2種蒿屬植物揮發(fā)油對倉儲害蟲幼蟲的殺滅活性探究

摘 要：為了有效地開發(fā)利用植物源殺蟲劑，在倉儲害蟲防治方面發(fā)揮植物源殺蟲劑的優(yōu)勢。本研究在實驗室條件下，探究牛尾蒿（Artemisia dubia）和蒔蘿蒿（Artemisia anethoides）2種蒿屬植物揮發(fā)油對赤擬谷盜（Tribolium castaneum）和煙草甲（Lasioderma serricorne）幼蟲的觸殺及熏蒸活性。實驗結(jié)果表明，蒔蘿蒿對赤擬谷盜幼蟲和煙草甲幼蟲的觸殺效果最佳，用點觸法分別處理赤擬谷盜幼蟲和煙草甲幼蟲24 h，半數(shù)致死量LD50分別為81.55 μg/頭和65.49 μg/頭。熏蒸處理赤擬谷盜幼蟲24 h，牛尾蒿和蒔蘿蒿揮發(fā)油的半數(shù)致死濃度LC50分別為68.69 mg/L、46.79 mg/L，2種揮發(fā)油對煙草甲幼蟲熏蒸活性不明顯。

關(guān)鍵詞：赤擬谷盜幼蟲；煙草甲幼蟲；牛尾蒿；蒔蘿蒿

中圖分類號：S482.3+9

赤擬谷盜（Tribolium castaneum）屬鞘翅目擬步甲科，是一種世界性儲糧害蟲。其食性廣，可危害谷物等，使被害物變色、發(fā)臭、結(jié)塊，導(dǎo)致糧食不能食用，從而對國家及個人造成嚴重的經(jīng)濟損失[1]。煙草甲（Lasioderma serricorne）屬鞘翅目、長蠹總科、竊蠹科的一種，是最普遍的倉儲害蟲之一。據(jù)估計，煙草甲不僅每年造成貯存煙草約1%的損失，而且這種害蟲也會對糧食造成嚴重損失[2-3]。

目前，針對赤擬谷盜和煙草甲的主要防治措施為藥劑熏蒸，特別以磷化鋁的應(yīng)用最為普遍，并且也有一些化學(xué)、物理、生物防治等方法[4]。但是，長期使用化學(xué)防治會造成了環(huán)境污染和水源污染，也會危害人類健康，同時也會增加害蟲的抗藥性[5-6]。近年來，隨著生物防治的不斷發(fā)展，利用植物揮發(fā)油對倉儲害蟲的防治在國內(nèi)外備受廣泛的關(guān)注，生物繁殖具有熏蒸、觸殺、驅(qū)避等作用為一體的優(yōu)勢[7-11]。

根據(jù)以往報道表明，牛尾蒿的主要化學(xué)成分為萜品油烯（19.02%），其次含量較高的有檸檬烯（17.40%）、2，5-乙烯[4.2.2]丙三烯3，7，9-三烯（11.29%）、異欖霉素（11.05%）和對傘花烴（5.93%）[3]101。Liang等[12-13]對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的防治做了研究，其結(jié)果表明牛尾蒿和灌木亞菊揮發(fā)油對倉儲害蟲具有一定的觸殺、熏蒸和驅(qū)避作用。蒔蘿蒿（Artemisia anethoides）為菊科蒿屬植物，蒔蘿蒿具有濃烈的香氣，而香味有別于艾等其他蒿屬植物[14]。霍歸國等[15]對蒔蘿蒿揮發(fā)油進行了分析研究，其結(jié)果共鑒定出53種化合物，占揮發(fā)油色譜峰總面積的90.02%。張世堯等[16]測定了蒔蘿蒿揮發(fā)油的主要成分，并對其相對質(zhì)量分數(shù)進行了研究，其結(jié)果表明：蒔蘿蒿揮發(fā)油主要為桉油精（22.48%）、β-側(cè)柏酮（15.16%）、側(cè)柏酮（4.33%）、松香芹酮（4.16%）和左旋龍腦（4.08%）共5種物質(zhì)。植物揮發(fā)油具有易于揮發(fā)和分解，選擇性高，對人畜安全高的優(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[3]101，綜上所述，本研究開展了牛尾蒿（Artemisia dubia）和蒔蘿蒿（Artemisia anethoides）2種蒿屬植物揮發(fā)油對赤擬谷盜（Tribolium castaneum）和煙草甲（Lasioderma serricorne）幼蟲的觸殺及熏蒸活性進行了試驗研究。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試幼蟲

以全麥粉和酵母粉質(zhì)量比為10∶1配置成混合飼料，將赤擬谷盜成蟲和煙草甲成蟲分別進行接種，在溫度為30±1 ℃、相對濕度為75%±5%、24" h黑暗條件下的恒溫培養(yǎng)箱中進行培養(yǎng)。

1.1.2 樣品植物

牛尾蒿（Artemisia dubia） 2021年8月采于甘肅省榆中縣（35°48′53″N，104°04′14″E，海拔2 144 m）。

蒔蘿蒿（Artemisia" anethoides）采于甘肅省臨潭縣（34°58′18″N，103°39′12″E，海拔2 233 m）。

1.1.3 揮發(fā)油的提取

在實驗室采用水蒸氣蒸餾法提取樣品植物揮發(fā)油，將提取好的揮發(fā)油存儲在容器中，利用封口膜進行封口，然后放置于4 ℃冰箱保存。

1.2 方法

1.2.1 牛尾蒿、蒔蘿蒿揮發(fā)油對供試幼蟲的觸殺實驗

使用點觸法測定牛尾蒿、蒔蘿蒿2種蒿屬植物揮發(fā)油對赤擬谷盜幼蟲和煙草甲幼蟲的觸殺活性[17]。用正己烷將提取揮發(fā)油稀釋為5個濃度梯度。將幼蟲放入培養(yǎng)皿中并放置在冰塊上，待幼蟲不再活動后，取0.5 μL配置好的稀釋溶液分別滴在其軀干上，然后轉(zhuǎn)移至直徑為2.5 cm、容積為25 mL的玻璃瓶中。用正己烷和除蟲菊脂分別作為陰性和陽性對照，每個濃度重復(fù)5次，每次10頭幼蟲。24 h后觀察并記錄幼蟲死亡數(shù)量，計算死亡率與校正死亡率（用毛筆輕觸試蟲無反應(yīng)者視為死亡）。

1.2.2 牛尾蒿、蒔蘿蒿揮發(fā)油對供試幼蟲的熏蒸實驗

測定2種蒿屬植物揮發(fā)油對赤擬谷盜幼蟲和煙草甲幼蟲的熏蒸活性方法參照吳彥等[18]2016年測定牡荊葉揮發(fā)油對煙草甲的殺蟲活性。以正己烷作為溶劑，將提取好的揮發(fā)油稀釋得到5個濃度梯度的溶液。將10 μL的稀釋液滴在2.0 cm直徑的濾紙片上，放置于瓶蓋內(nèi)側(cè)，自然揮發(fā)20 s后迅速擰上瓶蓋，用封口膜封口，形成封閉空間。正己烷和辛硫磷分別做陰性和陽性對照，每個濃度重復(fù)5次，每次10頭幼蟲。24 h后觀察并記錄幼蟲死亡情況，計算死亡率與校正死亡率。

1.3 數(shù)據(jù)分析

利用Abbott's formula計算校正死亡率。采用SPSS 22.0統(tǒng)計軟件分析并計算揮發(fā)油的熏蒸活性的半數(shù)致死濃度LC50（mg/L air）和觸殺活性的半數(shù)致死量LD50（μg/頭）[19]。

2 結(jié)果與分析

2.1 2種植物揮發(fā)油對兩種幼蟲的觸殺活性分析

牛尾蒿和蒔蘿蒿對赤擬谷盜幼蟲及煙草甲幼蟲觸殺活性的結(jié)果見表1。由表可知，2種蒿屬植物揮發(fā)油對赤擬谷盜幼蟲和煙草甲幼蟲均具有一定的觸殺活性。牛尾蒿對2種幼蟲的觸殺活性其LD50分別為146.82 μg/頭、88.55 μg/頭；蒔蘿蒿對2種幼蟲的觸殺活性其LD50分別為81.55 μg/頭、65.49 μg/頭。在2種植物揮發(fā)油中，蒔蘿蒿揮發(fā)油對2種倉儲害蟲幼蟲的殺滅活性最好。相比較而言，2種植物揮發(fā)油對煙草甲幼蟲的殺滅活性更明顯。

2.2 2種植物揮發(fā)油對兩種幼蟲的熏蒸活性分析

牛尾蒿和蒔蘿蒿揮發(fā)油對赤擬谷盜幼蟲及煙草甲幼蟲熏蒸活性的結(jié)果見表2。由表可知，2種蒿屬植物揮發(fā)油對赤擬谷盜幼蟲具有一定的熏蒸活性，而對煙草甲幼蟲則沒有明顯的熏蒸活性。牛尾蒿、蒔蘿蒿揮發(fā)油對赤擬谷盜幼蟲的熏蒸活性其LC50分別為68.69 mg/L air、46.79 mg/L air。在2種植物揮發(fā)油中，蒔蘿蒿揮發(fā)油對赤擬谷盜幼蟲的熏蒸活性最好。

3 討論與結(jié)論

有文獻表明蒔蘿蒿對赤擬谷盜成蟲有觸殺（LD50=28.80 μg/頭）和熏蒸毒性（LC50=13.05 mg/L air）[19]，與蒔蘿蒿對赤擬谷盜幼蟲的活性相比，蒔蘿蒿對赤擬谷盜成蟲的殺滅作用更明顯。根據(jù)以往報道，牛尾蒿揮發(fā)油對煙草甲成蟲具有明顯的觸殺和熏蒸活性，其LD50為19.30 μg/頭，LC50為50.89 mg/L。而牛尾蒿對煙草甲幼蟲的觸殺（LD50=88.55 μg/頭）活性明顯降低，而對煙草甲幼蟲則無明顯熏蒸活性。牛尾蒿和蒔蘿蒿的植物揮發(fā)油對赤擬谷盜和煙草甲成蟲的殺滅活性明顯強于幼蟲，可能是由于這2種倉儲害蟲均屬于完全變態(tài)發(fā)育，特別是在自我機制和體內(nèi)物質(zhì)方面成蟲和幼蟲差異較大[20]。

近幾十年來，在植物提取物對倉儲害蟲的防治方面進行了很多研究工作，主要集中在倉儲害蟲的成蟲階段，但在實際應(yīng)用中，對倉儲害蟲未發(fā)育階段的控制也是十分重要。在已知的很多植物揮發(fā)油中均對倉儲害蟲成蟲的毒殺活性較好，但對幼蟲的毒殺效果卻很弱，可能是由于成蟲和幼蟲的身體結(jié)構(gòu)差異大，保護機制不同，造成成蟲和幼蟲的殺蟲機理的區(qū)別，之后可以在幼蟲的殺蟲機理上再進行相關(guān)研究，幫助研究者發(fā)現(xiàn)更多對倉儲害蟲發(fā)育階段就起作用的植物源綠色新型殺蟲劑。

本研究通過分析2種蒿屬植物揮發(fā)油對赤擬谷盜和煙草甲幼蟲的觸殺、熏蒸活，發(fā)現(xiàn)：在2種蒿屬植物（牛尾蒿和蒔蘿蒿）揮發(fā)油中，蒔蘿蒿對赤擬谷盜幼蟲和煙草甲幼蟲的觸殺效果最佳，用點觸法分別處理赤擬谷盜幼蟲和煙草甲幼蟲和24 h，半數(shù)致死量LD50分別為81.55 μg/頭和65.49 μg/頭。熏蒸處理赤擬谷盜幼蟲24 h，牛尾蒿和蒔蘿蒿揮發(fā)油的半數(shù)致死濃度LC50分別為68.69 mg/L、46.79 mg/L。雖然作用效果低于陽性對照，但是作為天然植物防護劑但作為植物防護劑，具有易分解、分解產(chǎn)物對環(huán)境無損害的特點，有望在倉儲害蟲防治過程中成為較理想的化學(xué)農(nóng)藥替代品之一；2種揮發(fā)油對赤擬谷盜幼蟲具有明顯的熏蒸活性，但對煙草甲幼蟲活性不明顯，因此建議可以作為針對赤擬谷盜幼蟲開發(fā)為植物源熏蒸殺劑。

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