植物精油對銹赤扁谷盜成蟲熏蒸毒殺作用研究

源麗楓，陳科偉*，曾 伶，黃詩宇，曾 玲，梁廣文*

(1. 華南農(nóng)業(yè)農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院，廣州 510640；2. 廣東省糧食科學研究所，廣州 510050)

植物精油對銹赤扁谷盜成蟲熏蒸毒殺作用研究

源麗楓1，陳科偉1*，曾 伶2，黃詩宇1，曾 玲1，梁廣文1*

(1. 華南農(nóng)業(yè)農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院，廣州 510640；2. 廣東省糧食科學研究所，廣州 510050)

為明確適用于防治銹赤扁谷盜的植物精油種類及其用量，本試驗采用拌糧密閉熏蒸法，比較23種植物精油對銹赤扁谷盜成蟲熏蒸毒殺活性差異，從中篩選出作用效果較好的精油種類進行熏蒸毒力測定。通過二次篩選結(jié)果表明，大蒜與芥末精油對銹赤扁谷盜成蟲具有明顯的熏蒸毒殺作用。進一步的毒力測試結(jié)果表明，在24 h、48 h、72 h處理時間下，大蒜精油對銹赤扁谷盜成蟲的LC50值分別為0.7827、0.7222、0.6478L/L，而芥末精油在相同處理時間條件下的LC50值分別為2.7581、2.6117及2.4619L/L，大蒜精油對銹赤扁谷盜具有更強的熏蒸毒殺活性。

銹赤扁谷盜；植物精油；芥末精油；大蒜精油；熏蒸毒殺

銹赤扁谷盜Cryptolestesferrugineus(Stephens)，屬于鞘翅目Coleoptera扁谷盜科Laemophloeidae，是一種世界性的儲糧害蟲，也是當前儲糧害蟲防治中最難徹底殺除的害蟲之一。銹赤扁谷盜喜好高溫高濕的生長環(huán)境(Rilett, 1949; Jianetal., 2004)，近年來在我國南方各省猖獗為害，給儲糧安全帶來嚴重威脅。利用化學熏蒸劑熏殺害蟲仍是目前儲糧害蟲防治中最主要的技術(shù)手段，其中磷化氫(PH3)是最為廣泛與普遍使用的熏蒸劑(Ei-Aziz, 2011)，但由于長期、單一使用這種熏蒸劑，許多儲糧害蟲，如谷蠹Rhyzoperthadominica(Fabricius)、赤擬谷盜Triboliumcastaneum(Herbst)、米象Sitophilusoryzae(L.)等對磷化氫均產(chǎn)生了明顯的抗性(曾伶, 1996; 曹陽, 2006);扁谷盜類的銹赤扁谷盜與土耳其扁谷盜Cryptolestesturcicus(Grouville)在全國許多儲糧點的監(jiān)測表明其對磷化氫的抗性普遍比較嚴重(嚴曉平等, 2004; 馬曉輝等, 2008)，使磷化氫的殺蟲效果大幅下降，給儲糧害蟲的防治工作帶來新的挑戰(zhàn)。尋求有效防治儲糧害蟲的新方法、新技術(shù)已刻不容緩(Collins, 2006)。

植物源殺蟲劑具有對人畜安全、低殘留、無污染等諸多優(yōu)點，受到國內(nèi)外學者的極大關(guān)注。研究表明，許多植物精油對倉儲害蟲具有明顯的生物活性，如毒殺、熏蒸、驅(qū)避、引誘、拒食、抑制生長發(fā)育等作用機制(Shaayaetal., 1991；徐漢虹和趙善歡, 1993)。另外，植物精油具有取材廣泛、揮發(fā)性強、在谷物中殘留量低等優(yōu)點，是開發(fā)儲糧熏蒸劑和驅(qū)避劑的理想資源，有望成為替代磷化氫的最具應用前景的防治措施之一。目前，國內(nèi)有關(guān)研究利用植物精油防治的儲糧害蟲種類主要有谷蠹(李寧等, 2013)、米象(呂建華等, 2006)、玉米象Sitophiluszeamais(Motschulsky)(鄧永學等, 2004; 盧傳兵等, 2009)、鋸谷盜Oryzaephilussurinamensis(Linne)(李寧等, 2011)等初期性害蟲，以及赤擬谷盜(呂建華等, 2006)、雜擬谷盜Triboliumconfusum(Duval)(楊德軍等, 2002)等中間性害蟲，而鮮見有關(guān)植物精油對銹赤扁谷盜這類后期性害蟲殺蟲活性的研究報道。本研究在參考目前報道對倉儲害蟲具有較高生物活性的植物精油的基礎(chǔ)上，測試了大蒜素等23種植物精油對銹赤扁谷盜成蟲的熏蒸毒殺作用，旨在從中篩選出高效精油，為儲糧害蟲的綜合治理提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1 供試昆蟲

銹赤扁谷盜：由廣東省糧食科學研究所提供，置于溫度30℃，相對濕度80%，24 h黑暗的培養(yǎng)箱中飼養(yǎng)，飼料為小麥、燕麥片、全麥粉和酵母混合物(飼料配比為小麥 ∶燕麥片 ∶含5%酵母粉的全麥粉=6 ∶3 ∶1)。挑選羽化后2周左右的成蟲作為試蟲。實驗中使用的小麥含水量在12.1%-12.5%。

1.1.2 供試植物精油

植物精油來源植物：大蒜Alliumsativum、芥末Brassicanigra、小茴香Foeniculumvulgare、檸檬Citruslimon、辣椒Capsicumannuum、樟腦Cinnamomumcamphora、留蘭香Menthaspicata、薄荷Menthahaplocalyx、孜然Cuminumcyminum、蕓香Rutagraveolens、蛇床子Cnidiummonnieri、廣藿香Pogostemoncablin、龍柏Sabinachinensis、八角茴香Illiciumverum、肉桂Cinnamomumcassia、藍桉葉Eucalyptusglobulus、艾葉Artemisiaargyi、豆蔻Alpiniakatsumadai、香茅Cymbopogoncitratus、冬青Ilexchinensis、紫蘇葉Perillafrutescens、高良姜Alpiniaofficinarum、羅勒Ocimumbasilicum，以上植物精油均購自江西省吉水縣順民藥用香料油提煉廠。

1.2 試驗方法

1.2.1 高效植物精油的篩選

采用拌糧熏蒸法：將90 g完整顆粒小麥和10 g 破碎小麥(過10目篩但不過18目篩)加入1000 mL廣口瓶中，用移液槍吸取相應的植物精油原液拌入小麥中，塞上塞子，充分搖勻后，接入銹赤扁谷盜成蟲30頭。塞上橡膠塞，用保鮮膜和透明膠帶封好瓶口。置于溫度30℃，相對濕度70%，24 h黑暗的培養(yǎng)箱中。以空白處理為對照，每個處理設(shè)3個重復。經(jīng)過48 h后，檢查記錄成蟲的死亡數(shù)，計算出死亡率和校正死亡率，比較各處理熏蒸毒殺效果，優(yōu)選殺蟲效果好的植物精油種類。

本篩選試驗分兩步進行，第一輪篩選所用植物精油量為20L，選取對銹赤扁谷盜成蟲熏蒸毒殺死亡率在90%以上的植物精油進行入第二輪篩選。第二輪篩選所用植物精油量為10L，篩選出熏蒸毒殺效果最好的植物精油進入下一階段的毒力測定。

1.2.2 高效植物精油對銹赤扁谷盜成蟲的熏蒸毒殺活性測定

由1.2.1的篩選試驗，確定了大蒜油與芥茉油這兩種對銹赤扁谷盜成蟲具有較強熏蒸毒殺作用的植物精油，并進一步采用拌糧熏蒸法(方法同1.2.1)開展這兩種植物精油的毒力測定。根據(jù)預試驗的結(jié)果，大蒜與芥茉精油的熏蒸毒殺作用存在一定的差異，因而對大蒜油與芥茉油設(shè)置了不同的濃度梯度。大蒜精油設(shè)置的用量為0.4L、0.6L、0.8L、1.0L、1.2L、1.4L、1.8L，而芥茉精油設(shè)置的用量為1.0L、1.5L、2.0L、2.5L、3.0L、3.5L、4.0L。熏蒸時間設(shè)定為24 h、48 h、72 h。每個處理試蟲30頭，3次重復，并以不加植物精油的處理作為對照，試驗溫濕度及光照條件同1.2.1。檢查記錄不同精油用量及熏蒸時間條件下銹赤扁谷盜成蟲的死亡數(shù)，具體方法為在體視鏡下觀察，以小毛筆撥動蟲體，30 min內(nèi)不動者確定為死亡個體。計算出死亡率和校正死亡率。

1.3 數(shù)據(jù)處理

校正死亡率(%)=(處理死亡率-對照死亡率)/(1-對照死亡率)×100

所有數(shù)據(jù)采用SAS 9.0軟件進行統(tǒng)計分析，校正死亡率數(shù)據(jù)經(jīng)反正弦平方根轉(zhuǎn)換后采用one-way ANOVA進行方差分析，多重比較采用Duncan’s新復極差方法，半致死濃度(LC50)用PROC PROBIT分析，采用2檢驗對回歸方程的適合性進行檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 23種植物精油對銹赤扁谷盜成蟲的熏蒸毒殺活性

當進一步降低植物精油濃度后，芥末、大蒜、冬青、樟腦、留蘭香及藍桉葉這6種植物精油對銹赤扁谷盜成蟲的熏殺活性也產(chǎn)生一定的分化。在植物精油濃度為10L/L時，芥末與大蒜精油在48 h內(nèi)對銹赤扁谷盜成蟲的校正死亡率仍保持在100%，而冬青油、樟腦油、藍桉葉油和留蘭香油的校正死亡率都降到了40%以下(表2)。為此，選擇了芥末與大蒜這兩種植物精油進入最后的熏殺毒力測試。

表1 23種植物精油在20 L/L 濃度下對銹赤扁谷盜成蟲的熏蒸毒殺效果

Table 1 Fumigant toxicity activity of 23 species of essential oil on Cryptolestes ferrugineus adults (20 μL/L)

表1 23種植物精油在20 L/L 濃度下對銹赤扁谷盜成蟲的熏蒸毒殺效果

植物精油Essentialoils校正死亡率(%)Correctedmortality植物精油Essentialoils校正死亡率(%)Correctedmortality芥末Brassicanigra10000±000a香茅Cymbopogoncitratus1236±195d大蒜Alliumsativum10000±000a高良姜Alpiniaofficinarum674±490de冬青Ilexchinensis9551±297a豆蔻Alpiniakatsumadai562±195def樟腦Cinnamomumcamphora9551±297a蛇床子Cnidiummonnieri450±225def留蘭香Menthaspicata9551±225a紫蘇葉Perillafrutescens450±297def藍桉葉Eucalyptusglobulus9326±515a辣椒Capsicumannuum113±225ef檸檬Citruslimon6404±225b廣藿香Pogostemoncablin113±225ef八角茴香Illiciumverum5955±1030b蕓香Rutagraveolens000±112ef羅勒Ocimumbasilicum5169±112bc龍柏Sabinachinensis000±112ef薄荷Menthahaplocalyx4607±195bc艾葉Artemisiaargyi000±112ef肉桂Cinnamomumcassia3708±225c孜然Cuminumcyminum-112±000f小茴香Foeniculumvulgare3371±113c

注：表中數(shù)據(jù)為平均數(shù)±標準誤；兩列數(shù)據(jù)后具不同字母表示經(jīng)Duncan新復極差法測驗差異顯著(P<0.05)。Note: Data are presented as means±SE，and those followed by different letters in the two column are significantly different at 5% level (Duncan’s multiple range test)．

表2 6種植物精油在10 L/L濃度下對銹赤扁谷盜

成蟲的熏蒸毒殺效果

Table 2 Fumigant toxicity activity of 6 species of essential

oil on Cryptolestes ferrugineus adults (10 L/L)

表2 6種植物精油在10 L/L濃度下對銹赤扁谷盜

植物精油Essentialoils校正死亡率(%)Correctedmortality大蒜Alliumsativum10000±000a芥末Brassicanigra10000±000a冬青Ilexchinensis3068±301b樟腦Cinnamomumcamphora2841±394b桉葉Eucalyptusglobulus2614±227b留蘭香Menthaspicata1022±114c

注：表中數(shù)據(jù)為平均數(shù)±標準誤；同列數(shù)據(jù)后具不同字母表示經(jīng)Duncan新復極差法測驗差異顯著(P<0.05)。下同。Note: Data are presented as means ± SE，and those followed by different letters in the same column are significantly different at 5% level (Duncan’s multiple range test)．The same below.

2.2 芥茉與大蒜精油對銹赤扁谷盜的熏蒸毒殺活性

芥末精油與大蒜精油對銹赤扁谷盜成蟲的熏蒸毒殺活性均隨使用濃度與處理時間的增加而增強，但熏蒸時間的延長對殺蟲效果的增效較緩慢，表現(xiàn)出較強的速效性(表3、表4)。通過比較相同處理時間、不同處理濃度植物精油的熏蒸毒殺效果來看，大蒜精油的熏蒸毒殺活性明顯高于芥末精油。在處理24 h時，芥末精油濃度為1.0L/L與4.0L/L時，銹赤扁谷盜的校正死亡率分別為2.22%與95.56%(表3)；而大蒜精油在相同處理時間下，濃度為1.0L/L時，銹赤扁谷盜的校正死亡率為73.03%，而當濃度為1.4L/L時就達到芥末精油濃度為4.0L/L的毒殺效果(表4)。

表3 芥末精油對銹赤扁谷盜成蟲的熏蒸毒殺效果

表4 大蒜精油對銹赤扁谷盜成蟲的熏蒸毒殺效果

采用線性回歸方程擬合了死亡機率值(y)與供試植物精油濃度(x)之間的關(guān)系，結(jié)果表明該數(shù)學模型可用于這兩種植物精油的熏蒸毒力描述(表5、表6)。從兩種植物精油對銹赤扁谷盜致死濃度LC50值來看，隨著處理時間的延長，兩種精油的LC50值均有所下降，說明延長處理時間具有一定的增效作用。但相同處理時間條件下，大蒜精油的LC50值明顯低于芥末精油，其殺蟲活性更強(表5、表6)。

表5 不同處理時間的芥末精油對銹赤扁谷盜成蟲的熏蒸毒力

表6 不同處理時間的大蒜精油對銹赤扁谷盜成蟲的熏蒸毒力

3 結(jié)論與討論

本試驗結(jié)果表明，大蒜精油與芥末精油對銹赤扁谷盜成蟲具有明顯的熏蒸毒殺作用，且具有用量低、作用迅速等優(yōu)點，是防治銹赤扁谷盜適宜的植物源殺蟲制劑。通過比對前人的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，芥末精油對鋸谷盜成蟲具有很強的熏蒸、驅(qū)避和毒殺活性(李寧等, 2011)；大蒜素對米象、玉米象和谷蠹也具有明顯的熏蒸作用(仲建鋒等, 2007)，但對赤擬谷盜成蟲無明顯熏蒸作用(呂建華等, 2006)。另外，本試驗中對銹赤扁谷盜熏殺作用不明顯的孜然、蕓香、紫蘇等精油，卻對雜擬谷盜(楊德軍等, 2002; 沈科萍等, 2015)、玉米象(王宇新, 2009)等害蟲有明顯的生物熏殺活性，說明不同植物精油的殺蟲譜范圍并不相同，在生產(chǎn)實踐中可優(yōu)先考慮殺蟲譜廣的植物精油種類，以達到一藥多治的目的。

相同處理時間條件下，大蒜精油的LC50值明顯低于芥末精油，說明大蒜精油對銹赤扁谷盜成蟲具更強的生物活性。但通過比較分析同一種植物精油對不同害蟲熏殺效果時其用量存在較大的差異，如本試驗中，在24 h時，大蒜素對銹赤扁谷盜的LC50值為0.7827L/L。而仲建鋒等(2007)研究報道，在相同處理時間條件下，大蒜素對米象、玉米象及谷蠹的LC50值分別為9.28、5.20、1.75L/L，均高于本試驗中對銹赤扁谷盜的用量。造成這種差異的原因可能有以下2種情況：① 不同種類害蟲對同一植物精油的敏感性不同，即同一精油對不同害蟲的生物活性存在差異，導致達到相同死亡率時所用劑量不同；② 試驗測試方法不同，本試驗中采用的是拌糧熏蒸法，而仲建鋒等采用的是濾紙條吸附熏蒸法。通常在拌糧條件下，由于害蟲與植物精油直接觸，害蟲的死亡可能是熏蒸與觸殺綜合作用的結(jié)果，而濾紙條吸附法則主要是熏蒸這單一作用，這也可能是導致用藥量差異的原因之一。建議在生產(chǎn)實踐中可采用拌糧熏蒸法以減少精油制劑的用量。

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Fumigant toxicity activity of essential oils againstCryptolestesferrugineus(Stephens)

YUAN Li-Feng1, CHEN Ke-Wei1, ZENG Ling2, HUANG Shi-Yu1, ZENG Ling1, LIANG Guang-Wen1*

(1. College of Agriculture, South China Agricultural University, Guangzhou 510640,China; 2. Guangdong Institute for Cereal Science Research, Guangzhou 510050,China)

The fumigant toxicity of 23 essential oils on adults of rusty grain beetle,Cryptolestesferrugineus(Stephens)was investigated with the method of mixing oils with diet. The results proved that the fumigant toxicity activity of the essential oils ofAlliumsativumandBrassicanigrawere better than that of the other 21 essential oils. The LC50of rusty grain beetle fumigated by the essential oils ofA.sativumunder the exposure time of 24, 48 and 72 hours were 0.7827, 0.7222 and 0.6478L/L, respectively. While the LC50ofB.nigraunder the same exposure time were 2.7581, 2.6117 and 2.4619L/L, respectively. The fumigant toxicity ofA.sativumon adults of rusty grain beetle was stronger than that ofB.nigra.

Cryptolestesferrugineus; essential oil; mustard oil; garlic oil; fumigant toxicity

糧食公益性行業(yè)科研專項(201313002-04)

源麗楓，女，1990年生，碩士研究生，研究方向為儲糧害蟲綜合控制，E-mail: fatwist12@sina.com.cn

*通信作者Author for correspondence, E-mail: chenkewei@scau.edu.cn;gwliang@scau.edu.cn

Received：2015-12-15；接受日期Accepted：2016-05-11

Q965.9；S433

A

1674-0858(2017)01-0207-06

源麗楓，陳科偉，曾 伶，等.植物精油對銹赤扁谷盜成蟲熏蒸毒殺作用研究[J].環(huán)境昆蟲學報，2017,39(1):207-212.