張學(xué)學(xué)，張 雪，徐楷杰，胡 鑫，徐漢虹，田永清

亞熱帶農(nóng)業(yè)生物資源保護(hù)與利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/天然農(nóng)藥與化學(xué)生物學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)，廣東 廣州510642

福壽螺Pomaceacanaliculata(Lamarck)為瓶螺科福壽螺屬軟體動(dòng)物，原產(chǎn)于南美洲的普拉塔流域和亞馬遜河流域(Yangetal.,2018)，已成為我國(guó)最重要的外來(lái)入侵物種的之一(環(huán)?？偩趾椭锌圃?2003)，目前已蔓延至我國(guó)30°N以南地區(qū)(張海濤等，2016)，且正以每年8～10 km的速度向北蔓延(俞曉平等，2001)。福壽螺可造成水稻OryzasativaL.減產(chǎn)90%(葉建人等，2015)。其次，福壽螺入侵我國(guó)后，由于缺少天敵而大量繁殖，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)失衡，對(duì)本地的生態(tài)系統(tǒng)造成不可逆的破壞(曾婷婷等，2020)。此外，福壽螺還是廣州圓管線蟲(chóng)(Angiostrongyluscantonensis(Chen)的中間宿主，嚴(yán)重威脅人類(lèi)健康(黃達(dá)娜等，2017)。目前，防治福壽螺主要使用化學(xué)技術(shù)，化學(xué)藥劑種類(lèi)較少，長(zhǎng)期大規(guī)模使用單一化學(xué)藥劑，易污染水體、破壞水生生態(tài)系統(tǒng)，同時(shí)還易使福壽螺產(chǎn)生抗藥性。因此安全、高效、環(huán)保的福壽螺防治技術(shù)成為人們關(guān)注的方向，植物源殺螺劑的研制是其中重要的一個(gè)研究方向(Brito &Joshi,2016)。國(guó)內(nèi)外的學(xué)者已經(jīng)篩選了1500多種植物的殺螺活性(Baptistaetal.,1994)，并研制出了一些對(duì)非靶標(biāo)生物安全、易降解、高效的植物源殺螺劑(Joshietal.,2008;Seuffert &Martin,2010)。

皂角GleditsiasinensisLam，又名皂莢，為豆科皂莢屬落葉喬木或小喬木，在我國(guó)分布廣泛。貴州畢節(jié)市大力發(fā)展皂角產(chǎn)業(yè)，目前在當(dāng)?shù)匾逊N植皂角3.7萬(wàn)hm2，形成了年產(chǎn)值約1億元的皂角產(chǎn)業(yè)。皂角中含有大量的皂苷類(lèi)物質(zhì)，特別是皂角果莢中的皂苷含量可達(dá)15.27%～20.43%(李建軍等，2018)。目前，大多數(shù)學(xué)者都聚焦于皂角抗病毒(Lietal.,2007)、抗癌(Caietal.,2018,2019;Shinetal.,2019;Yietal.,2012,2015;Yuetal.,2015，2019;Zhangetal.,2020)、抗炎(Haetal.,2008)等方面的藥理活性，關(guān)于殺螺方面的研究較少；且目前皂角產(chǎn)業(yè)主要生產(chǎn)具有食用價(jià)值的皂角仁(又名雪蓮子)，而皂角仁只占整個(gè)果莢的8%左右，其副產(chǎn)物的利用度不夠。為促進(jìn)皂角資源的綜合利用，本文開(kāi)展皂角各部位殺螺活性的研究，并發(fā)現(xiàn)皂角果莢提取物具有顯著的殺螺活性，為皂角植物源農(nóng)藥的開(kāi)發(fā)與利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試樣品采集

室內(nèi)試驗(yàn)所用福壽螺成螺于廣東省廣州市天河區(qū)啟林農(nóng)場(chǎng)的水渠中采集，于室內(nèi)培養(yǎng)3 d后備用；幼螺為成螺產(chǎn)卵孵化7 d后備用。大田試驗(yàn)于湖北省荊州市荊州區(qū)的水稻田間進(jìn)行。皂莢采集于貴州省畢節(jié)市織金縣貓場(chǎng)鎮(zhèn)。

1.2 皂莢提取物制備

5.2 kg皂莢干燥后粉碎過(guò)40目篩，使用70%乙醇超聲浸提3次，減壓濃縮即得1375.9 g皂莢提取物。

1.3 皂莢提取物對(duì)福壽螺的毒殺活性

1.3.1 皂莢乙醇提取物對(duì)福壽螺幼螺的毒殺活性 在塑料培養(yǎng)箱中開(kāi)展皂角提取物對(duì)福壽螺幼螺的毒殺活性研究，安排空白組(純水)、20、40、60、80以及100 mg·L-1皂莢乙醇提取物6個(gè)處理組，各組設(shè)置3個(gè)重復(fù)。培養(yǎng)缸內(nèi)藥液深度3 cm，每個(gè)培養(yǎng)缸內(nèi)25只福壽螺幼螺(8 mm<螺高<15 mm)。試驗(yàn)期間正常喂食生菜，上爬個(gè)體再推回水中，分別記錄處理后24、48及72 h各組福壽螺的死亡率。福壽螺死亡標(biāo)準(zhǔn)：厴甲打開(kāi)，螺肉翻出，且觸碰后螺肉不收縮；或螺體漂浮，厴甲緊閉，用槍頭輕觸即可使螺肉內(nèi)陷(麻程軍等，2021)。計(jì)算公式如下：

死亡率/%=死亡螺數(shù)/供試總螺數(shù)×100

校正死亡率/%=(處理組死亡率-對(duì)照組死亡率)/(1-對(duì)照組死亡率)×100

1.3.2 皂莢乙醇提取物對(duì)福壽螺成螺的毒殺活性 塑料培養(yǎng)箱中開(kāi)展皂莢提取物對(duì)福壽螺成螺毒殺活性研究，安排空白組(純水)、110、120、130、140以及150 mg·L-1皂莢乙醇提取物6個(gè)處理組，各組設(shè)置3個(gè)平行對(duì)照。培養(yǎng)缸內(nèi)藥液深度15 cm，每個(gè)培養(yǎng)缸內(nèi)25只福壽螺成螺(螺高>15 mm)。試驗(yàn)方法同1.3.1。

1.3.3 皂莢乙醇提取物對(duì)福壽螺成螺的田間防治效果 2021年7月10日于湖北省荊州市荊州區(qū)的水稻田間進(jìn)行大田試驗(yàn)(施藥當(dāng)日陰，當(dāng)天平均溫度為30.5 ℃，無(wú)災(zāi)害性天氣，種植水稻為寧香優(yōu)2號(hào)，土壤為有機(jī)質(zhì)含量1.5%左右、pH=7.21的壤土)。試驗(yàn)安排空白組、處理組。處理組安排20、40 g·m-22個(gè)用藥量。每個(gè)用藥量安排3個(gè)4 m2的小區(qū)，小區(qū)內(nèi)保水5 cm深，小區(qū)間筑田埂分隔。空白對(duì)照區(qū)用塑料薄膜分隔，小區(qū)四周及上部用20目的紗網(wǎng)圍住，各處理組小區(qū)隨機(jī)安排。施藥前1 d，從水溝及田里采集活螺，預(yù)養(yǎng)24 h。施藥前2 h每個(gè)小區(qū)放入40只大小一致的成螺。放螺后2 h，待田水基本澄清后，按試驗(yàn)設(shè)計(jì)劑量均勻施藥。施藥后保持2 d不灌水、7 d內(nèi)不排水。試驗(yàn)小區(qū)在試驗(yàn)前未使用其他任何除草劑、殺蟲(chóng)劑等農(nóng)藥。施藥后2、7 d在小區(qū)外分別檢查一次小區(qū)內(nèi)的活、死螺數(shù)，并檢查產(chǎn)卵塊數(shù)，并統(tǒng)計(jì)受損秧苗數(shù)(分蘗被咬斷視為受損)。

防治效果/%=[1-(處理區(qū)藥后活螺數(shù)×對(duì)照區(qū)藥前活螺數(shù))/(處理區(qū)藥前活螺數(shù)×對(duì)照區(qū)藥后活螺數(shù))]×100

卵塊減少率/%=[(空白對(duì)照區(qū)卵塊數(shù)-藥劑處理區(qū)卵塊數(shù))/空白對(duì)照區(qū)卵塊數(shù)]×100

秧苗損失率/%=[(施藥前總苗數(shù)-施藥后活苗數(shù))/施藥前總秧苗數(shù)]×100

2 結(jié)果與分析

2.1 皂莢提取物對(duì)福壽螺幼螺的毒殺活性

由表1可知，皂莢乙醇提取物對(duì)福壽螺幼螺有顯著的毒殺活性。當(dāng)皂莢乙醇提取物濃度小于60 mg·L-1時(shí)，幼螺活動(dòng)、進(jìn)食正常；而皂莢提取物濃度大于等于60 mg·L-1，幼螺活動(dòng)、進(jìn)食均減少；濃度達(dá)到100 mg·L-1時(shí)，幼螺停止進(jìn)食和活動(dòng)。

表1 皂莢提取物對(duì)福壽螺幼螺的毒殺活性Table 1 Toxic activity of G. sinensis extract on young P. canaliculata

2.2 皂莢提取物對(duì)福壽螺成螺的毒殺活性

由表2可知,皂莢提取物對(duì)福壽螺成螺有顯著的毒殺活性。當(dāng)皂莢提取物濃度小于130 mg·L-1時(shí)，成螺活動(dòng)、進(jìn)食正常；而皂莢提取物濃度大于等于130 mg·L-1，成螺活動(dòng)和進(jìn)食均減少；濃度達(dá)到150 mg·L-1時(shí)，成螺停止進(jìn)食和活動(dòng)。

表2 皂莢提取物對(duì)福壽螺成螺的毒殺活性Table 2 Poisonous activity of G. sinensis extract on P. canaliculata

2.3 皂莢提取物對(duì)福壽螺成螺的田間防治效果

由圖1可知，施用皂莢提取物對(duì)福壽螺有顯著的田間防治效果，而且施用皂莢提取物對(duì)秧苗有顯著的保護(hù)作用，施用20和40 g·m-2皂莢提取物處理2、7 d后的秧苗損失率明顯下降(圖2)；與空白對(duì)照相比,20和40 g·m-2皂莢提取物處理2、7 d后可有效減少福壽螺產(chǎn)卵(圖3)。

圖1 皂莢乙醇提取物對(duì)福壽螺的田間防治效果Fig.1 The control effect of G. sinensis ethanol extract on P. canaliculata

圖2 處理后的秧苗損失率Fig.2 The result of seedling loss rate after treatment

圖3 處理后的卵塊減少率Fig.3 The reduction rate of egg mass after treatment

3 討論與結(jié)論

生物活性測(cè)試和大田試驗(yàn)結(jié)果表明，皂莢乙醇提取物具有顯著的殺螺活性,對(duì)幼螺和成螺72 h的半數(shù)致死量分別為40.56、109.83 mg·L-1;田間試驗(yàn)表明，皂莢提取物對(duì)福壽螺有較好的防效，施用40 g·m-2的皂莢提取物處理7 d后秧苗損失率為0，卵塊減少率為100.00%，防治效果為(99.12±1.26)%；其對(duì)福壽螺的毒殺活性顯著高于蓖麻RicinuscommunisL.籽提取液，蓖麻籽提取液對(duì)福壽螺的LC50為3.82 g·L-1(王嬋娟等，2021)。而4 g·L-1的博落回Macleayacordata(Willd.) R.Br.、夾竹桃NeriumoleanderL.、魔芋AmorphophallusBlume、烏藥Linderaaggregata(Sims) Kosterm和美洲商陸PhytolaccaamericanaL.乙醇提取物對(duì)幼螺的相對(duì)毒殺率分別為83.15%、55.06%、46.07%、37.08%和34.83%，對(duì)成螺的相對(duì)毒殺率分別為35.56%、28.89%、26.67%、23.33%和17.78%(閆小紅等，2011)，此5種植物乙醇提取物的殺螺活性顯著低于皂莢提取物。4 g·L-1的血水草EomeconchionanthaHance乙醇提物對(duì)福壽螺幼螺的相對(duì)毒殺率為86.67%，對(duì)成螺的相對(duì)毒殺率為36.67%(周兵等，2011)；此外，茶皂素對(duì)福壽螺對(duì)成螺、中螺和幼螺的LC50值(有效成分)分別為2.61、2.39和2.68 mg·L-1(麻程軍等，2021)，顯著高于皂莢提取物的殺螺活性，可能是因?yàn)楸狙芯恐性砬v提物未經(jīng)純化，致使皂莢提物中的有效成分過(guò)低，后期將進(jìn)一步研究皂角果莢的有效成分提取方法，并開(kāi)發(fā)出合適的劑型進(jìn)行大田試驗(yàn)，充分挖掘其殺螺活性。

綜上所述，皂莢提取物具有顯著毒殺福壽螺的活性，極具開(kāi)發(fā)為植物源殺螺劑的潛力，有待進(jìn)一步開(kāi)發(fā)與利用。