CN113973856A - 一种防治麦蚜的植物源精油组合剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了防治麦蚜的植物源精油组合剂，该植物源精油组合剂由紫苏叶、柠檬草、土荆芥的地上组织按照2份、1份、2份混合后移水蒸气馏分法制取混合精油，即得一种植物源精油组合剂。本发明提供的植物源精油组合剂主要防治对象为小麦常见蚜虫。该植物源精油组合剂来源于植物精油，高效环保，对植物及施用人群无毒副作用，安全性高，制备成本低。在对植物进行喷施时的浓度不低于300ppm，该混合制剂对麦田常见蚜虫的防效最大，达到86‑92％，且随着时间的延长，对麦蚜的防治效果随之增加。

Description

一种防治麦蚜的植物源精油组合剂
技术领域
本发明属于农业有害生物防控技术领域，公开了一种防治麦蚜的植物源精油组合剂。
背景技术
麦蚜是小麦(Triticum aestivum)的世界性害虫。它们对植物除了会产生直接取食危害，还会在取食过程中传播植物病毒，从而对寄主造成致病危害。人们为了保护小麦的正常生长，需要大量施用化学杀虫剂才能保障作物产量。但是大量化学药剂的使用，不仅增加了作物生产成本，而且会增加了小麦农药残留，破坏了自然生态系统平衡。因此，越来越多的植保专家试图通过各种手段开发更安全、可靠的新型杀虫剂替代传统杀虫剂。植物源杀虫剂作为目前公认的天然药剂，因为对环境安全，不易产生抗药性的特点，而得到越来越多的重视。
土荆芥提取物因其对多种害虫具有驱杀作用而被广泛研究。比如灰茶尺蠖、小菜蛾、家蝇、冈比亚按蚊、四纹豆象、玉米象等均发现对土荆芥精油具有很强的敏感性。紫苏叶作为我们日常用作的一种药剂，常见于藿香正气口服液、儿童清肺片等多种中药制剂中，但是紫苏叶的驱虫、除菌作用常常被人们所忽视，但目前研究较少。柠檬草目前应用较多是作为除虫菊酯的增强剂，以提高除虫菊酯的杀虫效果，但是其同时对四纹豆象、玉米象、美洲大蠊、埃及伊蚊等害虫驱杀作用往往被人们所忽视。
基于以上研究现状，本发明提出了一种在明确三种植物精油对麦蚜毒性的基础上，通过调整三种精油的配比，使植物精油的除蚜效果最大化。为开发新的植物源杀虫剂提供更多途径和技术。
发明内容
鉴于上述不足，本发明的目的是通过对比研究常见三种植物精油对常见麦蚜的胃毒、熏蒸和触杀活性，明确土荆芥、紫苏叶、柠檬草精油对麦蚜的生物活性。并在此基础上，探究三种精油最合适的配比，使三种药剂在防治麦蚜危害上的效果具有协同作用。
通过一系列研究发现：
①对于麦长管蚜而言：
紫苏叶精油具有较好的熏蒸活性，LC50为1.181ppm，平均致死率为65.00％；
柠檬草精油具有较好的胃毒活性，LC50为3.008ppm，平均致死率为50.00％；
土荆芥精油具有较强的胃毒活性，LC50为0.691ppm，平均致死率为91.67％。
②对于麦无网蚜而言：
紫苏叶精油具有较强的胃毒活性，LC50为1.992ppm，平均致死率为85.00％；
柠檬草精油具有较好的胃毒活性，LC50为0.292ppm，平均致死率为80.00％；
土荆芥精油具有较好的触杀活性，LC50为11.172ppm，平均致死率为53.00％。
③在田间药效实验结果显示：
喷施0.34ppm的土荆芥精油72h后，可使单株麦蚜数量显著减少61.42％；
喷施23.6ppm的紫苏叶精油72h后，可使单株麦蚜数量显著减少75.34％；
喷施60.16ppm的柠檬草精油72h后，使单株麦蚜数量显著减少78.03％；
而喷施不同比例的混合植物精油，对单住麦蚜数量的影响也有所不同，以紫苏叶，柠檬草和土荆芥的地上组织2：1：2混合提取的精油对单株麦蚜数量的抑制作用最强，72h的有效防控率为86.88％，120h的有效防控率为92.58％。且在此配比下，混合制剂对麦蚜的防控效果随时间的延长而有所增加。
为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种防治麦蚜的植物源精油组合剂的制备方法，包括：
取紫苏叶、柠檬草、土荆芥的地上组织混合；
通过水蒸气馏分法制得植物源精油组合剂。
进一步的，所述紫苏叶、柠檬草、土荆芥的地上组织的质量比为2:1:2。
进一步的，所述水蒸气馏分法包括：
水浴加热，正己烷萃取，分液漏斗分离有机相，硫酸钠脱水，真空旋转蒸发纯化。
本发明还公开了一种根据上述任一制备方法制得的防治麦蚜的植物源精油组合剂。
本发明还公开了一种根据上述任一植物源精油组合剂在防治麦田害虫中的应用。
进一步的，所述麦田害虫包括但不限于麦蚜。
进一步的，用于麦蚜防治时的有效率为86-92％。
进一步的，将该植物源精油组合机用于防治麦田害虫时，包括：
将植物源精油组合剂与助溶剂等体积混合，得到混合物；
用水稀释混合物，对植物进行喷施。
进一步的，所述助溶剂包括但不限于洗衣粉，洗洁精，洗衣液。
进一步的，所述稀释倍数不高于3000倍。
进一步的，所述植物源精油组合剂施用浓度不低于300ppm。
进一步的，所述麦蚜防治时，以胃毒和触杀为主、熏蒸为辅的方式进行防治。
本发明的有益效果在于：
本发明首次提出以3种常见价格低廉的植物组织作为杀虫精油的提取来源，避免了有些植物源杀虫剂成本略高的缺点。此外，本发明首次提出将三种有效植物组织先混和，再提取精油的理念，较先提精油后混合的方法更简便快捷，并且还指出了不同植物组织的混合比例对精油的生物活性有一定的影响。本发明将三种精油所具有的不同作用机制有效的结合起来，将每种精油的优势最大效果的发挥出来，使该杀虫制剂具备了触杀，胃毒和熏蒸作用。更重要的使该混合制剂全部来自于人们常见的中草药，即使残留在的作物植株上，也不会对人类健康造成影响，具有环保安全的优势。
附图说明
图1为不同精油作用方式和作用时间对麦无网蚜的致死差异；
图2为不同精油作用方式和作用时间对麦长管蚜的致死差异；
图3为72h后不同精油不同浓度在田间处理对麦蚜致死差异；
图4为120h后不同精油不同浓度在田间处理，120h对麦蚜致死差异；
图5为不同混合比例的紫苏叶、柠檬草和土荆芥精油对麦蚜的田间药效实验。
具体实施方式
本发明用以下实施案例进行验证和作用机制说明，是本发明的保护范围，但不仅仅局限于下述案例
实施例1
一种防治麦蚜的植物源精油组合剂
昆虫的来源：麦长管蚜和麦无网蚜均采自麦田中,中国河南省开封市河南大学试验田(114°30′N，34°81′E)。通过采集带蚜叶片进行虫源收集，并饲养于人工气候箱中。气候箱设定参数为：昼夜时间比为光照71％，温度21(C，14h:10h，湿度86％。中用新鲜麦苗进行培养。
精油的提取：将500g采购于安国中草药市场(安国，071200，河北省，中国)的土荆芥茎部，紫苏叶叶片和柠檬草颈部分别放置在3000ml圆底蒸馏瓶中，加入2000ml蒸馏水，进行加热蒸馏，直到冷凝管中没有蒸馏液滴出，更换新的含有500g土荆芥茎部的蒸馏瓶，继续进行蒸馏。所得馏液全部转移至3000ml圆形分液漏斗中，并加入1000ml正己烷，进行充分震荡，然后静置30min使其分层，将分液漏斗中的水层放出后，加入无水硫酸钠将分液漏斗中的精油充分干燥。最后，将精油转移到旋蒸瓶中，在40℃下进行旋蒸，回收旋蒸瓶中的土精油即得三种精油。
对于混合精油，首先按重量将三种植物组织按1:1:2，1:2:1，1:1:2，2:1:2四种混合比例分别充分混匀，而后按照上述步骤进行蒸馏。实验中所使用的试剂均为实验室纯级。
精油的稀释：将提取的土荆芥(紫苏叶、柠檬草)精油用移液器取10μL与PVC管中，再取100μL洗洁精进行助溶，最后加900μL蒸馏水进行稀释，得到10ml/L的溶液；取500μL于另一个离心管中，加500μL蒸馏水进行稀释，得到5ml/L溶液，以此方式进行稀释，分别得到10ml/L、5ml/L、2.5ml/L、1.25ml/L、0.625ml/L的溶液。
试验例1
熏蒸活性测试：
取一个一次性培养皿(d＝9cm)，挑选20头无翅麦长管蚜(无翅麦无网长管蚜)于培养皿中，放置3片5cm的优质麦叶。用打孔器将滤纸打孔得到滤纸片，用镊子夹取10片滤纸片，蘸取待测植物精油溶液，利用溶液的吸附作用粘在培养皿内，用封口膜封住，标记时间、溶液浓度种类、蚜虫种类，放置在恒温培养箱(昼夜时间比为14h:10h，湿度86％，光照71％，温度21(C)中。分别在24h、48h、72h观察蚜虫的状况并记录死亡数量。将所观察的结果进行整合处理，得到的原始数据均采用IBM SPSS Statistics的probit回归以及方差分析进行致死中量分析。
测试结果显示：
紫苏叶精油对麦无网蚜和麦长管蚜的熏蒸活性均在72h时最高，致死中浓度(LC50)分别为1.714ppm和1.181ppm；柠檬草精对麦无网长管蚜的熏蒸活性在72h时最高，LC50为2.864ppm，但对麦长管蚜未表现出显著的熏蒸活性；土荆芥精油对麦无网蚜和麦长管蚜的熏蒸活性均在72h时最高，LC50分别为6.096ppm和1.723ppm(表1)。比较三种精油(柠檬草精油、土荆芥精油、紫苏叶精油)对麦无网蚜和麦长管蚜的熏蒸活性可知，紫苏叶的熏蒸活性最高，对麦无网蚜的致死率为58％(图1)，对麦长管蚜的致死率为63％(图2)。
表1不同植物种类精油不同作用时长对不同麦蚜的熏蒸活性(LC50)的影响
Figure BDA0003381983480000041
Figure BDA0003381983480000051
试验例2
胃毒活性测试：
取一个一次性培养皿(d＝9cm)，挑选20头无翅麦长管蚜(无翅麦无网长管蚜)于培养皿中，放置3片5cm的优质麦叶。用挑选的麦叶充分蘸取待测精油溶液，放置于培养皿中，用封口膜封住，标记时间、溶液浓度种类、蚜虫种类，放置在恒温培养箱(昼夜时间比为14h:10h，湿度86％，光照71％，温度21(C)中。分别在24h、48h、72h观察蚜虫的状况并记录死亡数量。将所观察的结果进行整合处理，得到的原始数据均采用IBM SPSS Statistics的probit回归以及方差分析进行致死中量分析。
测试结果显示：
紫苏叶精油对麦无网蚜的胃毒活性在72h时最高，LC50为1.992ppm，对麦长管蚜的胃毒活性在48h最高，LC50为2.588ppm；柠檬草精对麦无网蚜和麦长管蚜的的胃毒活性均在72h最高，LC50分别为0.292ppm和3.008ppm；土荆芥精油对麦无网长管蚜的胃毒活性在24h最高，LC50为2.526ppm，对麦长管蚜的胃毒活性在48h最高，LC50为0.691ppm(表2)。比较三种植物精油(柠檬草、土荆芥、紫苏叶)对麦无网蚜的胃毒活性，以柠檬草精油的活性最高，致死率为63％(图1)，对麦长管蚜的胃毒活性以土荆芥精油最高，致死率为84％(图2)。
表2不同植物种类精油不同作用时长对不同麦蚜胃毒活性(LC50)的影响
Figure BDA0003381983480000052
Figure BDA0003381983480000061
试验例3
触杀活性测试：
取一个一次性培养皿(d＝9cm)，挑选20头无翅麦长管蚜(无翅麦无网长管蚜)于培养皿中，放置3片5cm的优质麦叶。用移液器吸取待测精油溶液，缓慢点触在蚜虫背部，放置于培养皿中，用封口膜封住，标记时间、溶液种类浓度、蚜虫种类，放置在恒温培养箱(昼夜时间比为14h:10h，湿度86％，光照71％，温度21(C)中。分别在24h、48h、72h观察蚜虫的状况并记录死亡数量。将所观察的结果进行整合处理，所得s数据均采用IBM SPSS Statistics的probit回归以及方差分析进行致死中量分析。
测试结果显示：
紫苏叶精油对麦无网蚜的触杀活性在72h时最高，LC50为3.642ppm，对麦长管蚜的触杀活性在48h时最高，LC50为2.069ppm；柠檬草精油对麦无网蚜的触杀活性在72h时最高，LC50为2.913ppm，对麦长管蚜的触杀活性在24h时最高，LC50为5.602ppm；土荆芥精油对麦无网蚜的触杀活性在48h时最高，LC50为11.172ppm，对麦长管蚜的触杀活性在72h时最高，LC50为0.017ppm(表3)。比较三种精油(柠檬草精油、土荆芥精油、紫苏叶精油)对麦无网蚜的触杀活性，以柠檬草活性最高，致死率为59％，对麦长管蚜的触杀活性，以土荆芥最高，致死率为88％。
表3不同植物种类精油不同作用时长对不同麦蚜触杀活性(LC50)的影响
Figure BDA0003381983480000071
试验例4
田间测试：
2021年4月15日上午在调查完施药前虫数后施药。分别配置1L浓度为100ppm的洗洁精溶液、1L浓度为0.17ppm土荆芥精油溶液、1L浓度为0.34ppm的土荆芥精油溶液、1L浓度为11.8ppm的紫苏叶精油溶液、1L浓度为11.8ppm的紫苏叶精油溶液、1L浓度为30.8ppm的柠檬草精油溶液、1L浓度为60.16ppm的柠檬草精油溶液以及1L用0.17ppm土荆芥和11.8ppm紫苏和30.08ppm柠檬草配置的混合溶液。在未处理过的麦田设置面积为1m2的样方27个，每个样方分别间隔1m。在所设置的每一个样方中随机选取30株小麦记录其蚜虫数量。然后将所配置的溶液均匀的喷洒在设置的样方上，每种溶液喷洒三个样方。在72h以及120h时，于每种样方中选取30株小麦，记录其蚜虫数量。不同药剂对麦蚜的杀虫活性(致死率)比较均采用单因素方差分析(Tukey)进行分析。
通过三种精油溶液对田间小麦的处理72h，得到麦蚜的致死率，结果显示：浓度为60.16ppm的柠檬草精油溶液对田间麦蚜杀虫活性最高，显著高于对照组(F8,18＝2.805，P＝0.037)(图3)。通过三种精油溶液对田间小麦上麦蚜的处理120h，得到致死率，结果显示：三种精油溶液在作用120h时并无显著性差异，且与对照组无显著性差异(F8,18＝0.477，P＝0.857)(图4)。
试验例5
不同混合比例的植物组织精油对麦蚜的田间防控效果
实验样地、实验时间和实验方法与试验例4相同，只是喷施浓度在试验例4的基础上进行了优化，喷施浓度为300ppm。蚜虫调查方法同试验例4。
所得的结果，首先基于空白对照的结果进行校正死亡率计算，而后用SAS9.4中的混合模型进行方差分析。
调查结果显示，助溶剂对田间麦蚜的防效(校正死亡率)为20％左右。而不同比例的植物精油，在72h时，2:1:2的紫苏叶:柠檬草:土荆芥混合植物精油仅仅显著高于1:2:1的紫苏叶:柠檬草:土荆芥混合植物精油，防效为86.88％(F4,20＝89.74，P<.0001)(图5)。在120h时，2:1:2的紫苏叶:柠檬草:土荆芥混合植物精油则显著高于其他三种混合比例的植物精油，防效达到92.58％(F4,20＝89.74，P<.0001)(图5)。而且，只有2:1:2的紫苏叶:柠檬草:土荆芥混合植物精油对田间麦蚜的防效会随时间的延长而增加。
在此有必要指出的是，以上实施例和试验例仅限于对本发明的技术方案做进一步的阐述和理解，不能理解为对本发明的技术方案做进一步的限定，本领域技术人员作出的非突出实质性特征和显著进步的发明创造，仍然属于本发明的保护范畴。

Claims (10)

1.一种防治麦蚜的植物源精油组合剂的制备方法，包括：
取紫苏叶、柠檬草、土荆芥的地上组织混合；
通过水蒸气馏分法制得植物源精油组合剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中：
所述紫苏叶、柠檬草、土荆芥的地上组织的质量比为2:1:2。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其中：
所述水蒸气馏分法包括：
水浴加热，正己烷萃取，分液漏斗分离有机相，硫酸钠脱水，真空旋转蒸发纯化。
4.一种根据权利要求1～3所述任一制备方法制得的防治麦蚜的植物源精油组合剂。
5.一种根据权利要求4所述植物源精油组合剂在防治麦田害虫中的应用。
6.根据权利要求5所述的应用，其中：
所述麦田害虫包括麦蚜。
7.根据权利要求6所述的应用，其中：
其中，用于麦蚜防治时采用的方式包括：胃毒、触杀以及熏蒸；
用于麦蚜防治的有效率为86-92％。
8.根据权利要求5所述的应用，包括：
将植物源精油组合剂与助溶剂按照等体积混合，得到混合物；
用水稀释混合物，对植物进行喷施。
9.根据权利要求8所述的应用，其中：
所述助溶剂包括：洗衣粉，洗洁精，洗衣液。
10.根据权利要求8所述的应用，其中：
所述植物源精油组合剂施用浓度不低于300ppm。
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