源于富营养化污水水培药用植物提取物抑菌杀虫活性研究

发布时间：2020-04-20 00:05

【摘要】：基于当前我国面临的严重水体污染和水资源短缺以及为减少病虫草害给农业生产造成损失所导致的化学农药滥用而引发的一系列生态环境恶化和农产品质量安全问题,以及如何对污水水培植物生物质资源加以有效利用问题一直没能找到理想的一体化全程解决方案。针对以上难题,本论文提出利用药用植物修复富营养化水体,吸附水体中的氮磷成分,以此作为药用植物生长所必须的营养元素,再进一步利用药用植物生物质提取生物源农药,为提供低毒、低残留、无抗性的生物源农药提供植物材料,从而达到治理污水、固定二氧化碳、生产植物源农药产品等一举多得的目的,可为生物源农药生产提供新思路,以及为药用植物种质资源开发利用提供新途径。首先,本研究选择具有较高经济价值及生命力旺盛的芳香型药用植物(蒿属植物类的黄花蒿和艾蒿、薄荷和烟草),利用富营养化污水水培该四种芳香型药用植物,观测这四种芳香型药用植物的生长情况及对其对污水的净化效果。实验结果发现,该四种芳香型药用植物在重度富营养化水中都能正常生长,并且,植物的长势、叶色、外形与土培相似;实验结果还发现,水培药用植物能明显改善富营养化水的水质,而且药用植物能改善自身的结构来适应外界环境的变化,因此,这四种芳香型药用植物都能作为富营养化污水的修复植物。在水培了该四种药用植物45天后,测定污水中的氮磷含量,计算其去除氮磷的比率,得出烟草去除总氮(TN)的能力较强,去除率达到了88.68%;薄荷去除总磷(TP)的能力较强,去除率达到了75.33%;该四种植物对生长所必需的氮磷元素都有很强的吸收能力。其次,以水稻纹枯、草莓炭疽、梨炭疽、小麦赤霉、麦冬炭疽、棉枯、玉米弯孢和马铃薯晚疫作为供试的病菌,对源于富营养化污水水培的这四种药用植物不同溶剂提取物的抑菌活性进行了研究,并探讨了不同提取方法的提取效率。实验结果发现,不同的提取方法及提取试剂对不同的植物提取率都不同,不同溶剂的提取效率以无水乙醇的提取效率最高,两种不同的提取方式主要是索式提取的提取率更高。黄花蒿以同种溶剂不同的提取方法对8种真菌进行了抑菌活性比较,从抑菌活性来看,整体差异不大,其中的7种真菌抑制效果差不多,只有小麦赤霉属于异种菌株,超声乙醇提取的黄花蒿提取物抑制小麦赤霉的效果远远好于索式乙醇提取的黄花蒿提取物对小麦赤霉的抑制效果,一个EC_(50)是2.0948 g/L,一个是无抑制效果,说明提取的过程中对小麦赤霉有效的成分已经挥发。进一步分析了这四种药用植物提取物对供试植物病原菌的抑菌活性结果发现,各种提取物对水稻纹枯和炭疽类真菌都有较好的抑制效果,其中对水稻纹枯抑菌效果较好的有烟草丙酮提取物和艾蒿的乙醇提取物,对水稻纹枯的EC_(50)分别是0.1947 g/L和0.3195 g/L。对梨炭疽抑制效果较好的有烟草的丙酮提取物和黄花蒿的乙醇提取物,其EC_(50)分别是0.56 g/L、0.7033 g/L,对草莓炭疽抑制效果较好的有艾蒿的丙酮提取物和薄荷的乙酸乙酯提取物,EC_(50)分别是0.9374 g/L和0.8003 g/L,其所有的植物病原菌里面,除了对马铃薯晚疫的抑制效果基本上属于无效,对剩下的一些供试菌株里面,各种提取物对这些真菌的抑制也有较好的效果。4种植物的丙酮提取物对其中的梨炭疽、棉花枯萎镰刀菌和玉米弯孢进行孢子萌发实验,发现提取物都能有效抑制孢子的萌发。再次,对源于富营养化污水水培的这四种药用植物不同溶剂提取物的杀虫活性进行了研究。实验结果发现,这四种药用植物(黄花蒿、艾蒿、薄荷和烟草)丙酮提取物均对蚜虫具有一定触杀作用,并且提取物的浓度与蚜虫的死亡率成呈正相关,24 h致死中浓度(LC)分别是0.4211 g/L、0.1782 g/L,0.4015 g/L、0.608 g/L,毒力回归方程见表4-23。其中,对蚜虫触杀毒力最强的是薄荷,其12 h内的LC_(50)为0.705 g/L。最后,利用GC-MS对源于富营养化污水水培的这四种药用植物提取物的抑菌杀虫活性成分进行了初步分析。
【图文】：

黄花蒿,乙醇提取物,总离子流,GC-MS分析

24 y=5.2538+1.1744x 0.9341 0.6084.7 四种药用植物提取物的 GC-MS 初步分析图4.1到4.12是4种植物的总离子流图谱，对其中的各种成分由于出峰时间不同，得到的不同物质。从图中能看到，不同提取溶剂的离子分析图，，其主要物质的出峰时间差不多持平。黄花蒿含有顺式-Z-α-环氧红没药烯 cis-Z-α-Bisabolene epoxide，二十二碳六烯酸Doconexent，Deoxy 青蒿素 Deoxyqinghaosu，青蒿 B Arteannuin b，桉树脑 2，3 一Dehydro-1

乙酯,总离子流,黄花蒿,提取物

图 4.2 黄花蒿的乙酯提取物 GC-MS 分析总离子流图谱Fig4.2 The TIC of GC-MS of ethyl ester extract from Artemisia annua Linn.
【学位授予单位】：安徽农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ458;X52

【参考文献】