一种趋避草地贪夜蛾的吴茱萸提取物及其应用
阅读说明：本技术 一种趋避草地贪夜蛾的吴茱萸提取物及其应用 (Evodia rutaecarpa extract for evading spodoptera frugiperda and application thereof ) 是由 唐照磊 苏月贵 杜青 李石初 于 2021-02-05 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种趋避草地贪夜蛾的吴茱萸提取物及其应用,制剂来源于药用植物吴茱萸果实及叶片的提取物,对玉米草地贪夜蛾具有长期趋避作用,减少草地贪夜蛾在玉米植株上的产卵,达到长效防治草地贪夜蛾的目的,节省了劳动力,保护了农田生态环境,为研究开发草地贪夜蛾趋避剂奠定基础及提供原料。(The invention discloses a evodia rutaecarpa extract for repelling Spodoptera frugiperda and application thereof, wherein a preparation is derived from extracts of medicinal plant evodia rutaecarpa fruits and leaves, has a long-term repelling effect on corn Spodoptera frugiperda, reduces spawning of Spodoptera frugiperda on corn plants, achieves the purpose of long-acting control of Spodoptera frugiperda, saves labor force, protects the ecological environment of a farmland, lays a foundation for researching and developing Spodoptera frugiperda repelling agents and provides raw materials.)
【技术领域】
本发明涉及植物源农药技术领域，具体涉及一种趋避草地贪夜蛾的吴茱萸提取物及其应用。
【背景技术】
草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda(J.E.Smith)属鳞翅目(Lepidoptera)夜蛾科(Noctuidae)灰翅夜蛾属(Spodoptera)，又名秋黏虫，起源于美洲地区，是联合国粮农组织全球预警的跨国界迁飞性重大害虫，具有适生区域广、迁飞能力强、繁殖倍数高、暴食危害重、防控难度大等特点，自2019年1月入侵我国云南以来，迅速席卷国内多个省市，给我国的粮食生产带来了巨大的威胁。
草地贪夜蛾繁衍生存的适宜温度为11℃-30℃，在日均气温接近或低于9℃以下的中国北方地区无法越冬，但由于其成虫可以迁飞且能力卓越，如遇中国春夏北向气流一晚上即可迁飞100km-500km，最远的甚至达到1600km，因此被赋予了“行军虫”的别称。每年春季气温回升，成虫便向北迁徙。草地贪夜蛾发育的速度会随着气温的提升而变快，一年可繁衍数代。草地贪夜蛾繁殖一代夏季只需30d、春秋60d、冬季80-90d。成虫寿命长达15-20d，一次产卵可超过1500粒，2-4d即可孵化。草地贪夜蛾属于杂食性害虫，幼虫喜食嫩叶，可大量啃食禾本科如水稻、甘蔗、棉花、花生、大豆和玉米之类细粒禾榖及菊科、十字花科等80多种农作物，高龄幼虫可为害作物根、茎，甚至钻入玉米穗内啃食；如发现不及时，一夜之间数亩庄稼便会被危害殆尽，一般损失在20％-60％不等，严重田块甚至绝收，造成严重的经济损失。
根据为害作物不同，草地贪夜蛾可分为玉米型(主要为害玉米、棉花等)和水稻型(主要为害水稻、苜蓿等)两个大类。目前在我国为害的草地贪夜蛾主要是玉米型。据统计，2019年草地贪夜蛾在我国26个省份的1500多个县(市、区)发生，2020年我国玉米受草地贪夜蛾为害面积约3000万亩，主要发生在我国南部省区，给当地玉米生产带来了巨大的损失。该害虫在玉米全生育期的叶片、果穗、雄花、花丝等部位都能造成为害。幼苗到抽雄期间为害造成叶片穿孔，生长点被啃食后植株枯死；雄花被害造成玉米植株无法开花；花丝受害后造成玉米无法授粉；果穗受害后，造成籽粒产量减少，还会引起玉米穗粒腐病的大发生。常发区如果不进行农药防治，将造成减产50％以上甚至绝收。
草地贪夜蛾具有迁飞性、重叠严重，四龄幼虫后食量暴增，具有爆发性等特征，目前的多数杀虫剂虽然能有效防治该害虫，但是由于其成虫的迁飞性和产卵量大，杀虫剂一般只具有7-10天左右的持效期，所以需要在一个生产周期内多次使用杀虫剂进行防治。调查发现，2020年广西作为草地贪夜蛾的常发区，每个玉米生产周期内农户需要使用3-7次化学农药针对草地贪夜蛾进行防治，造成了劳动力和生产成本的投入大量增加，也造成了食品安全和环境污染等问题，所以探索防治草地贪夜蛾的长效、绿色、低成本、低劳动力投入的防治药剂和防治方法是当前的重要任务。
目前，化学农药仍是防治草地贪夜蛾的主要手段。据统计，在玉米上，5％种苗断茎，20％幼小植株叶丛(生长前30天)受害，一般需要化学防治。高粱上，该虫经济阈值为每叶1头(或2头)幼虫，或每穗上有2头。但是由于草地贪夜蛾幼虫多潜伏在玉米等植物的轮生叶内，喷洒化学农药难以直接达到虫体；此外，现在草地贪夜蛾对有机磷类、氨基甲酸酯类和拟除虫菊酯类等化学杀虫剂已经产生了较强的抗药性。与此同时，化学农药的大量使用也产生了很多生态环境问题，例如化学农药的富集杀死了大量有益昆虫--蜜蜂等。鉴于此，生物防治方法防控草地贪夜蛾显得尤为重要。
随着人们崇尚自然、保护环境、关注食品安全的意识日渐增强，无公害生物农药产业及生物防治研究领域获得了难得的发展机遇。现已发现的草地贪夜蛾的天敌昆虫种类较多，主要有寄生蜂、寄生蝇及捕食蝽类。这些天敌昆虫通过寄生或者捕食草地贪夜蛾幼虫，在一些地区达到较好的防治效果。
现已发现的草地贪夜蛾的植物源农药种类较多，有效的主要有苦参碱、鱼藤酮及印楝素乳油等。研究表明，苦参碱对草地贪夜蛾具有致死和亚致死作用，但致死率相对较低。国内学者研究发现，温度20℃、湿度为70％、光照16/8h下，0.3％苦参碱水剂、6％鱼藤酮微乳剂和0.3％印楝素乳油对草地贪夜蛾处理5天后，致死率分别为41％、20％及5％。因此，为达到较好防治草地贪夜蛾效果，植物源农药需要进一步优化成分。
国内有报道药用植物作为生物农药的研究，例如中国专利申请CN201610132440一种吴茱萸作为农用杀菌剂的制备方法及其用途，由吴茱萸果实、果柄、果壳、叶经提取加工而成；其中主要活性成分的重量百分比例为：羟基吴茱萸碱6-10％、吴茱萸碱5-10％、吴茱萸次碱5-10％、去氢吴茱萸碱6-10％、双吴茱萸碱1-5％、吴茱萸庚碱1-5％、其他生物碱成分6-40％；将其加工制作成水乳剂，稀释后可用于防治多种植物病害。又例如中国专利申请CN202010141543一种连翘提取物用于防治农业害虫的用途，取连翘果和连翘叶置于75℃恒温烘箱中烘至恒重，粉碎过筛后，分别以1∶10-20(g/mL)料液比加入70％乙醇，于78-82℃回流提取2-4h，提取三次，过滤后合并滤液，滤液旋转蒸发浓缩得到连翘果和连翘叶乙醇提取物用于防治农业害虫，包括粘虫、玉米螟等。
尽管在国际国内利用生物源农药防治草地贪夜蛾早有报道，但是未检索到吴茱萸果实及叶片挥发物对草地贪夜蛾成虫具有趋避作用的报道和相关专利。
【
发明内容
】本发明的目的是针对目前玉米草地贪夜蛾防治技术中需要多次使用杀虫剂，造成食品安全、环境污染及劳动力浪费的不足，提供了一种趋避草地贪夜蛾的吴茱萸提取物及其应用，制剂来源于药用植物吴茱萸果实及叶片的提取物，对玉米草地贪夜蛾具有长期趋避作用，减少草地贪夜蛾在玉米植株上的产卵，达到长效防治草地贪夜蛾的目的，节省了劳动力，保护了农田生态环境，为研究开发草地贪夜蛾趋避剂奠定基础及提供原料。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种趋避草地贪夜蛾的吴茱萸提取物，其挥发性气体含有以下百分比的成分：
本发明的另一个目的是提供上述一种趋避草地贪夜蛾的吴茱萸提取物的制备方法，具体是一种趋避草地贪夜蛾的吴茱萸果实及叶片提取物的制备方法，包括如下步骤：
1)将吴茱萸果实及叶片粉碎；
2)将粉碎后的吴茱萸果实及叶片称重后，置于烧杯中，按质量:体积＝1:2.5:0.5的加入环己酮、叔丁醇，浸泡萃取8h-24h；
3)将上步骤得到的萃取液过滤，蒸发掉环己酮，得到吴茱萸提取物。
本发明中：
步骤2)所述的浸泡萃取，时间是24h。
步骤3)所述的蒸发掉环己酮，是用旋转蒸发仪在60℃、150rpm条件下蒸发掉环己酮。
本发明还有一个目的是提供上述一种趋避草地贪夜蛾的吴茱萸提取物在制备防治草地贪夜蛾的趋避剂中的应用。
和现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、本发明中的一种趋避草地贪夜蛾的吴茱萸提取物的制备方法与常见的方法相比，加入环己酮、丁叔醇，主要是为了萃取出β-月桂烯(.beta.-Myrcene)、D-柠檬烯(D-Limonene)、β-水芹烯(.beta.-Phellandrene)、β-罗勒烯(1,3,6-Octatriene,3,7-dimethyl-,(Z)-)这几个烯类成分对于防治草地贪夜蛾具有很好的效果。
2、本发明所述的一种趋避草地贪夜蛾的吴茱萸提取物，是利用吴茱萸果实及叶片提取物的挥发物防治草地贪夜蛾，利用了害虫嗅觉对一些物质较敏感而远离趋避物的特点，和传统的化学农药相比，具有绿色环保、持效期长、易操作等优点；与传统的生物杀虫剂相比，其田间防治作业更容易实施，不需要大量的劳动力进行喷药作业。本发明中的吴茱萸提取物经成虫趋避性测定、温室内对草地贪夜蛾成虫产卵习性的影响以及田间防治试验，明确其对草地贪夜蛾具有很强的趋避作用，可作为一种良好的菜地贪夜蛾成虫趋避剂，对倡导病虫害绿色防控具有重要的意义。
【附图说明】
图1是本发明实施例1得到的吴茱萸提取物的挥发气体采用气象色谱-质谱联合检测的样本总离子流(TIC)图中的正离子模式图。
图2是本发明实施例1得到的吴茱萸提取物的挥发气体采用气象色谱-质谱联合检测的样本总离子流(TIC)图中的负离子模式图。
【
具体实施方式
】
以下结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步说明。
实施例1：
一种趋避草地贪夜蛾的吴茱萸提取物的制备方法，包括如下步骤：
1)用破壁机将吴茱萸果实及叶片粉碎；
2)将粉碎后的吴茱萸果实及叶片称重后，置于烧杯中，按质量:体积＝1:2.5:0.5的加入环己酮、叔丁醇，浸泡萃取24h；
3)将上步骤得到的萃取液过滤，旋转蒸发仪在60℃、150rpm条件下蒸发掉环己酮，得到吴茱萸提取物。
上述得到的吴茱萸提取物，来自吴茱萸果实及叶片提取物且具有趋避玉米草地贪夜蛾活性的提取物，其挥发气体采用气象色谱-质谱联合检测后，其成分及含量见表1：
表1吴茱萸提取物挥发物成分及含量
实施例2：
一种趋避草地贪夜蛾的吴茱萸提取物的制备方法，包括如下步骤：
1)用粉碎机将吴茱萸果实及叶片粉碎；
2)将粉碎后的吴茱萸果实及叶片称重后，置于烧杯中，按质量:体积＝1:2.5:0.5的加入环己酮、叔丁醇，浸泡萃取8h；
3)将上步骤得到的萃取液过滤，旋转蒸发仪在60℃、150rpm条件下蒸发掉环己酮，得到吴茱萸提取物。
实施例3：
一种趋避草地贪夜蛾的吴茱萸提取物的制备方法，包括如下步骤：
1)用破壁机将吴茱萸果实及叶片粉碎；
2)将粉碎后的吴茱萸果实及叶片称重后，置于烧杯中，按质量:体积＝1:2.5:0.5的加入环己酮、叔丁醇，浸泡萃取16h；
3)将上步骤得到的萃取液过滤，旋转蒸发仪在60℃、150rpm条件下蒸发掉环己酮，得到吴茱萸提取物。
对比例1：
制备方法的步骤2)中是按质量:体积＝1:3的加入环己酮，其他同实施例1。
对比例2：
制备方法的步骤2)中是按质量:体积＝1:3的加入甲醇，其他同实施例1。
对比例3：
制备方法的步骤2)中是按质量:体积＝1:2.5:0.5的加入环己酮、甲醇，其他同实施例1。
结果：
表2实施例和对比例得到的吴茱萸提取物部分挥发物成分及含量
结果表明：
和对比例相比，本发明实施例将粉碎后的吴茱萸果实及叶片称重后，按质量:体积＝1:2.5:0.5的加入环己酮、叔丁醇，浸泡萃取，能最大化的提取出β-月桂烯(.beta.-Myrcene)、D-柠檬烯(D-Limonene)、β-水芹烯(.beta.-Phellandrene)、β-罗勒烯(1,3,6-Octatriene,3,7-dimethyl-,(Z)-)这几个烯类成分，对于后续用于防治草地贪夜蛾具有很好的效果。
实验例：
1、提取物对草地贪夜蛾成虫趋避作用室内测定
采用实施例1和对比例1得到提取物为原料，采用昆虫嗅觉测定仪测定挥发物对草地贪夜蛾成虫的趋避性，Y形昆虫嗅觉测定仪品牌及型号为天羚JSTL3-150，江苏天羚仪器有限公司生产，测试时通气量为0.16pb，每次测定时长为2min。共测定3次。按以下公式计算趋避率：趋避率(％)＝(ck区虫口数-处理区虫口数)×100/(CK区虫口数+处理区虫口数)。
表2草地贪夜蛾在Y型昆虫嗅觉测定仪中对中草药提取物挥发物的反应
结果表明：
通入实施例1的吴茱萸提取物挥发物的进气口附近平均有1头成虫，通入对比例1的吴茱萸提取物挥发物的进气口附近平均有8.3头成虫，通入清洁空气(CK)的进气口附近平均有16头成虫，综合计算实施例1的吴茱萸提取物挥发物对草地贪夜蛾成虫的趋避率为94.12％，对比例1的吴茱萸提取物挥发物对草地贪夜蛾成虫的趋避率为48.13％。
2、实施例1的吴茱萸提取物对草地贪夜蛾成虫趋避作用的网室测定
实施例1的吴茱萸提取物用1:1的丙酮溶解后，加入无菌水稀释成500倍、800倍1000倍的溶液，并加入1滴吐温80，配置成溶液备用，对照用等浓度的丙酮+吐温80溶液。
网室规格为长×宽×高＝6m×2m×2.2m，网室内分4个小区，每个小区1.5米，小区内播种玉米，播种规格为行距50cm×株距20cm，行长2m，每个小区保留30株玉米苗，待幼苗长到4片叶后，4个小区分别对应4种处理：喷雾吴茱萸提取物500倍、800倍和1000倍药液及对照溶液，各处理采用随机排列，再在网室内放入20头草地贪夜蛾雌虫和10头雄虫，5d后调查各小区处理中的产卵量。试验设置3个重复(3个网室)。按以下公式计算趋避率：趋避率(％)＝(CK区卵块数-处理区卵块数)×100/(ck区卵块数+处理区卵块数)结果见下表3：
表3不同浓度吴茱萸提取物喷雾玉米叶片后草地贪夜蛾的产卵数(个)
结果表明：
实施例1的吴茱萸提取物500倍、800倍和1000倍溶液喷雾玉米叶片后，草地贪夜蛾产卵全部集中于未喷药的对照组植株叶片上，吴茱萸提取物对草地贪夜蛾具有趋避作用，其500倍、800倍和1000倍稀释溶液对草地贪夜蛾产量的趋避率均为100％；
对比例1的吴茱萸提取物的500倍、800倍和1000倍稀释溶液对草地贪夜蛾产量的趋避率分别为22.22％、46.67％和62.96％；
对比例2的吴茱萸提取物的500倍、800倍和1000倍稀释溶液对草地贪夜蛾产量的趋避率分别为29.03％、42.86％和53.85％；
对比例3的吴茱萸提取物的500倍、800倍和1000倍稀释溶液对草地贪夜蛾产量的趋避率分别为20.00％、54.84％和65.52％。
结果表明实施例与对比例1-3相比，在同一浓度下，对草地贪夜蛾产卵的趋避作用显著高于对比例1-3。
3、田间防治试验
3.1施药装置的制作：将塑料牙签盒(直径4.5cm，高8cm)用烧红的镊子在盒子壁距离盖子约3cm处周围打6个小孔，再在盒中放入一团脱脂棉，脱脂棉约占盒子体积的二分之一，用8号铁线一端绕盒子螺旋状弯曲形成一个螺旋状支撑体，将盒子固定住，铁线另一端弯曲折叠形成三角形支架，便于插入地下作为固定物，注意保证盒子与地面高约60cm。
3.2试验设计及实施：试验区地块10.3亩，地块长方形，长122m，宽56m，周边有约200米天然隔离带，隔离带为废弃大棚，大棚中自然生长约5-7m的树木，对照区与试验区相距280米，同期播种玉米(品种为桂单162)。为确定草地贪夜蛾在对照区和试验区都有发生，在玉米出苗后，均不用药，在确认有草地贪夜蛾发生，且为害率达到30％左右后，在试验地块和对照地块同时使用5％甲维盐·氟铃脲(商品名为赢钻)喷药一次，清除为害的幼虫和虫卵，同时试验区使用实施例1的提取物进行防治，对照区不再用药进行防治。
实施例1的提取物的使用方法为：在地块周边每隔12m放置一个3.1中制作的施药装置，每个施药装置的盒子中加入30ml提取物，让盒子中的脱脂棉充分吸收药液，每7天补充一次实施例1提取物一次。
调查方法：在玉米乳熟期分别在对照区和试验区采用五点取样法调查花丝受害率，每个点取2行，每行连续调查50株，共调查100株玉米，根据花丝受害率计算防治效果，防治效果(％)＝(对照区花丝平均受害率-处理区花丝平均受害率)*100/对照区花丝平均受害率。
3.3结果
试验区和对照区于2020年9月13日使用5％甲维盐·氟铃脲(商品名为赢钻)分别喷药一次，试验区同一天使用实施例1提取物800倍溶液进行趋避防治，玉米生育期为V7期。10月28日调查玉米花丝受害情况。
表4吴茱萸提取物趋避防治草地贪夜蛾田间防治效果
结果表明：试验区玉米乳熟期花丝平均受害率为4.8％，对照区玉米乳熟期花丝受害率为93.8％，实施例1提取物趋避防治草地贪夜蛾田间防治效果为94.88％。
以上所述仅为本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，做出若干改进和变化，这些都属于本发明的保护范围。
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