎含淀粉、鞣质等。根茎、叶具杀红蜘蛛、蚜虫、螟虫、蚊幼虫及抗菌作用。

3.16 镰羽贯众Cyrtomium balansae

鳞毛蕨科,生于海拔200～900林下岩石边、山谷溪边。含有黄酮、糖类、氨基酸、挥发油、鞣质等,具驱避害虫作用。

3.17 黑鳞耳蕨Polystichum makinoi

鳞毛蕨科,生于海拔200～1200m的林下湿地、路旁。含黄酮醇、双氢黄酮、丁酰基间苯三酚类化合物等,全株具驱避害虫、杀虫作用。

3.18 阔鳞鳞毛蕨Dryopteris championoo

鳞毛蕨科,生于海拔200～1000m的林下、灌丛中。根茎、叶含绵马素-BB、绵马素-AB、β-谷甾醇等,具杀虫、驱避害虫作用。

3.19 暗鳞鳞毛蕨Dryopteris atrata

鳞毛蕨科,生于海拔200～1000m的林下溪边。根茎、叶含铁角蕨素、酚类化合物、脱皮甾酮、脱皮酮等,具驱避害虫、杀虫和抑黑典霉菌等作用。

3.20 斜方复叶耳蕨 Arachniodes rhomboid ea

鳞毛蕨科,生于海拔200～800m的林下、溪边或石缝上。含山柰酚、山柰素-3-O-α-L-鼠李糖苷、山柰素-3-O-β-D-葡萄糖苷、山柰素-3,7-O-α-L-鼠李糖苷、槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖苷、山柰素-3-O-β-D-芸香糖苷等黄酮醇类化合物,茎和叶具抑菌、杀虫与驱避害虫作用。

3.21 槲蕨Drynaria fortuni

槲蕨科,生于海拔200～500m的岩石或树干上。含橙皮甙、葡萄糖、淀粉等,茎、叶具抗菌作用。

4 小结与讨论

4.1 调查结果表明,该区可作农药使用的蕨类共有12科18属21种,分别占该区蕨类35科58属114种的34.3%、31.0%、18.4%。它们主要分布在该区海拔500 m以下,在此区域内每个种类均有分布,是杀虫抗菌蕨类分布的中心地带。在海拔500～1000 m,主要有华南紫萁、华南毛蕨、海金沙、镰羽贯众、阔鳞鳞毛蕨、暗鳞鳞毛蕨、斜方复叶耳蕨、扇叶铁线蕨。在海拔1000 m以上,主要有石松。一些种类从山脚到山顶均有分布,主要有紫萁、蕨、狗脊蕨、芒萁、黑鳞耳蕨5种。对植物病虫害均有生物活性的有海金沙、蕨、蜈蚣草、华南毛蕨、狗脊蕨、暗鳞鳞毛蕨、斜方复叶耳蕨7种,占总种数的33.3%;对害虫具有生物活性的有石松、紫萁、华南紫萁、半边旗、镰片假毛蕨、乌毛蕨、镰羽贯众、黑鳞耳蕨、阔鳞鳞毛蕨9种,占总种数的42.9%;对病害具有生物活性的有芒萁、圆盖阴石蕨、肾蕨、扇叶铁线蕨、槲蕨5种,占总种数的23.8%。

4.2 依杀虫抗菌蕨类植物的生物活性、资源以及可持续开发利用情况出发,可以初步确定该区的扇叶铁线蕨、芒萁、华南毛蕨、蜈蚣草、半边旗、海金沙、蕨、狗脊蕨、乌毛蕨、斜方复叶耳蕨、阔鳞鳞毛蕨、暗鳞鳞毛蕨具有较大的商业开发利用价值,应引起我们足够的重视。

4.3 植物源农药对环境安全、无残留,在整治环境,提倡绿色环保食品和自身保健呼声越来越高的情况下,植物源杀虫、杀菌剂无疑是人们所期望的产品。蕨类植物成分较复杂,含有多种活性成分,具有研发植物源农药的发展潜力,因此,应加强科学研究,多学科、多部门、多行业齐抓共管,加强对蕨类植物活性成分研究,并对活性成分进行提取、分离、纯化,研发新型无公害植物源农药,真正发挥蕨类植物应有的作用。

4.4 蕨类植物具有多种用途,除了可用于防治植物病虫害外,在园林绿化、食用、环境保护、药用、土壤及气候指示、饲料及绿肥、工农业等方面也有其利用价值。所以,在开发利用时,要加强综合利用,提高资源利用率,充分发挥蕨类植物的多种效益。同时,对蕨类植物的利用要在保护中发展,加强人工繁育工作,使蕨类植物的开发和利用建立在可持续发展的基础上。

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