牛尾蒿、灌木亞菊揮發(fā)油對煙草甲防治作用研究

梁俊玉 羅 艷 李玲艷 邱 越 盛 軍 孔維寶

(西北師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，蘭州 730070)

煙草甲(Lasiodermaserricorne)屬鞘翅目竊蠹科的一種昆蟲，是最普遍的倉儲害蟲之一。據(jù)估計，煙草甲每年對貯存煙草造成的損失約為 1%，同時這種害蟲給糧業(yè)經(jīng)濟也造成了嚴(yán)重的損失[1-2]。目前，針對煙草甲的防治措施有化學(xué)、物理、生物防治等方法，主要的防治措施為藥劑熏蒸，以磷化鋁的應(yīng)用最為普遍[3]。然而化學(xué)合成藥物的長期使用造成了環(huán)境污染、水源污染，危害人群健康，并且長此以往會增加害蟲的抗藥性[4-5]。

植物揮發(fā)油具有選擇性高，易于揮發(fā)和分解，對人畜安全性高等優(yōu)點，將植物揮發(fā)油作為殺蟲劑應(yīng)用于倉儲害蟲的防治具有重要的現(xiàn)實意義。對于植物揮發(fā)油對煙草甲的防治研究較多，側(cè)柏、連翹等植物的揮發(fā)油對煙草甲有較強的觸殺活性[13-14]，楊凱[6]報道了山蒼子揮發(fā)油對煙草甲熏蒸作用的LC50為22.97 mg/L，王秀芳等[17]對九種植物精油對于煙草甲的殺蟲活性進行了實驗，其中留蘭香油、茶樹油、冬青油、丁香油對煙草甲成蟲表現(xiàn)較好的熏蒸活性。本實驗室前期對灌木亞菊和牛尾蒿揮發(fā)油的主要化學(xué)成分以及生物活性進行研究，經(jīng)GC-MS鑒定出灌木亞菊揮發(fā)油中主要成份為1,8-桉葉素 (41.40%)，樟腦(32.10%)，桃金娘烯醇(8.15%)，牛尾蒿的主要化學(xué)成分為萜品油烯(19.02%)，檸檬烯(17.40%)，異欖香脂素(11.05%)，對甲基苯異丙醇(5.93%)；牛尾蒿和灌木亞菊揮發(fā)油及其主要組分對倉儲害蟲赤擬谷盜和嗜卷書虱表現(xiàn)出了一定的觸殺、熏蒸和趨避作用[15-16]，本實驗在此基礎(chǔ)上礎(chǔ)上研究了牛尾蒿和灌木亞菊的揮發(fā)油對煙草甲的觸殺和熏蒸作用，為尋求倉儲害蟲新型植物源防治措施進行基礎(chǔ)研究。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試蟲

將煙草甲飼養(yǎng)在容積為0.5 L的玻璃瓶中，瓶中裝有以10∶1為質(zhì)量比混合的小麥粉與酵母粉。使其生活在溫度為(29±1) ℃左右，相對濕度為70%～80%的培養(yǎng)箱中。所有實驗所用的昆蟲均為生活1～2周羽化的成蟲。

1.1.2樣品

牛尾蒿在2017年8月采于甘肅省榆中縣(35°48′53″E，104°04′14″N，海拔2 144 m)，灌木亞菊于2017年8月采集于甘肅省蘭州市安寧區(qū)(35°55′49″E，104°04′25″N，海拔1 650 m)，植物標(biāo)本由西北師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院梁俊玉副教授鑒定。將兩種植物的地上部分陰干、粉碎后放入水蒸氣蒸餾器中蒸餾5 h，收集揮發(fā)油，用正己烷萃取，用無水Na2SO4去除殘留的H2O，揮發(fā)油放于4 ℃的密閉容器中保存。

1.2 方法

1.2.1 牛尾蒿和灌木亞菊揮發(fā)油對煙草甲的觸殺實驗

參照文獻[6]的方法測定牛尾蒿和灌木亞菊揮發(fā)油對煙草甲的觸殺活性。將正己烷作為溶劑稀釋揮發(fā)油，得到五個濃度梯度的溶液后，將盛有相同生理狀態(tài)的試蟲的培養(yǎng)皿放在冰塊上，待試蟲不再活動后取0.5 μL稀釋溶液滴于兩種試蟲的前胸背板上，然后將每十只試蟲轉(zhuǎn)移至直徑為2.5 cm、容積為25 mL的玻璃瓶中，用記號筆將濃度標(biāo)于瓶身上，正己烷和除蟲菊素做陰性和陽性對照，每個濃度重復(fù)5次,每次10 只。觀察記錄死亡情況，并計算死亡率與校正死亡率。

1.2.2 牛尾蒿和灌木亞菊揮發(fā)油對煙草甲的熏蒸實驗

參照文獻[7]的方法測定牛尾蒿和灌木亞菊揮發(fā)油對煙草甲的熏蒸活性。將正己烷作為溶劑稀釋揮發(fā)油，得到五個濃度梯度的溶液后，在直徑為2.5 cm、高為5.5 cm的玻璃瓶內(nèi)放入10 只試蟲。取10 μL的稀釋溶液滴在覆蓋于瓶蓋內(nèi)直徑為2.0 cm的濾紙片上。待稀釋溶液揮發(fā)20 s后迅速擰上瓶蓋，包裹封口膜，形成封閉空間。用正己烷和磷化氫做陰性和陽性對照，每濃度梯度重復(fù)五次，每次10 只試蟲。處理后觀察記錄死亡情況，并計算死亡率與校正死亡率。

1.2.3 數(shù)據(jù)分析

利用Abbott′s formula計算校正死亡率。采用SPSS22.0統(tǒng)計軟件分析計算揮發(fā)油的熏蒸半數(shù)致死濃度LC50(mg/L air)和觸殺半數(shù)致死量LD50(μg/頭)。

2 結(jié)果與分析

2.1 牛尾蒿和灌木亞菊揮發(fā)油對煙草甲觸殺活性

牛尾蒿和灌木亞菊揮發(fā)油對煙草甲觸殺活性見表1。牛尾蒿和灌木亞菊揮發(fā)油對煙草甲觸殺的LD50分別為19.30 μg/頭和25.92 ug/頭。關(guān)于植物揮發(fā)油對煙草甲的觸殺作用已經(jīng)有很多報道。王成芳等研究報道了兩種花椒屬植物對煙草甲的活性研究，發(fā)現(xiàn)竹葉花椒莖枝、單面針根部揮發(fā)油對煙草甲的觸殺活性LD50分別為18.74、13.8 μg/頭[8-9]。王穎等報道了幾種姜科植物對煙草甲的觸殺活性，其中，云南草蔻、紫色姜和草果對煙草甲的觸殺毒性LD50分別為15.02、16.3、6.14 μg/頭[10-12]。吳彥等[13-14]研究發(fā)現(xiàn)側(cè)柏葉、連翹、牡荊葉揮發(fā)油對煙草甲的觸殺作用的LD50為50.45 μg/頭、23.66μg/頭、25.30 μg/頭[7]。牛尾蒿揮發(fā)油與竹葉花椒莖枝揮發(fā)油、云南草蔻、紫色姜對煙草甲的作用相似，但相比較草果對煙草甲的作用弱。灌木亞菊揮發(fā)油對煙草甲觸殺作用與連翹、牡荊葉揮發(fā)油作用相近，牛尾蒿和灌木亞菊揮發(fā)油比側(cè)柏揮發(fā)油對煙草甲的觸殺作用強。牛尾蒿和灌木亞菊揮發(fā)油對煙草甲均有一定的觸殺作用，但均弱于陽性對照除蟲菊素。兩者相較，牛尾蒿揮發(fā)油與灌木亞菊揮發(fā)油對煙草甲的觸殺活性無顯著性差異。

表1 牛尾蒿、灌木亞菊揮發(fā)油對煙草甲的觸殺活性

注：* 數(shù)據(jù)來源于文獻[10]。

2.2 牛尾蒿和灌木亞菊揮發(fā)油對煙草甲熏蒸活性

牛尾蒿和灌木亞菊揮發(fā)油對煙草甲熏蒸毒性數(shù)據(jù)見表2。牛尾蒿和灌木亞菊揮發(fā)油對煙草甲熏蒸作用的半數(shù)致死濃度LC50分別為50.89 mg/L和31.35 mg/L。結(jié)果表明，牛尾蒿和灌木亞菊揮發(fā)油均對煙草甲有一定的熏蒸作用，但相比陽性對照磷化氫對煙草甲的作用較弱。兩者相較，灌木亞菊揮發(fā)油具有比牛尾蒿揮發(fā)油更強的熏蒸活性。植物揮發(fā)油對煙草甲的熏蒸活性報道較多，楊凱[6]報道了山蒼子對煙草甲熏蒸作用的LC50為22.97 mg/L，王穎等報道了幾種姜科植物對煙草甲的熏蒸和觸殺活性，其中，云南草蔻、紫色姜和草果對煙草甲的熏蒸毒性LC50分別為3.83、9.30和8.70 mg/L[10-12]，吳彥等[7]研究報道側(cè)柏葉揮發(fā)油對煙草甲的熏蒸活性的LC50為145.40 mg/L，由此可以看出，牛尾蒿與灌木亞菊揮發(fā)油對煙草甲的熏蒸作用強于側(cè)柏揮發(fā)油，但弱于山蒼子揮發(fā)油、云南草蔻、紫色姜和草果對煙草甲的熏蒸活性，牛尾蒿和灌木亞菊揮發(fā)油對煙草甲沒有較強的熏蒸活性。

表2 牛尾蒿、灌木亞菊揮發(fā)油對煙草甲的熏蒸活性

注：*數(shù)據(jù)來源于文獻[10]。

3 結(jié)論

本實驗初步研究牛尾蒿、灌木亞菊揮發(fā)油對煙草甲的毒殺作用，研究發(fā)現(xiàn)牛尾蒿、灌木亞菊揮發(fā)油對煙草甲具有一定的觸殺、熏蒸活性，且觸殺活性優(yōu)于熏蒸活性。

揮發(fā)油作為植物源殺蟲劑，具有對人體、環(huán)境較高安全性等優(yōu)點，將牛尾蒿、灌木亞菊揮發(fā)油以及活性物質(zhì)開發(fā)為除蟲劑有重要意義。