2種植物源藥劑對紅火蟻工蟻的毒殺活性及行為影響

楊靜美，葉 滔，張志祥，蔡奕浩，陳 趣，王文凱

(1.長江大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，湖北 荊州 434025； 2.仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院 農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院，廣東 廣州 510225；3.廣州醫(yī)科大學(xué) 藥學(xué)院，廣東 廣州 511436；4.天然農(nóng)藥與化學(xué)生物學(xué)教育部重點實驗室/華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，廣東 廣州 510642)

紅火蟻(SolenopsisinvictaBuren)是一種入侵生物，在多個國家和地區(qū)均有出現(xiàn)[1-2]。2004年，我國廣東省吳川市首次發(fā)現(xiàn)紅火蟻[3-4]。紅火蟻對人類、農(nóng)林業(yè)、生態(tài)等造成了極大的危害，甚至威脅到人類的安全[5-6]?；瘜W(xué)殺蟲劑如氟蟲腈、聯(lián)苯菊酯、氟蟻腙、呋蟲胺等對紅火蟻均有良好的毒力作用，但化學(xué)藥劑的使用也給環(huán)境帶來了一定的危害[7-10]。

關(guān)于植物源藥劑對紅火蟻作用的研究較多。試驗表明，新月蕨的甲醇和乙酸乙酯提取物對紅火蟻作用72 h后，LC50值分別為235.4、79.1 μg/g，表現(xiàn)出顯著的毒殺紅火蟻特性，且低質(zhì)量濃度對紅火蟻的行走和抓附能力也有一定的抑制作用[11]。新鮮、干燥、掉落的九里香葉提取物作用9 d后，小型紅火蟻的死亡率分別為100.00%、83.33%、93.33%，大型紅火蟻的死亡率分別為93.33%、60.00%、83.33%，紅火蟻的行走率、抓附率、聚集率也有降低[12]。樟腦精油的熏蒸毒力試驗表明，其對小型、大型紅火蟻作用24 h后，LC50值分別為1.67、4.28 μg/mL，KT50值分別為10.82、14.73 h，對紅火蟻的攻擊、進食和攀爬行為都有一定的影響[13]。青蒿油中的物質(zhì)對紅火蟻有顯著的熏蒸毒力[14]。魚藤酮在毒理學(xué)上是專屬性很強的物質(zhì)[15]，是從魚藤屬等植物的根部提取出來的傳統(tǒng)生物農(nóng)藥，對斜紋夜蛾(Spodopteralitura)、煙青蟲(Helicoverpaassulta)和白蟻(Macroitermes)均有一定的防治效果。藥后7 d，噴施4%魚藤酮1 500 mL/hm2對斜紋夜蛾和煙青蟲的防效分別為88.2%、92.2%，表現(xiàn)出良好的殺蟲活性[16-17]。藜蘆堿是一種植物源殺蟲成分，具有觸殺和胃毒作用，對韭蛆(Bradysiaodoriphaga)、斜紋夜蛾、菜青蟲(Pierisrapae)、甘藍蚜蟲(Brevicorynebrassicae)等都有良好的毒殺活性，對人、畜低毒、低殘留。0.5%藜蘆堿可溶液劑對韭蛆三齡幼蟲和卵的LC50值分別為0.488、55.685 mg/L[18]。但魚藤酮、藜蘆堿對紅火蟻作用的研究報道較少，鑒于此，研究不同質(zhì)量濃度的魚藤酮和藜蘆堿藥劑對紅火蟻工蟻的毒力及抓附率、聚集率、攀爬率、行走率等行為影響，旨在為利用生物農(nóng)藥防治紅火蟻及其他有害生物提供借鑒。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

1.1.1 供試藥劑 供試藥劑為20%魚藤根粉劑(魚藤酮含量為7%)、98%藜蘆堿，均由華南農(nóng)業(yè)大學(xué)天然農(nóng)藥與化學(xué)生物學(xué)教育部重點實驗室生產(chǎn)。

1.1.2 供試紅火蟻 供試紅火蟻為紅火蟻工蟻，采集于仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院白云校區(qū)。采集方法：在塑料桶壁上涂抹滑石粉，將紅火蟻巢穴裝入桶中，之后滴水慢灌，將紅火蟻誘出，裝入壁上涂有滑石粉的小塑料盒中(內(nèi)有人工蟻巢)，用火腿腸飼養(yǎng)。試管中加入蒸餾水，用棉花塞緊管口，作為水源。飼養(yǎng)7 d后備用[19]。養(yǎng)蟲室溫度為25～28 ℃，濕度為70%～85%，光照/黑暗為14 h/10 h。挑選頭寬約為0.7 mm的工蟻進行試驗。

1.2 試驗方法

1.2.1 魚藤酮和藜蘆堿溶液的配制 稱取一定量的魚藤酮粉末，超聲波振蕩條件下配制成0.04、0.07、0.35、0.70、0.88 mg/L的溶液，各處理均含0.05%吐溫-80；將含量為98%的藜蘆堿溶液配制成0.005、0.010、0.050、0.100、0.500 mg/L的溶液。

1.2.2 2種溶液對紅火蟻工蟻的毒殺活性 采用水試管喂毒法進行毒力試驗[20]。將不同質(zhì)量濃度的魚藤酮、藜蘆堿溶液分別加入到2 mL的試管中，對照只加等量蒸餾水，試管口塞上棉花，以試管中的溶液不流出為宜。將裝有不同質(zhì)量濃度藥液的試管分別放入規(guī)格一致的一次性塑料杯中，每個杯中放入20頭紅火蟻。每個處理設(shè)3個重復(fù)。處理后分別于1、3、5、7、9、11 d 觀察紅火蟻的死亡情況，死亡率計算公式：死亡率=死亡工蟻數(shù)/工蟻總數(shù)×100%。

1.2.3 2種溶液對紅火蟻工蟻抓附率、聚集率、攀爬率、行走率的影響 紅火蟻處理方法同1.2.2，之后振動塑料杯，待紅火蟻分布在杯底并靜置10 s后，將一張白紙緊貼于杯口，將杯子旋轉(zhuǎn)180 °，杯口朝下停頓5 s，再翻轉(zhuǎn)杯子回原來位置，觀察并記錄杯中剩余的紅火蟻數(shù)，杯中剩余紅火蟻即為不具有抓附能力的紅火蟻。抓附率計算公式[21]：抓附率=(工蟻總數(shù)-杯中工蟻數(shù))/工蟻總數(shù)×100%。

測定聚集率時，輕輕振動塑料杯，待紅火蟻分布在杯底并靜置10 s后，觀測紅火蟻的聚集情況，3只及以上能聚集成團的，便認為其具有聚集能力。聚集率計算公式：聚集率=聚集活工蟻數(shù)/工蟻總數(shù)×100%。

測定攀爬率時，取一長竹簽，從竹簽下端開始每隔1 cm作1個標記，輕觸紅火蟻使其攀爬，紅火蟻能夠在竹簽上爬行3 cm以上便認為其具有攀爬能力。攀爬率計算公式：攀爬率=有攀爬行為的紅火蟻數(shù)/工蟻總數(shù)×100%。

測定行走率時，將紅火蟻工蟻挑到具有1 cm×1 cm小格的白紙上，紅火蟻3 s內(nèi)能爬行3 cm及以上，則認為其具有行走能力。行走率計算公式：行走率=有行走能力的紅火蟻數(shù)/工蟻總數(shù)×100%。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用SAS 9.0進行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 2種藥劑對紅火蟻工蟻的毒力作用

0.04、0.07、0.35、0.70、0.88 mg/L的魚藤酮溶液處理1 d后，紅火蟻工蟻的死亡率分別為0、0、15.00%、10.00%、10.00%，對照為0；處理5 d后紅火蟻工蟻的死亡率分別為15.00%、40.00%、50.00%、50.00%、55.00%，對照為13.33%；處理11 d后，紅火蟻工蟻的死亡率分別為55.00%、70.00%、80.00%、95.00%、100.00%，對照為30.00%，對照與處理間存在顯著差異(P<0.05)(圖1A)。各質(zhì)量濃度對紅火蟻工蟻均有一定的毒力作用，在試驗質(zhì)量濃度范圍內(nèi)，魚藤酮溶液高質(zhì)量濃度的毒力高于低質(zhì)量濃度。0.35 mg/L以上質(zhì)量濃度的魚藤酮溶液作用11 d后，紅火蟻工蟻的死亡率達到80%以上。

0.005、0.010、0.050、0.100、0.500 mg/L的藜蘆堿溶液處理1 d后，紅火蟻工蟻的死亡率分別為5.00%、6.67%、8.33%、10.00%、15.00%，對照為0；處理5 d后紅火蟻工蟻的死亡率分別為20.00%、30.00%、35.00%、35.00%、36.67%，對照為13.33%；處理11 d后，紅火蟻工蟻的死亡率分別為40.00%、46.67%、55.00%、63.33%、93.33%，對照為30.00%(圖1B)。各質(zhì)量濃度的藜蘆堿溶液對紅火蟻工蟻均有一定的毒殺活性，總體而言，在供試的質(zhì)量濃度范圍內(nèi)，高質(zhì)量濃度的毒殺作用強于低質(zhì)量濃度。0.500 mg/L以上的藜蘆堿溶液作用7 d后，紅火蟻工蟻死亡率可達58.00%以上，11 d后可達93.00%以上。

上述結(jié)果表明，2種藥劑對紅火蟻工蟻均具有良好的毒殺活性。隨著處理時間的延長，紅火蟻工蟻死亡率越來越高?？偟膩碚f，供試質(zhì)量濃度范圍內(nèi)，質(zhì)量濃度越大，紅火蟻工蟻的死亡率越高。

不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)，下同

2.2 2種藥劑對紅火蟻工蟻抓附率的影響

0.04、0.07、0.35、0.70、0.88 mg/L的魚藤酮溶液處理1 d后，紅火蟻工蟻的抓附率分別為100.00%、96.67%、85.00%、90.00%、90.00%，對照為100.00%；處理5 d后，紅火蟻工蟻的抓附率分別為85.00%、60.00%、50.00%、50.00%、45.00%，對照為86.67%；處理11 d后，紅火蟻工蟻的抓附率分別為40.00%、30.00%、20.00%、5.00%、0，對照為70.00%，對照與處理間存在顯著差異(P<0.05)(圖2A)。魚藤酮對紅火蟻工蟻的抓附率有一定影響，質(zhì)量濃度越大，抓附率越低。

0.005、0.010、0.050、0.100、0.500 mg/L的藜蘆堿溶液處理1 d后，紅火蟻工蟻的抓附率分別為95.00%、93.33%、91.67%、90.00%、85.00%；處理9 d后，紅火蟻工蟻的抓附率分別為65.00%、56.67%、51.67%、50.00%、21.67%，對照為81.67%；處理11 d后，紅火蟻工蟻的抓附率分別為60.00%、53.33%、45.00%、36.67%、6.67%，對照為70.00%,對照與處理間存在顯著差異(P<0.05)(圖2B)。藜蘆堿對紅火蟻工蟻的抓附率有一定影響，質(zhì)量濃度越高，抓附率越低。

圖2 不同質(zhì)量濃度魚藤酮(A)和藜蘆堿(B)對紅火蟻抓附率的影響

2.3 2種藥劑對紅火蟻工蟻聚集率的影響

0.04、0.07、0.35、0.70、0.88 mg/L的魚藤酮溶液處理5 d后，紅火蟻工蟻的聚集率分別為85.00%、45.00%、20.00%、35.00%、30.00%，對照為80.00%；處理9 d后，在0.88 mg/L的魚藤酮溶液作用下，紅火蟻工蟻聚集率為0；處理11 d后，紅火蟻工蟻的聚集率分別為25.00%、25.00%、15.00%、0、0，對照為65.00%，對照與處理間存在顯著差異(P<0.05)(圖3A)。魚藤酮對紅火蟻工蟻的聚集率有一定影響，質(zhì)量濃度越高，紅火蟻工蟻的聚集率越低。

0.005、0.010、0.050、0.100、0.500 mg/L的藜蘆堿溶液處理1 d后，紅火蟻工蟻的聚集率分別為93.33%、93.33%、90.00%、85.00%、80.00%，對照為96.67%；處理11 d后，紅火蟻工蟻的聚集率分別為50.00%、40.00%、30.00%、20.00%、0，對照為65.00%，對照與處理間存在顯著差異(P<0.05)(圖3B)。藜蘆堿對紅火蟻工蟻的聚集率有一定影響，高質(zhì)量濃度下，聚集率較低。

圖3 不同質(zhì)量濃度魚藤酮(A)和藜蘆堿(B)對紅火蟻聚集率的影響

2.4 2種藥劑對紅火蟻工蟻攀爬率的影響

0.04、0.07、0.35、0.70、0.88 mg/L的魚藤酮溶液處理11 d后，各質(zhì)量濃度作用下紅火蟻工蟻的攀爬率分別為45.00%、30.00%、20.00%、5.00%、0，對照為68.33%，對照與處理間差異顯著(P<0.05)(圖4A)。魚藤酮對紅火蟻工蟻的攀爬率有一定影響，魚藤酮溶液質(zhì)量濃度越高，紅火蟻工蟻的攀爬率越低。

0.005、0.010、0.050、0.100、0.500 mg/L的藜蘆堿溶液處理1 d后，紅火蟻的攀爬率分別為95.00%、90.00%、88.33%、86.67%、83.33%，對照為100.00%；處理5 d后，紅火蟻工蟻的攀爬率分別為78.33%、68.33%、63.33%、61.67%、60.00%，對照為86.67%；處理11 d后，紅火蟻工蟻的攀爬率分別為58.33%、50.00%、41.67%、30.00%、5.00%，對照為68.33%，對照與處理間差異顯著(P<0.05)(圖4B)。藜蘆堿對紅火蟻工蟻的攀爬率有一定影響，質(zhì)量濃度越高，紅火蟻工蟻的攀爬率越低。

圖4 不同質(zhì)量濃度魚藤酮(A)和藜蘆堿(B)對紅火蟻攀爬率的影響

2.5 2種藥劑對紅火蟻工蟻行走率的影響

0.04、0.07、0.35、0.70、0.88 mg/L的魚藤酮溶液處理5 d后，紅火蟻工蟻的行走率分別為80.00%、55.00%、45.00%、45.00%、40.00%，對照為85.00%；處理11 d后，紅火蟻工蟻的行走率分別為40.00%、30.00%、15.00%、5.00%、0，對照為60.00%(圖5A)。魚藤酮對紅火蟻工蟻的行走率有一定影響，魚藤酮溶液質(zhì)量濃度越高，紅火蟻工蟻的行走率越低。

0.005、0.010、0.050、0.100、0.500 mg/L的藜蘆堿溶液處理1 d后，紅火蟻工蟻的行走率分別為95.00%、91.67%、90.00%、88.33%、81.67%，對照為100.00%；處理5 d后，紅火蟻工蟻的行走率分別為78.33%、66.67%、63.33%、60.00%、56.67%，對照為85.00%；處理11 d后，紅火蟻工蟻的行走率分別為58.33%、50.00%、41.67%、33.33%、5.00%，對照為60.00%(圖5B)。藜蘆堿對紅火蟻工蟻的行走率有一定影響，質(zhì)量濃度越高，行走率越低。

圖5 不同質(zhì)量濃度魚藤酮(A)和藜蘆堿(B)對紅火蟻行走率的影響

3 結(jié)論與討論

20%魚藤根粉劑(含7%魚藤酮)作用后21 d，對紅火蟻工蟻的防效為98.25%，滅巢效果達95.32%，表明魚藤酮對紅火蟻具有一定的毒殺作用[22]。藜蘆堿對甘藍蚜蟲有較高的觸殺活性，其LC50值為 3.18 μg/mL，LC90值為18.89 μg/mL，能用于甘藍蚜蟲田間防治[23]。0.5%的藜蘆堿使用量為1.275 kg/hm2時，對棉蚜有很好的防治效果[24]。2.4%的藜蘆堿-阿維AS用量24 mg/kg對番茄根結(jié)線蟲防效達84%[25]。本研究表明，各質(zhì)量濃度的魚藤酮溶液對紅火蟻均有一定的毒殺作用。處理11 d后，在0.07 mg/L及以上質(zhì)量濃度的魚藤酮溶液作用下，紅火蟻工蟻的死亡率分別為70.00%、80.00%、95.00%、100.00%，均在70.00%及以上。尤其在0.88 mg/L魚藤酮溶液作用下，死亡率達100.00%，魚藤酮溶液表現(xiàn)出極強的毒殺活性。處理11 d后，在0.100 mg/L藜蘆堿溶液作用下，紅火蟻工蟻的死亡率為63.33%，在0.500 m g/L藜蘆堿溶液作用下，紅火蟻工蟻的死亡率為93.33%，藜蘆堿溶液表現(xiàn)出較強的毒殺活性。

紅火蟻屬于社會性昆蟲，其攀爬能力、行走能力、抓附能力在覓食和生存活動中極為重要[26]。紅火蟻行為能力降低，能減弱對人類、社會和生物環(huán)境的危害[27]。魚藤酮根和非洲山毛豆葉的丙酮提取物對紅火蟻的行走率和抓附率有顯著的抑制作用，隨時間延長，行走率和抓附率降低，效果優(yōu)于98.6%的魚藤酮原藥[28]。本研究結(jié)果表明，魚藤酮溶液對紅火蟻工蟻的抓附率、行走率、攀爬率、聚集率均有一定的影響，能降低紅火蟻工蟻的行為能力。處理11 d后，在0.88 mg/L的魚藤酮溶液作用下，紅火蟻工蟻的抓附率、聚集率、攀爬率、行走率都為0，對照則分別為70.00%、65.00%、68.33%、60.00%，對照與處理間差異顯著(P<0.05)。0.500 mg/L的藜蘆堿溶液作用11 d后，紅火蟻工蟻的抓附率為6.67%，聚集率為0，攀爬率和行走率均為5.00%，對照分別為70.00%、65.00%、68.33%、60.00%，0.500 mg/L的藜蘆堿溶液處理后紅火蟻工蟻各項指標均顯著低于對照(P<0.05)。2種藥液作用后，紅火蟻工蟻的行為能力均隨著處理時間的延長而減弱，與上述魚藤酮根和非洲山毛豆葉提取物的作用效果一致[28]。

室內(nèi)試驗表明，魚藤酮、藜蘆堿作為綠色環(huán)保、來源經(jīng)濟簡便的生物農(nóng)藥[17-18]，在紅火蟻防治方面都具有良好的發(fā)展前景。本試驗僅在室內(nèi)采用水試管喂毒法進行，田間是否有作用、對紅火蟻大型工蟻是否有效、能否用其他方式如噴霧法等毒殺紅火蟻，都有待進一步研究。