白屈菜的生物防治应用及人工栽培技术研究

刘 君，李文庆，王 伟，张 文，韦庆慧

(1.内蒙古大兴安岭林业生态研究院， 内蒙古 牙克石 022150； 2.内蒙古大兴安岭重点国有林管理局乌尔旗汉林业局，内蒙古 呼伦贝尔 022159； 3.东北林业大学， 黑龙江 哈尔滨 150040)

白屈菜(ChelidoniummajusL.)是罂粟科白屈菜属植物，又名地黄连、土黄连、八步紧、断肠草、雄黄草等。其主要活性成分是生物碱，包括白屈菜碱、白屈菜红碱、血根碱、小檗碱、黄连碱等。医学领域的应用最早记载于《救荒本草》，曾收载于《中国药典》1977年版一部[1]，具有镇痛、止咳、利尿、解毒的功效。有研究表明白屈菜红碱具有诱导肿瘤细胞凋亡、抗菌、杀虫等生物活性[2-4]。在介绍白屈菜在病虫害上的生物防治应用的基础上，探讨其人工栽培技术，可为资源植物白屈菜的开发及可持续利用提供理论依据。

1 白屈菜在病虫害防治上的应用

白屈菜的主要活性成分是生物碱，对多种植物病虫害都有良好的抑菌活性，其生物防治作用受到越来越多的关注。

1.1 白屈菜对于水稻病害的防治效果

水稻是世界三大粮食作物之一，其病害严重影响粮食生产安全。由水稻黄单胞菌(Xanthomonasoryzae)引起的水稻细菌性条斑病，主要危害水稻叶片，病斑初期为暗绿色水浸状小斑，很快在叶脉间扩展为细条斑，呈黄褐色。该病发生程度会随着水稻品种、气候条件、种植密度、田间湿度等情况发生变化，持续暴雨、高密度、土地潮湿的情况下会使病害大量爆发。黎芳靖[5]研究发现小檗碱对水稻黄单胞菌的最小抑菌浓度(Minimum inhibitory concentration,MIC)是0.015 mg/mL，本组[6]前期研究发现白屈菜红碱对细菌性条斑病菌的MIC可达0.007 5 mg/mL，低于小檗碱，可见，白屈菜红碱对于细菌性条斑病菌的抑制活性更佳。

稻曲病是由半知菌亚门稻绿核菌(Ustilaginoideavirens)引起的真菌病害。研究表明，稻绿核菌在水稻孕穗期到破口期之间侵入水稻的幼颖和花器，形成稻曲球[7]。稻曲病不仅造成水稻减产，还产生对人畜有害的毒素，直接影响水稻的食用安全，已成为我国水稻主要的真菌病害之一。稻瘟病是由半知菌亚门梨孢霉(Magnaportheoryzae)引起的真菌病害，主要侵染水稻叶部和节部，发病后会造成不同程度减产，甚至绝产[8-9]。水稻恶苗病由赤曲霉菌(Asperqillusruber)引起，染病较轻的植株通常提早抽穗，穗形短小并且籽粒不饱满，染病严重的植株多在孕穗期便枯死，严重影响水稻产量[10]。

目前对稻曲病防治主要采用化学药剂防治，胡茂林等[11]用5%苯醚甲环唑· 烯肟菌胺进行稻曲病菌的田间防效，防效率可达79.89%。长期、重复使用化学药剂会导致抗药性及高残留。生物防治是发展现代农业的有效方式，伏荣桃等[12]进行稻曲病菌的田间防效试验发现2.5%纹曲宁和15.0%多抗霉素可湿性粉剂防效在80.0%以上，防治效果与化学防治效果相当。本组试验前期研究发现白屈菜红碱浓度为0.01 mg/mL时，对稻曲病菌、稻瘟病菌及水稻恶苗病菌的抑菌率分别为69.2%、26.7%和36.8%。Yuan等[13]研究发现，苦参碱浓度在0.1 mg/mL时对稻曲病菌的抑菌率仅为54.6%，对稻瘟病菌的抑菌率低于10%，氧化苦参碱浓度在0.1mg/mL时，对稻曲病菌抑菌率大于50%，但对水稻恶苗病菌无影响。对比白屈菜红碱对三种水稻病害的抑菌作用，可见白屈菜红碱具有用量少、作用广谱的抑菌特点。

本组[9]在黑龙江省五常市水稻大田进行防治稻曲病的试验中发现，经两次喷洒白屈菜红碱为原药合成的可分散油悬药剂后，清水对照组CK的病情指数为7.12，10%含量的处理组A的病情指数为5.68，防治效果为20.22%，20%含量的处理组B的病情指数为3.99，防治效果可达43.96%。从各指标分析看，药剂对于稻曲病已具有一定的田间防治效果，20%含量的药剂2000倍液喷洒后防治效果接近50%。

1.2 白屈菜对于烟草角斑病的防治效果

烟草是重要的经济作物，2016～2017年连续2年税利过万亿[14]。由烟草角斑病菌(Pseudomonassyingaepv.tabaci)引起的烟草叶部病害——角斑病严重影响着以用叶为主的烟草的品质，病斑互相融合，导致烟叶整张枯黄，失去收烤价值，一旦爆发流行，易造成绝产。烟草生产中常用的农药有40%噻唑锌悬浮剂和6%春雷霉素可湿性粉剂。陈宇飞等[15]研究发现40%噻唑锌悬浮剂对于烟草细菌性角斑病的防效为64%左右，6%春雷霉素可湿性粉剂的二次防效为53.7%。程璐[16]在烟草田间试验中发现6%春雷霉素的防效为61.47%。

本组在黑龙江省哈尔滨市宾县烟草基地大田进行烟草角斑病防治试验发现，以白屈菜红碱为原药制得的可分散油悬杀菌剂经两次喷洒后，防治效果明显，清水对照组CK的病情指数为50.22，10%含量的处理组A的病情指数为22.56，防治效果为55.08%，20%含量的处理组B的病情指数为13.39，防治效果可达73.34%，均高于常用农药的防效，经二次用药后保证了烟草的产量。

1.3 白屈菜对于其他病虫害的防治效果

范海延等[17]发现白屈菜红碱提取物浓度为0.1 mg/mL时，对甜瓜枯萎病病菌的抑制率高达81.7%，对黄瓜枯萎病菌、辣椒炭疽病菌、西瓜枯萎病菌、茄子黄萎病菌的抑菌率达70.0%以上，对葡萄炭疽病菌、草莓灰霉病菌和西葫芦菌核病菌的抑菌率均达到50.0%以上。刘丽华等[18]研究发现白屈菜红碱处理后的菜青虫体内氧化物歧化酶(Superoxide dismutase, SOD)、过氧化物酶(Peroxidase,POD)和过氧化氢酶(Catalase,CAT)活力均高于无药对照虫体，而在处理后期，SOD、POD和CAT保护酶活力均减小，且低于对照，虫体通过提高保护酶活性，以降低外界毒害的影响，白屈菜红碱破坏了虫体内自由基的产生与清除之间的平衡，自身的防御能力下降，从而影响其生理代谢机制，虫害防治作用显著。石广亮[19]发现白屈菜氯仿提取物和水煎剂提取物分别对大肠杆菌 ATCC 25922、金黄色葡萄球菌ATCC 25923及其二者的耐药株都表现出较强的抑制作用，其 MIC均在30 mg/mL以下。

2 白屈菜栽培技术

2.1 白屈菜种子萌发

白屈菜通常采用种子繁殖，春天播种[20-21]，也可温度低时在温室进行育苗，温度适宜时再移栽至室外。聚乙二醇(Polyethylene glycol, PEG)是一种高分子的有机化合物，Heydecker等发现用PEG处理可以增强种子活力，促进种子萌发，提高出苗整齐度等[22]。陈瑛等发现通过PEG处理有助于细胞膜重新组织和排列，并有利于种子内部的生物化学变化，可促进RNA以及蛋白质的合成等[23]。PEG处理过程中要控制好浓度才能满足种子吸水膨胀，“启动”种子萌发程序。本组前期研究发现PEG溶液的浓度20%的时候最合适，光照和黑暗交替条件下浸种时间16 h萌发情况最佳[24]。

2.2 温室播种

处理后的种子与黑土混合，均匀洒在1 m2的育苗纸板内，28℃温室培养。第一次浇水要充分，之后定期浇灌即可。一个月后移栽至林场试验田，罩遮荫网，定期浇水。

2.3 选地移栽

2.3.1 选地

白屈菜对土壤要求不十分严格,一般土壤均可生长,但干旱、粘重土壤不适宜种植。可以选择土壤肥沃、质地疏松、排水良好的地块进行栽培,有利于白屈菜植株生长发育[25]。

2.3.2 整地

选好地点，除草，翻地至土壤疏松，整平，做30 cm宽垄[24]。若土地瘠薄，可结合整地施农家肥，以改善土壤性质，增强土壤肥力，减少病害[26]。

2.3.3 移栽

将育苗纸板分离成一个个小杯，放置在垄中，种植间隔10 cm。开花前浇水2～3次，施肥，罩遮阴网,定期除草[24]。

2.4 田间管理

由于白屈菜是全草入药，不需要间苗、定苗，如为保证产量，可适量拔除过密的植株。孙桂杰多年栽培观察，整个生长期内尚未发现病虫害，无需防治[25]。

2.5 采收

前期研究发现人工栽培白屈菜中白屈菜红碱含量高于野生白屈菜植株，且根中含量高于茎叶[24]。根据采收时间的不同，白屈菜红碱的含量也有所不同，根据各地气候，选择在种子成熟时收获。如在黑龙江可以选择在8月至9月采收。采集的植株需置于阴凉处，晾晒前敲打掉根上的泥土，有序的铺在苫布上阴干，定期翻动防止植株腐烂。晾干后置于阴凉干燥处保存。

3 小 结

白屈菜作为资源植物，得以开发和可持续利用的物质基础就在于它含有的生物碱，如何提高这些生物碱的应用价值及保证白屈菜植株的产量至关重要。人工栽培是扩大产量的有效方法，对于满足中药资源开发利用及科研需求至关重要。目前的研究现状表明，白屈菜红碱是一种潜在的植物源农药原药，对于病虫害防治及人工栽培技术的应用将为植物源农药的开发、加工生产提供理论依据。