八角茴香提取液對(duì)褐飛虱驅(qū)避、觸殺、熏蒸活性分析

沈煒，曹夢(mèng)嬌，王霞

(1.嘉興市南湖區(qū)七星街道農(nóng)業(yè)技術(shù)服務(wù)中心，浙江 嘉興 314002；2.嘉興市土肥植保與農(nóng)村能源站，浙江 嘉興 314050；3.浙江農(nóng)林大學(xué) 現(xiàn)代農(nóng)學(xué)院，浙江 杭州 311300)

褐飛虱(Nilaparvatalugens)是危害水稻生產(chǎn)的最重要害蟲(chóng)之一，其可以通過(guò)取食和產(chǎn)卵危害水稻，也可通過(guò)傳播草狀叢矮病毒、齒葉矮縮病毒等給水稻生產(chǎn)造成嚴(yán)重危害[1]。一直以來(lái)主要依賴化學(xué)殺蟲(chóng)劑如吡蟲(chóng)啉、烯啶蟲(chóng)胺、噻蟲(chóng)嗪等防治褐飛虱[2]，但長(zhǎng)期不合理地使用導(dǎo)致防治效果顯著降低，褐飛虱對(duì)化學(xué)殺蟲(chóng)劑的抗性顯著增加。目前，有機(jī)氯類、氨基甲酸酯類和氨基吡唑類等常用的殺蟲(chóng)劑在褐飛虱防治中出現(xiàn)了不同程度的抗藥性現(xiàn)象[3]。植物源殺蟲(chóng)劑具有獨(dú)特的作用方式，對(duì)環(huán)境友好，可以有效防止或延緩害蟲(chóng)產(chǎn)生抗藥性[4]。八角茴香(Illiciumverum)作為我國(guó)的特產(chǎn)中藥和香辛料，在醫(yī)藥和食品等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，側(cè)重于多元化開(kāi)發(fā)[5]。國(guó)內(nèi)外也對(duì)其殺蟲(chóng)活性進(jìn)行了許多研究，趙娜娜等[6]測(cè)試了八角茴香油對(duì)赤擬谷盜(Triboliumcastaneum)成蟲(chóng)的熏蒸活性，八角茴香油對(duì)赤擬谷盜成蟲(chóng)的48 h熏蒸致死率達(dá)到100%；研究表明，八角茴香精油對(duì)蒼白纖恙螨(Leptotrombidiumpallidum)的有效驅(qū)避時(shí)間高達(dá)167 min[7]，對(duì)蚊蟲(chóng)的驅(qū)避效果也可維持90 min[8]。馬喆[9]發(fā)現(xiàn)，八角茴香的無(wú)水乙醇和乙酸乙酯提取物對(duì)南方根結(jié)線蟲(chóng)(MeloidogyneincogitaChitwood)具有很強(qiáng)的毒殺活性；Devi等[10]采用八角茴香油拌糧的方式，發(fā)現(xiàn)21 d內(nèi)，米象(Sitophilusoryzae)的死亡率達(dá)80%以上，并對(duì)后代繁殖有顯著抑制作用；王諄靜等[11]報(bào)道八角茴香二氯甲烷浸提液處理水稻可顯著地減少白背飛虱(Sogatellafurcifera)的蜜露分泌量，對(duì)白背飛虱取食和產(chǎn)卵具有明顯的驅(qū)避效果?？梢?jiàn)，八角茴香精油或提取物可通過(guò)觸殺、熏蒸、驅(qū)避等方式調(diào)控昆蟲(chóng)行為。

本文以無(wú)水乙醇為溶劑通過(guò)索氏法制備了八角茴香提取液，之后分析了八角茴香提取液對(duì)褐飛虱的取食和產(chǎn)卵驅(qū)避活性、熏蒸殺蟲(chóng)活性和觸殺殺蟲(chóng)活性。研究結(jié)果擴(kuò)展了八角茴香作為植物殺蟲(chóng)劑應(yīng)用范圍，也對(duì)水稻害蟲(chóng)褐飛虱的綠色防控措施提供新的參考。

1 材料與方法

1.1 材料

八角茴香：八角茴香干果產(chǎn)自廣西梧州藤縣，購(gòu)自淘寶網(wǎng)。

供試水稻：水稻秀水11種子催芽后，約10 cm高的稻苗，單株種于25 L塑料筐中用營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)[12]，人工氣候室溫度(28±2) ℃、光照12 L∶12 D、相對(duì)濕度70%～80%。水稻生長(zhǎng)至4～5葉期時(shí)(為45～50 d)，除去分蘗并單株移栽至塑料杯(直徑8 cm、高10 cm)，恢復(fù)2～3 d后用于后續(xù)試驗(yàn)。

供試?yán)ハx(chóng)：褐飛虱采自嘉興市南湖區(qū)稻田，用TN1水稻幼苗飼養(yǎng)，羽化4 d后的雌成蟲(chóng)用于相關(guān)試驗(yàn)，光照培養(yǎng)箱設(shè)置溫度(28±2) ℃、光照12 L∶12 D、相對(duì)濕度70%～80%。

試劑及儀器：無(wú)水乙醇、分析純丙酮(含量≥99.5%)，均購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，經(jīng)重蒸餾后用于實(shí)驗(yàn)。索氏提取器(60 mL)，江蘇三愛(ài)思科學(xué)儀器有限公司；AL104電子天平，瑞士Mettler Toledo公司；RXZ智能人工氣候箱，寧波江南儀器廠；Motic雙目解剖鏡，麥克奧迪實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司。

1.2 方法

1.2.1 八角茴香提取液制備

八角茴香研磨至粉狀，過(guò)40目篩，稱取5 g粉末至茶包袋(5.5 cm×7.0 cm)，置于索氏提取器提取管中，從回流冷凝管中加入夠兩次虹吸量的無(wú)水乙醇，在提取瓶?jī)?nèi)加入約三分之一體積的無(wú)水乙醇，提取瓶置于85 ℃水浴鍋中?；亓魈崛? h后，抽提液經(jīng)減壓蒸餾，濃縮至膏狀，密封4 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩７Q取膏狀提取物，加入無(wú)水乙醇，配成10 mg·mL-1的溶液，即為八角茴香提取液。

2株水稻間距至1 cm左右，套上高8 cm、直徑 4 cm的圓筒玻璃罩，玻璃罩筒壁均勻分布48個(gè)透氣小孔[12]。在一株水稻莖稈上涂抹30 μL濃度為10 mg·mL-1的提取液，另一株水稻莖稈涂以等量的溶劑作為對(duì)照，通風(fēng)15 min后，向玻璃罩內(nèi)接入15頭懷卵褐飛虱雌成蟲(chóng)，用海綿將玻璃罩頂端封住。接蟲(chóng)后1、2、4、8、12、24、48 h觀察并記錄對(duì)照苗和處理苗著蟲(chóng)數(shù)。實(shí)驗(yàn)48 h后剪取玻璃罩內(nèi)成對(duì)取食部位的水稻莖稈，在雙目解剖鏡下，統(tǒng)計(jì)并記錄為害莖稈部位的卵量。每個(gè)處理6次重復(fù)。計(jì)算24 h和48 h的平均拒食率和48 h后的平均產(chǎn)卵驅(qū)避率。

1.2.2 提取液對(duì)褐飛虱拒食率和產(chǎn)卵忌避活性

拒食率為對(duì)照著蟲(chóng)數(shù)與處理著蟲(chóng)數(shù)之差除以對(duì)照著蟲(chóng)數(shù)與處理著蟲(chóng)數(shù)之和乘以100；產(chǎn)卵忌避率為對(duì)照苗卵量與處理苗卵量之差除以對(duì)照苗卵量與處理苗卵量之和乘以100。

1.2.3 提取液對(duì)褐飛虱的熏蒸活性

根據(jù)Kumar等[13]方法進(jìn)行熏蒸活性評(píng)估，將30頭褐飛虱3齡若蟲(chóng)接入200 mL玻璃瓶中，并飼以3株10 cm高的水稻苗，將1.5 cm×8.0 cm濾紙條黏于瓶蓋中央位置，濾紙不與瓶壁接觸，用移液槍分別移取30 μL八角茴香提取液滴于濾紙條上，通風(fēng)30 s后，將瓶蓋旋緊，瓶蓋處用鋁箔紙加封，以等量無(wú)水乙醇處理為對(duì)照，各處理重復(fù)6次。在24 h和48 h觀察和統(tǒng)計(jì)每個(gè)處理中的褐飛虱若蟲(chóng)死亡數(shù)量，并計(jì)算死亡率和校正死亡率。死亡率為死亡蟲(chóng)數(shù)除以總蟲(chóng)數(shù)乘以100；校正死亡率為處理死亡率與對(duì)照死亡率之差除以1減去對(duì)照死亡率的差值乘以100。

1.2.4 提取液對(duì)褐飛虱的觸殺活性

采用2009年蘇遠(yuǎn)萍等[14]藥膜法測(cè)定八角茴香提取液。八角茴香提取液(10 mg·mL-1)用丙酮稀釋成0、2.69、3.50、5.92、7.69、10 mg·mL-1的6個(gè)濃度，在試管(直徑13 mm×長(zhǎng)100 mm)中加入300 μL的藥液，試管放置在水平桌面上來(lái)回滾動(dòng)至藥液完全陰干。陰干后，在試管接入30頭褐飛虱3齡若蟲(chóng)讓其自由爬行1 h。再轉(zhuǎn)入大試管(直徑28 mm×長(zhǎng)200 mm)中，飼以3株10 cm高的水稻苗，試管口處用紗網(wǎng)包裹。每處理重復(fù)4次。觀察記錄24 h、48 h褐飛虱的死亡情況。褐飛虱死亡標(biāo)準(zhǔn)以毛筆撥動(dòng)蟲(chóng)體，觸角及足不動(dòng)者為死亡。計(jì)算24 h、48 h死亡率、校正死亡率和八角茴香提取液對(duì)褐飛虱若蟲(chóng)的致死中濃度LC50。

1.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)用Excel軟件進(jìn)行整理，對(duì)死亡率數(shù)據(jù)進(jìn)行反正弦轉(zhuǎn)換并采用DPS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；2個(gè)樣本間的差異比較采用Student′st測(cè)驗(yàn)法進(jìn)行顯著性分析，3個(gè)及以上樣本之間采用one-way ANOVA分析，并用Duncan氏新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 八角茴香提取液處理對(duì)褐飛虱拒食率和產(chǎn)卵忌避活性

與經(jīng)八角茴香浸提液處理后的水稻相比，褐飛虱成蟲(chóng)趨向?qū)φ账局仓晟先∈?，?、2、4、8、12、24、48 h對(duì)照水稻上褐飛虱成蟲(chóng)數(shù)量均顯著高于八角茴香浸提液處理水稻(P<0.01，圖1中A)。產(chǎn)卵量統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，八角茴香浸提液處理水稻的褐飛虱卵量?jī)H為對(duì)照水稻的36.11%，存在顯著差異(P<0.01，圖1中B)。

圖中數(shù)據(jù)為平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤。“**”表示同時(shí)間不同藥劑相同濃度之間經(jīng)Student′s t 測(cè)驗(yàn)法檢驗(yàn)在0.01 水平差異顯著。A圖表示成蟲(chóng)著蟲(chóng)量，B圖表示卵量百分率。圖1 不同時(shí)間褐飛虱成蟲(chóng)著蟲(chóng)量和產(chǎn)卵百分率Fig.1 Population and egg laying percentage of brown planthopper adults at different time

八角茴香浸提液處理后1 h，對(duì)褐飛虱的拒食率為66.78%，拒食率隨著時(shí)間逐漸降低；8 h時(shí)拒食率為40.65%，與1 h相比下降了26.13百分點(diǎn)，但與1 h的拒食率相比無(wú)顯著差異(P>0.05)；12～48 h穩(wěn)定在35.38%～39.60%，與1 h的拒食率相比均顯著下降((P<0.05，圖2)。對(duì)褐飛虱產(chǎn)卵忌避作用較為明顯，忌避率達(dá)46.94%?？梢?jiàn)，八角茴香浸提液處理對(duì)褐飛虱成蟲(chóng)取食和產(chǎn)卵均具有較強(qiáng)的驅(qū)避性。

圖中數(shù)據(jù)為平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤。同組柱上無(wú)相同小寫字母表示不同時(shí)間點(diǎn)之間經(jīng)Duncan 氏新復(fù)極差法檢驗(yàn)在0.05 水平差異顯著。圖2 褐飛虱拒食率Fig.2 Antifeeding rate of brown planthopper

2.2 八角茴香提取液處理對(duì)褐飛虱熏蒸活性

為明確八角茴香浸提液對(duì)褐飛虱的熏蒸活性，開(kāi)展了八角茴香浸提液對(duì)褐飛虱若蟲(chóng)的熏蒸活性評(píng)估。結(jié)果表明，熏蒸24 h后褐飛虱若蟲(chóng)的平均校正死亡率為9.62%，熏蒸48 h后平均校正死亡率略微增加達(dá)13.98%，但兩者間無(wú)顯著差異(圖3)。因此，八角茴香浸提液對(duì)褐飛虱的熏蒸活性相對(duì)較低。

圖3 褐飛虱熏蒸校正死亡率Fig.3 Corrected mortality rate of brown planthopper

2.3 八角茴香提取液處理對(duì)褐飛虱若蟲(chóng)的觸殺活性

藥膜法測(cè)定八角茴香提取液對(duì)褐飛虱若蟲(chóng)的觸殺活性，2.69 mg·mL-1濃度處理24 h后褐飛虱若蟲(chóng)校正死亡率為14.53%；隨著處理濃度增加，褐飛虱若蟲(chóng)校正死亡率逐漸增加，10 mg·mL-1濃度下褐飛虱若蟲(chóng)校正死亡率達(dá)70.10%(表1)。而在48 h，2.69 mg·mL-1濃度褐飛虱若蟲(chóng)校正死亡率為24 h相同濃度處理的1.86倍(表1)，10 mg·mL-1濃度下褐飛虱若蟲(chóng)校正死亡率上升至81.74%(表1)。

表1 提取液對(duì)褐飛虱觸殺活性Table 1 Killing effect of extracts against brown planthopper

幾率值法測(cè)定24 h和48 h八角茴香提取液對(duì)褐飛虱若蟲(chóng)的觸殺活性LC50分別為7.04和4.69 mg·mL-1(表2)，但兩者間無(wú)顯著差異。24 h和48 h八角茴香提取液對(duì)褐飛虱若蟲(chóng)的觸殺毒力回歸方程，分別為y=2.94+2.43x和y=3.30+2.53x，說(shuō)明八角茴香浸提液對(duì)褐飛虱具有一定的觸殺殺蟲(chóng)活性。

表2 八角茴香浸提液不同時(shí)間半致死濃度(LC50)Table 2 Half lethal concentration (LC50) of star anise extracts at different time

3 討論

八角茴香精油對(duì)赤擬谷盜成蟲(chóng)具有強(qiáng)烈的熏蒸毒殺作用[15]，而馬喆[9]報(bào)道八角茴香石油醚提取物對(duì)根結(jié)線蟲(chóng)有明顯觸殺活性。王諄靜等[11]報(bào)道八角茴香正己烷和二氯甲烷浸提液對(duì)白背飛虱均具有殺蟲(chóng)活性，但是二氯甲烷浸提液的殺蟲(chóng)活性略高于正己烷浸提液?？梢?jiàn)，八角茴香精油或提取物對(duì)咀嚼式口器和刺吸式口器害蟲(chóng)都具有防治效果。本研究采用索式提取法，以無(wú)水乙醇為溶劑制備了八角茴香提取液，結(jié)果表明，該提取液對(duì)褐飛虱具有較強(qiáng)驅(qū)避性和觸殺活性，但是熏蒸毒殺作用相對(duì)較弱。綜上所述，八角茴香對(duì)于白背飛虱和褐飛虱均有較強(qiáng)的生物活性，八角茴香及其提取液作為新型植物源殺蟲(chóng)劑防治水稻刺吸式害蟲(chóng)具有巨大的開(kāi)發(fā)潛力，可作為一種植物源綠色制劑用于稻飛虱的綜合防治。