舞花姜在杀螨杀虫方面的用途及其生物农药与制备方法
阅读说明：本技术 舞花姜在杀螨杀虫方面的用途及其生物农药与制备方法 (Application of wuhuajiang in mite killing and insect killing, biological pesticide and preparation method thereof ) 是由 刘志龙 权美蓉 刘奇志 于 2021-01-12 设计创作，主要内容包括：本发明“舞花姜在杀螨杀虫方面的用途及其生物农药和制备方法”属于生物防治领域。本发明涉及舞花姜在杀螨杀虫方面的用途,以及基于舞花姜精油的生物农药。本发明的生物农药可高效杀灭害螨及仓储害虫,同时无毒无害、安全可靠、成本低廉。(The invention relates to application of alpinia dancing flower in mite killing and insect killing, a biological pesticide and a preparation method thereof, belonging to the field of biological control. The invention relates to application of alpinia dancing flower in mite killing and insect killing, and a biopesticide based on alpinia dancing flower essential oil. The biological pesticide of the invention can efficiently kill harmful mites and storage pests, and is simultaneously nontoxic, harmless, safe, reliable and low in cost.)
技术领域
本发明属于生物农药技术领域，涉及舞花姜在杀螨杀虫方面的用途及其生物农药与制备方法。
背景技术
二斑叶螨(Tetranychus urticae)是一种世界性害螨，属于蛛形纲。二斑叶螨寄主植物十分广泛，达50余科800多种，常见的有草莓、茄子、黄瓜、番茄、辣椒、大豆、豇豆、芸豆、高粱、西瓜、黄瓜、桃、梨、苹果、杏、李、樱桃、天竺葵、一品红和棉花等多种作物和近百种杂草。二斑叶螨成、若螨均可产生为害，发生初期害螨多聚集在叶背主脉两侧，受害叶片正面叶脉两侧表现失绿，随着螨量的增加和为害程度的加剧，叶片很快失绿，渐变为褐色，叶片逐渐变硬变脆，最后枯黄脱落。防治二斑叶螨的主要依靠施用化学合成的杀螨剂，由于长期使用，目前二斑叶螨对常用杀螨剂，如阿维菌素、哒螨灵、唑螨酯、噻螨特等多种药剂均产生较高抗性，推荐剂量基本无效。同时化学药剂的使用，对非靶标生物也具有杀伤作用，破坏生态平衡，引起害螨的再猖獗。迫切需要发现高效环境友好的杀螨剂。
西花蓟马(Frankliniella occidentalis)属缨翅目蓟马科昆虫，是一种世界性的危险害虫，其寄主范围广，食性杂，寄主植物包括马铃薯、茄子、辣椒、黄瓜、花卉、香蕉、芒果等500多种重要经济作物和粮食作物，随着西花蓟马的不断扩散蔓延，其寄主种类仍然在持续增加。西花蓟马以锉吸式口器取食植物的茎、叶、花、果，导致花瓣退色、叶片皱缩，茎和果则形成伤疤，最终可能使植株枯萎，同时还传播番茄斑萎病毒在内的多种植物病毒，对农业生产造成严重威胁。由于西花蓟马虫体小，危害活动隐秘，能进行孤雌生殖,繁殖能力强,种群增长迅速,化学防治仍然是主要的防治手段，但由于化学农药长期不合理的使用，造成了西花蓟马对有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯类及多杀菌素等杀虫剂产生了不同程度的抗药性，这不仅增加了防治难度，同时也加大了对环境的压力。生产中迫切需要发现对西花蓟马有效的绿色无公害杀虫剂。
舞花姜(学名：Globba racemosa)是姜科、舞花姜属多年生草本植物，株高可达1米；茎基膨大。叶片长圆形或卵状披针形，顶端尾尖，基部急尖，叶片二面的疏毛或无毛，叶舌及叶鞘口具缘毛。圆锥花序顶生，苞片早落，花黄色，各部均具橙色腺点；花萼管漏斗形，裂片反折，侧生退化雄蕊披针形，与花冠裂片等长；唇瓣倒楔形，花药两侧无翅状附属体。蒴果椭圆形，6-9月开花。舞花姜分布于印度和中国，在中国主要分布于南部至西南部各省区。生长于海拔400-1300米的林下荫湿处。舞花姜形态奇特，花色金黄。其盛开的花朵犹如翩翩起舞的少女，婀娜多姿。适合室内盆栽观赏或作切花材料。舞花姜地下茎入药，性味辛，性温，健胃消食；目前有报道舞花姜可治疗胃脘痛，食欲不振，消化不良。
但本领域尚未出现舞花姜可用于生物防治领域杀灭害虫的报道。
发明内容
根据本领域的上述空白，本发明提供舞花姜在杀螨杀虫方面的用途及其生物农药和制备方法，本发明的生物农药对人和动物安全无毒，对环境友好，且对害虫害螨有效。
本发明要求保护的技术方案如下：
舞花姜在杀螨杀虫方面的用途。
所述螨为害螨，所述虫为农业害虫；
优选地，所述害螨为二斑叶螨；
优选地，所述农业害虫选自西花蓟马。
所述杀螨杀虫的方式为触杀或熏杀。
所述的舞花姜在杀螨杀虫方面的用途，其特征在于，采用舞花姜精油杀螨杀虫；
优选地，所述舞花姜精油提取自舞花姜的地下部分。
舞花姜在制备生物农药方面的用途。
一种生物农药，其特征在于，其活性成分为舞花姜精油。
所述生物农药选自杀螨剂、和/或，杀虫剂；
优选地，所述舞花姜精油提取自舞花姜的地下部分；
优选地，所述舞花姜精油的杀螨杀虫活性成分包括：莰烯、对甲基茴香醚、1,8-桉油精、4-萜品醇、α-萜品醇、乙酸龙脑酯。
一种生物农药的制备方法，其特征在于，将舞花姜的地下部分进行蒸馏萃取而得。
所述蒸馏指用水煮法蒸馏8-12h得到油水混合物；
优选地，所述用水煮法处理8-12h，优选10h；
优选地，所述萃取指将油水混合物用正己烷萃取；
优选地，所述萃取的水浴温度为38-45℃，优选40℃；
优选地，萃取所得的混合物经干燥后蒸发去除正己烷；
优选地，所述干燥指采用无水硫酸钠干燥；
优选地，所述蒸发指采用旋转蒸发器在40-45℃蒸发。
本发明请求保护舞花姜在防治害虫害螨中的用途。
舞花姜在制备防治害虫害螨的产品中的用途。
舞花姜总挥发油在防治害虫害螨中的用途。
所述舞花姜总挥发油以舞花姜为原料，采用水煮法制备而得。
舞花姜总挥发油在防治害虫害螨的药剂中的用途，其特征在于，所述药剂的药效成分为舞花姜总挥发油。
所述舞花姜总挥发油采用水煮法制备而得。
所述水煮法，包括蒸馏、萃取、脱水、溶剂蒸发步骤。
一种防治害虫害螨的药剂，其特征在于，所述药剂的药效成分为舞花姜总挥发油。
一种防治害虫害螨的药剂，其特征在于，所述药剂的药效成分包括舞花姜总挥发油。
一种防治害虫害螨的方法,其特征在于：
使舞花姜材料中的气味物质散发到待防治储粮空间中、
使舞花姜总挥发油在待防治储粮空间中挥发或熏蒸，和/或
在可能出现害虫害螨的场所、粮食上或者储粮容器中喷洒舞花姜总挥发油。
可以根据需要制备成各种形式的防治害虫害螨的产品，用于不同规模的害虫害螨的防治。
经进一步研究发现，以舞花姜为原料提取的总挥发油防治害虫害螨的效果更好。本发明的研究表明，从舞花姜中提取的总挥发油，对害虫害螨具有显著的触杀和熏蒸活性，能够预防和减轻害虫对储粮的危害。舞花姜总挥发油作为天然的杀虫活性物质，在使用后其活性消失或被微生物分解，不污染粮食和环境，对人畜安全，可直接应用于害虫害螨的防治；由于舞花姜总挥发油是从植物中提取出来的，其有效成分复杂多样，作用于靶标生物时其作用机理各不相同，这样就使得靶标生物很难对其中的各个成分产生抗药性，从而获得持久的防治效果；与化学农药相比，舞花姜总挥发油的有效成分在杀灭害虫后易被分解，不会在害虫体内累积，因此不易对其它的有益昆虫或者害虫天敌造成危害，保护了生态环境。
在本发明的一些实施例中，所述舞花姜总挥发油采用水煮法制备而得。
在本发明的一些实施例中，所述水煮法法，包括蒸馏、萃取、脱水、溶剂蒸发步骤。
在本发明的一个实施例中，所述舞花姜总挥发油通过以下制备方法制备而得：将5000g舞花姜植物切片，将切片后的舞花姜放入改良后的高压灭菌锅，加水，浸泡后，用水煮法蒸馏8-12h，得到的油水混合物用正己烷进行萃取，萃取所得物用无水硫酸钠脱水后，用旋转蒸发器在40-45℃的水浴锅中减压蒸发浓缩，回收正己烷，所得残留油状液即为舞花姜总挥发油。制备方法简易，所需试剂成本低，有利于大量生产，便于大规模的害虫害螨防治。
在本发明的另一些实施例中，用于防治害虫害螨的药剂，其药效成分为舞花姜总挥发油。
根据本领域技术人员的技术常识，本发明上述用于防治害虫害螨的药剂也可以加入一些本领域技术人员公知的具有杀灭害虫害螨活性的植物挥发油或其它种类的化学物质。
本发明一种防治害虫害螨的药剂，可用于储粮中害虫害螨的防治。室内毒力测定表明，舞花姜总挥发油对害虫害螨具有显著的杀虫效果。由于舞花姜总挥发油是从姜科植物舞花姜中提取出来的挥发油状成分的总和，其有效成分复杂，作用位点多，不易使害虫害螨产生抗药性，可以起到长期有效的防治效果。
本发明还提供一种防治害虫害螨的方法。其特征在于：使舞花姜材料中的气味物质散发到待防治储粮空间中、使舞花姜总挥发油在待防治储粮空间中挥发或熏蒸，和/或在可能出现害虫害螨的场所、粮食上或者储粮容器中喷洒舞花姜总挥发油。可根据储粮空间的大小、害虫害螨的繁殖速度及储粮环境温度等实际因素，选用适合的由舞花姜制成的防治害虫害螨的产品，采用合适的方法进行害虫害螨的防治。
综上所述，本发明一种防治害虫害螨的药剂，属于植物源杀虫剂，易分解，不污染环境，对人畜安全；其有效成分舞花姜总挥发油，对害虫具有多种作用机理，不易使害虫产生抗药性，可长期使用；所述药剂灭虫后失去活性，不会积累在害虫体内，保护了生态环境；其制备方法简单易行，且舞花姜野生植株分布广泛、原料易得、成本低，适合大规模生产，可广泛用于害虫害螨的防治。
舞花姜总挥发油：本发明中也叫做“舞花姜精油”，指采用舞花姜为原材料，以本领域常用的用于植物总挥发油提取的常规手段提取到的挥发油混合物，其成分根据本领域技术人员采用的提取工艺的不同会有所差异。
本发明还请求保护舞花姜在防治害虫害螨中的应用。
本发明提供了舞花姜在防治害虫害螨中的用途，可以根据实际需要，使用多种形式的产品采用各种方法进行害虫害螨的防治。以下描述仅作为举例说明，不能作为对舞花姜在防治害虫害螨中的用途的限制。本领域技术人员可根据本发明的技术方案和现有技术知识实施各种可能的应用。
以下举例说明舞花姜在防治害虫害螨中的应用：
1、储粮未遭受害虫害螨危害时：可采用固体或半固体剂型的由舞花姜制成的药剂，在储粮空间的四个角落和中部位置放置药剂(根据储粮空间的实际大小均匀放置药剂)，使舞花姜材料中的气味物质缓慢地散发到待防治储粮空间中，对储粮进行持久的保护。
2、储粮已遭受害虫害螨危害时：可采用液体剂型的由舞花姜制成的药剂，根据害虫危害的大小采用自然挥发、人为熏蒸或喷洒的方法，使舞花姜总挥发油挥发到整个储粮空间中，迅速杀灭害虫害螨，将危害降至最低程度；待害虫害螨被完全杀灭后，再换成固体或半固体剂型的由舞花姜制成的药剂，长期预防害虫的再次危害。
3、储粮环境温度低时：可采用液体剂型的由舞花姜制成的药剂，采用自然挥发、人为熏蒸或喷洒的方法，使舞花姜总挥发油挥发到储粮空间中，防治害虫害螨。
4、储粮环境温度高时：可采用固体或半固体剂型的由舞花姜制成的药剂，均匀分布于储粮空间中，防治害虫害螨。
具体实施方式
下面参考具体实施例对本发明进行说明，需要说明的是，这些实施例仅作为解释和说明，而不能理解为对本发明保护范围的限制。
实验材料的来源和获取途径
西花蓟马、二斑叶螨均为申请人实验室饲养，二者均为常见的昆虫/螨类，在自然界中很容易获得。
舞花姜于2020年10月采集自云南保山。
舞花姜精油：本发明的方法适用于具有挥发性、能随水蒸气蒸馏而不被破坏、在水中稳定且难溶或不溶于水的药材成分的浸提。
本发明制备舞花姜精油的方法如实验例1。本发明未特别说明的实验试剂均为本领域常规试剂，或采用本领域常规方法配制而得，可商购获得，规格为实验室纯级即可。
第1组实施例、舞花姜的生物防治新用途
本组实施例提供舞花姜在杀螨杀虫方面的用途。
在具体的实施例中，所述螨为害螨，所述虫为农业害虫；
优选地，所述害螨为二斑叶螨；
优选地，所述农业害虫选自西花蓟马。
在一些实施例中，所述防治指杀灭；
在另一些实施例中，所述杀灭方式为触杀或熏杀。
在进一步的实施例中，采用舞花姜精油杀螨杀虫。
优选地，所述舞花姜精油提取自舞花姜的地下部分。
第2组实施例、舞花姜的生物防治制药用途
本组实施例提供舞花姜在制备生物农药方面的用途。
在具体的实施例中，所述生物农药包括但不限于：杀虫剂，杀螨剂。
更具体地，所述生物农药可制成本领域的常规剂型，包括但不限于：粉剂、可湿性粉剂、滴剂、胶悬剂、乳油、喷射剂、气雾剂、毒饵、蚊香、粘捕剂、烟剂、杀虫涂料等等。
第3组实施例、本发明的生物农药
本组实施例提供一种生物农药。本组所有的实施例都具备如下共同特征：所述生物农药的活性成分为舞花姜精油。
在具体的实施例中，所述生物农药的剂型选自杀螨剂或杀虫剂；
优选地，所述舞花姜精油的活性成分包括：表1中的下述成分经鉴定为杀虫的活性成分：莰烯、对甲基茴香醚、1,8-桉油精、4-萜品醇、α-萜品醇、乙酸龙脑酯。
在进一步的实施例中，所述生物农药还包括本领域常见的杀虫剂领域可接受的辅料，包括但不限于：乳化剂、有机溶剂、填料、湿润剂、稀释剂等。
第4组实施例、本发明生物农药的制备方法
本组实施例提供一种生物农药的制备方法。本组所有的实施例都具备如下共同特征：所述制备方法包括：将舞花姜进行水煮、萃取而得。
在具体的实施例中，所述用水煮法处理8-12h得到油水混合物；
优选地，所述萃取指用正己烷对蒸馏得到的油水混合物进行萃取；
优选地，所述萃取的水浴温度为35-40℃，优选40℃；
优选地，所述水煮前将舞花姜切片；
优选地，所述将舞花姜的地下部分切片后水煮8-12h。
优选地，萃取所得的混合物经干燥后蒸发去除正己烷；
优选地，所述干燥指采用无水硫酸钠干燥；
优选地，所述蒸发指采用旋转蒸发器在40-45℃蒸发。
实验例1、舞花姜精油的制备方法
本发明中，提供一种舞花姜精油的提取方法，但仅用于实现本发明目的的舞花姜精油，不限于本方法的提取。
将5000g新鲜舞花姜的地下部分切片，利用水煮法得到的油水混合物用正己烷进行萃取，萃取所得物用无水硫酸钠脱水后，用旋转蒸发器在40-45℃的水浴锅中减压蒸发浓缩，回收正己烷，所得残留油状液即为舞花姜挥发油。
实验例2、舞花姜精油的GC-MS检测
将实施例1制备的舞花姜精油送北京师范大学气质检测中心进行检测。
采用Agilent6890N气相色谱仪和Agilent5973N质谱检测仪。
HP-5MS30mm×0.25mm×0.25μm石英毛细管柱，初始柱温60℃保持1分钟，以12℃/min的速率程序升温至180℃保持0.5分钟，再以25℃/min的速率程序升温至280℃保持18分钟，汽化器温度280℃，载气氦气，柱流量1.0mL/min，分流比1∶10。
质谱电离方式EI，电子轰击能量70eV，扫描质量范围20-550m/z，扫描时间2秒。
取舞花姜植物精油1μL(500倍正己烷稀释液)进样，用气相色谱-质谱联用仪分析鉴定，通过HP-MSD化学工作站检索Nist05标准质谱图库，并结合有关文献，检测并鉴定到30个峰。鉴定结果如下表1所示：
表1.舞花姜精油的化学成分
上表1中鉴定出来的全部成分的总百分比未到100％，是因为舞花姜精油中仍存在未知成分，它们可能是新的化合物，无法利用现有的GC-MS检测方法鉴定出来。
实验例3、舞花姜精油对害虫害螨的室内毒力测定
采用叶碟法对二斑叶螨进行本发明舞花姜精油的杀灭效果验证，具体操作如下：12孔细胞培养板，在培养板内壁涂聚四氟乙烯，用电吹风吹干；水和琼脂以100:1.5的比例在微波炉中加热混匀，倒入12孔细胞培养板中(每孔约2-3ml)，冷却至凝固；取新鲜未施用农药的芸豆叶片，用直径19mm的打孔器将叶片打孔，制成圆形叶碟；取一定量的舞花姜精油加无水乙醇(量不超过药液体系的2％)溶解，加二甲基亚砜(不超过药液体系的1％)助溶，配制成母液，后用蒸馏水稀释至所需浓度并得到所述药液体系；将叶碟浸入药剂10s后取出，晾干，将沾过药液的芸豆叶片背面朝上放在倒有琼脂的培养板上，每孔接入10只二斑叶螨成螨；用宣纸将培养板有孔的一面粘贴牢固并放进培养箱中，温度26-28℃，相对湿度为65％-75％，光周期L:D＝16:8；24h后在体视镜下观察记录死亡数量，用毛笔接触动者为活，不动者为死，计算LD50。
死亡率(％)＝死亡数/试虫数*100
校正死亡率(％)＝(处理组死亡率-对照组死亡率)/(1-对照组死亡率)*100
半致死剂量(LD50)：指能引起50％供试个体死亡的所需剂量。利用Probit软件计算而得。
结果如下表2所示：
表2、本发明的舞花姜精油对二斑叶螨的致死试验数据
西花蓟马致死实验：取一定量舞花姜精油加无水乙醇(量不超过药液体系的1％)溶解，加吐温80(不超过药液体系的0.5％)助溶，配制成母液，后用蒸馏水稀释至所需浓度并得到所述药液体系备用；将1mL药液放入容积为22mL玻璃闪烁瓶中，均匀滚动数圈，形成药膜，将药液倒出，闪烁瓶晾干备用。取新鲜未施用农药的扁豆，将扁豆制成1cm见方长段浸入药剂10s后取出，晾干，放置于闪烁瓶中；每个处理设置5个重复，每个重复接入10头西花蓟马的二龄若虫，150目防虫网封瓶口；放置于室温下，24h后观察结果，以毛笔拨动虫体，虫体不动记为死亡。
死亡率(％)＝死亡数/试虫数*100
校正死亡率(％)＝(处理组死亡率-对照组死亡率)/(1-对照组死亡率)*100
半致死剂量(LD50)：指能引起50％供试个体死亡的所需剂量。利用Probit软件计算而得。
结果如表3所示：
表3、本发明的舞花姜精油对西花蓟马的致死试验数据
上表2-表3中的半致死剂量LC50的含义为：24小时内，每毫升药液体系(以酒精、二甲基亚砜、蒸馏水为溶剂)中含有的舞花姜精油的毫克数，以这样的浓度处理，供试个体死亡率可以达到50％的死亡率。
本领域公知，毒理学试验中，只需要5-6个有效浓度即可，且该浓度下，有昆虫个体死亡，100％和0％死亡率的浓度都不能算是有效浓度，因此本实验例分别基于表2-表3所列示的5个系列浓度(每个浓度分别设5个重复)测定出杀螨和杀虫的半致死剂量。