核桃皮·马齿苋和辣蓼草乙醇提取物对玉米蚜拒食活性的影响
2018-08-27王长平
许 龙,邹 玉,王长平,2*
(1.佳木斯大学生命科学学院,黑龙江佳木斯 154007;2.佳木斯大学畜牧兽医研究所,黑龙江佳木斯 154007)
核桃皮、马齿苋(Portulacaoleracea)、辣蓼草(Polygonumhydropiper)是常见的植物杀虫剂资源。核桃皮含有多种次生物质,如萜类、酚类等,都可对有害昆虫起到防治作用[1]。研究表明,马齿苋对棉蚜(Aphisgossypii)具有较强的毒杀作用[2-3];辣蓼草对有害昆虫有拒食作用[4-5],从辣蓼草叶中提取的蓼二醛对蚜虫、小菜蛾(Plutellaxyllostella)以及黏虫(Mythimnaseparata)等均具有较强的拒食活性。
玉米蚜(Rhopalosiphummaidis)繁殖力高、能迁飞且易产生抗性,防治较为困难。化学方法防治玉米蚜虽然效果显著且使用方便,但会污染环境、破坏生态系统,且易使玉米蚜产生抗药性,植物性杀虫剂防治玉米蚜高效、作用机理多样、不易诱发病虫害抗药性、与环境相容性好、选择性高、对非靶标生物相对安全,已成为新型的无公害农药[6]。笔者研究了核桃皮、马齿苋和辣蓼草乙醇提取物在不同条件下对玉米蚜拒食活性的影响,以期为开发以核桃皮为原料的新型植物杀虫剂提供理论依据。
1 材料与方法
1.1供试昆虫供试昆虫玉米蚜,采集于佳木斯郊区玉米地,经佳木斯大学罗志文副教授鉴定为蚜科(Aphidoidea)玉米蚜(Rhopalosiphummaidis)。
1.2供试材料核桃皮采于佳木斯市四丰山,经佳木斯大学程海涛副教授鉴定为核桃皮;马齿苋采自佳木斯大学北侧双拥公园内,经佳木斯大学王长宝副教授鉴定为马齿苋科(Portulacaceae)马齿苋;辣蓼草采自佳木斯杏林湖公园内,经佳木斯大学程海涛副教授鉴定为蓼科(Polygonaceae)辣蓼草。将核桃皮、马齿苋、辣蓼草置于低温处干燥、粉碎,将过60目分样筛得到的粉末装入塑封袋内保存、备用。
1.3核桃皮、马齿苋和辣蓼草乙醇提取物的制备[7-8]
1.3.1核桃皮乙醇提取物制备。取核桃皮粉末100.00 g,加入乙醇在50 ℃条件下恒温加热3 h后,抽滤,重复抽滤3次后,合并3次所得的滤液,将滤液浓缩成稠膏状后,用丙酮将稠膏稀释成不同浓度,备用。
1.3.2马齿苋乙醇提取物制备。取马齿苋粉末100.00 g,加入乙醇在50 ℃条件下恒温加热3 h后,抽滤,重复抽滤3次后,合并3次所得的滤液,将滤液浓缩成稠膏状后,用丙酮将稠膏稀释成不同浓度,备用。
1.3.3辣蓼草乙醇提取物制备。取辣蓼草粉末100.00 g,加入乙醇在50 ℃条件下恒温加热3 h后,抽滤,重复抽滤3次后,合并3次所得的滤液,将滤液浓缩成稠膏状后,用丙酮将稠膏稀释成不同浓度,备用。
1.43种植物乙醇提取物对玉米蚜拒食活性的影响测定将供试样品用吐温80水溶液分别稀释成12.50、25.00、50.00、75.00和100.00 mg/mL,对照组为吐温80水溶液稀释后的丙酮溶液。取面积为4.50 cm2的玉米叶,分别于处理和对照溶液中浸蘸3 s,取出后晾干,并在其叶背转接20头供试玉米蚜,将载有玉米蚜的玉米叶放入玻璃培养皿,玉米叶的叶背朝下,滴入蒸馏水进行保湿处理,置于恒温培养箱采用不同温度恒温饲养,统计在不同时间后各处理叶片上玉米蚜的个体数,每处理进行3次重复性试验,采用t检验分析处理与对照组之间的差异显著性,用SPSS 18.0软件分析拒食率显著性。拒食率=(对照叶片个体数-处理叶片个体数)/对照叶片个体数×100%。
1.5单因素试验拒食活性测定单因素试验包括核桃皮、马齿苋和辣蓼草乙醇提取物浓度、环境温度和处理时间,乙醇提取物浓度(A)分别为12.50、25.00、50.00、75.00、100.00 mg/mL,环境温度(B)分别为15、20、25、30、35 ℃,处理时间(C)分别为6、12、24、36、48 h。每个影响因子进行3次重复试验,计算玉米蚜拒食率,选用3次平均值作为参数,确定不同因素对试验的影响。
1.6正交试验为了进一步优化测定条件,参考单因素试验结果,选取核桃皮、马齿苋和辣蓼草乙醇提取物浓度(A)、环境温度(B)、处理时间(C)这3个因素进行玉米蚜拒食作用的正交试验,采用L9(33)正交试验设计。
2 结果与分析
2.13种植物乙醇提取物对玉米蚜拒食活性的影响3种植物的乙醇提取物对玉米蚜均有良好的拒食活性,核桃皮乙醇提取物对玉米蚜拒食活性最高,拒食率为84.27%;其次是马齿苋乙醇提取物,拒食率为84.22%;辣蓼草乙醇提取物对玉米蚜拒食率为82.32%。由图1可以看出,核桃皮、马齿苋和辣蓼草的乙醇提取物对玉米蚜都有较强的拒食作用,其中核桃皮和马齿苋乙醇提取物对玉米蚜拒食活性无明显差异,核桃皮乙醇提取物对玉米蚜拒食活性较马齿苋乙醇提取物略高。
图 1 3种植物乙醇提取物对玉米蚜拒食活性的影响Fig.1 Effects of ethanol extracts from 3 plants on antifeedant activity of Rhopalosiphum maidis
2.2单因素和正交试验结果核桃皮乙醇提取物对玉米蚜拒食活性与乙醇提取物浓度和时间呈正相关,其热稳定性较差,乙醇提取物浓度为100.00 mg/mL、环境温度为30 ℃、处理时间为48 h对玉米蚜的拒食活性最佳。
马齿苋乙醇提取物对玉米蚜拒食活性与乙醇提取物浓度和时间呈正相关,其热稳定性较强,乙醇提取物浓度为100.00 mg/mL、环境温度为25 ℃、处理时间为48 h对玉米蚜的拒食活性最佳。
辣蓼草乙醇提取物对玉米蚜拒食活性与乙醇提取物浓度和时间呈正相关,其热稳定性较差,乙醇提取物浓度为100.00 mg/mL、环境温度为30 ℃、处理时间为48 h对玉米蚜的拒食活性最佳。
3 结论与讨论
3.1结论核桃皮乙醇提取物对玉米蚜拒食活性最高的条件为乙醇提取物浓度100.00 mg/mL、环境温度30 ℃、处理时间48 h;马齿苋乙醇提取物对玉米蚜拒食活性最高的条件为乙醇提取物浓度100.00 mg/mL、环境温度25 ℃、处理时间48 h;辣蓼草乙醇提取物对玉米蚜拒食活性最高的条件为乙醇提取物浓度100.00 mg/mL、环境温度30 ℃、处理时间48 h。
拒食活性比较试验发现:核桃皮、马齿苋以及辣蓼草乙醇提取物对玉米蚜均有很高的拒食活性,核桃皮乙醇提取物对玉米蚜拒食活性最强(拒食率为84.27%),其次是马齿苋乙醇提取物(拒食率为84.22%),辣蓼草乙醇提取物对玉米蚜拒食活性最低(拒食率为82.32%)。
3.2讨论
3.2.1核桃皮乙醇提取物对玉米蚜拒食活性的影响。核桃皮乙醇提取物对玉米蚜的拒食活性与乙醇提取物浓度、处理时间成正比,核桃皮乙醇提取物在环境温度为20 ℃时,对玉米蚜的拒食活性最大,拒食率为80.00%,而随着温度>25 ℃时,拒食率与环境温度成反比,表明核桃皮乙醇提取物可能对热不稳定,导致其稳定性降低。正交试验结果表明,乙醇提取物浓度、处理时间是核桃皮乙醇提取物对玉米蚜拒食活性较大的影响因素,环境温度因素对其拒食活性影响相对较小。
3.2.2马齿苋乙醇提取物对玉米蚜拒食活性的影响。马齿苋乙醇提取物对玉米蚜的拒食活性与乙醇提取物浓度、处理时间成正比,马齿苋乙醇提取物在环境温度为15~35 ℃时,玉米蚜拒食率为70.09%~78.59%,表明马齿苋提取物可能对热稳定,随着环境温度升高,拒食率变化并不明显。正交试验结果表明,乙醇提取物浓度、处理时间是马齿苋乙醇提取物对玉米蚜拒食活性较大的影响因素,环境温度因素对其拒食活性影响相对较小。
3.2.3辣蓼草乙醇提取物对玉米蚜拒食活性的影响。辣蓼草乙醇提取物对玉米蚜拒食率与乙醇提取物浓度、处理时间成正比,辣蓼草乙醇提取物在环境温度为15~35 ℃时,玉米蚜拒食率为70.49%~81.53%,表明辣蓼草提取物可能对热稳定,环境温度升高,其拒食率变化不显著。正交试验结果表明,影响辣蓼草乙醇提取物对玉米蚜拒食活性的因素从大到小顺序为乙醇提取物浓度、处理时间、环境温度。
上述试验结果显示,核桃皮乙醇提取物对玉米蚜虽然有较高的拒食活性,但其对热不稳定,故对其进行植物源杀虫剂开发研究,要考虑其对热的不稳定因素;辣蓼草乙醇提取物对玉米蚜虽有较强的拒食活性且对热稳定,但其对玉米蚜触杀活性一般;马齿苋乙醇提取物不仅对玉米蚜有较高的拒食活性,而且对热也稳定,若将马齿苋作为植物性杀虫剂开发,因其资源丰富、价格低廉、生长速度快、产量高,所以前景十分广阔。