不同植物材料對煙草甲的引誘效果分析

趙艷珍，鄧賓玲，郭建華，軒貝貝，孟祥宇，余 涵，宋紀(jì)真，奚家勤*

1. 中國煙草總公司鄭州煙草研究院，鄭州高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)楓楊街2 號 450001 2. 廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，南寧市西鄉(xiāng)塘區(qū)北湖南路28 號 530001

煙草甲屬鞘翅目竊蠹科昆蟲，廣泛分布于熱帶和溫帶地區(qū)[1]。一年繁殖3～6 代，食物來源復(fù)雜，可為害各類谷物、豆類、香辛料、煙草、堅果、油籽、茶葉、中草藥、皮革、書籍以及家具等[2-5]。煙草甲尤其喜好取食醇化煙葉，是倉貯煙葉的主要害蟲，在卷煙車間和零售環(huán)節(jié)也均有發(fā)生。在卷煙中可蛀食煙絲、蛀穿卷煙紙，在煙嘴和卷煙紙表面留存排泄物和蟲尸等，嚴(yán)重影響卷煙品質(zhì)[6]。前人對煙草甲為害損失的調(diào)查表明，卷煙企業(yè)的蟲害直接損失率約為0.215%，其為害程度遠(yuǎn)高于其他害蟲[7-8]，已成為世界性的貯煙害蟲之一。目前藥劑熏殺仍是防控?zé)煵菁椎闹匾侄?，其中，磷化氫是較為常用的化學(xué)熏蒸劑[9]。但化學(xué)藥劑的長期使用，會對環(huán)境安全及人類健康等產(chǎn)生不利影響[10]。為加快實現(xiàn)高毒農(nóng)藥淘汰的目標(biāo)，近年來高毒農(nóng)藥被禁用步伐明顯加快，被保留的高毒農(nóng)藥如磷化鋁的使用范圍也被大大削減[11]。另外，防蟲磷、殺蟲松、凱安保等化學(xué)防護(hù)劑也被用來治理貯煙害蟲[12]，雖然其對煙草甲防治效果較好，但使用不合理時容易在土壤、水體等環(huán)境中殘留。因此，亟待尋找生態(tài)友好、綠色安全的煙草甲防治措施。已有報道植物材料或其中的化學(xué)成分能引誘煙草甲，使其趨向取食場地[13]，但不同植物材料對煙草甲的引誘效果存在較大差異。Phoonan 等[14]對5 種植物材料進(jìn)行篩選，發(fā)現(xiàn)桑葉茶、辣椒等對煙草甲的引誘效果較好；呂建華等[15]利用“Y”型嗅覺儀測試發(fā)現(xiàn)，煙葉、蒼耳子、蛇床子、麥粒對煙草甲成蟲引誘作用較強(qiáng)。另有研究表明，植物氣味具有協(xié)同增強(qiáng)信息素效果的作用，能與性信息素結(jié)合使用來誘捕害蟲[16-18]。但目前對煙草甲引誘效果較好的植物材料相對較少，針對材料提取物及有效引誘成分的分離也較為欠缺。為此，選取辣椒、花椒、陳皮、香葉、白豆蔻、甘草、當(dāng)歸、白芷、羅漢果和綠茶等10 種具有不同特征氣味的植物材料，分別測試其粉末、單一溶劑提取物、組合溶劑提取物等對煙草甲成蟲的引誘效果，旨在尋找植物引誘材料防控?zé)煵菁庸ぁ①A存等環(huán)節(jié)害蟲的模式，為煙草甲的有效防治奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

1.1.1 供試?yán)ハx

試驗用煙草甲由中國煙草總公司鄭州煙草研究院煙草倉貯實驗室人工飼養(yǎng)，在實驗室條件下純化3 代，備用。飼養(yǎng)食料：90%全麥粉+10%酵母粉；飼養(yǎng)條件：溫度（28±2）℃，相對溫度70%±5%。試驗前挑取羽化1～2 周的成蟲，放入不含飼料的空玻璃瓶中饑餓處理24 h，備用。

1.1.2 供試植物材料

選取辣椒、花椒、陳皮、香葉、白豆蔻、甘草、當(dāng)歸、白芷、羅漢果和綠茶等10 種經(jīng)自然干燥后的植物材料。用高速萬能粉碎機(jī)間歇粉碎4 次，每次10 s，并過450 μm 篩，稱量后放入棕色試劑瓶中，密封保存。樣品信息見表1。

表1 植物樣品信息Tab.1 Information on plant samples

1.1.3 試劑與儀器

甲醇、正己烷（色譜純，上海安譜實驗科技股份有限公司）；無水乙醇（微生物級，上海生工生物工程股份有限公司）。

QQM4-150 型昆蟲四臂嗅覺儀（上海啟前電子科技有限公司）；FW100 型高速萬能粉碎機(jī)（天津市泰斯特儀器有限公司）；R-210 型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（瑞士BUCHI 公司）；LT5001E 電子天平（感量0.1 g，常熟市天量儀器有限公司）；BSA2245-CW電子天平（感量0.000 1 g，德國Sartorius 公司）；KQ-700DB 型數(shù)控超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司）。

1.2 方法

1.2.1 植物材料粉末對煙草甲成蟲的引誘試驗

稱取0.5 g 待測植物材料粉末，將其裝入移液槍槍頭（容積1 mL），并置于四臂嗅覺儀的其中一個梨形瓶中，正對側(cè)的梨形瓶也為裝有0.5 g 同種植物粉末的槍頭，二者均作為試驗組；其余兩個梨形瓶作為對照組，僅放入空槍頭，且對照組梨形瓶具有一定的氣味緩沖作用。因為煙草甲有進(jìn)入狹窄空間的傾向[19]，所以，本研究中利用實驗室昆蟲四臂嗅覺儀對各植物材料進(jìn)行測試。四臂嗅覺儀活動室直徑150 mm，支臂長140 mm，玻璃梨形瓶容積為100 mL。試驗避光進(jìn)行，并在嗅覺儀上方約300 mm 處加裝包有紅布的日光燈管。嗅覺儀四壁和蓋子進(jìn)行打蠟處理，以降低摩擦，消減靜電吸附，防治煙草甲逃逸。試驗時挑取饑餓處理24 h且行為正常的成蟲20 頭，接入四臂嗅覺儀并由其中央釋放。接蟲后30 min 和60 min 各觀察1 次煙草甲在嗅覺儀中的分布情況，并分別記錄處理支臂和對照支臂中的煙草甲頭數(shù)，將爬行至距支臂進(jìn)氣口10 cm 以內(nèi)的視為有行為選擇反應(yīng)的試蟲，其余個體視為無行為選擇反應(yīng)的試蟲。四臂嗅覺儀中的氣流速度控制在120～160 L/min。每處理重復(fù)6 次，每3 組試驗結(jié)束后，用75%的無水乙醇清洗嗅覺儀并用吹風(fēng)機(jī)吹干，調(diào)換處理支臂和對照支臂位置后再進(jìn)行重復(fù)測定。每頭成蟲只測試1 次，不區(qū)分性別，并計算引誘指數(shù)。

根據(jù)You 等[20]的驅(qū)避系數(shù)計算方法，確定引誘指數(shù)計算公式：

式中：AI 為引誘指數(shù)；T 為處理支臂煙草甲成蟲頭數(shù)，頭；C 為對照支臂煙草甲成蟲頭數(shù)，頭。若AI 出現(xiàn)負(fù)數(shù)，則為驅(qū)避作用。

1.2.2 植物單一溶劑提取物對煙草甲成蟲的引誘試驗

選取引誘效果較好的幾種植物材料，稱取50 g 過篩后的植物粉末移至500 mL 玻璃瓶中，并加入200 mL 極性有機(jī)溶劑甲醇進(jìn)行超聲提取，設(shè)定超聲頻率為60 kHz，超聲時間為60 min。所得溶液經(jīng)減壓過濾后，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀在55 ℃，30 kPa條件下，濃縮得到植物材料甲醇提取液，并將其避光、低溫、密封保存，備用。為提高植物提取物的揮發(fā)效率，在四臂嗅覺儀的各梨形瓶中分別裝入指甲蓋大小的石英纖維棉，并在試驗組的石英棉中加注未經(jīng)稀釋的植物材料提取物100 μL，對照組注入等量的相應(yīng)溶劑。由于植物提取物較易揮發(fā)，所以在接蟲后15 min 觀察煙草甲在嗅覺儀中的分布情況，其他操作與試驗1.2.1 節(jié)相同，測定煙草甲對待測植物材料甲醇提取物的行為選擇反應(yīng)。將上述步驟中的溶劑甲醇分別換成極性有機(jī)溶劑乙醇和非極性有機(jī)溶劑正己烷，重復(fù)上述操作，測定煙草甲對植物材料乙醇和正己烷提取物的行為選擇反應(yīng)。另外，試驗前先將3 種有機(jī)溶劑甲醇、乙醇、正己烷對煙草甲成蟲的引誘活性進(jìn)行獨立測試，以排除溶劑本身對試驗的干擾。

1.2.3 植物組合溶劑提取物對煙草甲成蟲的引誘試驗

用極性的甲醇、乙醇分別與非極性正己烷組合對引誘效果較好的植物粉末進(jìn)行提取，按照試驗1.2.2 節(jié)的方法得到甲醇和乙醇提取物后，向旋蒸燒瓶中加入50 mL 正己烷，在50 ℃、40 kPa 條件下再次旋蒸，分別得到植物材料的甲醇正己烷提取液和乙醇正己烷提取液，避光、低溫、密封保存，備用。在接蟲后15 min 觀察煙草甲在嗅覺儀中的分布情況，其他操作同1.2.1 節(jié)，測定煙草甲對植物組合溶劑提取物的行為選擇反應(yīng)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用DPS 7.05 軟件進(jìn)行單因素試驗的統(tǒng)計分析，利用Excel 2010 和Origin 9.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和作圖，采用Duncan's 新復(fù)極差法進(jìn)行數(shù)據(jù)間差異的多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 植物材料粉末對煙草甲成蟲的引誘活性

煙草甲成蟲對不同植物材料粉末的行為選擇結(jié)果見表2。由表2 可以看出，同一時間內(nèi)，10 種不同植物材料粉末的引誘活性存在一定差異；同一植物材料，不同處理時間植物粉末的引誘活性也存在差異。接蟲后30 min 時，植物粉末引誘活性從高到低依次為辣椒、羅漢果、白芷、綠茶、花椒、甘草、當(dāng)歸、香葉、白豆蔻、陳皮；與對照相比，辣椒粉末對煙草甲成蟲具有極顯著的吸引作用，引誘指數(shù)達(dá)到73.63%；羅漢果、白芷、綠茶3 種植物也表現(xiàn)出較強(qiáng)的引誘活性，引誘指數(shù)均在45%以上；而陳皮的驅(qū)避活性最高，對照支臂煙草甲成蟲頭數(shù)明顯多于處理支臂，其引誘指數(shù)為64.29%，即其驅(qū)避指數(shù)為64.29%；白豆蔻次之，驅(qū)避指數(shù)接近40%；接蟲后60 min 時，白豆蔻由驅(qū)避活性轉(zhuǎn)為引誘活性，但其引誘作用效果不顯著，引誘指數(shù)僅為7.69%；甘草、當(dāng)歸、香葉3 種材料無明顯引誘活性或驅(qū)避活性。在表現(xiàn)出引誘活性的6 種植物材料中，除綠茶和甘草隨時間延長引誘指數(shù)略有增加外，其余4 種植物材料引誘指數(shù)均出現(xiàn)小幅度下降。

2.2 植物單一溶劑提取物對煙草甲成蟲的引誘活性

辣椒、羅漢果、白芷、綠茶4 種植物材料的甲醇、乙醇和正己烷提取液的引誘活性見圖1。從圖1 中可以看出，煙草甲成蟲對極性有機(jī)溶劑甲醇、乙醇和非極性溶劑正己烷3 種單一溶劑均沒有表現(xiàn)出行為趨性反應(yīng)。不同植物的同種溶劑提取物對煙草甲成蟲的引誘活性存在一定差異，同種植物不同提取物對煙草甲成蟲的選擇行為也存在差異。4 種植物材料的正己烷提取物對煙草甲成蟲的引誘效果相對較好，甲醇和乙醇提取物引誘效果相對較差。辣椒的3 種提取物中，以正己烷提取物的引誘效果最好，引誘指數(shù)達(dá)43.44%，其次為甲醇提取物，乙醇提取物引誘指數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)誤差超過了引誘指數(shù)本身的數(shù)值，因此，辣椒乙醇提取物對煙草甲成蟲無引誘活性；羅漢果除正己烷提取

表2 煙草甲成蟲對不同植物材料粉末的行為選擇①Tab.2 Behavior selection of L. serricorne adults to different plant material powder

物表現(xiàn)出弱引誘活性外，其余兩種提取物均沒有表現(xiàn)出引誘活性；白芷的正己烷提取物引誘效果優(yōu)于其他兩種提取物的效果，引誘指數(shù)為29.62%；綠茶的3 種提取物中，乙醇提取物的引誘效果最好，對煙草甲成蟲的引誘指數(shù)達(dá)40.40%，其余兩種提取物無引誘活性。

2.3 植物組合溶劑提取物對煙草甲成蟲的引誘活性

圖1 植物單一溶劑提取物對煙草甲成蟲的引誘活性Fig.1 Attractive activities of plant extracts with single solvent on L. serricorne adults

圖2 植物組合溶劑提取物對煙草甲成蟲的引誘活性Fig.2 Attractive activities of plant extracts with combined solvents on L. serricorne adults

辣椒、綠茶、羅漢果、白芷4 種植物材料的甲醇正己烷提取物、乙醇正己烷提取物對煙草甲成蟲的引誘活性結(jié)果如圖2 所示。由圖2 可以看出，就植物材料而言，辣椒的甲醇正己烷和乙醇正己烷組合溶劑提取物引誘效果均較好，引誘指數(shù)分別為56.42%和67.46%；綠茶和羅漢果兩種植物材料的乙醇正己烷提取物引誘效果顯著，引誘指數(shù)分別為61.09%和58.66%，但甲醇正己烷提取物引誘活性較差；白芷的兩種組合溶劑提取物無明顯引誘活性和驅(qū)避活性。就兩種組合溶劑提取物而言，植物乙醇正己烷組合溶劑提取物對煙草甲的引誘效果明顯優(yōu)于甲醇正己烷組合溶劑提取物。

3 討論

已有研究證明，植物氣味對于昆蟲是一種有效的引誘物。由于貯藏害蟲多是雜食性的，通常利用植物的揮發(fā)性化學(xué)信息物質(zhì)來尋找食物和產(chǎn)卵地點[16-17]，因此，可以利用貯藏害蟲對植物氣味的趨向行為監(jiān)測害蟲的發(fā)生情況[14，21]，并進(jìn)一步實現(xiàn)對煙倉害蟲的空間治理。本研究通過增加植物材料的種類及有機(jī)溶劑的類型，并利用四臂嗅覺儀測試所選植物材料在粉末、單一溶劑提取、組合溶劑提取3 種狀態(tài)下對煙草甲成蟲的引誘效果。結(jié)果表明辣椒的引誘效果相對較好，這與Mahroof 等[3]、徐帥帥等[22]的研究結(jié)果一致。在4種引誘效果較好的植物材料粉末中，白芷的引誘指數(shù)僅次于辣椒和羅漢果，此結(jié)果與熊威[23]報道的試驗結(jié)果不同，具體原因還需要進(jìn)一步分析。

辣椒、羅漢果、白芷、綠茶4 種植物材料在粉末狀態(tài)下對煙草甲成蟲的引誘效果好于其提取物，這可能是因為旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)過程導(dǎo)致植物材料中的部分有效成分隨溶劑一起蒸發(fā)，從而影響提取物的引誘活性。在植物材料單一溶劑提取物中，其正己烷提取物引誘效果較甲醇和乙醇好，可能因為對煙草甲起作用的成分大部分是非極性的。植物材料組合溶劑提取物引誘效果好于單一溶劑提取物，這說明有吸引力的活性成分既包含非極性的部分，又包含極性的部分；甲醇和正己烷的互溶性相對較差，這可能是導(dǎo)致植物材料甲醇正己烷提取物作用效果弱于乙醇正己烷的原因。

另外，在10 種被測試植物材料中，白豆蔻表現(xiàn)一定的驅(qū)避活性，隨時間的延長，靠近處理支臂的煙草甲成蟲會展露鞘翅下的膜翅，并最終死亡，這說明白豆蔻可能對煙草甲成蟲有一定的熏殺作用，而此前曾報道肉豆蔻對煙草甲有熏殺活性[24]，雖然白豆蔻和肉豆蔻均為中草藥，但形態(tài)和功能上存在較大差異，而對白豆蔻的熏殺活性有待進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

①在10 種植物材料中，辣椒、羅漢果、白芷、綠茶粉末對煙草甲成蟲有明顯的引誘效果，其中，辣椒引誘效果最佳，引誘指數(shù)達(dá)到73.63%。②4 種植物材料單一溶劑提取物中，辣椒正己烷提取物和綠茶乙醇提取物引誘效果較好，引誘指數(shù)均高于40%，但其與粉末引誘效果間存在顯著差異。③4 種植物材料的甲醇正己烷和乙醇正己烷兩種組合溶劑提取物中，就植物而言，辣椒的引誘效果最好，其次為綠茶；就組合溶劑而言，植物材料的乙醇正己烷提取物所表現(xiàn)的引誘效果明顯好于甲醇正己烷。