中药复方抑菌剂对太子参连作地田间病害的防效及产质量影响

王若焱，华 萃，檀龙颜，王道平，张 忠，吴月君

（1贵州中医药大学，贵阳 550025；2遵义金喜农业科技有限公司，贵州遵义 563000；3贵州省中国科学院天然产物化学重点实验室，贵阳 550000）

0 引言

太子参是常用中药材，为石竹科植物孩儿参(Pseudostellariaheterophylla)的干燥块根，具有益气生津、健脾润肺的功效[1]。太子参主产于福建、江苏、贵州、安徽、浙江等省，在中国有近百年的栽培历史[2-3]。贵州省作为四大药材产区之一，引进栽培太子参已有20余年[4]，其中施秉县因种植面积大、产量高、品质优而挤身于全国太子参药材市场的生产大县[5]。然而长期以来，太子参均以块根进行繁殖，使太子参种源易退化，感病率增加，最终导致产量以及品质的下降[6-8]。其中病毒病在太子参病害尤为常见[9]，马铃薯Y病毒、烟草花叶病毒、黄瓜花叶病毒、芜菁花叶病毒等为目前已有病毒种类，发病率高达80%～90%[10-11]。田间调查表明贵州施秉种植区太子参病毒病一般5月初达到病害高发期，已成为制约施秉县太子参生产进一步发展的瓶颈之一[12-13]。

然而太子参病毒病的防治缺乏登记用药，盲目用药现象时有发生，对太子参生产安全和质量安全构成严重威胁。化学方法对于太子参病毒病防效有一定的效果，但仅起到一定的预防作用或在发病初期得到控制，病毒病发生后防治效果甚微[14-15]。国内药用植物资源广泛，能够产生的次生代谢产物超过20万种，是生物活性化合物的天然宝库，其中包含了大量的能控制病毒病的有效成分，既环保又无毒副作用[16]。前人研究表明从植物中提取的活性物质如多糖类、蛋白类等本身虽然对病原菌没有明显抑制作用，但可以增强栽培作物的免疫能力，从而达到抗菌抗病毒的作用[17]。中药复方是指由两味或两味以上药用植物组成，通过特定的加工方法，针对相对确定的病症而设的方剂，是中医方剂的主体组成部分。结合中医“整体观”、“未病先防”、“整体辩证施治”的理论，将中药复方的观点运用于植物，增强目标植物自身免疫能力，从而能够很好地抵抗病毒侵染。课题组前期以金银花、青蒿为主要原料的中药复方抑菌剂发现对烟草青枯病、白粉病、炭疽病、黑胫病、根黑腐病的病原菌具有体外直接抑菌效果，而大田试验表明抑菌剂能有效预防烤烟土传病害发生，降低病毒病危害程度，产值比对照提高近30%。但目前中药复方应用于太子参病毒病的防治研究较少，研发有效的配方是系统性缓解太子参病毒病的新途径，在作物领域跨界运用中药复方解决太子参生态系统瓶颈问题具有广阔前景。

因此，本研究为探索太子参病毒病防治的理想药剂，降低危害损失，确保太子参优质、高产和产业健康发展，以可提高作物抗逆性及产质量的中药复方抑菌水提物为切入点，并根据文献记载有抗病活性的药材为组方，通过太子参大田种植条件下小区试验，考察在病毒病自然发病情况下，各抑菌复配剂处理对太子参病毒病的防效，同时观察各处理对太子参产量、太子参总多糖及环肽B等指标的影响，筛选出防治病毒病的最优配方，以期获得一药多效、高效安全的太子参病毒病防治技术。

1 材料与方法

1.1 抑菌剂制备及主要化学成分

复配剂总液（试验中抑菌剂1号，下同）药材以金银花、青蒿为主要原料。各原料由贵州省遵义市药材市场购得。购买后由贵州省中国科学院天然产物化学重点实验室进行药材外观性状鉴定。本实验将复配剂制成浸膏，采用试管法和薄层法对复配剂水煎剂浸膏化学成分进行定性鉴别，明确复配剂中含有的大类成分和部分单体成分。

1.2 田间试验时间、地点及农事操作

试验年份为2018年，试验地为施秉县优匹克生态发展有限公司太子参基地（27°08′24.49″N，107°55′33.43″E，海拔937.01 m），选择太子参连作2年地块进行。各处理统一采用本草中药复方土壤改良有机肥1200 kg/hm2（2017年在茶叶和草莓等作物上经过小区试验筛选出的最优施肥组合，由中药复方原粉与米糠炒制而成）。

1.3 抑菌剂配方筛选试验设计

设置5个处理3个重复小区试验，分为以青蒿为主药进行组方加减的形成抑菌剂1号、2号、3号，以及抑菌剂+驱虫剂+抗病毒剂形成的混合液。设置噻菌铜（防治细菌性病害）、烯酰吗啉（防治真菌性病害）联用为化学药剂对照（表1）。本试验处理替代常规药剂，全生育期施用6次，其余生产措施同常规生产。

表1 中药复方抑菌剂配方筛选田间试验设计

1.4 复方病毒防治制剂与化学药剂联用试验设计

设置4个处理3个重复小区试验，将从1.3试验筛选出的最优抑菌剂抗病复方水剂与化学药剂联用，对病毒性病害进行联合防治，观察不同联用处理对太子参病毒病发生的统防效果。以噻菌铜（防治细菌性病害）+烯酰吗啉（防治真菌性病害）+吗啉胍乙酸铜+氨基寡糖素作为化学药剂对照。本试验处理替代常规药剂，全生育期施用6次，其余生产措施同常规生产（表2）。

表2 中药复方病害防治制剂与化学药剂联用效应田间试验设计

1.5 病害调查及分析方法

1.5.1 病害调查方法 在太子参生育期，于5月初开始病害发生高峰期调查病毒病及叶斑病发病率。病害调查时，每小区随机取40株太子参，调查每个处理小区的病叶数，计算发病率、病情指数和防治效果，如式(1)～(3)。病毒病分级标准：0级，无病新芽叶片；1级，病毒病新芽叶片卷曲程度和斑斓状占全叶的5%以下；3级，病毒病新芽叶片卷曲程度和斑斓状占全叶的6%～25%；5级，病毒病新芽叶片卷曲程度和斑斓状占全叶的26%～50%；7级，病毒病新芽叶片卷曲程度和斑斓状占全叶的51%以上。叶斑病分级标准：0级，无病斑；1级，病斑占全叶5%以下；3级，病斑占全叶6%～25%；5级，病斑占全叶26%～50%；7级，病斑占全叶51%以上。

1.5.2 统计分析方法 统计分析采用Excel；方差分析采用SPSS(version 22.0，SPSS Institute,Inc.)。

1.6 农事操作

1.6.1 施用方法 所有处理在太子参大田生长期间采用淋根及叶面喷雾的方式施用3次和5次。先喷雾叶面至有可见水雾附着叶面后，去掉喷头，将喷管对准植株顶部，淋根6～8 s，使药剂顺植株流入根系土壤。小苗时可直接用喷雾器将叶面与根部同时喷淋。

1.6.2 施用剂量 化学药剂根据商品说明推荐剂量溶解在15 L（1个标准手动喷雾器容量）清水中。移栽后大田15天后进行第一次喷施。每亩太子参施用1壶标准溶剂（标准手动15 L喷雾器）。移栽后30天及50天施用第二次及第三次。每隔7天喷施1次，采收前30天停止喷药，太子参全生育期约喷施6次。

1.7 检测方法

方法参考文献[12]。

2 结果与分析

2.1 抑菌复配剂总液进行主要化学成分检验

复配剂总黄酮的平均含量为255.3 mg/g(n=6)，总生物碱的平均含量为17.5 mg/g(n=6)，总木质素的平均含量为177.0 mg/g(n=6)，总有机酸的平均含量为211.2 mg/g(n=6)（表3）。由表3可知，复配剂不同极性部位中总黄酮含量＞总木质素含量＞总生物碱含量；正丁醇层和水层中总黄酮的含量最高分别为24.5、21.0 mg/g，水层中木质素含量最高为10.4 mg/g，正丁醇层中生物碱含量最高为3.4 mg/g。

表3 1号复方抑菌剂不同极性部位定量测定结果 mg/g

2.2 不同抑菌剂配方筛选田间试验

因在病害调查过程中发现细菌和真菌性病害发生率小于2%，故只观察和分析病毒病指标。

2.2.1 对病毒病防效的影响 2018年5月10日对大田各试验进行病害调查，大田太子参发生病毒病，未见其他病害。5月11日采用表1～2中处理对连作地太子参进行定期预防，全生育期共计施用6次。截至6月中旬施用3次后5天调查，抑菌剂1号处理太子参病毒病发生率比对照降低82.2%(P＜0.01)，病指比对照降低14.7倍，抑菌剂1号防效最高(93.0%，P＜0.01)，其防效比抑菌剂2号提高20.7%；防效第二名的处理为抑菌剂3号处理，防效为91.8%(P＜0.01)。说明抑菌剂1号及3号施用3次后，对太子参病毒病也具有较好防控作用，其余2个抑菌剂配方对病毒病防效均超过70%（表4）。

表4 2018年不同太子参病害防治复方水剂对病毒病防效比较

2.2.2 对产量的影响 抑菌剂3号及1号对产量提升作用显著，产量分别比对照提高了69.57%及41.3%(P＜0.05)。抑菌剂4号对产量也有提升作用（提高13.4%，P＜0.05）。抑菌剂2号对太子参产量提升作用不明显（表5）。

表5 不同抑菌剂配方处理对太子参产量的影响

2.2.3 对品质的影响 由表6可知，抑菌剂1号、3号及4号对太子参总多糖及环肽B含量具有较好提升作用。其中抑菌剂1号对总多糖提升效果最好（提高51.00%）；抑菌剂3号对环肽B含量提高效果最好（提高52.00%）。

表6 不同抑菌剂配方处理对太子参总多糖及环肽B含量的影响 %

2.3 中药复方病害防治制剂与化学药剂联用效应试验

2.3.1 对病毒病的防效 调查时间及方法同上。由表7可见，由以上试验优选出的各处理在治疗太子参病毒病上具有极为显著防效，除了化学药剂单用以外，其他处理对病毒病防效均超过95.00%，其中防效最好的是1号抑菌剂+1号抗病毒剂(99.40%，P＜0.01)，以及与化学药剂联用99.50%(P＜0.01)。且抑菌剂与其他药剂组合的处理（1号抑菌剂+化学药剂及1号抑菌剂单用）对病毒病均具有较好防效（98.20%及96.50%，P＜0.01）。但各处理发病率、病情指数及防效未达到显著性差异。

表7 复方病害防治制剂与化学药剂联用效应试验处理对病毒病防效的影响

2.3.2 对产量的影响 与病毒病防效效果相同，1号抑菌剂+1号抗病毒剂及与化学药剂联用2个处理产量均比对照提高了1倍，对产量提升作用显著(P＜0.05)。1号抑菌剂+化学药剂与1号抑菌剂单用均对产量也有显著提升作用（提高65%，P＜0.05）（表8）。

表8 复方病害防治制剂与化学药剂联用处理对产量的影响

2.3.3 对品质的影响 在有机级别病害防治制剂中，1号抑菌剂+1号抗病毒剂对太子参总多糖含量提高效果最好，提高了15%；对提高环肽B含量效果最好，提高了12%。其中1号抑菌剂单用对总多糖含量也有提升效果，提高了4%，环肽B含量提高了12%。在绿色级别病害防治组合中，1号抑菌剂+1号抗病毒剂+化学药剂对品质也有提升作用，分别提高总多糖含量5%及8%。单用化学药剂对品质有影响，总糖降低6%（表9）。

表9 复方病害防治制剂与化学药剂联用处理对品质的影响 %

3 讨论

3.1 中药复方主要成分

中药复方中成分的鉴定分析是中药现代化研究的重要组成部分之一，对阐明中药复方药效物质基础、质量控制、开发现代中药新药等具有重要意义[3]。药用植物复方作用机理研究上和化学药剂存在着显著的区别。化学药剂一般可明确其有效成分至单一化合物，但药用植物活性物质水煎液中化学成分大多以络合态存在，种类较多，难以进行标准化定性定量分析，其有效成分单一化合物无法解释其总液表现出的功效，得到的一般为阴性结果。药用活性物质化学物质之间可能存在协同效应，不同活性部分对应一个或多种功能，传统化学药剂分析方法显然难以适应药用植物的生理生化特性，满足药用植物活性鉴定的需要。

在以往的研究中[18]，在药用活性植物复配剂活性鉴定（即有效部位鉴定）中采用缺一味的方法（采用正交旋转法设计实验方案）进行活性检测，由于其工作量大，可操作性低。后期笔者对复配剂总液进行主要化学成分检验。同时将总液用正丁醇、乙酸乙酯、石油醚、水层提取方法进行提取形成水煎液后，分析不同极性部位水煎液中主要化学成分，为最终鉴定有效极性部位提供必要的化学分析基础[19-20]。笔者可在本文研究的基础上，进一步将优选出的复配物分4个部位提取浸膏，观察各部位对病害防治靶标的活性，进一步系统研究其可能的防控机制。

3.2 中药复方复配物防控太子参病害可能的机制

贵州太子参连作障碍现象较为严重，所以田间病毒病也较为普遍[21-23]。有研究报道，在太子参病毒病发病初期可用化学药剂控制[14-15]，说明化学药剂的防效有限[24]。笔者先前采用中药复方抗病毒剂对太子参病毒病进行防治取得了较好的效果[12]。本文采用抑菌剂对真菌、细菌和病毒等病害进行防治，结果发现真菌和细菌病害发生率极低，但抑菌剂对病毒病的防治也具有较好的效果，尽管与中药复方抗病毒剂相比效果略低。这可能与该抑菌剂中测得的总黄酮、生物碱、总木质素、总有机酸含量较高有关[25-28]。病毒必须依赖宿主才能生存，阻断病毒在宿主体内任一复制环节均能达到抗病毒的目的[29]。中药黄酮以及有机酸具有直接杀灭病毒、抑制病毒颗粒侵入细胞、抑制病毒核酸在宿主细胞的复制和合成、调节机体的免疫系统等作用[30]。虽目前未有关于植物病毒方面的防治报道，但能够抵抗动物体内流感、乙肝、柯萨奇等病毒，并且效果显著[31-33]。而生物碱以及木质素在植物类病毒防治方面取得较为理想的效果[34]。如蹇军友等[26]通过活性追踪乌头生物总碱对烟草花叶病毒的抗性，大量筛选后发现其对烟草花叶病毒侵染抑制率为23.5%。杨辉等[26]对不同抗性的辣椒品系接种黄瓜花叶病毒后，发现木质素的相对含量整体上呈上升趋势，且表明其活性与抗病性呈显著正相关。这些报道均与本研究结果较为一致，太子参中已报道的主要病毒病类型为烟草花叶病毒以及黄瓜花叶病毒[10-11,35]，而抑菌剂中高含量的总木质素和总生物碱对其有较好的防治效果。具体是总生物碱亦或是总木质素中何种成分对太子参病毒病具有抑制作用，还有待进一步的试验结果。

本研究采用抑菌剂单用，以及抑菌剂与化学药剂联用的措施，在防治太子参病害的田间试验中取得了较好的防治效果，但由于试验的地块有差异，所以2个地块的防治效果不能完全在同一条件下进行比较，但可以确定的是，无论是抑菌剂单用，或抑菌剂与化学药剂联用均有推广的可行性。

3.3 中药复方最优抑菌剂及抗病毒剂联用在其他作物上推广运用

2019年在贵州遵义市运用中药复方技术处理‘红颜’草莓，表现最好的为配方一处理，在苗期和大棚均施用或仅大棚施用，成活率和预防病害表现最佳。

本研究结果可用于抗性繁育，降低田间太子参病毒病发生率，实现病毒病可防可控，同时提高产质量。本研究为太子参全生育期提供病毒病防控技术保障，同时也为中医理论在植物领域的应用提供参考依据。

4 结论

抑菌剂1号及3号对预防太子参真菌及细菌性病害，防控已经发生的病毒病，提升产质量具有显著效果，其中抑菌剂1号效果最佳。有机级别复方病害防治制剂在病毒病治疗、提高产量及提高太子参品质上具有极为显著作用。在绿色级别中，将复方1号抑菌剂及抗病毒剂与化学药剂联用，也能取得较好综合表现，有助于形成有机及绿色级别太子参病害综合防控技术体系。