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印楝制剂对水稻病虫害的生物活性研究进展 |
作者:徐德进 常燕 等 |
出处:见正文 | 发布时间:2005-11-24 14:41:06 (原作发表时间: ) |
水稻是世界上35%的人赖以生存的重要粮食作物。随着人们生活水平的提高,对稻米的要求已由数量型向优质型转换,发展无公害稻米是必然的趋势。水稻病虫草害的无公害治理是无公害水稻生产技术集成的重要内容。长期以来,水稻病虫草害的防治一直依赖化学农药,忽视了对稻米质量和生态平衡的影响。生物农药是人们减少污染、回归自然的一个必然选择,植物源农药是其中的一个重要组成部分。20世纪60年代以来,化学生态学和分离技术的发展将植物源农药推进到一个新的时期,印楝质植物源农药就是其中的一个典型代表。 印楝 (Azadirachta indica A.Juss) 为楝科 (Melialeae) 植物,体内富含印楝素 (azadirachtin,Az) 等多种活性成分。据统计,印楝质植物源农药可防治的害虫种类超过400种,仅在印度就发现印楝提取物对10个目106种昆虫具有生物活性。印楝质植物源农药的防治对象包括多种农业、森林、畜禽、卫生及储藏害虫。另外,印楝植物源农药还对多种线虫和真菌具有生物活性。关于印楝质植物源农药对水稻病虫害的生物活性研究国内除赵善欢 等对褐飞虱作过简单室内试验外,尚无具体报道,国外则在这方面做了较多研究。本文介绍印楝质植物源农药对水稻病虫害的生物活性研究情况,为印楝在我国无公害水稻生产中的应用提供借鉴。 1 印楝可防治的主要水稻病虫害的种类 1985年以印楝素为主要成分的第1个商品药剂 Margosan-O 在美国获准登记以来,国外开发成功了几十种印楝制剂,有报道在水稻上使用的就有近10种,如 Achook、Neemax、NG4、Nimbecidine、Fortune、Rakshak、Econeem、Neem Azal T/s 等。印楝可防治的主要水稻病虫害见表1、表2。 2 印楝制剂防治水稻病虫草害的作用效果和方式 2.1 印楝对水稻害虫的作用效果 印楝提取物对大多数稻田常见害虫有效果,其中报道较多的是稻飞虱和水稻螟虫等。Dash 等利用5%的 NSKE 和1%的 Repelin 喷雾处理白背飞虱和褐飞虱,结果表明2种制剂对飞虱有很好的控制作用。Dash 重点评价了目前市场上常见印楝制剂对稻田主要害虫的效果。发现几乎所有供试药剂均对褐飞虱和白背飞虱有显著效果,对三化螟也有中等的控制作用,在这些药剂中,Rakshak 和 Nimbecidin 药效最突出。Krishnaiah 等采用蜜露排泄方法研究了 NG4、RakshaK、Neem Azal T/S 对褐飞虱、白背飞虱和二点黑尾叶蝉的拒食作用,所有处理均有明显效果。在2%有效成分的 NG4、1.0%有效成分的。Rakshak、1.0%有效成分的 Neem Azal T/S 处理中,拒食率分别达到 82.9l%、86.76%、84.76%。 Dhaliwal 等评价了 Rakshak、Neem、Azal T/S、Nimbecidine 防治稻纵卷叶螟和三化螟的田间效果。5%的 Neem Azal T/S 处理区的稻纵卷叶螟和三化螟为害率显著降低。 利用印楝制剂还可以有效控制水稻根部害虫。 Chakroborti 评价了印楝油、印楝饼、印楝种核提取物和化学纯印楝素对三化螟、水稻铁甲和稻三点螟的作用,发现印楝提取物对3种害虫有与化学农药相当的效果。 印楝制剂还被证明在保护仓储产品上是有效的,尤其是对谷物类。Xie 用印楝素和印楝提取物对岔翅扁谷盗、赤拟谷盗、米象有拒食作用和毒杀作用,对赤拟谷盗的拒食作用最为明显,而岔翅扁谷盗最易被毒杀,试验处理的3种仓储害虫的后代明显减少,而印楝素并非其中的唯一有效成分。 2.2 印楝质植物源农药对水稻害虫的主要作用方式 印楝质农药的组成成分复杂,且结构各不相同,不同的有效成分、针对不同水稻害虫其作用方式也不尽相同。研究发现,印楝制剂对水稻害虫具有抑制生长发育、拒食和嗅觉忌避、毒杀、产卵驱避、产卵力下降和子代卵不育等多种活性。 2.2.1 抑制生长发育作用 印楝制剂处理过的鳞翅目幼虫,往往会使幼虫蜕皮延长、蜕皮不完成(畸形)或蜕皮时死亡。笔者利用0.375、0.3、0.25 mg/L 印楝素低剂量处理的稻苗饲喂二化螟 (Chilo suppressalis)幼虫,幼虫生长发育受到明显抑制,处理24 d 对幼虫发育抑制率分别为77.63%、63.16%和55.26%。 Chakraborti 研究发现印楝油和印楝种核提取物对米蛾幼虫的蜕皮和形态结构有影响。 2.2.2 嗅觉忌避和拒食作用 嗅觉忌避作用是使害虫对作物产生厌恶感和排斥感。Heyde 等研究发现稻株经3%的印楝素低容量喷雾处理后,稻褐飞虱成虫降落和前来取食的明显减少,昆虫拒绝与处理后的植株接触,表现出明显的嗅觉忌避作用。Bora 等报道用印楝油处理过的水稻稻苗可避免水稻铁甲的取食。 印楝制剂对水稻害虫有不同程度的拒食作用。用1%~5%印楝素处理稻株,白背飞虱、褐飞虱和二点黑尾叶蝉取食量减少,减少幅度分别为62.1%~93.2%、28.2%~88.1%和51.0%~91.4%。Chander 发现用 Nimbicidin 和 Repellin 处理的稻谷在3个月后,对赤拟谷盗还有明显的拒食作用。笔者发现用印楝素有效成分0.75、0.5、0.375、0.3、O.25 mg/L 印楝素处理稻茎,对二化螟拒食率分别为70.82%、65.74%、58.64%、36.69%和23.6l%。 2.2.3 毒杀作用 印楝对昆虫有一定的触杀和胃毒作用。Talukder 用印楝提取物处理黑尾叶蝉结果表明,印楝提取物对黑尾叶蝉有很强的毒杀作用,可以抑制体内一些酶的活力,其 LC50 值为16.59 mug/insect。Krishnaiah 用 Neem Azal T/S 和 Rakshak 对水稻进行浸根处理后接入白背飞虱、褐飞虱和二点黑尾叶蝉,发现均有较高的死亡率,其中浸根6 h 后的效果最好,说明印楝制剂有很强的内吸毒力。 2.2.4 产卵驱避和产卵抑制作用 印楝对水稻害虫具有产卵驱避作用。印楝油处理过的水稻苗不被水稻铁甲产卵。笔者研究发现印楝素对水稻二化螟成虫具有较强的产卵忌避作用。用1%印楝素喷洒稻株,对成虫产卵忌避率达88.60%。 印楝制剂及提取物,还能减少一些水稻害虫的产卵量。用6%的印楝素处理稻株,褐飞虱、白背飞虱和二点黑尾叶蝉的产卵量大大降低,后2种雌虫所产的活力卵仅为对照的3%~50%。Kumar 用 Nimbecidine、NG4、Neem Azal T/S 来处理褐飞虱、白背飞虱和二点黑尾叶蝉,发现均具有生殖抑制和产卵抑制作用,其机理可能是破坏了卵的发育。 3 印楝对水稻病害及线虫的作用 印楝除了对水稻害虫有较好的控制作用外,还能作用于水稻病原菌和线虫。印楝油能有效抑制导致稻叶退色的水稻胡麻叶斑病和稻瘟病。印楝油还对水稻鞘腐病有效果。印楝叶的水提物和乙醇提取物以及印楝种核提取物对水稻稻瘟病有较好的抑制作用,印楝目前已被国外广泛认为是防治稻瘟病的有效药剂。另外还有关于利用印楝制剂防治水稻纹枯病的报道。印楝制剂对真菌病原体的作用方式主要是抑制孢子萌发和菌丝生成。 印楝的相关产物对冬小麦、番茄、茄子、桑树、豌豆等作物上的寄生线虫具有显著的控制作用。关于利用印楝制剂控制水稻线虫也有很多报道。在移栽60 d 后的稻田土壤中施用印楝饼,根部线虫的数量减少。田间试验表明 neem seed 可有效减少水稻根结线虫的侵染。印楝杀线虫的机理可能是使线虫孵化率和初孵幼虫的致病率下降。也有研究者认为印楝可以阻止线虫蜕皮,具有蜕皮激素和类神经肽化合物的作用。 4 印楝在稻田的综合利用 目前,在国外印楝已广泛应用于水稻病虫害的防治,但印楝的价值还不止这些。印度农民用捣碎的楝树绿叶和嫩枝作为稻苗移植前的水田肥料。提取楝油所剩的残渣制成的楝饼含有丰富的 N、P、K、Ca 和 Mg,其肥效优于粪肥和沟泥,因而可用做稻田肥料。在稻田施用印楝油包裹的氮肥,更能有效地促进水稻生长,提高稻米产量和稻草产量。Neem extract coated urea(NCU) 在水稻苗期、分蘖期、结实期按2:1:1的比例施用,可以获得较高产量。 印楝产物与氮肥结合施用能促进水稻生长的原因在于抑制了稻田生态系中的氮元素硝化。从而提高了 N 的利用率。还有关于印楝树的化感作用影响杂草和水稻生长的报道。Latha 等发现生长在印楝树木周围的水稻,往往能够获得更高的产量。一些学者探讨了印楝树对一些植物的化感作用。研究结果表明印楝的茎、叶提取物可强烈抑制苜蓿、胡萝卜、小胡萝卜、芝麻的萌发和生长,但水稻种子的萌发几乎不受影响。室内生物测定和田间试验还证明茎、叶提取物对稻田杂草稗草 (Barnyardgrass)、鸭舌草 (Monochoria vaginalis) 的萌发和生长有明显的抑制作用。 5 印楝制剂对稻田天敌和水生动物的影响 印楝制剂最主要的优点之一就是对害虫高效的同时,对非靶标生物安全。制剂 Margosan-O 大鼠急性经口 LD50 > 5000 mg/kg,兔急性经皮 LD50 > 2000 mg/kg,对捕食性和寄生性天敌昆虫、蜘蛛和螨类以及蜜蜂和其它传粉昆虫无毒性或伤害很小。 Lakshmi 考察了印楝商品制剂对褐飞虱的捕食性天敌黑肩绿盲蝽 (Cyrtorhinus lividipennis) 的安全性,0.5%有效成分的 Neemgold 和2.0%有效成分的 Neemax 处理后72 h 的死亡率分别为26.7%和33.3%,而对照化学药剂在24 h 后的死亡率就达到100%。 稻田蜘蛛种类繁多,是捕食稻飞虱和叶蝉的重要天敌,对保持生态系统的平衡有重要作用。用点滴法测定,印楝油在 100 μg/头 的剂量下,对拟环纹狼蛛安全,田间小区试验的消长趋势与未喷药区基本一致。 印楝制剂在稻田使用,对水生动物的影响是必须考虑的。一般研究认为印楝对鱼类低毒,以 Margosan-O 混入水中,96 h 后鳟鱼 LC50 为88 mg/L,翻车鱼 LC50 为37 mg/L。吴伟 等探讨了印楝素作为鱼用杀寄生虫药物开发的可能性,印楝素对斑马鱼48 h 和96 h 的 LC50 值分别为41.9、23.3mg/L,在鱼的安全浓度范围内,印楝素对鱼类车轮虫病具有良好的杀灭作用。但有研究指出印楝对甲壳动物具有一定的毒性,印楝素对龙虾高毒。 6 展望 目前,我国水稻生产过程中,针对水稻病虫草害的药剂主要是化学农药,毒力高,残留大,易产生抗药性,环境相容性差,已不适应无公害水稻生产的需要,开发植物源药剂应用于水稻生产十分迫切。 印楝质植物源农药对水稻病虫害的控制作用已在许多研究中得以证实,作为一种具有广泛用途的植物性农药与环境有很好的相容性,对稻田天敌、水生环境安全且能促进水稻生长、提高产量。我国的印楝制剂开发刚刚进入剂型筛选、药效鉴定和市场推广阶段,进一步深入研究印楝质植物源农药对水稻病虫害作用效果、应用技术以及在稻田的综合利用,对推动我国无公害水稻生产具有巨大的现实意义。 注: (浏览次数:2220)
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