青海草地棘豆属有毒植物的研究概况

青海草地棘豆属有毒植物的研究概况 文献腿SICHUANCAOYUAN2o04年第8期总第105期lJ.)展一 纪亚君,王柳英 (青海省畜牧兽医科学院,西宁810003) 摘要:文章从青海省棘豆的生长分布,危害,防除,利用等方面介绍了青海省棘豆的研究概况, 并将其作为一种 可利用资源展望了其利用前景,为今后同类研究提供参考 关键词:草地;棘豆属;防除的利用 中图分类号:$452文献标识码:A文章编号:1006—1932(20o4)08—0010—03 棘豆属与栎属及紫茎泽兰成为当今危害畜牧业最 为严重的”三大毒草公害”,而作为我国五大牧区之 一 的青海省又是一个棘豆严重受害区.目前,青海省 毒杂草型退化草地达262.1万公顷,危害面积l85.0万 公顷,其中豆科棘豆属的有毒植物发生面积就达128.9 万公顷,危害面积94.96万公顷,占毒杂草危害面积的 51.3%;家畜棘豆中毒已成为制约青海省牧区经济发 展的重要因素.本文就青海省棘豆生长分布情况,棘 豆危害,棘豆防除及棘豆的有效利用等方面进行了综 述,以期为今后的工作提供科学的指导. 1青海省棘豆的种类及分布 青海草地共分布有l7种棘豆属植物,其中常见种 类有甘肃棘豆(Oxytopiskansuens~Bunge),黄花棘 豆(O.ochrocephalaSge.),小花棘豆(O.glabraD. C),黑萼棘豆(O.melanocalyxBge.),镰形棘豆 (OfalcateBunge),急弯棘豆(D.deflexa),宽包棘豆 (D.1atibracteata/urtz),窄膜棘豆(D.mellendorffiiBun— ge)等.1992年,王凯等人对青海省海北州,海西州, 海南州,海东地区的棘豆发生及危害情况做了调查之 后,认为青海省的主要危害种是甘肃棘豆. 棘豆在青海除了果洛州发生较少外,其余五州一 地(海南州,海北州,海西州,黄南州,玉树州及海 东地区)都发生严重,主要分布在黄南州的泽库,河 南县,玉树州的玉树,称多,昂欠,杂多,治多,曲 麻莱县,海北州的刚察,海晏,祁连3县,海南州的 兴海,贵南,同德及海东地区的湟中,化隆等县.棘 收稿日期:2004一Ol—O6 豆多生长在草甸类草地上,分布在海拔3000---4000 m的山地,河谷滩地,湖滨沙地及高寒草甸的灌丛下, 平均密度为10.5株丛/平方米,最高密度为l6.12株 丛/平方米,最低密度为l株丛/平方米. 2棘豆的危害 棘豆的大量发生,不仅侵占吞并了大量的优质牧 草地,而且家畜误食后常引起中毒甚至死亡,给畜牧 业生产造成巨大损失,主要 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 现在草地生态及牲畜健 康受到危害. 2.1对草地的危害 2.1.1减少草地生物多样性,促使草地退化:棘豆根 系发达,枝多叶茂,抗逆性强,有性生殖及无性生殖 能力强,如甘肃棘豆成株一般年产种子2700粒,根部 产生再生芽4~98个,0.25m.样方地下根总重(干重) 43.5g,根系总长l5.4cm,这些都使棘豆在与其他牧 草争夺光照,水分,养分时占据明显优势.尤其是在 棘豆发生严重地区,棘豆常呈片状集中分布,使草地 植物学成分简化,草地生物多样性减少,造成植物群 落抗逆性下降,抵御外界骤变能力差.而蕴藏在土壤 中大量的棘豆种子,将使棘豆数量逐年增多,优良牧 草不断减少,导致草场退化,缩短草地使用年限. 2.1.2降低草场利用率:由于棘豆对家畜的毒害作用, 使棘豆生长的草地不能得以利用,从而降低草地生产 率和利用率.如青海海北州的一些棘豆重度危害区, 由于连年棘豆中毒,牧民不敢将绵羊和马在棘豆草地 上放牧,造成很大的经济损失.全州避牧草场面积3 万公顷,按草场每0.68hm养1只羊计算,全年少养羊 4.39万只. l,.掌展20o4年第8期总第105期SICHUANCAOYUAN文献腿 2.2对家畜的危害 2.2.1引起家畜中毒死亡:棘豆在青海省危害的牲畜 有马,羊,牛,鹿等.牲畜采食棘豆后,初期中毒症状 表现为精神沉郁,食欲轻度下降,反应迟钝,目光呆 滞,喜卧等;症状不明显的羊提耳应激反应为摇头,转 圈,摔倒后难以站起.随着中毒的加深,病羊出现步态 蹒跚,行走如醉,四肢无力,后躯麻痹,食欲明显下 降,虚弱,消瘦,最后卧地不起,出现濒死症状及死亡. 2.2.2影响牲畜繁殖性能:母畜采食棘豆后可造成不 孕,流产,弱胎,畸形,难产,甚至幼畜死亡,而公 羊采食棘豆后性欲降低,无配种能力.1987年,青海 省共和县倒淌河乡因母羊采食黄花棘豆而流产的羔羊 达5000多只,泽库县大小牲畜因采食棘豆中毒流产率 高达30%以上.1995年,因棘豆中毒使英得尔种羊场 母羊的繁殖力受到严重影响,在存栏量为2万只左右 的情况下,1996年全场仅繁活1409只春羔. 经过调查发现,棘豆中毒对新病区的主要危害是 引起家畜死亡,而对老病区的主要危害则是引起母畜 流产和产弱胎,死胎,畸胎. 2.1.3妨碍畜种改良:当地畜群对棘豆有一定的识别 能力,一般不采食或很少采食而且对这类中毒物有 一 定的抵抗能力.引进畜种则缺乏识别棘豆的能力, 对棘豆中毒抵抗力差,采食后容易引起中毒死亡. 3棘豆的毒性成分及其作用机理 国内学者对棘豆属植物毒性成分进行了深入研 究,发现棘豆的种和变种不同,其毒性不一样,但基 本的有毒成分为疯草毒素.多数学者认为疯草毒素属 生物碱,按照其结构特征,可分为2类:吲哚里西啶 生物碱类,代表性生物碱为苦马豆素和氧化氮苦马豆 素:喹诺里西啶生物碱类,代表性生物碱为臭豆碱, 黄华碱,N.甲基野靛碱和鹰爪豆碱等.孟协中通过鉴 定甘肃棘豆的有毒生物碱成分,证实了甘肃棘豆中含 有类同于黄花棘豆,小花棘豆的毒性生物碱成分.伊 甫申测定了黄花棘豆的l9种矿物质的含量,指出青海 草场上黄花棘豆中硒,砷及重金属元素的含量不是导 致牲畜中毒的直接原因.赵宝玉等研究了青海甘肃棘 豆的有毒生物碱成分,从中提取到有毒的C,D组分, C组分对0【-甘露糖苷酶有强烈的抑制作用,对小鼠有 很强的毒性;而D组分虽对山羊血清Q.甘露糖苷酶有 明显抑制作用,但对小鼠仅有轻微毒性,而无致死性. 经过分析后认为,苦马豆素仍是甘肃棘豆的主要有毒 成分,是引起家畜中毒的主要因素. 棘豆引起家畜中毒的原因主要是棘豆中的生物碱 具有较强生理活性,其毒力一般可达剧毒或接近剧毒 级标准.这类生物碱的毒理主要是损害动物中枢神经, 抑制或阻断神经节的冲动传导,致死运动和降低自控 功能以致引起肌肉麻痹,乃至窒息死亡.王凯等研究 了青海宽苞棘豆及青海甘肃棘豆对绵羊的毒性,发现 绵羊体内谷草转氨酶(SG0T)及碱性磷酸酶(ALP) 的活性都在食用棘豆后显着升高,这与顾百群报道的 山羊实验性甘肃棘豆中毒的结果一致.ALP主要分布 于肝脏,骨和肾脏组织器官中,GOT在体内广泛分布, 但主要存在于心肌,肝脏及肾脏等细胞内,GOT与 ALP显着升高,表明棘豆对羊的肝,肾,心等器官产 生了明显损伤,主要导致这些组织器官细胞的空泡变 性.绵羊宽苞棘豆试验结果显示尿中低聚糖排泄增加 这与苦马豆引起绵羊尿中低聚糖排泄增多及山羊黄花 棘豆中毒引起尿中低聚糖排泄增多的结果一致,说明 宽苞棘豆引起羊中毒的机理与黄花棘豆引起羊中毒的 机理基本相同,都是因为动物体内Q.甘露糖苷酶的活 性被抑制,使组织中低聚糖增加,因而尿中低聚糖排 泄增加.棘豆中毒具有一定的蓄积性,属于慢性中毒. 4青海省棘豆的综合治理 棘豆作为草地群落中的一个组成部分,其繁衍, 生长受多种因素影响,因而在对其进行治理时也应综 合考虑各种因素的作用,采取多种措施,才能达到治 理的效果,减少棘豆对草地畜牧业造成的损失. 4.1防除研究 4.1.1人工挖除:这种方法简单易行,具有成本低, 效率高的特点,一般在棘豆面积小,数量少时使用. 牧民可以边放牧边挖除,为防止成熟种子的散落,传 播,挖除应在幼苗期进行.此法对草地具有一定破坏 性,在使用时应注意及时补播. 4.1.2化学防除:在目前棘豆大肆泛滥,危害很大的 情况下,化学防除是一种见效快的灭除方法,一般在棘 豆面积大,危害大时采用.青海省海北州畜牧兽医科学 研究所已试验成功对青海省草场普遍有效的2,4.D丁 酯,草甘磷和使它隆药剂.马玉寿等选用4种除草剂对 “黑土型”退化草地进行毒杂草灭除试验,结果混合除 草剂具有良好的防除效果,喷药的第二年优良牧草干物 质产量及盖度都显着提高,毒杂草干物质产量及盖度显 着下降,特别是棘豆的灭除效果近100%.但王凯在调 查省内棘豆发生危害情况时却发现棘豆发生严重的海 西州天峻县,虽然在20世纪80年代初花费大量人力,物 力,财力对棘豆进行灭除,其棘豆生长仍十分猖盛.由 此可见,化学灭除不但成本高,且复发也较多,需连续 责任编辑毛光荣” 文献雠SICHUANCAOYUAN2004年第8期总第105期啊Jq尊展 用药,在青海省目前的经济基础下,很难大面积推广. 4.1.3生物防除:利用生物因子防除毒杂草具有不污 染环境,对家畜安全和效果长久等优点.我国其他地 区对草地毒杂草的生物防治研究已取得很大成绩,如 新疆对草地药用及有毒有害植物的霜霉菌进行调查研 究,发现了寄生于l0属11种草地毒害植物上的霜霉菌 2属l0种:内蒙古对其主要草地毒草乳浆大戟的天敌 进行调查,发现乳浆大戟有l4种天敌昆虫和5种天敌 病菌,这些工作对于利用生物工程技术研制”真菌除 草剂”对草地毒害草进行生物防治具有积极意义.经 过对海北州天然草地棘豆天敌病害的初步调查发现, 全州草地分布的8种棘豆中有4种发生了黄锈斑病害, 其中急弯棘豆,甘肃棘豆,黄花棘豆及黑萼棘豆的发 病率分别为74%,33%,28%,l1%,这些工作为青海 省今后的棘豆生物防治研究提供了借鉴. 4.2利用研究 面对大面积滋生蔓延的甘肃棘豆,在不能彻底根 除的情况下,科学家们也进行了大量综合利用的研究. 为了确定棘豆的营养价值,王凯对青海省甘肃棘豆,黄 花棘豆及宽苞棘豆的主要营养成分进行了分析,认为3 种棘豆所含蛋白质均较高,黄花棘豆蛋白质含量接近于 上等苜蓿,甘肃棘豆和宽苞棘豆蛋白质含量也高于下等 苜蓿.尽管青海省的甘肃棘豆和黄花棘豆的营养价值略 低于甘肃省的甘肃棘豆和宁夏的黄花棘豆,但如果能得 以开发利用,仍不失为一种宝贵的蛋白质饲料资源. 4.2.1去毒利用法:酸可以与某些生物碱发生反应从 而破坏生物碱有毒成分,根据这一原理,李祚煌采用 1%稀盐酸浸泡小花棘豆实现了棘豆的去毒利用,使用 去毒后的小花棘豆饲喂羊不发生中毒,反而可使羊增 重.但此方法由于要经过采集,晒干及脱毒等工序, 仅适用于棘豆分布较集中,生长茂盛和密度大且人力 丰富的地区,在青海使用此法,可在棘豆分布集中地 区,将脱毒处理的棘豆用于冬春季节牲畜补饲之用. 4.2.2药物预防法:为了探索出解决家畜棘豆中毒问 题的简便有效方法,青海省科研人员进行了一系列药 物预防牲畜棘豆中毒的研究.曹光荣等曾用活性炭的 吸附作用吸附喜树叶有毒生物碱成分治疗奶山羊实验 性喜树叶急性中毒获得成功;王凯根据这一方法选用 具有吸附作用的腐敏散作为预防山羊甘肃棘豆中毒的 药物,理论上想通过腐敏散吸附甘肃棘豆所含有毒生 物碱,使生物碱不能吸收入血液而发生中毒,但实验 结果表明腐敏散并不具有预防山羊棘豆中毒的作用; 以后,王凯,赵宝玉等又从棘豆毒性物质的分子结构 及作用机理的角度出发,研制出可以破坏毒性物质分 子结构或阻止其中毒作用形成以达到预防中毒的预防 药物棘防A号,棘防C号及棘防E号.尽管棘防A号, 棘防C号及棘防E号都不能预防甘肃棘豆对绵羊肝脏的 损伤,试验后SGOT活性明显升高,但在目前尚无其 他解药的情况下,由于它们都可显着预防放牧羊棘豆 中毒的发生,在生产中仍具有较好的应用价值. 4.2-3间歇饲喂法:生产中发现,家畜棘豆中毒多发 生在冬春牧草匮乏时,而当牧草返青,家畜有充足饲 草时其中毒症状会逐渐减轻.王凯等用甘肃棘豆间歇 饲喂绵羊70d,试验羊未出现中毒症状,表明间歇2周 给羊饲喂甘肃棘豆可以有效防止中毒发生.根据间歇 饲喂的结果,马寿军等对放牧绵羊采用生态系统控制 工程在英得尔种羊场进行轮牧防治棘豆中毒,效果良 好.轮牧法预防放牧羊群棘豆中毒由于效果好,成本 低,操作方便,是目前草原畜牧业生产中较为理想的 预防棘豆中毒的方法. 5棘豆的开发利用前景 5.1药物利用 棘豆的毒性较弱,但其所含有毒生物碱具有生物 活性,并具有蓄积性,若能将其毒素加以提练浓缩, 仍可被作为药源植物. 近年国内外有研究表明,棘豆的主要有毒成分苦 马豆素(Swainsonine,SW)对肿瘤具有抑制作用. 陈绍淑等进行了苦马豆素对人食道癌Eta.109细胞体外 生长的抑制试验,结果表明SW可通过抑制人食道 Eta.109细胞的生长达到抑制肿瘤的目的.但目前对棘 豆提取物的抑瘤试验尚不深入,如果能从棘豆中提取 有效治疗肿瘤的药物,将具有重大的科学和应用价值. 5.2饲料资源 目前我国其他地区对将棘豆作为动物饲料的研究 较多,已开发研究的饲料有羊饲料,牛饲料,猪饲料 等,对啮齿动物小白鼠也进行了棘豆毒性试验,但这 些研究大多数尚处于初步阶段. 棘豆在青海分布十分广泛,生物产量大,营养价 值高且非常适应青海当地的高寒,干旱等环境,是一 种宝贵的生物资源.据统计,青海省1.29x10’hm2的 棘豆草场鲜草产量达2.3l×109kg,有些地方生长密度 大,可以人工大量收割,如能在营养价值高的时节集 中收割,脱毒后存放,将可作为冬春季的蛋白补饲或 抗灾备用牧草,其社会,经济效益都将十分巨大. 参考文献(略)