苦杏仁精油對玉米象的驅(qū)避活性研究

馬玉花 趙 忠 江志利 魏麗萍 李科友 馬希漢 張 興

(青海大學(xué)農(nóng)牧學(xué)院1，西寧 810016)

(西北農(nóng)林科技大學(xué)林學(xué)院2，楊凌 712100)

(西北農(nóng)林科技大學(xué)無公害農(nóng)藥研究服務(wù)中心3，楊凌 712100)

苦杏仁精油對玉米象的驅(qū)避活性研究

馬玉花1趙 忠2江志利3魏麗萍2李科友2馬希漢2張 興3

(青海大學(xué)農(nóng)牧學(xué)院1，西寧 810016)

(西北農(nóng)林科技大學(xué)林學(xué)院2，楊凌 712100)

(西北農(nóng)林科技大學(xué)無公害農(nóng)藥研究服務(wù)中心3，楊凌 712100)

采用飼料混藥法研究了含HCN和除去HCN兩種苦杏仁精油對玉米象的驅(qū)避活性，結(jié)果顯示苦杏仁精油對玉米象的驅(qū)避活性隨著處理時間的延長而降低，兩種苦杏仁精油在24 h內(nèi)對玉米象的驅(qū)避率達(dá)到了Ⅴ級，但是隨著時間的延長，對玉米象的驅(qū)避率效果下降至Ⅰ級。玉米象的死亡率隨著處理時間的增加而逐漸增大，最終達(dá)到了100%的死亡率。另外，含HCN和除去HCN的苦杏仁精油對玉米象的驅(qū)避活性研究結(jié)果表明含HCN的苦杏仁精油的活性顯著高于除去HCN的苦杏仁精油。

苦杏仁精油 玉米象 驅(qū)避活性

苦杏仁為薔薇科植物杏(Prunus armeniaca L．)、山杏(Prunus armeniaca var．a(chǎn)nsu Maxim．)及西伯利亞杏(Prunus sibirica L．)等的干燥成熟種子［1］。苦杏仁中含有2%～4%的苦杏仁苷，苦杏仁苷可在苦杏仁苷酶及櫻葉酶等β－葡萄糖苷酶的作用下依次生成櫻皮苷和扁桃腈，再分解成苯甲醛和氫氰酸［2］，或在酸性條件下水解產(chǎn)生具有強(qiáng)烈的杏仁香氣的苯甲醛，即杏仁精油的主要成分。

隨著化學(xué)殺蟲劑抗性問題日趨嚴(yán)重，尤其是對化學(xué)殺蟲劑污染環(huán)境、危害人類健康認(rèn)識的不斷深入，越來越多的學(xué)者開始從天然植物中尋找抗蟲活性物質(zhì)。植物精油因其化學(xué)結(jié)構(gòu)簡單、對害蟲具有較高的生物活性，又不易產(chǎn)生抗藥性，且對人畜毒性很小，不污染環(huán)境等優(yōu)點而引起了人們的廣泛關(guān)注［3－5］。前期的研究表明苦杏仁精油對儲糧害蟲的熏蒸殺蟲活性以及種群抑制活性研究表明苦杏仁精油具有很強(qiáng)的殺蟲活性［6－7］，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究苦杏仁精油對玉米象的驅(qū)避活性，旨在為苦杏仁精油作為植物源農(nóng)藥在倉儲系統(tǒng)害蟲防治方面的廣泛應(yīng)用提供可行性依據(jù)，為苦杏仁精油的產(chǎn)品開發(fā)拓寬思路。

1 材料與方法

1．1 試驗材料

1．1．1 供試玉米象

供試玉米象(Sitophilus zeamais Mots．)由西北農(nóng)林科技大學(xué)無公害農(nóng)藥研究服務(wù)中心養(yǎng)蟲室(T:27～28℃;RH:70%～80%)飼養(yǎng)并提供。試驗所選玉米象為連續(xù)培養(yǎng)5代以上，發(fā)育健康的成蟲。

1．1．2 供試植物精油

苦杏仁采自陜西麟游，自然陰干后粉碎?？嘈尤示吞崛l件以文獻(xiàn)［8］中確定的工藝進(jìn)行。因為苦杏仁精油中含有微量的HCN，因而試驗中采用除去HCN的精油和未除HCN的精油進(jìn)行對比試驗。

除HCN的方法:在水蒸氣蒸餾所得的苦杏仁精油中加入一定量的氫氧化鈉，充分混勻后進(jìn)行二次蒸餾，得到不含HCN的苦杏仁精油。通過苦味酸試紙法以及紫外分光光度法檢測精油中的HCN，除去HCN的精油以達(dá)到食品中HCN含量要求為標(biāo)準(zhǔn)。將所得的兩種精油冷藏備用。

1．1．3 主要試劑

丙酮:西安化學(xué)試劑廠，分析純，500 mL裝。

1．2 試驗方法

采用飼料混藥法測定杏仁精油對玉米象的驅(qū)避活性［9］。小麥處理參照張興等［10－11］的方法。精油添加量為0．8%。將精油溶于丙酮中后與100 g小麥混勻，讓丙酮自然揮發(fā)。將小麥均分裝于3個直徑為9 cm的培養(yǎng)皿內(nèi)。在直徑為46 cm的干燥器內(nèi)的白磁板上放一張略大于內(nèi)徑的圓形濾紙。在濾紙中央放個盛有正常小麥的培養(yǎng)皿，其周圍放置盛有精油處理的小麥的培養(yǎng)皿，培養(yǎng)皿及干燥器均不加蓋，干燥器四周均涂抹滑石粉以防止玉米象逃跑。向中央培養(yǎng)皿內(nèi)接入500頭玉米象成蟲，黑暗條件下讓玉米象自由分散。每組試驗3次重復(fù)，定期檢查各培養(yǎng)皿內(nèi)的活成蟲數(shù)，計算驅(qū)避率。

驅(qū)避率=(對照皿內(nèi)活蟲數(shù)－處理皿內(nèi)活蟲數(shù))/對照皿內(nèi)活蟲數(shù)×100%。

死亡率=(對照皿內(nèi)死蟲數(shù)+處理皿內(nèi)死蟲數(shù))/500×100%

驅(qū)避效果分為5級，分級標(biāo)準(zhǔn)為:0級:無驅(qū)避作用:Ⅰ級:0%～20%驅(qū)避率;Ⅱ級:20．1%～40%驅(qū)避率;Ⅲ級:40．1%～60%驅(qū)避率;Ⅳ級:60．10%～80%驅(qū)避率;Ⅴ級:80．1%～100%驅(qū)避率。

1．3 數(shù)據(jù)處理

根據(jù)試驗的設(shè)計方法和統(tǒng)計分析原理，利用Excel和SPSS統(tǒng)計分析軟件對試驗所得的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

采用飼料混藥法測定兩種苦杏仁精油對玉米象的驅(qū)避活性，結(jié)果見表1。死亡率曲線以及驅(qū)避率曲線見圖1。

表1 苦杏仁精油對玉米象驅(qū)避活性

由表1可以看出不同時間兩種苦杏仁精油對玉米象的驅(qū)避率差異達(dá)到了極顯著。圖1顯示了不同處理時間苦杏仁精油對玉米象的驅(qū)避率以及玉米象的死亡率曲線，由驅(qū)避率曲線可以看出在處理以后的0～120 h內(nèi)苦杏仁精油對玉米象的驅(qū)避率呈下降的趨勢，120 h以后趨于穩(wěn)定;處理96 h開始有玉米象死亡，隨著處理時間的增加，死亡蟲數(shù)急劇增加，到240 h供試玉米象全部死亡。可見隨著處理時間的延長，苦杏仁精油對玉米象的驅(qū)避活性逐漸降低，同時隨著處理時間的延長，玉米象的死亡率則逐漸升高，最終使玉米象的死亡率達(dá)到100%。

圖1 杏仁精油對玉米象的驅(qū)避活性

根據(jù)驅(qū)避效果分級標(biāo)準(zhǔn)，含有HCN的苦杏仁精油在12 h和24 h時對玉米象的驅(qū)避率分別為92．46%和82．53%，驅(qū)避效果均達(dá)到了Ⅴ級;48 h和72 h時含有HCN的苦杏仁精油對玉米象的驅(qū)避率分別為74．78%和64．98%，驅(qū)避效果為Ⅳ級。96 h時的驅(qū)避率為44．06%，驅(qū)避效果為Ⅲ級;120、216和240 h 的驅(qū)避率分別為27．36%、33．27%和23．33%，驅(qū)避效果為Ⅱ級;而144、168和192 h的驅(qū)避率較低，驅(qū)避效果僅為Ⅰ級。去除HCN的苦杏仁精油在12 h時對玉米象的驅(qū)避率為90．02%，其驅(qū)避效果為Ⅴ級;24 h和 48 h的驅(qū)避率分別為 77．84%和64．86%，驅(qū)避效果為Ⅳ級;72 h時的驅(qū)避率為46．46%，驅(qū)避效果為Ⅲ級;96、216和240 h的驅(qū)避率分別為 33．30%、32．05%和 36．50%，驅(qū)避效果為Ⅱ級;而120、144、168 和192 h 的驅(qū)避率分別為14．57%、6．91%、15．79%和17．32%，驅(qū)避效果僅為Ⅰ級。

方差分析結(jié)果表明(表2)，精油種類、處理時間對玉米象驅(qū)避效果的影響極顯著。兩種苦杏仁精油中含HCN的精油對玉米象的驅(qū)避率高于除去HCN的精油(表3)。處理時間中以12 h的驅(qū)避效果最好，不同時間的驅(qū)避率大小順序:12 h＞24 h＞48 h＞72 h＞96 h＞216 h＞240 h＞120 h＞144 h＞168 h＞192 h(表4)，可見在12～96 h時苦杏仁精油對玉米象的驅(qū)避率隨著處理時間的增加而逐漸降低，但在96 h以后驅(qū)避率隨時間的變化則不穩(wěn)定。

表2 苦杏仁精油對玉米象驅(qū)避活性方差分析表

表3 精油種類對玉米象驅(qū)避效果的影響

表4 時間對玉米象驅(qū)避效果的影響

3 討論與結(jié)論

苦杏仁精油對玉米象的驅(qū)避活性隨著處理時間的延長而降低，但是玉米象的死亡率卻隨著處理時間的延長而逐漸增大，最終達(dá)到100%死亡。

通過苦杏仁精油對玉米象的驅(qū)避活性測定，結(jié)果顯示苦杏仁精油對玉米象的驅(qū)避活性隨著處理時間的延長而降低，兩種苦杏仁精油在24 h內(nèi)對玉米象的驅(qū)避率達(dá)到了Ⅴ級，但是隨著時間的延長，對玉米象的驅(qū)避率效果下降至Ⅰ級。這可能是由于隨著處理時間的增加，苦杏仁精油逐漸揮發(fā)(因干燥器以及培養(yǎng)皿均不加蓋)而使精油濃度降低而導(dǎo)致驅(qū)避率的下降。另外，雖然精油對玉米象的驅(qū)避效果隨著時間延長逐漸降低，但是隨者處理時間的增加玉米象的死亡率逐漸增大，最終達(dá)到了100%的死亡率，造成如此高的死亡率的原因可能一方面是由于苦杏仁精油的揮發(fā)性而對玉米象產(chǎn)生了熏蒸毒性，另一方面，可能是接觸精油處理的小麥并進(jìn)行取食而使精油對玉米象產(chǎn)生胃毒作用或?qū)υ囅x產(chǎn)生拒食作用而導(dǎo)致其死亡。關(guān)于苦杏仁精油對玉米象的胃毒、拒食活性有待于進(jìn)一步的研究，以闡明苦杏仁精油對玉米象的生物活性作用機(jī)理。

通過含HCN和除去HCN的苦杏仁精油對玉米象的驅(qū)避活性的比較研究，結(jié)果表明含HCN的苦杏仁精油的殺蟲活性顯著高于除去HCN的苦杏仁精油。

含HCN和除去HCN的苦杏仁精油對玉米象的驅(qū)避活性比較研究顯示含HCN的苦杏仁精油的殺蟲活性顯著高于除去HCN的苦杏仁精油，該結(jié)果與苦杏仁精油對玉米象的熏蒸殺蟲活性的結(jié)果一致，而在對家蠅、白紋伊蚊以及粘蟲的熏蒸殺蟲活性研究中發(fā)現(xiàn)除去HCN的苦杏仁精油的殺蟲活性顯著高于含HCN的苦杏仁精油［6］，這可能是由于精油對玉米象的作用濃度較高導(dǎo)致的，高劑量的苦杏仁精油中所含的HCN量也相對較高，而HCN是強(qiáng)呼吸系統(tǒng)致毒劑，HCN對試蟲的殺蟲活性是通過抑制試蟲呼吸系統(tǒng)的細(xì)胞色素氧化酶，使其不能傳遞氧氣而使試蟲的正常呼吸功能受到破壞而死亡，試蟲吸入少量的HCN，就會迅速死亡;另外，除去HCN的苦杏仁精油由于經(jīng)過二次蒸餾，會損失其中的某些微量成分從而使其的活性低于含HCN的苦杏仁精油。

綜上所述，苦杏仁精油對玉米象有很強(qiáng)的驅(qū)避活性以及殺蟲活性，有望發(fā)展為植物性農(nóng)藥應(yīng)用于倉儲系統(tǒng)害蟲的防治。本研究結(jié)果為苦杏仁資源在農(nóng)藥方面的開發(fā)利用奠定了基礎(chǔ)，亦為苦杏仁的綜合開發(fā)利用拓寬了思路。

［1］任仁安．中藥鑒定學(xué)［M］．上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1996

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［3］張海燕，鄧永學(xué)，王進(jìn)軍，等．植物精油防治儲糧害蟲的研究進(jìn)展［J］．糧食儲藏，2004(3):7－12

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［5］閆海燕，馮瑞紅，陳利標(biāo)，等．砂地柏中6種萜烯類化合物分離鑒定及其殺蟲活性研究［J］．西北植物學(xué)報，2007，27(1):163－167

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Repellent Activity of Bitter Almond Oil against Sitophilus zeamais Mots．

Ma Yuhua1Zhao Zhong2Jiang Zhili3Wei Liping2Li Keyou2Ma Xihan2Zhang Xing3

(College of Agriculture and Animal Husbandry，Qinghai University1，Xining 810016)
(College of Forestry，Northwest A＆F University2，Yangling 712100)
(Research and Development Center of Biorational Pesticide，Northwest A＆F University3，Yangling 712100)

Repellent activity of bitter almond oil with HCN and without HCN against Sitophilus zeamais Mots．was studied by using diet－incorporated method．The result showed that the repellent activity decreasing with the increase of treatment time，the repellent rate at 24 h reached V class，but with the increase of treatment time，the repellent rate decreased to Ⅰ class．However，the mortality rate increased with the increase of treatment time and finally achieve 100%．In addition，the repellent activity of two kinds of bitter almond(with and without HCN)on Sitophilus zeamais Mots．showed that the effect of oil with HCN was significantly higher than that without HCN．

bitter almond oil，Sitophilus zeamais Mots．，repellent activity

S792．99，S435．1

A

1003－0174(2011)03－0068－04

苦杏仁精油提取技術(shù)引進(jìn)(2004－4－52)

2010－01－07

馬玉花，女，1978年出生，博士，副教授，森林培育、林產(chǎn)品及其開發(fā)應(yīng)用

趙忠，男，1958年出生，教授，博士生導(dǎo)師，半干旱地區(qū)植被恢復(fù)與重建