二氧化碳對(duì)臺(tái)灣乳白蟻的引誘作用

張世軍, 李志強(qiáng)

(廣東省生物資源應(yīng)用研究所,廣東省野生動(dòng)物保護(hù)與利用公共實(shí)驗(yàn)室,廣東省農(nóng)業(yè)害蟲綜合治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣州 510260)

研究簡(jiǎn)報(bào)
ResearchNotes

二氧化碳對(duì)臺(tái)灣乳白蟻的引誘作用

張世軍, 李志強(qiáng)*

(廣東省生物資源應(yīng)用研究所,廣東省野生動(dòng)物保護(hù)與利用公共實(shí)驗(yàn)室,廣東省農(nóng)業(yè)害蟲綜合治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣州 510260)

臺(tái)灣乳白蟻CoptotermesformosanusShiraki是華南地區(qū)農(nóng)林樹木、木質(zhì)構(gòu)件的重要鉆蛀性害蟲。本文測(cè)定分析了二氧化碳(CO2)對(duì)臺(tái)灣乳白蟻的引誘效果。分析結(jié)果顯示,二氧化碳對(duì)臺(tái)灣乳白蟻具有顯著的引誘活性,其中濃度1.5%的二氧化碳對(duì)臺(tái)灣乳白蟻的引誘作用較強(qiáng),但引誘作用隨著二氧化碳濃度的升高而減小。為了便于應(yīng)用,進(jìn)一步利用發(fā)酵產(chǎn)生的二氧化碳分析,結(jié)果顯示二氧化碳較常規(guī)引誘物松木具有更顯著的引誘效果。本研究將為臺(tái)灣乳白蟻新型引誘劑開發(fā)提供參考,有助于提高臺(tái)灣乳白蟻餌劑的防治效果。

臺(tái)灣乳白蟻; 二氧化碳; 發(fā)酵; 引誘; 行為反應(yīng)

臺(tái)灣乳白蟻CoptotermesformosanusShiraki, 又名家白蟻,嚴(yán)重危害園林樹木、建筑構(gòu)件等,是最主要的有害白蟻,主要分布于亞洲與美洲,在我國(guó)長(zhǎng)江以南地區(qū)分布廣泛[1-2]。誘殺法因其環(huán)境污染小、防治效果好,20世紀(jì)80年代以來(lái)開始得到重視,出現(xiàn)了多種商業(yè)化白蟻餌劑產(chǎn)品。目前誘殺法已成為最主要和最普遍的白蟻防治方法[3-5]。白蟻誘殺系統(tǒng)中引誘活性物質(zhì)可增加白蟻對(duì)藥物的接觸機(jī)會(huì),其引誘作用對(duì)防治效果至關(guān)重要。盡管臺(tái)灣乳白蟻蹤跡信息素、誘食信息素等信息化合物受到關(guān)注,但應(yīng)用非常有限[6-8],更多的研究與應(yīng)用則集中于食物性誘餌的引誘效果,如研究白蟻對(duì)一些植物源材料、真菌腐朽木、糖、氨基酸等的偏好[9-12]。其中松木作為被廣泛使用的引誘材料,長(zhǎng)期應(yīng)用于臺(tái)灣乳白蟻的防治實(shí)踐[13-14]。但是,目前引誘效果仍然是白蟻誘殺系統(tǒng)與餌劑開發(fā)的主要制約因子之一,尤其在環(huán)境中白蟻食物充足時(shí),食物餌料的誘集效果就有限[15]。因此,高效引誘劑的研究是臺(tái)灣乳白蟻餌劑或誘殺系統(tǒng)開發(fā)的重要組成部分,仍有待繼續(xù)深入研究探索。

白蟻較適宜在二氧化碳(CO2)濃度較高的環(huán)境生存,白蟻巢內(nèi)的CO2濃度通常在0.3%～5%之間,甚至高達(dá)15%[1,16],遠(yuǎn)高于空氣或土壤中的CO2濃度,而且具有顯著的種間差異[17]。研究顯示一定濃度的CO2對(duì)跗散白蟻Reticulitermestibialis、歐美散白蟻R.flavipes、南方散白蟻R.virginicus及曲劍乳白蟻Coptotermesacinaciformis等有引誘作用,并具有應(yīng)用價(jià)值[15, 18]。CO2應(yīng)該對(duì)臺(tái)灣乳白蟻同樣具有引誘作用,但目前未見(jiàn)研究報(bào)道,因此本文通過(guò)Y形嗅覺(jué)儀測(cè)定了不同濃度CO2對(duì)臺(tái)灣乳白蟻的引誘效果,為了給后期應(yīng)用奠定基礎(chǔ),本文進(jìn)一步探索了基于發(fā)酵產(chǎn)生的CO2對(duì)臺(tái)灣乳白蟻的引誘作用,研究結(jié)果有助于提高或改善臺(tái)灣乳白蟻的預(yù)防與監(jiān)測(cè)技術(shù),并為新型臺(tái)灣乳白蟻引誘劑及餌劑的開發(fā)提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試白蟻

臺(tái)灣乳白蟻采集于廣州市郊,于溫度(26±1)℃、濕度50%±10%的暗室玻璃缸內(nèi)短期飼養(yǎng),測(cè)定時(shí)以工蟻?zhàn)鳛樵囅x。

1.2 二氧化碳制備

不同CO2濃度源于高純度CO2氣源(購(gòu)于廣州氣體供應(yīng)站)與空氣的混合,通過(guò)Y形嗅覺(jué)儀裝置(Y形管主臂、側(cè)臂均長(zhǎng)5 cm,內(nèi)徑6 mm,左右臂夾角為60°)連接處理臂的氣體流量計(jì),調(diào)節(jié)混合氣體比例。CO2濃度測(cè)定采用高精度CO2檢測(cè)儀(臺(tái)灣衡欣AZ77535)。

CO2發(fā)酵在2.5 L頂部開口的雙層密閉玻璃容器(隔層為通氣網(wǎng)篩)中進(jìn)行。容器下層裝入25 g無(wú)水葡萄糖、0.5 g干酵母(安琪酵母有限公司)和100 mL水,攪拌混勻進(jìn)行發(fā)酵反應(yīng)產(chǎn)生CO2,對(duì)照容器的下層裝入25 g無(wú)水葡萄糖和100 mL水,攪拌混勻。

1.3 引誘效果測(cè)定

利用Y形嗅覺(jué)儀測(cè)定。不同濃度CO2引誘作用設(shè)1.5%、3%、5%和8% 4個(gè)處理,以空氣為對(duì)照,連接嗅覺(jué)儀對(duì)照臂,調(diào)節(jié)氣體流量計(jì),使對(duì)照臂與處理臂氣體流速均穩(wěn)定在400 mL/min,10 min后引入工蟻。發(fā)酵產(chǎn)生CO2的引誘作用測(cè)定采用雙層密閉玻璃容器,處理組容器上層空置,對(duì)照組容器上層放置8 cm×8 cm×1 cm的松木塊或平鋪10 g松木粉(馬尾松木,置于60℃恒溫干燥箱內(nèi),保持24 h),于發(fā)酵反應(yīng)發(fā)生后24 h和48 h兩次引入工蟻。每處理重復(fù)10次,每5個(gè)重復(fù)互換處理臂與對(duì)照臂位置,每次引入10頭工蟻,10 min 后檢查記錄進(jìn)入處理臂、對(duì)照臂及停留在基管中的蟲數(shù)。試驗(yàn)在黑暗條件下完成,每次試驗(yàn)后用丙酮沖洗測(cè)定儀管道,并用電吹風(fēng)吹干。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用SPSS 17.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,處理與對(duì)照組之間采用配對(duì)樣本的t檢驗(yàn)進(jìn)行差異顯著性分析,各處理的相對(duì)引誘率采用單因素方差分析(ANOVA)與多重比較檢驗(yàn)(LSD法)。CO2對(duì)臺(tái)灣乳白蟻的相對(duì)引誘率計(jì)算公式:

相對(duì)引誘率(%)=(處理引誘數(shù)量-

對(duì)照引誘數(shù)量)/蟲體總數(shù) × 100。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度CO2的引誘效果

1.5%、3%、5%和8% 4個(gè)濃度的CO2對(duì)臺(tái)灣乳白蟻引誘作用的測(cè)定結(jié)果表明(表1),4個(gè)濃度CO2對(duì)臺(tái)灣乳白蟻均有極顯著的引誘效果,而且不同CO2濃度相對(duì)引誘率之間存在顯著差異(F=10.17,P<0.001),1.5%的CO2對(duì)臺(tái)灣乳白蟻的引誘作用與其他濃度有顯著性差異,引誘效果隨著濃度增高而下降,8%的CO2對(duì)臺(tái)灣乳白蟻的引誘作用最小,但8%與5% CO2處理之間沒(méi)有顯著性差異(P=0.192)。

表1 不同濃度CO2對(duì)臺(tái)灣乳白蟻的引誘作用1)

Table 1 Attractiveness of different concentrations of CO2toCoptotermesformosanus

CO2濃度/%ConcentrationofCO2總蟲數(shù)/頭No.ofinsect相對(duì)引誘率/%Relativeattractivenessrate自由度DegreeoffreedomtP1.5100(98.00±2.00)a949.00<0.0013100(81.00±6.90)b911.73<0.0015100(66.00±5.62)bc911.75<0.0018100(55.00±7.34)c97.49<0.001

1) 數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤,處理之間不同小寫字母表示有顯著性差異(LSD法,P<0.05)。下同。 The data of attractiveness rates are mean±SE, and different lowercase letters indicate significant difference at 0.05 level by LSD tests. The same below.

2.2 發(fā)酵產(chǎn)生二氧化碳的引誘效果

發(fā)酵產(chǎn)生的CO2對(duì)臺(tái)灣乳白蟻工蟻有顯著的引誘作用。發(fā)酵反應(yīng)進(jìn)行24 h(CO2濃度為3.53%±0.07%)和48 h(CO2濃度為3.43%±0.08%)時(shí)對(duì)臺(tái)灣乳白蟻工蟻的引誘效果,均顯著高于傳統(tǒng)材料松木塊、松木屑的引誘作用(表2)。不同處理的引誘率之間存在顯著差異(F=5.71,P=0.003),其中48 h后發(fā)酵產(chǎn)生的CO2相對(duì)于松木塊的引誘率更高,顯著區(qū)別于其他處理(P<0.05)。

表2 臺(tái)灣乳白蟻對(duì)發(fā)酵產(chǎn)生的CO2的選擇趨性

Table 2 Attractiveness of CO2from fermentation toCoptotermesformosanus

發(fā)酵時(shí)間/hFermentationtime對(duì)照引誘物Control相對(duì)引誘率/%Relativeattractivenessrate自由度DegreeoffreedomtP24松木塊(79.00±3.48)b971.74<0.001松木屑(76.00±0.50)b915.23<0.00148松木塊(95.00±3.42)a991.16<0.001松木屑(67.00±0.68)b99.80<0.001

3 結(jié)論與討論

白蟻巢內(nèi)維持較高的CO2濃度是白蟻巢內(nèi)的生境特征之一[1],白蟻通過(guò)高效降解木質(zhì)纖維素類物質(zhì)成為全球碳循環(huán)和CO2排放的重要參與者[19-20]。因此,白蟻對(duì)CO2環(huán)境具有明顯的進(jìn)化適應(yīng),特別是在呼吸、生理代謝及化學(xué)通訊等方面,而不同于其他昆蟲對(duì)CO2的短期應(yīng)激性適應(yīng)[21-22]。

臺(tái)灣乳白蟻在人類活動(dòng)頻繁的城鎮(zhèn)地區(qū)為害尤為嚴(yán)重,是我國(guó)華南地區(qū)最主要的有害白蟻之一。臺(tái)灣乳白蟻防治常用的藥劑長(zhǎng)期以來(lái)多為氯丹、滅蟻靈、砷劑等,但因毒性大、污染重而被國(guó)際社會(huì)所禁用[23]。隨著白蟻誘殺法的廣泛運(yùn)用,良好的白蟻引誘作用在白蟻防治中就顯得尤為重要。報(bào)道顯示0.5%～1%的CO2對(duì)散白蟻等具有明顯的引誘作用[18],本研究結(jié)果表明,CO2對(duì)臺(tái)灣乳白蟻具有顯著的引誘效果,環(huán)境中1%～2%的低濃度CO2對(duì)臺(tái)灣乳白蟻引誘作用最強(qiáng)。一般而言,高濃度CO2可抑制許多昆蟲的代謝活動(dòng), 而低濃度CO2則起刺激作用[24-25],本研究也顯示隨著CO2濃度升高,引誘作用則逐漸減弱。為了能夠?qū)ε_(tái)灣乳白蟻引誘劑實(shí)際應(yīng)用提供參考,本研究進(jìn)一步測(cè)定了利用發(fā)酵自然產(chǎn)生CO2的引誘效果,結(jié)果顯示對(duì)臺(tái)灣乳白蟻也具有顯著的引誘活性,且優(yōu)于目前使用的松木對(duì)臺(tái)灣乳白蟻的引誘作用。因此,利用對(duì)CO2的趨性行為研究臺(tái)灣乳白蟻新型引誘劑,用于提高臺(tái)灣乳白蟻餌劑的防治效果,將是一個(gè)有益的探索途徑。而且,隨著新的生物技術(shù)在白蟻研究中的不斷應(yīng)用[26],白蟻引誘與取食行為的機(jī)理研究也將成為未來(lái)白蟻研究的重要方向或內(nèi)容。

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(責(zé)任編輯：楊明麗)

Attractiveness of carbon dioxide to the Formosan subterranean termite,CoptotermesformosanusShiraki (Isoptera: Rhinotermitidae)

Zhang Shijun, Li Zhiqiang

(GuangdongKeyLaboratoryofIntegratedManagementinAgriculturalPests,GuangdongPublicLaboratoryofWildAnimalConservationandUtilization,GuangdongInstituteofAppliedBiologicalResources,Guangzhou510260,China)

The Formosan subterranean termite,CoptotermesformosanusShiraki, is one of the most destructive pests to trees and wooden structures in South China, and causes huge economic losses. In this study, attractiveness of carbon dioxide (CO2) to the termite workers was tested. The results showed that carbon dioxide had significant attractiveness toC.formosanusunder different carbon dioxide concentrations, in whichC.formosanusworkers were strongly attracted to 1.5% carbon dioxide. Furthermore, the attractive effects of carbon dioxide toC.formosanusdecreased with elevated carbon dioxide. In further bioassays, the carbon dioxide produced by fermentation also had significant attractiveness toC.formosanuscompared with pine wood. The research may provide a basis for controllingC.formosanuswith new baits.

Coptotermesformosanus; carbon dioxide; fermentation; attractiveness; behavioral response

2016-06-22

2016-08-03

國(guó)家自然科學(xué)基金(31172163);廣州市科技計(jì)劃項(xiàng)目(201510010036);廣東省科學(xué)院研究平臺(tái)環(huán)境與能力建設(shè)專項(xiàng)資金(2016GDASPT-0107);廣東省自然科學(xué)基金(2015A030310429)

S433

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2017.01.034

* 通信作者 E-mail: lizhiqiang61@163.com