植物提取物对番茄主要病害防控研究进展
2021-12-06曹绍玉许俊强赵陆滟龙云树张应华
曹绍玉,许俊强,吕 霞,赵陆滟,龙云树,张应华*
(1 云南农业大学园林园艺学院,云南昆明 650201;2 云南农业大学/云南省滇台农业特色产业化工程研究中心 650201)
1 植物提取物对几种番茄主要病害防控效果
1.1 番茄叶霉病
采用植物源提取物防治番茄叶霉病是一种行之有效的防治途径。李永刚[4]利用苦参、苍耳子和蛇床子等制成复合制剂,该制剂(浓度0.04g/mL)对番茄叶霉病()的防治效果超过88.0%,达到化学药剂甲基托布津的防治效果。梁彩萍等[5]从中药紫草中提取色素,测定了离体条件下其对番茄叶霉病的控制效果,发现浓度为800μg/mL 时离体防治效果达到90.5%。大蒜素具有广泛的杀菌效果,研究表明,大蒜素(3000倍液)对番茄叶霉病有明显的防治效果[6]。朱琳[7]对白鲜皮无水乙醇提取条件进行了优化,确定了最佳的提取条件:提取时间6h,白鲜皮和溶剂的质量体积比为1∶10,提取温度30℃,摇床转速200r/min,重复提取3次。番茄叶霉病田间试验表明,白鲜皮提取液在0.01g/mL 浓度下对番茄叶霉病菌菌丝生长抑制率为74.39%;浓度为0.2g/mL 时,对番茄叶霉病的防治达到53.90%,与福星8000 倍稀释液的防治效果相当。
1.2 番茄早疫病
王如意等[8]用小檗碱处理番茄活体,结果表明,小檗碱可有效抑制早疫病菌()病斑扩大;当浓度达到300μg/mL 时,可完全控制病斑产生。杨苏苏等[9]通过对22 种植物乙醇提取物进行了抑菌活性的筛选,结果在2.00mg/质量浓度下,百里香、木醋酸、八角、丁香、细辛、博落回、石菖蒲等对番茄早疫病病原菌的抑制率均大于65%,其中博落回的抑菌率最高为96%。张应烙等[10]对15 种中药丙酮提取物进行研究,发现在质量浓度为0.05g/mL 时,花椒、草豆蔻和沉香对番茄早疫病菌的抑制率最高,分别为96.6%、78.4%和68.3%。丘麒等[11]对油茶籽等21 种植物甲醇提取物对番茄早疫病菌等的抑菌活性进行研究表明,质量浓度为干粉10mg/mL 时,油茶、水茄的提取物对番茄早疫病菌有较强的抑菌活性,抑菌率分别为76.67%、78.08%。毕亚玲等[12]研究了白术和白头翁2 种植物提取物对番茄早疫病菌的抗菌活性,结果显示72h 白头翁正丁醇提取物的抑制率为67.43%,96h 白术石油醚提取物的抑制率为60.14%。许华等[13]以三裂叶蟛蜞菊()、凤眼莲()和薇甘菊()3 种常见植物为材料,研究了其水提取液对番茄早疫病菌等3 种病原菌的抑菌活性。结果表明,3 种植物提取液均有一定的抑菌作用,抑制效果随提取液浓度升高而增强,当浓度为0.10g/mL 时,三裂叶蟛蜞菊、薇甘菊、凤眼莲3 种植物提取液对番茄早疫病菌的最高抑菌率分别为17.27%、19.06%、31.15%。吴利民等[14]测定了南天竹的4 种不同溶剂提取液对番茄早疫病菌等4 种病原菌的抑制作用。结果表明,南天竹乙酸乙酯提取液的抑菌活性最强,对番茄早疫病菌的抑菌率为83.12%;甲醇和乙醇提取液的抑菌活性次之,分别为70%和73.75%;丙酮提取液的抑菌活性能力最弱。刘凡等[15]通过研究发现,薰衣草精油对番茄早疫病菌有很好的抑制效果,当浓度达到5.0μL/时,抑制效果达到100%。
1.3 番茄晚疫病
Quang Le Dang[16]对番荔枝()种子提取分离物质及其具有生物活性的氨基酸对替代化学药物成为防治番茄晚疫病()方面有着较好的研究前景。曹静等[17]研究发现,黄芩、菊花、大黄、五倍子的乙醇提取物对番茄晚疫病菌菌丝生长的抑制效果与化学药剂甲霜灵3000 倍液相当。虎杖()的甲醇提取物、水提物对番茄晚疫病菌均有良好的防治效果[18-19]。Rodino S 等[20]研究表明,苦艾()乙醇提取物对番茄晚疫病菌有抑制作用。Goufo P 等[21]试验表明,美洲柏木和香草根对番茄晚疫病的抑制效果分别达86%和77%。郑海武[22]对配伍中药抑番茄晚疫病病原菌的成分及机理进行研究,发现中药配伍液,五味子∶乌梅∶青蒿为4∶1∶1 的比例时,最小抑菌浓度MIC 为7.8mg/mL,最小杀菌浓度MBC 为31.2mg/mL,配伍液与青蒿、乌梅、五味子单独作用相比,最小杀菌与最小抑菌浓度均有所降低,其抑菌圈相比较大,抑菌效果较好。
1.4 番茄青枯病
李丽萍等[23]用紫茎泽兰的70%乙醇提取物及其氯仿萃取物,对番茄青枯菌()生理、生化、细胞形态等方面进行抑菌试验。菌体经紫茎泽兰提取物作用后,透射电镜观察发现鞭毛消失,中央出现空腔。紫茎泽兰氯仿萃取物处理番茄青枯菌后的菌体内蛋白质减少,且随着作用时间的延长,可以完全破坏病菌体内蛋白质。曹鹏飞[24]研究了大蒜、银杏、海金沙3 种植物提取液对青枯病原菌抑制作用,结果显示:3 种提取物的抑菌效果随提取物浓度增加而逐渐增强,当浓度为100%时,抑菌效果均最好,且大蒜提取物对供试菌株的抑菌效果最强。冀玉良[25]通过银杏外种皮的乙醇提取液对番茄青枯菌的抑菌试验研究发现,浓度为0.20g/mL 的提取液对番茄青枯病菌有明显抑制病菌繁殖的作用,当浓度为2.0mg/时,能明显降低盆栽番茄因青枯病而导致的死亡率。Thuy Thu Vu等[26]在自然资源中寻找新的抗菌剂的过程中,发现浆果乌桕的甲醇粗提取物对番茄青枯病具有高度抑菌活性。通过活性追踪分离得出7 个已知的活性化合物,包括没食子酸、没食子酸甲酯、鞣云实素、特卡坦、诃子鞣酸、云实鞣酸和番石榴苷。通过体外抑菌实验结果表明,除番石榴苷(MIC=250μg/mL)外,其余化合物对番茄青枯菌具有较强的抑菌活性,MIC 值为26~52μg/mL;在活体实验中,在温室条件下接种青枯菌14d 后浆果乌桕()粗提物的质量浓度在2000μg/mL 和1000μg/mL 时,青枯病发病率分别降低83%和63%。
1.5 番茄灰霉病
翟梅枝等[27]研究核桃青皮乙醇提取物对番茄灰霉菌()的抑菌活性发现,在浓度为40mg/时,乙酸乙酯萃取物抑菌效果最好,对番茄灰霉病原菌的抑制率为100%。朱斌[28]测定了15 种植物提取液对番茄灰霉病原菌等病原菌抑制效果,结果表明在浓度为0.1g/mL 时,除圆柏、香菜、无患子(仁)外,所有提取液对灰霉病菌菌丝生长抑制率均达100%;而当浓度为0.01g/mL 时,向日葵(根)和无花果(叶)乙醇提取液对番茄灰霉菌丝生长抑制率均超过65%。对侧柏、圆柏、龙柏、无患子(皮)和向日葵(根)5 种植物组织乙醇提取液在植株离体叶片上试验发现,在浓度为0.05g/时,侧柏对番茄灰霉病有较明显的防治作用。王树桐等[29]测定中药丁香的甲醇提取物对番茄灰霉病菌室内抑菌效果,结果表明提取物在20000μg/mL 和10000μg/mL 2 个浓度下,对灰霉病菌菌丝生长的抑制作用均在80%以上;5000μg/浓度以下抑制作用迅速下降到35.37%;在浓度为10000μg/mL 的处理完全抑制分生孢子的产生,浓度为5000μg/的处理也表现出明显抑制产孢作用,抑制率达85.40%。用生长速率法测试丁香提取物对番茄灰霉病菌菌丝生长的抑制中浓度为3292.38μg/mL。在温室盆栽试验中,浓度为20000μg/mL 的处理对番茄灰霉病的防治效果达86.45%,与化学药剂处理无显著差异,浓度为10000μg/mL 的处理也表现出显著的防治效果。王树桐等[30]对95 种植物的80%乙醇提取物研究发现,在10 倍提取液稀释液处理的抑菌圈法和悬滴法测试中,丁香、女贞子、黄连和细辛4 种提取物对番茄灰霉病菌分生孢子萌发有极显著的抑制作用,与对照化学药剂“施佳乐”0.1%处理效果相当。将提取液稀释200 倍,采用生长速率法进行试验表明,丁香、细辛、甘草、北豆根、远志、黄连和辛夷7 种提取物对番茄灰霉病菌菌丝生长的抑制作用与空白对照相比,均达到极显著水平。杨苏苏等[9]通过对22 种植物乙醇提取物进行抑菌活性的筛选,质量浓度为2mg/mL 时,石菖蒲、八角、百里香、狼毒、木醋酸、苦皮藤、丁香、细辛和博落回9 种植物提取物对番茄灰霉病病原菌的菌丝抑制率均大于70%。其中,木醋酸的抑制率均达到100%,抑制效果最好。郭恩辉等[31]采用生长速率法对85 种植物丙酮提取物进行测试,研究表明,活体条件下崖棕、蓼子朴、木姜子、披针叶野决明的丙酮提取物对番茄灰霉病的室内防效均在50%以上。其中,蓼子朴的防效达到77.14%。于志同等[32]研究34 种植物丙酮提取物的抑菌活性,研究表明蓼子朴、黑沙蒿、柠条锦鸡儿、中间锦鸡儿、沙打旺、乳浆大戟、矮葱、甘草、猪毛菜、虎尾草和角蒿11 种植物丙酮提取物对番茄灰霉病的防护作用大于75%。毕亚玲等[12]研究发现,白术和白头翁2 种植物提取物对番茄灰霉病菌具有较好的抗菌活性,其中白头翁提取物的抗菌活性最好。质量浓度为10mg/mL 时,白头翁正丁醇72h 提取物对番茄灰霉病菌的抑制率为80.25%,白术石油醚提取物的抑制率为71.36%,且提取物的抗菌活性随着浓度的增大而增强;白头翁正丁醇提取物对番茄灰霉病菌的EC 50 为2.93mg/mL,白术石油醚提取物对番茄灰霉病菌的EC 50 为5.31mg/mL。刘兴龙等[33]通过测定8 种植物丙酮和甲醇提取物对番茄灰霉病原真菌的生物活性,发现在50×10-3g/mL 浓度下,落叶松、五味子和防风的甲醇提取物的72h 抑制率分别为80.41%、77.49%、58.19%;蝙蝠葛、落叶松、五味子丙酮提取物对病菌的72h 抑制率较高,分别为82.26%、76.42%、66.60%。孙思萧等[34]通过抑菌圈法研究31 种植物提取液对番茄灰霉病菌分生孢子萌发的抑制作用,得出合欢叶、合欢皮、合欢茎、羊蹄根和牛膝对番茄灰霉病有明显的抑制作用,其中合欢皮的抑制作用最强,接近对照药物“多菌灵”效果。
1.6 番茄其他病害
杨苏苏等[9]对22 种植物乙醇提取物进行抑菌活性研究,结果表明在0.50、1.00mg/mL 质量浓度下,丁香对番茄黑斑病病原菌抑制率达85%以上,木醋酸对4种番茄病原真菌的菌丝生长抑制率均在75%以上。乙醇提取物进行抑菌活性研究,结果表明2.00mg/mL 质量浓度的丁香提取物对番茄枯萎病病原菌抑制率在85%以上,抑制作用随着植物乙醇提取物浓度的降低而逐渐减弱。
李鲜花等[35]通过比较不同溶剂制备的万寿菊提取物对番茄枯萎病的抑制作用,发现以氯仿为溶剂的提取物对番茄枯萎病菌生长的抑制效果最好;用氯仿对万寿菊不同部位进行提取分析,发现根部提取物对番茄枯萎病的抑制作用最显著,花、叶片提取物次之,茎提取物抑制作用最弱。
2 展望
番茄是病害发生十分严重的蔬菜作物,化学农药的大量使用,极易造成严重环境染污,危害人体健康。而植物源农药在环境中易降解、无公害,成为绿色农药的首选之一[36]。近年来植物源农药开发受到了我国科学家广泛关注,在番茄病害防治上,用于防治病害的植物提取物开发与研究正处于稳步提高的趋势,但是其中仍然存在许多亟待解决的问题。
一是此类产品在与高效、廉价的化学农药竞争中处于劣势地位。植物提取物大多数发挥药效慢,如果使用时病害发生已经比较严重,往往达不到预期效果,生产上不易为农民接受。因此,用于预防或发病初期使用,效果会更佳。
二是活性成分易分解,制剂成分复杂,不易标准化。同时,植物的分布存在区域性,采集有季节性,在加工场地的选择上也受到一定的限制[37],制约了植物源农药的开发利用。
三是对植物提取物的研究缺乏系统性,研究不够深入。虽然近年来对植物提取液的研究越来越丰富,也取得相应的成果,但其作用的具体机制和方式都需要进一步的研究和明确。
总之,植物源农药的开发要扬长避短,坚持以绿色为导向,因地制宜发展特色品种;同时立足安全性方面的优势,加强在蔬菜、水果等经济作物病虫害防治方面的登记应用[38]。