溴氰蟲酰胺對(duì)紅火蟻工蟻的毒殺活性及行為影響

周藝凡，盧彥蓉，馬千里，張志祥

（天然農(nóng)藥與化學(xué)生物學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/華南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，廣東 廣州 510642）

紅火蟻（Solenopsis invicta Buren）屬于膜翅目（Hymenoptera）蟻科（Formicidae）切葉蟻亞科（Mymicinae）火蟻屬（Solenopsis），原產(chǎn)于南美洲巴拉那納河流域［1］，是雜食性土棲蟻類［2］，其能造成重大經(jīng)濟(jì)損失，社會(huì)危害和環(huán)境影響［3］，已被國(guó)際上列為最具入侵性和破壞性的百種外來(lái)有害生物之一［4］。自2004年以來(lái)，紅火蟻入侵了我國(guó)廣東、廣西、湖南等省以及港澳局部地區(qū)，其中以廣東地區(qū)最為嚴(yán)重［5］。

目前，國(guó)內(nèi)對(duì)于紅火蟻的防治研究在化學(xué)防治、物理防治和生物防治方面均有涉及［6-8］，化學(xué)防治是研究最多、應(yīng)用最廣的一種防治方法，取得了顯著的研究效果，但是化學(xué)藥劑的使用會(huì)對(duì)環(huán)境（如土壤、水源等）造成一定的污染［9］。為發(fā)展多樣化的紅火蟻防治劑，同時(shí)探索一種安全、低毒、環(huán)境友好的化學(xué)防治方法［9］，我們探究了溴氰蟲酰胺對(duì)紅火蟻的毒殺活性以及行為能力的影響。溴氰蟲酰胺（cyantraniliprole，又稱氰蟲酰胺，CAS：736994-63-1）［11］，是美國(guó)杜邦公司繼氯蟲苯甲酰胺之后成功開發(fā)的第2代魚尼丁受體抑制劑類殺蟲劑［12］。溴氰蟲酰胺作用范圍廣泛，可用于防治鱗翅目、鞘翅目和半翅目害蟲［13］，通過(guò)激活害蟲的魚尼丁受體而防治害蟲［11，14-15］，具有高效、低毒、作用機(jī)制新穎、對(duì)非靶標(biāo)生物安全、對(duì)現(xiàn)有殺蟲劑無(wú)交互抗性等特點(diǎn)［11］。本試驗(yàn)配制了不同濃度的溴氰蟲酰胺溶液，探究其對(duì)紅火蟻的毒殺活性以及攀爬能力、抓附力、攻擊力、行走率、行走速率和聚集率等生物指標(biāo)的影響，為該藥科學(xué)防控紅火蟻提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試藥劑95.6%溴氰蟲酰胺原藥，湖北康寶泰精細(xì)化工有限公司生產(chǎn)。

紅火蟻于2017年9月采自華南農(nóng)業(yè)大學(xué)校園內(nèi)。用大塑料桶帶土從室外帶到室內(nèi)，放置3～5 d后，采用水滴法，讓紅火蟻?zhàn)詣?dòng)浮出蟻巢。用紗網(wǎng)將紅火蟻轉(zhuǎn)移到涂有聚四氟乙烯乳液的塑料盒中飼養(yǎng)。塑料盒中放有人工蟻巢、水試管、蜂蜜水和黃粉蟲。于養(yǎng)蟲室人工飼養(yǎng)2周后供試。養(yǎng)蟲室溫度為24～28℃，濕度為60%～80%，采用大小一致平均頭寬為0.7（±0.1） mm的小型工蟻進(jìn)行試驗(yàn)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 溴氰蟲酰胺溶液配制方法 用丙酮溶解溴氰蟲酰胺原藥，加水配制成1 mg/L和5 mg/L溴氰蟲酰胺溶液，溶液中丙酮含量為0.1%。對(duì)照為0.1%丙酮水溶液。

1.2.2 溴氰蟲酰胺對(duì)紅火蟻工蟻的毒殺活性 用水試管喂毒［16］方法測(cè)定了溴氰蟲酰胺對(duì)紅火蟻毒殺活性。將藥液加入直徑0.5 cm、長(zhǎng)1.5 cm的小試管中，用棉花封口，棉花用量以剛好濕潤(rùn)堵住試管口不漏水為標(biāo)準(zhǔn)。在干燥的塑料杯杯口至以下2 cm的杯壁抹一層1∶2聚四氟乙烯乳液（1份聚四氟乙烯乳液，2份蒸餾水），以防紅火蟻逃脫。1 d后，每個(gè)杯子接入30頭工蟻（大小一致），饑渴處理3 h 后，把水試管分別放入對(duì)應(yīng)編號(hào)的杯子，以適量新鮮火腿腸喂食。每個(gè)處理3次重復(fù)。處理完畢后，將試蟲置于養(yǎng)蟲室，溫度為24～27℃，濕度為60%～80%。處理后 1、3、5、7、9、12 h調(diào)查結(jié)果，計(jì)算死亡率和校正死亡率，利用Excel 2010計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)誤并進(jìn)行組間單因素方差分析。

1.2.3 溴氰蟲酰胺對(duì)紅火蟻工蟻攀爬能力的影響 紅火蟻處理方法同1.2.2。每個(gè)杯子接入40頭工蟻。分別于藥后1、3、5、7、9、12 h進(jìn)行觀察。參照李梓豪等［10］方法，觀察時(shí)震動(dòng)塑料杯使紅火蟻分散于杯底，用細(xì)竹簽輕觸蟲體，紅火蟻能順著竹簽爬行大于2.0 cm即認(rèn)定為具有攀爬能力，計(jì)算紅火蟻攀爬率和校正攀爬率，利用Excel 2010計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)誤，方差分析方法同1.2.2。

1.2.4 溴氰蟲酰胺對(duì)紅火蟻工蟻?zhàn)ジ侥芰Φ挠绊?紅火蟻處理方法同1.2.2。每個(gè)杯子接入40頭工蟻。分別于藥后1、3、5、7、9、12 h進(jìn)行觀察。調(diào)查方法參照文獻(xiàn)［17］：把紅火蟻挑入另一塑料杯，震動(dòng)塑料杯使紅火蟻分散于杯底，在杯口放置一張白紙，倒轉(zhuǎn)塑料杯，使杯口垂直向下，3 s后觀察掉落到白紙上的紅火蟻數(shù)量，計(jì)算紅火蟻?zhàn)ジ铰屎托Ｕジ铰?，利用Excel 2010計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)誤，方差分析方法同1.2.2。

1.2.5 溴氰蟲酰胺對(duì)紅火蟻工蟻行走率和行走速率的影響 紅火蟻處理方法同1.2.2。每個(gè)杯子接入40頭工蟻。測(cè)定行走率和行走速率時(shí)分別于藥后 1、3、5、7、9、12 h進(jìn)行觀察。調(diào)查方法：將工蟻直接倒在平放于桌面的坐標(biāo)紙（規(guī)格：50 cm × 35 cm）中間，在工蟻正常行走時(shí)，利用手機(jī)錄像拍攝紅火蟻行走，統(tǒng)計(jì)紅火蟻在3 s 內(nèi)走過(guò)的路程。若紅火蟻3 s 內(nèi)不移動(dòng)，則定為無(wú)行走能力。每個(gè)處理3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)40只工蟻。計(jì)算行走率、校正行走率和行走速率，利用Excel 2010計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)誤，方差分析方法同1.2.2。

1.2.6 溴氰蟲酰胺對(duì)紅火蟻工蟻聚集率的影響 紅火蟻處理方法同1.2.2。每個(gè)杯子接入40頭工蟻。分別于藥后1、3、5、7、9、12 h對(duì)2工蟻進(jìn)行杯底聚集情況的觀察：若3只以上聚集成團(tuán)，則視為聚集。每個(gè)處理3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)40只工蟻。計(jì)算聚集率和校正聚集率，利用Excel 2010計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)誤，方差分析方法同1.2.2。

2 結(jié)果與分析

2.1 溴氰蟲酰胺對(duì)紅火蟻的毒殺活性

采用水試管法測(cè)定溴氰蟲酰胺對(duì)紅火蟻小型工蟻的毒殺活性，結(jié)果見圖1。由圖1可知，在試驗(yàn)濃度下，溴氰蟲酰胺對(duì)紅火蟻具有明顯的毒殺活性，紅火蟻校正死亡率隨著濃度的升高和時(shí)間的延長(zhǎng)而提高。對(duì)照處理后1～3 h，紅火蟻死亡率為0，12 h后，紅火蟻死亡率為16.67%；1 mg/L和5 mg/L溴氰蟲酰胺處理后1～5 h，二者對(duì)紅火蟻毒殺活性相差不大，分別為15.90%和18.57%，12 h后，紅火蟻校正死亡率分別為34.74%和62.82%，方差分析結(jié)果顯示F=3.031、P=0.078，與對(duì)照差異不顯著。

圖1 溴氰蟲酰胺對(duì)紅火蟻小型工蟻的毒殺活性

2.2 溴氰蟲酰胺對(duì)紅火蟻攀爬能力的影響

采用水試管法測(cè)定溴氰蟲酰胺對(duì)紅火蟻小型工蟻攀爬率的影響，結(jié)果見圖2。由圖2可知，在試驗(yàn)濃度下，溴氰蟲酰胺對(duì)紅火蟻的攀爬能力有顯著的降低作用，且這種作用隨著濃度的升高和時(shí)間的延長(zhǎng)表現(xiàn)更為顯著。對(duì)照處理后12 h，紅火蟻攀爬率為80.00%；1 mg/L溴氰蟲酰胺處理后12 h，紅火蟻校正攀爬率為68.05%；5 mg/L溴氰蟲酰胺處理后1～12 h，校正攀爬率為30.43%，方差分析結(jié)果顯示F=5.314、P=0.018，與對(duì)照差異顯著，攀爬率顯著低于對(duì)照。

圖2 溴氰蟲酰胺對(duì)紅火蟻小型工蟻攀爬能力的影響

2.3 溴氰蟲酰胺對(duì)紅火蟻?zhàn)ジ搅Φ挠绊?/h3>

圖3 溴氰蟲酰胺對(duì)紅火蟻小型工蟻?zhàn)ジ侥芰Φ挠绊?/p>

采用水試管法測(cè)定溴氰蟲酰胺對(duì)紅火蟻小型工蟻?zhàn)ジ铰实挠绊?，結(jié)果見圖3。由圖3可知，在試驗(yàn)濃度下，溴氰蟲酰胺對(duì)紅火蟻的抓附能力具有明顯的降低作用，且這種作用隨著濃度的升高和時(shí)間的延長(zhǎng)表現(xiàn)更為顯著。對(duì)照處理12 h后，紅火蟻?zhàn)ジ铰蕿?0.00%；1 mg/L和5 mg/L溴氰蟲酰胺處理12 h后，紅火蟻校正抓附率分別為58.45%和30.38%，方差分析結(jié)果顯示F=5.841、P=0.013，與對(duì)照差異顯著，抓附力明顯低于對(duì)照。

2.4 溴氰蟲酰胺對(duì)紅火蟻行走率和行走速率的影響

采用水試管法測(cè)定溴氰蟲酰胺對(duì)紅火蟻小型工蟻行走率和行走速率的影響，結(jié)果見圖4和圖5。由圖4、圖5可知，在試驗(yàn)濃度下，溴氰蟲酰胺對(duì)紅火蟻的行走率和行走速率均具有顯著的降低作用。對(duì)照處理后12 h，紅火蟻行走率為91.67%；1 mg/L溴氰蟲酰胺處理后1～7 h，紅火蟻校正行走率為71.10%，處理后7～12 h效果趨于穩(wěn)定，處理后12 h，為70.97%；5 mg/L溴氰蟲酰胺處理后9 h，紅火蟻校正行走率為0，方差分析結(jié)果表明F=6.664、P=0.008，顯著低于對(duì)照。對(duì)于行走速率的測(cè)定，對(duì)照處理后12 h，紅火蟻行走速率為2.07 cm/s，1 mg/L和5 mg/L溴氰蟲酰胺處理后12 h，紅火蟻行走速率分別下降到1.07 cm/s和0 cm/s，方差分析結(jié)果顯示F=10.748、P=0.000，明顯低于對(duì)照。

圖4 溴氰蟲酰胺對(duì)紅火蟻小型工蟻行走能力的影響

圖5 溴氰蟲酰胺對(duì)紅火蟻小型工蟻行走速率的影響

2.5 溴氰蟲酰胺對(duì)紅火蟻聚集率的影響

采用水試管法測(cè)定溴氰蟲酰胺對(duì)紅火蟻小型工蟻聚集率的影響，結(jié)果見圖6。由圖6可知，對(duì)照處理12 h后，紅火蟻聚集率為92.86%；1 mg/L溴氰蟲酰胺處理后12 h，紅火蟻校正聚集率為86.35%；5 mg/L溴氰蟲酰胺處理12 h后，紅火蟻校正聚集率為39.40%，具有明顯的下降，方差分析結(jié)果顯示F=6.145、P=0.021，與對(duì)照差異顯著。

圖6 溴氰蟲酰胺對(duì)紅火蟻小型工蟻聚集率的影響

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，溴氰蟲酰胺對(duì)紅火蟻工蟻具有良好的殺蟲活性，對(duì)紅火蟻工蟻的攀爬能力、抓附能力、行走能力、行走速率和聚集能力等具有顯著的影響。

紅火蟻是社會(huì)性昆蟲，具有強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)力［18］，并且生性兇猛，攻擊力強(qiáng)，能夠捕食其他物種，對(duì)入侵地區(qū)螞蟻種群的影響極大［19］，破壞當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)平衡。此外，紅火蟻生活環(huán)境復(fù)雜，如地面凹凸不平，存在食物競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手等，因此，攀爬能力、抓附能力、行走能力、行走速率和聚集能力等對(duì)于紅火蟻的生存都具有重要意義［10，20］。

溴氰蟲酰胺于2012年9月正式在我國(guó)登記，通過(guò)激活昆蟲肌肉細(xì)胞內(nèi)的魚尼丁受體，使細(xì)胞內(nèi)鈣庫(kù)中鈣離子無(wú)限釋放，導(dǎo)致昆蟲肌肉麻痹、癱瘓，停止取食，最后死亡。其具有靶標(biāo)獨(dú)特、低毒，兼具觸殺性與內(nèi)吸性的特點(diǎn)，對(duì)哺乳動(dòng)物安全，與環(huán)境相容性好［21］。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，5 mg/L的溴氰蟲酰胺藥劑對(duì)紅火蟻工蟻的校正死亡率達(dá)62.82%，在短時(shí)間內(nèi)可以顯著降低紅火蟻的數(shù)量；5 mg/L溴氰蟲酰胺藥劑處理后12 h，可使紅火蟻的攀爬率降低到30.43%，抓附率降低到30.38%；處理后9 h，可使紅火蟻幾乎喪失行走能力；處理后12 h，可使紅火蟻的聚集力降低到39.40%，可在一定程度上擾亂群體的群集，影響群體的社會(huì)活動(dòng)，降低群體對(duì)外界環(huán)境的適應(yīng)能力，從而降低其生存能力，達(dá)到防治紅火蟻的效果。

綜上所述，溴氰蟲酰胺綠色環(huán)保，對(duì)紅火蟻具有較好的防治效果，在紅火蟻的防治方面具有廣闊的開發(fā)應(yīng)用前景。

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