
Research Progress on Development of Plant Pesticides for Invasive Plant Mikania Micrantha
GUANYun, QIANLinghan, LIShenlei, DAIMinghua, ZHANGXuezhong, SONGZhendong, CUICan, LINXiaojun
Journal of Agriculture ›› 2024, Vol. 14 ›› Issue (11) : 13-21.
Research Progress on Development of Plant Pesticides for Invasive Plant Mikania Micrantha
Mikania micrantha is one of the most harmful weeds in tropical and subtropical regions, known as the "one-minute mile grass" and the title of "plant killer". With the increasing development of invasive alien plants, invasive alien plant Mikania micrantha has also become one of the hot spots of research and development at present. Transforming invasive plants into beneficial resources can not only avoid wasting a lot of manpower and material resources to control the spread of invasive plants, but also obtain product resources with better control effect. This paper summarizes the plant pesticides of Mikania micrantha in three aspects of crop pest control (fruit and vegetable crop pest, food crop pest, cash crop pest and other pests), crop virus, fungus and nematode control (pathogenic bacteria of food crop, pathogenic bacteria of vegetable crop, pathogenic bacteria of fruit, pathogenic bacteria of cash crop and nematode control) and other applications of agricultural control (herbicide, control of invasive alien organisms). Finally, the development prospect and future research direction of plant pesticides of Mikania micrantha were prospected.
Mikania micrantha / plant pesticide / agricultural control / invasive alien plant / resource development and utilization
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植物源农药是国内外新农药研发的热点之一。本文从植物源农药的研究历史、现状、产业化开发情况、使用技术要点、特殊活性作用、生物合成技术、环境安全性、作用机理、残渣综合利用及“药肥合一”在新植物保护理论与实践中的作用等几个方面进行了简要论述,提出了植物源农药研究、开发、应用、推广及管理中存在的一些问题和对策,并对该类农药今后的发展方向与重点进行了讨论。
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用GC/MS分析和薇甘菊挥发油的化学成分,共鉴定了22个化 的,单萜和倍半萜及其醇和酮的衍生物是其主要成分,并研究了薇甘菊挥发油对昆虫的生物活性,结果表明,在5-10μl·株^-1的用量时,它对小菜蛾、黄曲条跳甲和猿叶虫有显著的产卵驱避作用,同时也具有一定的触杀毒力,在500、750、1000mg·L^-1浓度时,对萝卜蚜的校正虫口减退率分别为50.0%、59.86%和62.51%,然而,在500mg·L^-1浓度时,对萝卜蚜、小菜蛾和黄曲条跳甲等不同受试虫态却无熏蒸毒杀作用。
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为评价薇甘菊提取物在有害生物防治上的功能, 采用室内生物测定的方法研究薇甘菊 3种溶剂提取物对椰心叶甲的胃毒和拒食活性。结果表明 3种溶剂提取物均对椰心叶甲表现出一定的胃毒活性, 但未表现出显著差异, LC50的 95%置信区间之间均存在部分重叠; 而拒食活性比较中正丁醇提取物和环己烷提取物的拒食活性呈现出显著差异。薇甘菊提取物具有用于椰心叶甲防治的潜力, 研究结果可为椰心叶甲的综合防治提供参考。
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钱军, 杨文凤, 吕朝军, 等. 薇甘菊提取物对椰子坚蚜的生物活性[J]. 生物安全学报, 2015, 24(3):238-240.
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【目的】探讨入侵杂草薇甘菊Mikania micrantha的利用价值, 及其在棕榈害虫二疣犀甲Oryctes rhinoceros生态防控中的应用前景。【方法】采用浸渍法和室内饲喂法, 研究了薇甘菊甲醇提取物对二疣犀甲取食量、 卵孵化、 化蛹、 羽化及幼虫发育等的影响。【结果】薇甘菊提取物对二疣犀甲具有很好的生长发育调节活性。拒食活性研究结果表明, 在不同供试浓度下, 其对二疣犀甲3龄幼虫均表现拒食活性, 且拒食率与处理浓度呈正相关。薇甘菊提取物处理二疣犀甲的卵后, 孵化率明显降低, 且孵化期延长, 10 mg/mL提取物处理后孵化率仅达66.66%, 孵化期比对照延迟3 d, 同时初孵幼虫死亡率也高达40.43%。采用添加薇甘菊提取物的饲料饲喂1龄幼虫后, 幼虫体重增长减缓, 在处理浓度为10和5 mg/g时, 处理后90 d体重增加量分别为3.83 g和4.53 g, 而对照组体重增加量达到6.87 g。薇甘菊提取物处理老熟幼虫后, 对其化蛹具有抑制作用, 造成化蛹率降低, 化蛹时间延长及蛹的畸形。经薇甘菊提取物处理二疣犀甲蛹后, 成虫羽化率降低, 羽化时间明显延长, 且畸形成虫数量增加, 主要表现为翅无法正常伸展、 虫体瘦小、 无法正常爬行等。【结论】薇甘菊具有开发为生物源昆虫生长调节剂、 并在二疣犀甲防控中应用的潜力。
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外来植物薇甘菊(Mikania micrantha Kunth.)已成为华南地区重要的杂草,其挥发油对植物、真菌和细菌均具有生物活性,对植物和水稻稻瘟病菌的抑制活性尤其显著.随着薇甘菊挥发油浓度(200、400、800、1600mg·L<sup>-1</sup>)的增加,6种受试植物幼苗的生长随之明显减弱.薇甘菊挥发油(2500g·hm<sup>-2</sup>)土壤处理,受试的6种植物鲜重明显减少,出苗时间推迟1~2d.薇甘菊挥发油在中等浓度(400mg·L<sup>-1</sup>)时,对水稻稻瘟病菌的抑制作用最强,抑菌率为53.38%;对香蕉枯萎病菌的抑制作用次之,抑菌率为28.66%;对长春花疫病菌的抑制作用最弱,抑菌率为18.69%.
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为了解薇甘菊(Mikania micrantha)中次生化合物对植物生长的影响,通过室内生测试验评价了薇甘菊乙醇提取物正丁醇部分对狗牙根(Cynodon dactylon)、稗草(Echinochloa crusgalli)和牛筋草(Eleusine indica)3种常见农田杂草以及水稻(Oryza sativa)种子萌发和幼苗生长的化感作用。结果表明,干物质质量浓度为0.005~0.100g/mL的薇甘菊乙醇提取物正丁醇部分对狗牙根、稗草和牛筋草种子萌发和幼苗生长均有抑制作用,且随着溶液质量浓度的增加抑制作用增强,其中0.050~0.100g/mL的薇甘菊提取物表现出显著的抑制效应;干物质质量浓度为0.025~0.100g/mL的薇甘菊提取物对水稻种子萌发和幼苗生长有不同程度的抑制作用,其中0.050~0.100g/mL的薇甘菊提取物表现出显著的抑制效应,而质量浓度为0.005g/mL的薇甘菊提取物则对水稻幼苗生长表现出一定的促进作用。因此,施加少量薇甘菊乙醇提取物正丁醇部分溶液可以有效控制稻田杂草,且不会对水稻生长产生明显的抑制作用。
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为了确定薇甘菊(Mikania micrantha)中的主要化感活性物质,采用生物活性跟踪法对薇甘菊地上部分化感活性成分进行分离,并根据化合物的理化性质和波谱数据进行鉴定。结果表明,从薇甘菊乙醇提取物正丁醇部分分离到2个具有化感活性的化合物,经鉴定分别为阿魏酸和绿原酸。对此2种单体的化感作用进行测定,发现阿魏酸和绿原酸在1.00、0.50、0.25mg/mL 3种质量浓度下,对水稻和稗草2种受体的抑制作用均达到了显著水平,进一步证实薇甘菊通过释放化感物质抑制其他植物的生长。
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为评价39科77种植物的杀虫活性,本研究采用叶碟喷雾法、浸渍法和喷雾法,分别测定了植物乙醇提取物对二斑叶螨、西花蓟马和麦长管蚜的杀虫活性,进一步测定了杀虫活性较高的植物对二斑叶螨、西花蓟马和麦长管蚜的室内毒力。结果表明:在1 g/mL的供试剂量下,颠茄、蟛蜞菊、咽喉草、菝葜、沙棘、石竹、凌霄花、山佩兰8种植物对二斑叶螨的72 h校正死亡率较高,均在70%以上; LC<sub>50</sub>分别为254、297、413、424、428、553、663、725 mg/mL;颠茄、蟛蜞菊对西花蓟马的72 h校正死亡率均在80%以上,其LC<sub>50</sub>分别是272、306 mg/mL;菝葜、咽喉草、沙棘、羊角蒿、凌霄花和山佩兰对西花蓟马72 h的校正死亡率在70%~80%,其LC<sub>50</sub>分别为446、485、523、563、710、712 mg/mL;虎杖、颠茄、牛叠肚、地肤子、狼毒5种植物对麦长管蚜72 h的校正死亡率在70%以上,其LC<sub>50</sub>分别为281、336、540、657、730 mg/mL。因此,颠茄、虎杖、蟛蜞菊、菝葜等植物对不同供试昆虫的校正死亡率均较高,表现出良好的杀虫活性,值得进一步研究。
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为评价53科110种植物的杀虫活性,本研究采用小叶碟添加法和微量点滴法,测定了植物乙醇提取物对小菜蛾(Plutella xylostella)、粘虫(Mythimna seperata)和豌豆修尾蚜(Megoura japonica)的杀虫活性;进一步测定了活性较好植物提取物对小菜蛾、粘虫和豌豆修尾蚜的拒食、胃毒和触杀毒力。结果表明:在1 g/mL的供试剂量下,铁皮石斛(Dendrobium officinale)、荸荠(Eleocharis dulcis)和白棠子树(Callicarpa dichotoma)对小菜蛾3龄幼虫72 h的校正死亡率均在80%以上,LC<sub>50</sub>分别为321.94、352.46、457.14 mg/mL;鹿藿(Rhynchosia volubilis)对小菜蛾3龄幼虫72 h的拒食率在90%以上,AFC<sub>50</sub>为362.74 mg/mL。木蝴蝶(Oroxylum indicum)和铁皮石斛对粘虫3龄幼虫72 h的校正死亡率均在60%以上;铁皮石斛和木蝴蝶对粘虫3龄幼虫的拒食率均为90%以上,AFC<sub>50</sub>分别为318.06和329.94 mg/mL。荸荠、铁皮石斛、秋子梨(Pyrus ussuriensis)、单叶蔓荆(Vitex rotundifolia)和青藤仔(Jasminum nervosum)提取物对豌豆修尾蚜的LC<sub>50</sub>分别为21.87、190.22、225.51、233.47、273.76 mg/mL。由此可见,木蝴蝶、铁皮石斛、白棠子树和荸荠等4种植物的杀虫活性较好,具有进一步研究的价值。
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