氯蟲(chóng)苯甲酰胺對(duì)紅火蟻的毒殺活性與行為影響

陳慧雅，黃詩(shī)悠，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）

【研究意義】紅火蟻（Solenopsis invicta Buren）屬膜翅目蟻科切葉蟻亞科火蟻屬，是一種國(guó)際重大危險(xiǎn)性害蟲(chóng)［1］。2004年，紅火蟻入侵我國(guó)華南地區(qū)，影響到本地生物的多樣性，并給農(nóng)林業(yè)安全、生態(tài)安全帶來(lái)極大危害，具有嚴(yán)重的危險(xiǎn)性［2］。廣東地區(qū)是紅火蟻在中國(guó)大陸入侵的首發(fā)地區(qū)，同時(shí)也是紅火蟻入侵歷史較為長(zhǎng)久、危害最嚴(yán)重、分布區(qū)域廣泛的地區(qū)［3］。它危害到人類健康，破壞生態(tài)平衡，損壞公共設(shè)施，影響社會(huì)公共安全，嚴(yán)重時(shí)可危及人類的生命安全，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)方面均造成嚴(yán)重?fù)p失。紅火蟻的體積不特別大，巢內(nèi)紅火蟻絕大多數(shù)個(gè)體都是無(wú)生殖能力的工蟻，成熟蟻巢中工蟻的數(shù)量往往可達(dá)20萬(wàn)～30萬(wàn)頭，數(shù)量龐大，且工蟻個(gè)體大小分布有較高的多態(tài)性［4-5］。每年的5～10月是紅火蟻發(fā)生的高峰期，紅火蟻主要發(fā)生在田地、荒地、路邊、綠化帶、果園等地方［6］。因此，研究紅火蟻新型有效的化學(xué)防控方法對(duì)生態(tài)環(huán)境、人類安全等問(wèn)題具有重大意義。

【前人研究進(jìn)展】氯蟲(chóng)苯甲酰胺（chlorantraniliprole）是杜邦公司于2007年商品化的新型鄰氨基苯甲酰胺類殺蟲(chóng)劑，屬于微毒級(jí)農(nóng)藥［7-8］。目前已登記在水稻、玉米、甘藍(lán)、棉花、馬鈴薯、花椰菜等17種作物上，主要應(yīng)用于防治多種作物上的鱗翅目害蟲(chóng)，對(duì)其他害蟲(chóng)也能進(jìn)行有效防治,對(duì)多種鱗翅目害蟲(chóng)具有高效、長(zhǎng)效及對(duì)環(huán)境、人畜安全的特點(diǎn)［9］?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】氯蟲(chóng)苯甲酰胺作用方式新穎，其作用方式為通過(guò)與魚(yú)尼丁受體結(jié)合，激活鈣離子通道，導(dǎo)致內(nèi)部鈣離子無(wú)限制地釋放，使得其肌肉細(xì)胞喪失收縮功能，使得肌肉麻痹、活動(dòng)停頓、癱瘓，進(jìn)而使害蟲(chóng)迅速地停止進(jìn)食、乏力、反胃，直至死亡［10-11］。其對(duì)非靶標(biāo)生物安全性好，與現(xiàn)有殺蟲(chóng)劑亦不存在交互抗性，能有效地防治對(duì)其他殺蟲(chóng)劑產(chǎn)生抗性的害蟲(chóng)，殺蟲(chóng)持效性良好［12-13］。因此，研究氯蟲(chóng)苯甲酰胺對(duì)紅火蟻的毒殺活性和行為影響，可以提供新的方法防控紅火蟻。

【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】研究了氯蟲(chóng)苯甲酰胺對(duì)紅火蟻中小型工蟻的毒殺活性以及對(duì)處理后不同時(shí)段中存活的紅火蟻中小型工蟻行走、爬桿、抓附等行為指標(biāo)能力的影響，為藥劑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%氯蟲(chóng)苯甲酰胺原藥，湖北康寶泰精細(xì)化工有限公司生產(chǎn)。紅火蟻于2018年7月采集于華南農(nóng)業(yè)大學(xué)校園內(nèi)［14］。將采集帶土的紅火蟻蟻巢裝在塑料桶中，桶壁已涂上滑石粉，以防止桶中紅火蟻出走。隨后采用滴水緩浸的方法，將紅火蟻誘導(dǎo)出土面，并轉(zhuǎn)移至涂有滑石粉的塑料盒，置于黑暗環(huán)境，以火腿腸水試管飼養(yǎng)，7 d后可供試驗(yàn)使用。養(yǎng)蟲(chóng)室溫度23～27 ℃，濕度65%～85%。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 氯蟲(chóng)苯甲酰胺配制方法 用少量丙酮溶解氯蟲(chóng)苯甲酰胺原藥，然后用乳化劑吐溫80+丙酮水溶液將其稀釋成500 mg/L氯蟲(chóng)苯甲酰胺溶液，其中吐溫80和丙酮的含量為0.1%。再用0.01%吐溫80+0.01%丙酮水溶液稀釋，配制0.5、1、2、4、8、16 mg/L氯蟲(chóng)苯甲酰胺溶液?？瞻讓?duì)照為0.01%吐溫80+0.01%丙酮水溶液。

1.2.2 氯蟲(chóng)苯甲酰胺對(duì)中小型紅火蟻毒殺活性的測(cè)定 試驗(yàn)采用水試管喂毒法［15］進(jìn)行氯蟲(chóng)苯甲酰胺對(duì)中小型紅火蟻毒殺活性的測(cè)定。分別將氯蟲(chóng)苯甲酰胺溶液或空白對(duì)照加入容量為2 mL的小試管內(nèi)，在試管口塞一團(tuán)棉花，以保證試管中溶液不流出揮發(fā)。將裝溶液的小試管分別放入，干燥的塑料杯(高9 cm，直徑7 cm)，并在杯口至以下5 cm抹上滑石粉。將可供試的正?；钚缘闹行⌒图t火蟻接入塑料杯中，每個(gè)杯子分別接入20頭小型紅火蟻或中型紅火蟻，每個(gè)處理3次重復(fù)。處理后12、24、36、48、60 h觀察結(jié)果，計(jì)算死亡率和校正死亡率。

1.2.3 氯蟲(chóng)苯甲酰胺對(duì)中小型紅火蟻行走率、爬桿率、抓附率的測(cè)定 紅火蟻處理方法同1.2.2。分別于藥后12、24、36、48、60 h進(jìn)行觀察，每個(gè)時(shí)間段測(cè)定完畢后，將中小型紅火蟻轉(zhuǎn)接回原杯中。行走率、爬桿率、抓附率等僅在活蟲(chóng)數(shù)大于10頭時(shí)進(jìn)行測(cè)定，以保證測(cè)定結(jié)果的可靠性。

行走率測(cè)定［16］：用竹簽將紅火蟻工蟻挑至白紙上，3 s內(nèi)移動(dòng)3 cm則定為其有行走能力。計(jì)算紅火蟻工蟻行走率。

爬桿率測(cè)定［17］：用細(xì)長(zhǎng)竹簽輕輕接觸塑料杯中的紅火蟻工蟻，使紅火蟻工蟻在竹簽上爬行，可爬行5 cm及以上則定為有爬桿能力。計(jì)算紅火蟻工蟻爬桿率。

抓附率測(cè)定［18］：用竹簽將紅火蟻挑入杯中，輕微震動(dòng)塑料杯使紅火蟻工蟻在杯底處散開(kāi)，翻轉(zhuǎn)該塑料杯，使塑料杯口垂直向下，3 s后記錄未掉落在白紙上的工蟻則被定為具有抓附能力。計(jì)算紅火蟻工蟻?zhàn)ジ铰省?/p>

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2016進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)誤差分析，利用SPSS對(duì)測(cè)定的紅火蟻中小型工蟻死亡率、行走率、爬桿率、抓附率數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 氯蟲(chóng)苯甲酰胺對(duì)紅火蟻工蟻的毒殺活性

試驗(yàn)結(jié)果（表1、表2）表明，氯蟲(chóng)苯甲酰胺對(duì)紅火蟻工蟻具有較好的毒殺活性，不同濃度氯蟲(chóng)苯甲酰胺處理對(duì)小型、中型紅火蟻工蟻校正死亡率有顯著影響（F=14.491，P=0.002；F=12.169，P=0.004）。 高 濃 度氯蟲(chóng)苯甲酰胺處理比低濃度氯蟲(chóng)苯甲酰胺處理中小型紅火蟻毒殺活性效果更加顯著，氯蟲(chóng)苯甲酰胺能使中小型紅火蟻存活數(shù)量顯著下降。

表1 不同濃度氯蟲(chóng)苯甲酰胺處理對(duì)小型紅火蟻工蟻的毒殺活性Table 1 Toxic activities of different concentrations of chlorantraniliprole aqueous solution against small-sized workers of Solenopsis invicta Buren

表2 不同濃度氯蟲(chóng)苯甲酰胺處理對(duì)中型紅火蟻工蟻的毒殺活性Table 2 Toxic activities of different concentrations of chlorantraniliprole aqueous solution against medium-sized workers of Solenopsis invicta Buren

2.2 氯蟲(chóng)苯甲酰胺對(duì)中小型紅火蟻行走能力的影響

試驗(yàn)結(jié)果（表3、表4）表明，氯蟲(chóng)苯甲酰胺能顯著降低中小型紅火蟻行走能力，且高濃度氯蟲(chóng)苯甲酰胺處理比低濃度處理行走能力下降更為顯著。處理后36 h內(nèi)，各濃度處理存活紅火蟻數(shù)量均大于10頭。不同濃度氯蟲(chóng)苯甲酰胺處理對(duì)小型、中型紅火蟻工蟻行走率有顯著影響（F=5.811，P=0.033；F=5.508，P=0.037）。

表3 不同濃度氯蟲(chóng)苯甲酰胺處理對(duì)小型紅火蟻工蟻行走能力的影響Table 3 The effects of different concentrations of chlorantraniliprole aqueous solution on walking ability of small-sized workers of Solenopsis invicta Buren

表4 不同濃度氯蟲(chóng)苯甲酰胺處理對(duì)中型紅火蟻工蟻行走能力的影響Table 4 The effects of different concentrations of chlorantraniliprole aqueous solution on walking ability of medium-sized workers of Solenopsis invicta Buren

2.3 氯蟲(chóng)苯甲酰胺對(duì)中小型紅火蟻爬桿能力的影響

試驗(yàn)結(jié)果（表5、表6）表明，氯蟲(chóng)苯甲酰胺處理對(duì)中小型紅火蟻爬桿能力有顯著影響，且隨著氯蟲(chóng)苯甲酰胺處理濃度的增大，對(duì)中小型紅火蟻爬桿率的抑制效果越明顯。處理后36 h內(nèi)，各濃度處理存活紅火蟻數(shù)量均大于10頭。不同濃度氯蟲(chóng)苯甲酰胺處理對(duì)小型、中型紅火蟻工蟻爬桿率有顯著影響（F=6.265，P=0.028；F=6.167，P=0.029）。

表5 不同濃度氯蟲(chóng)苯甲酰胺處理對(duì)小型紅火蟻工蟻爬桿能力的影響Table 5 The effects of different concentrations of chlorantraniliprole aqueous solution on climbing ability of small-sized workers of Solenopsis invicta Buren

表6 不同濃度氯蟲(chóng)苯甲酰胺處理對(duì)中型紅火蟻工蟻爬桿能力的影響Table 6 The effects of different concentrations of chlorantraniliprole aqueous solution on climbing ability of medium-sized workers of Solenopsis invicta Buren

2.4 氯蟲(chóng)苯甲酰胺對(duì)中小型紅火蟻?zhàn)ジ侥芰Φ挠绊?/h3>

試驗(yàn)結(jié)果（表7、表8）表明，氯蟲(chóng)苯甲酰胺處理對(duì)中小型紅火蟻?zhàn)ジ侥芰τ酗@著影響，且隨著氯蟲(chóng)苯甲酰胺處理濃度的增大，對(duì)中小型紅火蟻?zhàn)ジ铰实囊种菩Ч矫黠@。處理后36 h內(nèi)，各濃度處理存活紅火蟻數(shù)量均大于10頭。不同濃度氯蟲(chóng)苯甲酰胺處理對(duì)小型、中型紅火蟻工蟻?zhàn)ジ铰视酗@著影響（F=6.004，P=0.031；F=7.275，P=0.020）。

表7 不同濃度氯蟲(chóng)苯甲酰胺處理對(duì)小型紅火蟻工蟻?zhàn)ジ侥芰Φ挠绊慣able 7 The effects of different concentrations of chlorantraniliprole aqueous solution on adhesion ability of small-sized workers of Solenopsis invicta Buren

表8 不同濃度氯蟲(chóng)苯甲酰胺處理對(duì)中型紅火蟻工蟻?zhàn)ジ侥芰Φ挠绊慣able 8 The effects of different concentrations of chlorantraniliprole aqueous solution on adhesion ability of medium-sized workers of Solenopsis invicta Buren

3 討論

氯蟲(chóng)苯甲酰胺于2008年在我國(guó)取得臨時(shí)登記，目前已在多種作物上取得正式登記并大量使用［19］。該藥通過(guò)破壞昆蟲(chóng)細(xì)胞質(zhì)內(nèi)鈣離子環(huán)境的穩(wěn)定性以達(dá)到防治害蟲(chóng)的目的，具有高效、低毒的特點(diǎn)，且持效期長(zhǎng)，可有效防治對(duì)其他殺蟲(chóng)劑已產(chǎn)生抗性的害蟲(chóng)［20］。

紅火蟻是一種社會(huì)性昆蟲(chóng)，也是一種重要的入侵昆蟲(chóng)，紅火蟻在其蟻巢中的爬行移動(dòng)和在其蟻巢外的生存活動(dòng)中，皆需要較好的行走能力、爬桿能力和抓附能力等行為能力，而這些行為能力對(duì)于紅火蟻的生存和覓食行為具有重大的意義［21］。因此通過(guò)研究毒殺紅火蟻及破壞降低其行為能力的思路對(duì)氯蟲(chóng)苯甲酰胺防控紅火蟻存在重大意義。

試驗(yàn)過(guò)程中，在一定濃度范圍內(nèi)，隨著濃度的增加，紅火蟻工蟻停止進(jìn)食的時(shí)間明顯縮短，但均有飲水行為，大部分紅火蟻工蟻聚集在水源處。而在高濃度的氯蟲(chóng)苯甲酰胺溶液中，存在少量的中小型紅火蟻行為活性有恢復(fù)過(guò)來(lái)的跡象，有可能與紅火蟻的拒食性有關(guān)，濃度超過(guò)了紅火蟻工蟻感知氯蟲(chóng)苯甲酰胺溶液的臨界劑量，需要進(jìn)一步的研究。

在試驗(yàn)測(cè)定紅火蟻的行為能力時(shí)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)使用竹簽將其從杯中挑起，或放回杯中等行為用力不當(dāng)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致紅火蟻對(duì)竹簽尖端的攻擊率下降，且存在一定的逃避行為。而當(dāng)氯蟲(chóng)苯甲酰胺的用藥濃度加大時(shí)，紅火蟻的逃避行為相對(duì)減弱，這可能與紅火蟻的逃避記憶有關(guān)，而氯蟲(chóng)苯甲酰胺可能對(duì)紅火蟻工蟻的記憶分子存在一定的影響，需要進(jìn)一步的研究。

本研究尚未進(jìn)行相關(guān)的田間試驗(yàn)，相關(guān)的田間試驗(yàn)可使氯蟲(chóng)苯甲酰胺對(duì)紅火蟻在田間的毒殺活性行為影響更為明確，需要進(jìn)一步的試驗(yàn)。

4 結(jié)論

試驗(yàn)結(jié)果表明，氯蟲(chóng)苯甲酰胺對(duì)中小型紅火蟻毒殺活性良好，可以顯著降低中小型紅火蟻的行走能力、爬桿能力、抓附能力等行為能力。本試驗(yàn)中不同濃度氯蟲(chóng)苯甲酰胺溶液對(duì)中小型紅火蟻毒殺活性有顯著差異，高濃度明顯比低濃度的氯蟲(chóng)苯甲酰胺的毒殺活性、行為影響顯著。氯蟲(chóng)苯甲酰胺對(duì)中小型紅火蟻具有良好的毒殺活性和行為影響能力，在紅火蟻的防控上具有良好的應(yīng)用前景。