白屈菜的生物防治應(yīng)用及人工栽培技術(shù)研究

劉 君，李文慶，王 偉，張 文，韋慶慧

(1.內(nèi)蒙古大興安嶺林業(yè)生態(tài)研究院， 內(nèi)蒙古 牙克石 022150； 2.內(nèi)蒙古大興安嶺重點(diǎn)國(guó)有林管理局烏爾旗漢林業(yè)局，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 022159； 3.東北林業(yè)大學(xué)， 黑龍江 哈爾濱 150040)

白屈菜(ChelidoniummajusL.)是罌粟科白屈菜屬植物，又名地黃連、土黃連、八步緊、斷腸草、雄黃草等。其主要活性成分是生物堿，包括白屈菜堿、白屈菜紅堿、血根堿、小檗堿、黃連堿等。醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用最早記載于《救荒本草》，曾收載于《中國(guó)藥典》1977年版一部[1]，具有鎮(zhèn)痛、止咳、利尿、解毒的功效。有研究表明白屈菜紅堿具有誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡、抗菌、殺蟲等生物活性[2-4]。在介紹白屈菜在病蟲害上的生物防治應(yīng)用的基礎(chǔ)上，探討其人工栽培技術(shù)，可為資源植物白屈菜的開發(fā)及可持續(xù)利用提供理論依據(jù)。

1 白屈菜在病蟲害防治上的應(yīng)用

白屈菜的主要活性成分是生物堿，對(duì)多種植物病蟲害都有良好的抑菌活性，其生物防治作用受到越來(lái)越多的關(guān)注。

1.1 白屈菜對(duì)于水稻病害的防治效果

水稻是世界三大糧食作物之一，其病害嚴(yán)重影響糧食生產(chǎn)安全。由水稻黃單胞菌(Xanthomonasoryzae)引起的水稻細(xì)菌性條斑病，主要危害水稻葉片，病斑初期為暗綠色水浸狀小斑，很快在葉脈間擴(kuò)展為細(xì)條斑，呈黃褐色。該病發(fā)生程度會(huì)隨著水稻品種、氣候條件、種植密度、田間濕度等情況發(fā)生變化，持續(xù)暴雨、高密度、土地潮濕的情況下會(huì)使病害大量爆發(fā)。黎芳靖[5]研究發(fā)現(xiàn)小檗堿對(duì)水稻黃單胞菌的最小抑菌濃度(Minimum inhibitory concentration,MIC)是0.015 mg/mL，本組[6]前期研究發(fā)現(xiàn)白屈菜紅堿對(duì)細(xì)菌性條斑病菌的MIC可達(dá)0.007 5 mg/mL，低于小檗堿，可見，白屈菜紅堿對(duì)于細(xì)菌性條斑病菌的抑制活性更佳。

稻曲病是由半知菌亞門稻綠核菌(Ustilaginoideavirens)引起的真菌病害。研究表明，稻綠核菌在水稻孕穗期到破口期之間侵入水稻的幼穎和花器，形成稻曲球[7]。稻曲病不僅造成水稻減產(chǎn)，還產(chǎn)生對(duì)人畜有害的毒素，直接影響水稻的食用安全，已成為我國(guó)水稻主要的真菌病害之一。稻瘟病是由半知菌亞門梨孢霉(Magnaportheoryzae)引起的真菌病害，主要侵染水稻葉部和節(jié)部，發(fā)病后會(huì)造成不同程度減產(chǎn)，甚至絕產(chǎn)[8-9]。水稻惡苗病由赤曲霉菌(Asperqillusruber)引起，染病較輕的植株通常提早抽穗，穗形短小并且籽粒不飽滿，染病嚴(yán)重的植株多在孕穗期便枯死，嚴(yán)重影響水稻產(chǎn)量[10]。

目前對(duì)稻曲病防治主要采用化學(xué)藥劑防治，胡茂林等[11]用5%苯醚甲環(huán)唑· 烯肟菌胺進(jìn)行稻曲病菌的田間防效，防效率可達(dá)79.89%。長(zhǎng)期、重復(fù)使用化學(xué)藥劑會(huì)導(dǎo)致抗藥性及高殘留。生物防治是發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的有效方式，伏榮桃等[12]進(jìn)行稻曲病菌的田間防效試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)2.5%紋曲寧和15.0%多抗霉素可濕性粉劑防效在80.0%以上，防治效果與化學(xué)防治效果相當(dāng)。本組試驗(yàn)前期研究發(fā)現(xiàn)白屈菜紅堿濃度為0.01 mg/mL時(shí)，對(duì)稻曲病菌、稻瘟病菌及水稻惡苗病菌的抑菌率分別為69.2%、26.7%和36.8%。Yuan等[13]研究發(fā)現(xiàn)，苦參堿濃度在0.1 mg/mL時(shí)對(duì)稻曲病菌的抑菌率僅為54.6%，對(duì)稻瘟病菌的抑菌率低于10%，氧化苦參堿濃度在0.1mg/mL時(shí)，對(duì)稻曲病菌抑菌率大于50%，但對(duì)水稻惡苗病菌無(wú)影響。對(duì)比白屈菜紅堿對(duì)三種水稻病害的抑菌作用，可見白屈菜紅堿具有用量少、作用廣譜的抑菌特點(diǎn)。

本組[9]在黑龍江省五常市水稻大田進(jìn)行防治稻曲病的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)兩次噴灑白屈菜紅堿為原藥合成的可分散油懸藥劑后，清水對(duì)照組CK的病情指數(shù)為7.12，10%含量的處理組A的病情指數(shù)為5.68，防治效果為20.22%，20%含量的處理組B的病情指數(shù)為3.99，防治效果可達(dá)43.96%。從各指標(biāo)分析看，藥劑對(duì)于稻曲病已具有一定的田間防治效果，20%含量的藥劑2000倍液噴灑后防治效果接近50%。

1.2 白屈菜對(duì)于煙草角斑病的防治效果

煙草是重要的經(jīng)濟(jì)作物，2016～2017年連續(xù)2年稅利過(guò)萬(wàn)億[14]。由煙草角斑病菌(Pseudomonassyingaepv.tabaci)引起的煙草葉部病害——角斑病嚴(yán)重影響著以用葉為主的煙草的品質(zhì)，病斑互相融合，導(dǎo)致煙葉整張枯黃，失去收烤價(jià)值，一旦爆發(fā)流行，易造成絕產(chǎn)。煙草生產(chǎn)中常用的農(nóng)藥有40%噻唑鋅懸浮劑和6%春雷霉素可濕性粉劑。陳宇飛等[15]研究發(fā)現(xiàn)40%噻唑鋅懸浮劑對(duì)于煙草細(xì)菌性角斑病的防效為64%左右，6%春雷霉素可濕性粉劑的二次防效為53.7%。程璐[16]在煙草田間試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)6%春雷霉素的防效為61.47%。

本組在黑龍江省哈爾濱市賓縣煙草基地大田進(jìn)行煙草角斑病防治試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，以白屈菜紅堿為原藥制得的可分散油懸殺菌劑經(jīng)兩次噴灑后，防治效果明顯，清水對(duì)照組CK的病情指數(shù)為50.22，10%含量的處理組A的病情指數(shù)為22.56，防治效果為55.08%，20%含量的處理組B的病情指數(shù)為13.39，防治效果可達(dá)73.34%，均高于常用農(nóng)藥的防效，經(jīng)二次用藥后保證了煙草的產(chǎn)量。

1.3 白屈菜對(duì)于其他病蟲害的防治效果

范海延等[17]發(fā)現(xiàn)白屈菜紅堿提取物濃度為0.1 mg/mL時(shí)，對(duì)甜瓜枯萎病病菌的抑制率高達(dá)81.7%，對(duì)黃瓜枯萎病菌、辣椒炭疽病菌、西瓜枯萎病菌、茄子黃萎病菌的抑菌率達(dá)70.0%以上，對(duì)葡萄炭疽病菌、草莓灰霉病菌和西葫蘆菌核病菌的抑菌率均達(dá)到50.0%以上。劉麗華等[18]研究發(fā)現(xiàn)白屈菜紅堿處理后的菜青蟲體內(nèi)氧化物歧化酶(Superoxide dismutase, SOD)、過(guò)氧化物酶(Peroxidase,POD)和過(guò)氧化氫酶(Catalase,CAT)活力均高于無(wú)藥對(duì)照蟲體，而在處理后期，SOD、POD和CAT保護(hù)酶活力均減小，且低于對(duì)照，蟲體通過(guò)提高保護(hù)酶活性，以降低外界毒害的影響，白屈菜紅堿破壞了蟲體內(nèi)自由基的產(chǎn)生與清除之間的平衡，自身的防御能力下降，從而影響其生理代謝機(jī)制，蟲害防治作用顯著。石廣亮[19]發(fā)現(xiàn)白屈菜氯仿提取物和水煎劑提取物分別對(duì)大腸桿菌 ATCC 25922、金黃色葡萄球菌ATCC 25923及其二者的耐藥株都表現(xiàn)出較強(qiáng)的抑制作用，其 MIC均在30 mg/mL以下。

2 白屈菜栽培技術(shù)

2.1 白屈菜種子萌發(fā)

白屈菜通常采用種子繁殖，春天播種[20-21]，也可溫度低時(shí)在溫室進(jìn)行育苗，溫度適宜時(shí)再移栽至室外。聚乙二醇(Polyethylene glycol, PEG)是一種高分子的有機(jī)化合物，Heydecker等發(fā)現(xiàn)用PEG處理可以增強(qiáng)種子活力，促進(jìn)種子萌發(fā)，提高出苗整齊度等[22]。陳瑛等發(fā)現(xiàn)通過(guò)PEG處理有助于細(xì)胞膜重新組織和排列，并有利于種子內(nèi)部的生物化學(xué)變化，可促進(jìn)RNA以及蛋白質(zhì)的合成等[23]。PEG處理過(guò)程中要控制好濃度才能滿足種子吸水膨脹，“啟動(dòng)”種子萌發(fā)程序。本組前期研究發(fā)現(xiàn)PEG溶液的濃度20%的時(shí)候最合適，光照和黑暗交替條件下浸種時(shí)間16 h萌發(fā)情況最佳[24]。

2.2 溫室播種

處理后的種子與黑土混合，均勻?yàn)⒃? m2的育苗紙板內(nèi)，28℃溫室培養(yǎng)。第一次澆水要充分，之后定期澆灌即可。一個(gè)月后移栽至林場(chǎng)試驗(yàn)田，罩遮蔭網(wǎng)，定期澆水。

2.3 選地移栽

2.3.1 選地

白屈菜對(duì)土壤要求不十分嚴(yán)格,一般土壤均可生長(zhǎng),但干旱、粘重土壤不適宜種植?？梢赃x擇土壤肥沃、質(zhì)地疏松、排水良好的地塊進(jìn)行栽培,有利于白屈菜植株生長(zhǎng)發(fā)育[25]。

2.3.2 整地

選好地點(diǎn)，除草，翻地至土壤疏松，整平，做30 cm寬壟[24]。若土地瘠薄，可結(jié)合整地施農(nóng)家肥，以改善土壤性質(zhì)，增強(qiáng)土壤肥力，減少病害[26]。

2.3.3 移栽

將育苗紙板分離成一個(gè)個(gè)小杯，放置在壟中，種植間隔10 cm。開花前澆水2～3次，施肥，罩遮陰網(wǎng),定期除草[24]。

2.4 田間管理

由于白屈菜是全草入藥，不需要間苗、定苗，如為保證產(chǎn)量，可適量拔除過(guò)密的植株。孫桂杰多年栽培觀察，整個(gè)生長(zhǎng)期內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)病蟲害，無(wú)需防治[25]。

2.5 采收

前期研究發(fā)現(xiàn)人工栽培白屈菜中白屈菜紅堿含量高于野生白屈菜植株，且根中含量高于莖葉[24]。根據(jù)采收時(shí)間的不同，白屈菜紅堿的含量也有所不同，根據(jù)各地氣候，選擇在種子成熟時(shí)收獲。如在黑龍江可以選擇在8月至9月采收。采集的植株需置于陰涼處，晾曬前敲打掉根上的泥土，有序的鋪在苫布上陰干，定期翻動(dòng)防止植株腐爛。晾干后置于陰涼干燥處保存。

3 小 結(jié)

白屈菜作為資源植物，得以開發(fā)和可持續(xù)利用的物質(zhì)基礎(chǔ)就在于它含有的生物堿，如何提高這些生物堿的應(yīng)用價(jià)值及保證白屈菜植株的產(chǎn)量至關(guān)重要。人工栽培是擴(kuò)大產(chǎn)量的有效方法，對(duì)于滿足中藥資源開發(fā)利用及科研需求至關(guān)重要。目前的研究現(xiàn)狀表明，白屈菜紅堿是一種潛在的植物源農(nóng)藥原藥，對(duì)于病蟲害防治及人工栽培技術(shù)的應(yīng)用將為植物源農(nóng)藥的開發(fā)、加工生產(chǎn)提供理論依據(jù)。