呋蟲胺對(duì)紅火蟻工蟻的毒殺活性及行為影響

盧彥蓉，周藝凡，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, 廣州 510642)

紅火蟻SolenopsisinvictaBuren是一種危害嚴(yán)重的外來入侵物種，在美國(guó)南部、加利福尼亞和世界其他地區(qū)均有分布(Ascunceetal.，2011)，于2004年入侵我國(guó)廣東省，對(duì)農(nóng)林業(yè)、基礎(chǔ)設(shè)施等產(chǎn)生嚴(yán)重威脅，造成生態(tài)干擾和經(jīng)濟(jì)損害，并危害人類健康(黃俊等，2012；Zhangetal.，2017；Lietal.，2018)，被列入世界100種最具有危害性的外來入侵種之一，主要隨著苗木等運(yùn)輸作長(zhǎng)距離擴(kuò)散傳播(曾玲等，2005；陸永躍和曾玲，2015；林偉堅(jiān)和尤江海，2018)。目前紅火蟻的防治以化學(xué)防治為主，具有多種劑型，其中毒餌是控制紅火蟻?zhàn)钣行У膭┬?高倩妮，2011；鄧鐵軍和梁旻雯，2013)。毒餌對(duì)環(huán)境的影響小，傳毒效果良好，可減少紅火蟻轉(zhuǎn)移，達(dá)到紅火蟻的有效防控。國(guó)外紅火蟻毒餌常見有效成分有苯氧威、氟蟻腙、阿維菌素、氟蟲腈等(黃俊，2008)，這些藥劑具有用量少、對(duì)環(huán)境影響小、容易和食物及其他載體做成制劑等特性，目前國(guó)內(nèi)紅火蟻防控藥劑較少，已登記的主要有氟蟻腙、高效氯氰菊酯、毒死蜱。

呋蟲胺(dinotefuran)為日本三井化學(xué)公司開發(fā)的第三代煙堿類殺蟲劑(張亦冰，2003)，該藥劑具有良好的內(nèi)吸性和廣譜性，低劑量即表現(xiàn)出高殺蟲活性，對(duì)害蟲有良好防治效果(吳鴻飛等，2013)。新煙堿類殺蟲劑對(duì)社會(huì)性昆蟲具良好毒殺活性，適合作為紅火蟻的防治藥劑(Wangetal.，2015)，且新煙堿類殺蟲劑除了引起紅火蟻直接死亡外，其亞致死濃度可以對(duì)紅火蟻的行為產(chǎn)生負(fù)面影響，對(duì)紅火蟻的有效防控具有良好的參考意義(Panetal.，2017)。已有研究表明呋蟲胺餌劑對(duì)紅火蟻有較好的胃毒作用(黎淳鋒，2015)，但呋蟲胺的其它制劑毒殺活性效果未知。研究呋蟲胺對(duì)紅火蟻的行為影響和毒殺活性，可以為紅火蟻的化學(xué)防控提供新思路。

本文研究了呋蟲胺對(duì)紅火蟻中型工蟻的毒殺活性及對(duì)其爬桿、抓附、行走、攻擊等行為指標(biāo)能力的影響，為該藥科學(xué)防控紅火蟻提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1供試藥劑

98%呋蟲胺原藥(中山凱中有限公司生產(chǎn))。

1.1.2供試生物

紅火蟻于2017年10月采自華南農(nóng)業(yè)大學(xué)校園。參考呂利華等(2006),將采集的帶土紅火蟻蟻巢裝入桶壁抹上滑石粉的塑料桶中，采用滴水慢灌的方式，將紅火蟻誘出裝入塑料盒，塑料盒壁涂一層滑石粉，置于黑暗環(huán)境，以水試管、火腿腸和黃粉蟲飼養(yǎng)，1周后供試。養(yǎng)蟲室溫度23～27℃，濕度65%～85%。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1呋蟲胺溶液配制方法

以呋蟲胺原藥為溶質(zhì)，蒸餾水為溶劑，配置5 mg/L、1 mg/L的呋蟲胺水溶液，空白對(duì)照為蒸餾水。

1.2.2呋蟲胺對(duì)紅火蟻工蟻毒殺活性的測(cè)定

本試驗(yàn)采用水試管喂毒法(Zhangetal.，2013)進(jìn)行呋蟲胺對(duì)紅火蟻中型工蟻毒殺活性測(cè)定。分別將呋蟲胺溶液或空白對(duì)照加入容量為2 mL的小試管，在試管口塞上棉花，保證試管中溶液不流出即可。將裝著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4 cm抹上滑石粉。待試紅火蟻饑餓10 h后接入塑料杯中，每個(gè)杯子接入30頭中型工蟻(頭寬0.65～0.90 mm)。每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)。在處理后第1、3、5、7、9 h觀察結(jié)果，計(jì)算死亡率和校正死亡率。校正死亡率(%)=(試驗(yàn)死亡數(shù)-對(duì)照死亡數(shù))/(試驗(yàn)總數(shù)-對(duì)照死亡數(shù))×100。

1.2.3呋蟲胺對(duì)紅火蟻工蟻爬桿率、抓附率、行走率、攻擊率的測(cè)定

紅火蟻處理方法同本文1.2.2。分別于藥后1、3、5、7、9 h進(jìn)行觀察，每個(gè)時(shí)間段調(diào)查完畢后，將紅火蟻工蟻轉(zhuǎn)接回塑料杯中。本文僅在活蟲數(shù)大于10頭時(shí)進(jìn)行調(diào)查，以保證調(diào)查結(jié)果可靠性。

爬桿率測(cè)定參考李梓豪等(2015)，用細(xì)竹竿輕觸塑料杯中紅火蟻工蟻，使其在竹竿上爬行，能爬行5 cm的紅火蟻工蟻定為有爬桿能力。爬桿率計(jì)算公式：爬桿率(%)=(爬桿工蟻數(shù)/工蟻總數(shù))×100

抓附率測(cè)定參考肖春霞等(2018)，將紅火蟻工蟻挑入塑料杯中，蓋上紙片后倒扣，5 s后未下落到紙片上的紅火蟻工蟻定為有抓附能力。抓附率計(jì)算公式：抓附率(%)=(未下落工蟻數(shù)/工蟻總數(shù))×100

行走率測(cè)定參考周藝凡等(2018)，將紅火蟻工蟻挑到紙板上，紅火蟻3 s內(nèi)移動(dòng)3 cm定為有行走能力。行走率計(jì)算公式：行走率(%)=(行走工蟻數(shù)/工蟻總數(shù))×100

攻擊率測(cè)定方法為：將紅火蟻挑入塑料杯中，放入1頭黃粉蟲2齡幼蟲，紅火蟻爬上黃粉蟲蟲體上攻擊定為具有攻擊能力。攻擊率計(jì)算公式：攻擊率(%)=(攻擊黃粉蟲工蟻數(shù)/工蟻總數(shù))×100

1.2.4數(shù)據(jù)分析

利用SPSS計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)誤，對(duì)測(cè)定的紅火蟻中型工蟻死亡率、爬桿率、抓附率、行走率和攻擊率數(shù)據(jù)進(jìn)行反正弦轉(zhuǎn)換后，使用無交互雙因素方差分析法，并使用Tukey(HSD)法在α=0.05時(shí)進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 呋蟲胺對(duì)紅火蟻工蟻的毒殺活性

呋蟲胺對(duì)紅火蟻具有良好的毒殺活性。5 mg/L呋蟲胺水溶液處理后1、3、5、7、9 h，紅火蟻中型工蟻校正死亡率分別為0.00%、4.44%、11.11%、26.67%、66.67%。1 mg/L呋蟲胺水溶液處理后不同時(shí)間段，校正死亡率為：0.00%、0.00%、4.44%、8.89%、26.67%(圖1)。1 mg/L 和5 mg/L的呋蟲胺水溶液處理13 h后，所有時(shí)間段兩個(gè)處理組差異顯著(F6，34=40.093，P=0.000)。

結(jié)果表明，高濃度呋蟲胺處理比低濃度處理紅火蟻工蟻毒殺活性更加顯著。

圖 1 5 mg/L和1 mg/L呋蟲胺水溶液對(duì)紅火蟻中型工蟻的毒殺活性Fig.1 Toxicities of 5 mg/L and 1 mg/L dinotefuran aqueous solution to medium workers of Solenopsis invicta Buren

2.2 呋蟲胺對(duì)紅火蟻工蟻爬桿能力影響

呋蟲胺對(duì)紅火蟻爬桿能力具有顯著影響。對(duì)照組處理后，紅火蟻中型工蟻爬桿率為100%，5 mg/L 和1 mg/L呋蟲胺水溶液對(duì)紅火蟻中型工蟻爬桿率均有較好的抑制，所有不同時(shí)間段兩個(gè)處理組與對(duì)照組差異顯著(F5，46=16.121，P=0.000)。5 mg/L呋蟲胺處理1、3、5、7、9 h后紅火蟻中型工蟻爬桿率分別為：98.89%、84.44%、42.22%、15.56%、7.78%；1 mg/L呋蟲胺處理后不同時(shí)間段紅火蟻中型工蟻爬桿率分別為：100.00%、96.67%、68.89%、64.44%、45.56%(圖2)。所有時(shí)間段對(duì)照組與1 mg/L、5 mg/L呋蟲胺處理組間差異顯著(P=0.000)，1 mg/L 與5 mg/L呋蟲胺處理兩組間差異顯著(P=0.001)。

結(jié)果表明，呋蟲胺能顯著降低紅火蟻工蟻爬桿能力，且高濃度呋蟲胺處理比低濃度處理紅火蟻工蟻爬桿能力下降顯著。

圖 2 5 mg/L和1 mg/L呋蟲胺水溶液對(duì)紅火蟻中型工蟻的爬桿能力影響Fig.2 The effects of 5 mg/L and 1 mg/L dinotefuran aqueous solution on climbing abilities of medium workers of Solenopsis invicta Buren

2.3 呋蟲胺對(duì)紅火蟻中型工蟻?zhàn)ジ侥芰τ绊?/h3>

呋蟲胺對(duì)紅火蟻?zhàn)ジ侥芰哂酗@著的影響。對(duì)照組處理后不同時(shí)間段，紅火蟻中型工蟻?zhàn)ジ铰蕿?00%，1 mg/L和5 mg/L對(duì)紅火蟻中型工蟻的抓附率均有良好抑制效果，所有時(shí)間段兩個(gè)處理組與對(duì)照組差異顯著(F5，46=16.575，P=0.000)，呋蟲胺處理后1、3、5、7、9 h，5 mg/L組的紅火蟻中型工蟻?zhàn)ジ铰史謩e為：94.44%、83.33%、37.78%、22.22%、15.56%；1 mg/L組的紅火蟻中型工蟻?zhàn)ジ铰史謩e為100.00%、91.11%、82.22%、74.44%、33.33%(圖3)。所有時(shí)間段對(duì)照組與1 mg/L、5 mg/L呋蟲胺處理組間差異顯著(P=0.000)，1 mg/L與5 mg/L呋蟲胺處理兩組間差異顯著(P=0.000)。

結(jié)果表明，呋蟲胺能顯著降低紅火蟻工蟻?zhàn)ジ侥芰Γ腋邼舛冗幌x處理比低濃度處理抓附能力下降顯著。

圖3 5 mg/L和1 mg/L呋蟲胺水溶液對(duì)紅火蟻中型工蟻的抓附能力影響Fig.3 The effects of 5 mg/L and 1 mg/L dinotefuran aqueous solution on adhesive ability of medium workers of Solenopsis invicta Buren

2.4 呋蟲胺對(duì)紅火蟻工蟻行走能力影響

呋蟲胺對(duì)紅火蟻行走能力具有顯著的影響。對(duì)照組處理后不同時(shí)間段內(nèi)，紅火蟻中型工蟻行走率為100%，1 mg/L和5 mg/L呋蟲胺水溶液處理后紅火蟻行走率明顯降低，所有時(shí)間段兩個(gè)處理組與對(duì)照組差異顯著(F5，46=15.127，P=0.000)。呋蟲胺處理后1、3、5、7、9 h，5 mg/L組的紅火蟻中型工蟻行走率分別為：100.00%、82.22%、66.67%、44.44%、25.56%；1 mg/L組的紅火蟻中型工蟻行走率分別為：100.00%、98.89%、83.33%、60.00%、42.22%(圖4)。所有時(shí)間段對(duì)照組與1 mg/L、5 mg/L呋蟲胺處理組間差異顯著(P=0.000)，1 mg/L與5 mg/L呋蟲胺兩組間差異顯著(P=0.029)。

結(jié)果表明，呋蟲胺能顯著降低紅火蟻工蟻行走能力，且高濃度呋蟲處理比低濃度處理行走能力下降顯著。

圖 4 5 mg/L和1 mg/L呋蟲胺水溶液對(duì)紅火蟻中型工蟻的行走能力影響Fig.4 The effects of 5 mg/L and 1 mg/L dinotefuran aqueous solution on walking ability of medium workers of Solenopsis invicta Buren

2.5 呋蟲胺對(duì)紅火蟻工蟻攻擊能力影響

對(duì)照處理9 h后，紅火蟻的攻擊率為100%。呋蟲胺對(duì)紅火蟻工蟻的行走能力影響顯著，5 mg/L和1 mg/L呋蟲胺水試管處理對(duì)紅火蟻攻擊力有良好抑制效果，所有時(shí)間段2個(gè)處理組與對(duì)照組差異顯著(F3，30=14.758，P=0.000)。呋蟲胺處理3～9 h后，5 mg/L處理組的紅火蟻中型工蟻攻擊率為：55.56%、41.11%、3.33%、0.00%。1 mg/L處理組的紅火蟻中型工蟻攻擊率為：78.89%、71.11%、57.78%、36.67%(圖5)。所有時(shí)間段對(duì)照組與1 mg/L、5 mg/L呋蟲胺處理組間差異顯著(P=0.000)，1 mg/L與5 mg/L呋蟲胺處理兩組間差異顯著(P=0.000)。

結(jié)果表明，呋蟲胺能顯著降低紅火蟻工蟻攻擊能力，且高濃度呋蟲處理比低濃度處理攻擊能力下降更顯著。

圖5 5 mg/L和1 mg/L呋蟲胺水溶液對(duì)紅火蟻中型工蟻的攻擊能力影響Fig.5 The effects of 5 mg/L and 1 mg/L dinotefuran aqueous solution on attack ability of medium workers of Solenopsis invicta Buren

3 結(jié)論與討論

本文測(cè)定了5 mg/L和1 mg/L呋蟲胺水溶液對(duì)紅火蟻工蟻的毒殺活性及其對(duì)紅火蟻爬桿能力、抓附能力、行走能力和攻擊能力等行為影響。研究表明，呋蟲胺對(duì)紅火蟻工蟻毒殺活性良好，能顯著降低紅火蟻工蟻爬桿能力、抓附能力、行走能力和攻擊能力等行為能力。

呋蟲胺在紅火蟻防治中具有良好的生態(tài)安全性和應(yīng)用安全性，具有良好胃毒活性和極強(qiáng)的內(nèi)吸性，使用水試管喂毒法可以反映出呋蟲胺的胃毒活性(邊紅偉，2017；陳紅娜等，2017；方輝等，2017；陳劉陽，2017；賈曼婷等，2017；Bartlettetal.，2018；Watanabeetal.，2018)。據(jù)黎淳鋒(2015)報(bào)道，50 μg/g呋蟲胺餌劑藥后1 d對(duì)紅火蟻的毒殺活性不明顯，死亡率21%以下。而本實(shí)驗(yàn)1 mg/L和5 mg/L呋蟲胺處理13 h后，紅火蟻中型工蟻校正死亡率分別為55.56%、97.78%，與其研究有所不同。原因可能與工蟻大小的選擇不同有關(guān)。據(jù)莫讓瑜(2010)報(bào)道，一些新煙堿藥劑對(duì)不同體型的紅火蟻工蟻具有不同毒殺效果。呋蟲胺對(duì)不同體型紅火蟻可能具有不同毒殺活性。紅火蟻毒餌藥劑用量少，但對(duì)紅火蟻防治效果良好。低濃度呋蟲胺即表現(xiàn)出良好殺蟲活性，表明呋蟲胺制成毒餌用量低，具有良好應(yīng)用前景。

紅火蟻是一種社會(huì)性昆蟲，其在蟻巢中爬行移動(dòng)和在蟻巢外的生存活動(dòng)中均需要良好的爬桿能力、抓附能力和行走能力，這些行為能力對(duì)紅火蟻生存和覓食行為具有重要意義(Czaczkesetal.，2013)。同時(shí)紅火蟻是一種捕食性害蟲，攻擊能力對(duì)其爭(zhēng)奪食物和攻擊天敵均具有重要意義(高燕等，2011)。呋蟲胺能顯著降低紅火蟻行為能力，與Pan等(2017)的研究結(jié)果相符。5 mg/L呋蟲胺處理9 h后，紅火蟻爬桿率、行走率和抓附率降低至25%以下，1 mg/L呋蟲胺處理9 h后降低至50%以下，表明高濃度呋蟲胺對(duì)紅火蟻的行為影響比低濃度更加顯著，呋蟲胺對(duì)紅火蟻的防控有良好應(yīng)用前景。但本研究并未進(jìn)行田間試驗(yàn)，呋蟲胺對(duì)紅火蟻田間毒殺活性需進(jìn)一步研究。

綜上所述，呋蟲胺對(duì)紅火蟻中型工蟻具有良好毒殺活性和行為影響，在紅火蟻防控上具有良好應(yīng)用前景。