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植物源生物农药蛇床子素创制与推广

发布时间:2012-12-05    |    浏览2429次  |

十年一剑

                     ——记植物源生物农药蛇床子素创制与推广
 
1. 蛇床子素是一种植物源天然化合物,具有独特的杀虫抑菌活性。
天然化合物蛇床子素(osthol),是从蛇床、欧前胡等传统中草药中提取的香豆素类化合物在医学上研究应用较多。近十年的研究发现蛇床子素香豆素类化合物对机体心血管系统、神经系统、内分泌系统、免疫系统、骨骼系统、呼吸系统等具有十分广泛的药理作用。现用于治疗心血管/骨质疏松疾病,是某些洗液的主要成分(中国药典2005版)。
蛇床子素除具有香豆素的活性核心结构苯环和吡喃酮环外,还有重要的农药活性基团——异戊烯结构,表现为独特的杀虫抑菌活性。研究表明蛇床子素不仅对菜青虫、小菜蛾、蚜虫等害虫和夜蛾卵块有作用,而且对植物病原真菌如黄瓜白粉病菌、葡萄霜霉病菌,辣椒疫霉病菌、小麦赤霉病菌等都具有显著的抑制作用。
蛇床子素杀虫机制表现为抑制昆虫乙酰胆碱酯酶,影响神经系统,导致害虫肌肉非功能性收缩,最终衰竭而死。杀菌机制是通过抑制钙离子吸收,影响菌体生长和孢子萌发,阻碍菌体细胞壁几丁质沉积。而夜蛾卵块绒毛主要构成为几丁质,蛇床子素对夜蛾卵块的作用,很可能是溶解夜蛾卵块上的绒毛,降低卵粒的黏附性,导致孵化率降低。
2. 蛇床子素产品是国内领先环境友好型农业投入品,独家登记在蔬菜上。
江苏省农业科学院石志琦研究员从2000年就开始关注蛇床子素在农业上的应用,最先发现其独特的杀虫抑菌活性,并对机制做了深入研究。根据蛇床子素本身植物源天然化合物的特点,在蛇床子素产业化的初期,就把蛇床子素产品定位在国内领先环境友好型农业投入品。在相关课题项目资助下,联合开云在线官网(中国)开云有限公司,开发出1%蛇床子素水乳剂(LS200606201%蛇床子素·8000IU/微升B·t悬浮剂(LS20061639。这两个蛇床子素产品毒性均属微毒(大鼠经皮经口均大于5000mg/kg),剂型为环保型水剂,施药后3天蛇床子素在植株体内即能完全降解,完全符合有机、绿色及出口基地的使用要求。
目前蛇床子素国内登记产品有4个,分别为开云在线官网(中国)开云有限公司1%蛇床子素水乳剂LS20060620LS200830241%蛇床子素·8000IU/微升B·t悬浮剂(LS20061639江苏省溧阳中南化工有限公司6%井冈·蛇床素可湿性粉剂LS20090964湖北省武汉天惠生物工程有限公司10%蛇床子素母药LS20090693,而防治蔬菜病虫害只有开云在线官网(中国)开云有限公司登记的两个产品。
3. 1%蛇床子素水乳剂对蔬菜、草莓、葡萄、花卉白粉病特效,已在多个省份进行了大面积的推广应用,兼治黄瓜和葡萄霜霉病,对蚜虫也有趋避作用。
1%蛇床子素水乳剂防治草莓白粉病,在江苏句容万亩草莓基地连续使用3年,每年防治季节(12-次年5月)使用12次,防效与醚菌酯、乙嘧酚相当,田间没有观察到抗药性。在江苏省农科院温室大棚做的防治南瓜白粉病试验中,防效优于对照药剂三唑酮,试验中还观察到对南瓜的叶片有增绿作用。2004-2008年,应用1%蛇床子素水乳剂在山东寿光防治黄瓜、苦瓜白粉病达万亩;上海南汇区书院镇防治南瓜白粉病达千亩;福建诏安超大集团防治出口黄瓜白粉病达千亩;丹东防治草莓白粉病达万亩;海南防治南瓜、哈密瓜白粉病达千亩等,均取得很好的效果。
特别是在山东寿光联合亿嘉农化有限公司,推广1%蛇床子素水乳剂防治黄瓜、苦瓜、丝瓜白粉病,取得了很好的经济和社会效益。当地常年种植保护地蔬菜,白粉病发生严重,一年防治达到几十次。现有市售药剂都产生了不同程度的抗药性,防治效果较差,导致植株早衰、产量减少,给农民造成经济损失,且由于化学农药的频繁使用,提高了农药残留的风险,影响食品安全。石志琦研究员与当地有影响的亿嘉农化有限公司联合举办讲座,培训农民上千人次,介绍病虫害防治技术,规范农民用药。针对蔬菜白粉病抗药性严重问题,推广1%蛇床子素水乳剂作为替代药剂。经大面积示范,既控制了蔬菜白粉病的发生,又降低农残,保障了食品安全。寿光电视台全程做了专访,播出后反响强烈。
1%蛇床子素水乳剂对黄瓜霜霉病和葡萄霜霉病也有良好的防效,并获得农药登记(LS20083024)。在南京市江心洲葡萄园示范,葡萄霜霉病发病初期喷施1%蛇床子素水乳剂,可有效控制病害的发展,防效与乙磷铝、甲霜灵相当。另外,1%蛇床子素水乳剂对蚜虫也有一定的趋避作用。
4. 1%蛇床子素·8000IU/微升B·t悬浮剂对菜青虫、小菜蛾均有很好的效果,尤其对夜蛾卵块有独特的杀灭作用
2003年在上海崇明40亩连片出口日本的花菜做了防治小菜蛾菜青虫大面积的示范,其中对小菜蛾药后三天防效达到90%,菜青虫药后三天防效达到95.2%。期间发现对夜蛾卵块具有杀灭作用,每卵块孵出的幼虫数仅为5~20条,而正常卵块孵出80~200条幼虫。2004年在上海崇明500亩连片出口欧洲青花菜上防治夏秋季节鳞翅目幼虫,在使用1次茚虫威防治移栽后世代混合发生的夜蛾类、使用3~41%蛇床子素·8000IU/微升B·t悬浮剂的用药模式下,完全控制住鳞翅目害虫危害。
在南京双闸作了1%蛇床子素·8000IU/微升B·t悬浮剂防治苞菜(甘蓝)小菜蛾菜青虫的示范。1%蛇床子素·8000IU/微升B·t悬浮剂控制住了整个生产季度内苞菜的鳞翅目害虫发生,并在防治过程中发现减轻了苞菜霜霉病的发生。在南京溧水思源有机食品基地出口西兰花上防治鳞翅目昆虫,按照有机农产品生产规章,只允许生产季节中使用2次药的情况下,防治效果85%左右,高于对照药剂苦参碱,同时兼治白锈病。
5. 蛇床子素产品研究期间,获得多项成果。
在蛇床子素产品创制及推广过程中,石志琦研究员及其团队得到了国家863计划,农业科技成果转化,国家自然科学基金,江苏省“三药”、“三项工程”等项目资金的大力支持;International Journal of Molecular SciencesSCI收录期刊)农药学学报、农药、江苏农业学报等期刊上发表二十多篇相关文章;取得5项国家发明专利;获得江苏省科技进步三等奖等成果。

 

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