兩種植物精油對(duì)印度谷螟的熏蒸活性研究

胡恒志，牛 平，劉 娟，廖江花，劉 霞，文驍杰，李 超

（新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，農(nóng)林有害生物監(jiān)測(cè)與安全防控自治區(qū)教育廳重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆 烏魯木齊 830052）

印度谷螟Plodia interpunctlla(Hübner)屬于鱗翅目螟蛾科斑螟亞科，又名印度谷斑螟、印度螟蛾等，是重要的倉(cāng)儲(chǔ)害蟲之一[1-2]。除南極洲沒有報(bào)道發(fā)現(xiàn)外，在全球各地廣泛分布[3]，在我國(guó)許多地市發(fā)生頻率比較高[4-5]。印度谷螟在幼蟲期不僅能危害多種干果以及各種藥材，還能危害多種糧食及其加工產(chǎn)品等[6-8]。并且與其他蛀食性害蟲不同的是，印度谷螟幼蟲在取食的同時(shí)可吐絲結(jié)網(wǎng)，危害更為嚴(yán)重[9-11]。

目前使用化學(xué)防治進(jìn)行熏蒸仍是防治印度谷螟的主要手段，由于化學(xué)熏蒸劑的大量使用而導(dǎo)致印度谷螟的抗藥性日益嚴(yán)重[12]。因此，尋求綠色無殘留的倉(cāng)儲(chǔ)害蟲防治產(chǎn)品是現(xiàn)在重要的研究課題，以探尋有效的防治方法來控制印度谷螟的危害勢(shì)在必行[13]。相關(guān)研究表明，植物精油被大量應(yīng)用于害蟲防治，這是由于植物精油中的單萜和倍半萜以及其它的衍生物質(zhì)能夠在昆蟲體內(nèi)的乙酰膽堿酯酶上發(fā)揮一定的作用，對(duì)害蟲產(chǎn)生一定的防治效果[14-15]。這些植物精油可以通過使用熏蒸、驅(qū)避、觸殺、引誘、抑制其正常的生長(zhǎng)發(fā)育以及使害蟲拒食等多種方式對(duì)害蟲進(jìn)行防治[16-17]。而且植物精油具有低毒、作用方式多樣、環(huán)境友好和殺蟲活性高等優(yōu)點(diǎn)[13,16]。目前，人們對(duì)薰衣草和羅勒精油化學(xué)成分活性研究發(fā)現(xiàn)，這兩種植物精油多被應(yīng)用在醫(yī)療保健和食品加工以及日化用品等多種方面[18-19]。而且還可以作為昆蟲繁殖的媒介，誘集昆蟲前來傳粉、提高授粉率，可以對(duì)一些昆蟲起到一定的引誘作用[17]。這兩種植物精油還可以抑制消滅多種植物病原菌，但是抗菌效果容易受到精油本身的化學(xué)成分以及外界條件的影響[18-19]。本實(shí)驗(yàn)通過使用薰衣草和羅勒精油熏蒸印度谷螟成蟲和幼蟲后的效果及蟲的活性研究，篩選高活性精油，為開發(fā)倉(cāng)儲(chǔ)害蟲的新型防控方法提供理論依據(jù)。利用植物精油防治倉(cāng)儲(chǔ)害蟲，符合當(dāng)前可持續(xù)植保發(fā)展要求，這也證明了植物精油的開發(fā)具有廣闊的應(yīng)用前景[20-21]。

1 材料與方法

1.1 印度谷螟的飼養(yǎng)方法

供試蟲源：印度谷螟為新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)昆蟲生態(tài)實(shí)驗(yàn)室人工飼養(yǎng)繁殖的后代，現(xiàn)已連續(xù)飼養(yǎng)繁殖10代以上。

飼養(yǎng)方法：飼養(yǎng)在PXM-258A智能人工氣候箱內(nèi)，飼養(yǎng)條件為溫度27～29 ℃，相對(duì)濕度45%～55%，24 h黑暗。飼料配比采用麥麩（麥麩使用前放入高壓滅菌鍋中進(jìn)行滅菌2 h）、干酵母、甘油和蜂蜜、自制維生素液，按比例混勻，最后分裝于密封袋中待用。

植物精油（薰衣草和羅勒精油為單方純精油）：自慧凝精油旗艦店（澳洲原裝進(jìn)口 HEALTREE PTY LTD）。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 薰衣草和羅勒精油對(duì)印度谷螟幼蟲的熏蒸作用

采用密閉空氣濾紙熏蒸法測(cè)定薰衣草和羅勒精油對(duì)印度谷螟幼蟲的熏蒸作用[20]，將印度谷螟幼蟲放置在廣口瓶（500 mL）中，每個(gè)瓶中放一張滴有不同用量（5、10、15、20、25、30、35、40、45、50 μL）薰衣草和羅勒精油的濾紙條（1×10 cm），然后快速將滴有精油的濾紙條懸掛在距離瓶口約5 cm左右中央位置上，蓋緊瓶口，用封口膜進(jìn)行密封，然后將其放置在正常條件下的人工氣候箱內(nèi)進(jìn)行飼養(yǎng)（24 h全黑暗；溫度27～ 29 ℃；相對(duì)濕度45%～55%）。每個(gè)處理各取同一日齡健康幼蟲30頭，每個(gè)濃度設(shè)置5個(gè)重復(fù)，并設(shè)置空白對(duì)照，于24、48、72、96 h后檢查各處理瓶中的熏蒸情況。打開瓶口，散氣10 min后觀察死亡蟲數(shù)并記錄。死亡標(biāo)準(zhǔn)是用小毛筆撥動(dòng)幼蟲的蟲體，不會(huì)動(dòng)者或者沒有自主反應(yīng)者判定為死亡。

1.2.2 薰衣草和羅勒精油對(duì)印度谷螟成蟲的熏蒸作用

方法同1.2.1，將印度谷螟成蟲放置在廣口瓶（500 mL）中，每個(gè)瓶中放一張滴有不同用量的濾紙條（1×10 cm），薰衣草精油（0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5 μL），羅勒精油（0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5 μL），然后快速將滴有精油的濾紙條懸掛在距離瓶口約 5 cm左右中央位置上，蓋緊瓶口，用封口膜進(jìn)行密封，然后將處理過的成蟲放置在正常條件下的人工氣候箱內(nèi)進(jìn)行飼養(yǎng)（24 h黑暗；溫度 27～29 ℃；相對(duì)濕度45%～55%）。每個(gè)處理各取同一批羽化的健康成蟲30頭，每個(gè)處理均設(shè)置5個(gè)重復(fù)，并設(shè)置空白對(duì)照，于2、4、8、16、32、64 h后檢查各處理瓶中的熏蒸情況。在散氣10 min后觀察死亡蟲數(shù)并且記錄。死亡的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)是不會(huì)飛行者或無明顯自主反應(yīng)者為死亡。

1.3 數(shù)據(jù)分析

通過使用Excel和SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用Probit機(jī)率值分析法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析求出LD50，死亡率要先進(jìn)行平方根反正弦變換再采用單因素 Duncan氏新復(fù)極差檢驗(yàn)法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。通過數(shù)據(jù)算出死亡率和校正死亡率，比較各個(gè)濃度的熏蒸結(jié)果。

2 結(jié)果與分析

2.1 薰衣草和羅勒精油對(duì)印度谷螟幼蟲的熏蒸作用

2.1.1 薰衣草精油對(duì)印度谷螟幼蟲的熏蒸作用

以不同濃度的薰衣草精油對(duì)印度谷螟幼蟲進(jìn)行了熏蒸實(shí)驗(yàn)，根據(jù)表1可以看出在24、48、72、96 h后印度谷螟的死亡率呈現(xiàn)出顯著差異（P<0.05），隨著濃度的降低死亡率逐漸下降。當(dāng)薰衣草精油濃度相同時(shí)，隨著熏蒸時(shí)間的逐漸延長(zhǎng)，印度谷螟幼蟲的死亡率呈現(xiàn)出明顯的上升趨勢(shì)，而且不同濃度的薰衣草精油對(duì)印度谷螟的熏蒸效果顯著。在50 μL下， 96 h死亡率最高為92%，在5 μL下，24 h后的死亡率為1.33%。

表1 不同濃度處理和不同時(shí)間下薰衣草精油對(duì)印度谷螟幼蟲的校正死亡率Table1 Adjusted mortality of Plodia interpunctlla larvae treated by lavender essential oil underdifferent concentration and time %

2.1.2 羅勒精油對(duì)印度谷螟幼蟲的熏蒸作用

以不同濃度的羅勒精油對(duì)印度谷螟幼蟲進(jìn)行了熏蒸實(shí)驗(yàn)，根據(jù)表2可以看出在24、48、72、96 h后印度谷螟的死亡率呈現(xiàn)出顯著差異（P<0.05），隨著羅勒精油濃度的降低死亡率逐漸下降。當(dāng)羅勒精油濃度相同時(shí)，隨著熏蒸時(shí)間的逐漸延長(zhǎng)，印度谷螟幼蟲的死亡率呈上升趨勢(shì)，同時(shí)不同濃度的羅勒精油對(duì)印度谷螟的熏蒸效果顯著。在 45 μL，96 h、50 μL 下，72和 96 h死亡率最高為100%，在5 μL下，24 h后的死亡率為6.67%。

表2 不同濃度處理和不同時(shí)間下羅勒精油對(duì)印度谷螟幼蟲的校正死亡率Table2 Adjusted mortality of Plodia interpunctlla larvae treated by basil essential oil under different concentration and time %

2.1.3 薰衣草與羅勒精油對(duì)印度谷螟幼蟲的熏蒸毒力回歸分析

根據(jù)薰衣草和羅勒精油對(duì)印度谷螟幼蟲的熏蒸效果，可以計(jì)算出不同處理時(shí)間后的回歸方程和致死中量 LD50以及相關(guān)系數(shù) R2等。通過表3可以看出，薰衣草精油熏蒸24 h后印度谷螟幼蟲的LD50是78.575 μL，羅勒精油熏蒸24 h后印度谷螟幼蟲的LD50是50.508 μL。兩種植物精油對(duì)印度谷螟幼蟲毒力回歸方程中的相關(guān)系數(shù) R2均在0.95以上，說明薰衣草、羅勒精油對(duì)印度谷螟幼蟲毒力測(cè)定的回歸方程擬合程度比較好。羅勒精油熏蒸毒力顯著高于薰衣草精油；印度谷螟幼蟲對(duì)羅勒精油的反應(yīng)比薰衣草精油更為敏感。

表3 兩種植物精油對(duì)印度谷螟幼蟲的熏蒸毒力回歸分析Table3 Regression analysis of fumigation virulence of two plant essential oils on Plodia interpunctlla larvae

2.2 薰衣草和羅勒精油對(duì)印度谷螟成蟲的熏蒸作用

2.2.1 薰衣草精油對(duì)印度谷螟成蟲的熏蒸作用

以不同濃度的薰衣草精油對(duì)印度谷螟成蟲進(jìn)行了熏蒸實(shí)驗(yàn)，由表4可知，在24、48、72、96 h后印度谷螟的死亡率均呈現(xiàn)出顯著性差異（P<0.05），隨著薰衣草精油濃度的升高和處理時(shí)間的逐漸延長(zhǎng)，成蟲的死亡率顯著增加。當(dāng)薰衣草精油濃度相同時(shí)，隨著熏蒸時(shí)間的逐漸延長(zhǎng)，印度谷螟成蟲的死亡率呈現(xiàn)出上升的趨勢(shì)，同時(shí)在不同濃度下的薰衣草精油對(duì)印度谷螟成蟲的熏蒸效果顯著。在 3.5 μL下，2 h后；2、2.5、3 μL下，4 h后；1.5 μL下，8 h后；1 μL下，32 h后；0.5 μL下，64 h后死亡率均為100%。

表4 不同濃度處理和不同時(shí)間下薰衣草精油對(duì)印度谷螟成蟲的校正死亡率Table4 Corrected mortality of adults of Plodia interpunctlla treated by lavender essential oil atdifferent concentrations and time %

2.2.2 羅勒精油對(duì)印度谷螟成蟲的熏蒸作用

以不同濃度的羅勒精油對(duì)印度谷螟成蟲進(jìn)行了熏蒸實(shí)驗(yàn)，由表5可知，在24、48、72、96 h后印度谷螟的死亡率均呈現(xiàn)出顯著性差異（P<0.05），隨著羅勒精油濃度的逐漸升高，死亡率逐漸增加。當(dāng)薰衣草精油濃度處理相同時(shí)，隨著不同濃度下熏蒸時(shí)間的逐漸延長(zhǎng)，印度谷螟成蟲的死亡率開始上升，同時(shí)在不同濃度的羅勒精油對(duì)印度谷螟成蟲的熏蒸效果顯著。在4、4.5 μL下，4 h后；3.5 μL 下，8 h后；2、2.5、3 μL 下，16 h后；1、1.5 μL下，32 h后死亡率均為100%。

表5 不同濃度處理和不同時(shí)間下羅勒精油對(duì)印度谷螟成蟲的校正死亡率Table5 Corrected mortality of adults of Plodia interpunctlla treated by basil essential oil under different concentration and time %

2.2.3 薰衣草與羅勒精油對(duì)印度谷螟成蟲的熏蒸毒力回歸分析

根據(jù)薰衣草和羅勒精油對(duì)印度谷螟成蟲的熏蒸效果，計(jì)算出不同處理時(shí)間后的回歸方程和致死中量LD50以及相關(guān)系數(shù)R2等。通過表6可以看出，薰衣草精油熏蒸2 h印度谷螟成蟲的LD50是2.081 μL，羅勒精油熏蒸2 h印度谷螟成蟲的LD50是3.099 μL。兩種植物精油對(duì)印度谷螟成蟲毒力回歸方程中的相關(guān)系數(shù)均在0.90以上，說明這薰衣草、羅勒精油對(duì)印度谷螟成蟲毒力測(cè)定的回歸方程擬合程度比較好。薰衣草精油對(duì)印度谷螟成蟲的熏蒸毒力顯著高于羅勒精油；印度谷螟成蟲對(duì)薰衣草精油反應(yīng)比羅勒精油更為敏感。

表6 兩種植物精油對(duì)印度谷螟成蟲的熏蒸毒力回歸分析Table 6 Regression analysis of fumigation virulence of two plant essential oils on adults of Plodia interpunctlla

3 討論

經(jīng)前人研究可知，植物精油通過驅(qū)避[20-21]、觸殺[21-22]、熏蒸[20,23]、抑制產(chǎn)卵[24]等活性可以對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)害蟲玉米象[22,24]、赤擬谷盜[23-25,27]、印度谷螟[21,26]等害蟲產(chǎn)生較好的防控效果。陸馳宇[23]發(fā)現(xiàn)在 24、48、72 h這三個(gè)時(shí)間段后使用60 μL/mL的藍(lán)桉葉精油對(duì)印度谷螟幼蟲熏蒸的校正死亡率分別為84.45%、89.54%、96.15%。而本研究使用薰衣草精油濃度50 μL在處理24、48、72 h后的校正死亡率為54.67%、64.00%、72.67%，使用羅勒精油濃度50 μL在處理24、48、72 h后的校正死亡率為76.67%、82.00%、90.67%，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明薰衣草和羅勒精油對(duì)印度谷螟幼蟲的熏蒸作用要弱于藍(lán)桉葉精油。熊李波[28]指出使用 10 μL介子精油對(duì)印度谷螟成蟲熏蒸2、4、8、16 h后的校正死亡率分別為60.00%、60.00%、78.33%、88.33%，而本實(shí)驗(yàn)使用薰衣草精油1 μL處理2、4、8、16 h后的校正死亡率分別為 40.00%、60.67%、87.33%、98.67%，使用羅勒精油 1 μL處理2、4、8、16 h后的校正死亡率分別為20.00%、38.67%、52.00%、85.33%，通過實(shí)驗(yàn)表明薰衣草和羅勒精油使用量在3.5 μL、4.5 μL時(shí)，16 h后印度谷螟成蟲的熏蒸死亡率可以達(dá)到 100%，可以證明兩種植物精油的熏蒸作用強(qiáng)于介子精油。

Jesser等[14]在使用植物精油對(duì)印度谷螟成蟲的熏蒸毒性試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)桉樹精油40 μL在熏蒸2 h后的效果最好，精油的熏蒸毒性順序?yàn)殍駱?薄荷>天竺葵=薰衣草>佛手柑>棕櫚樹。在本實(shí)驗(yàn)中薰衣草精油使用量在3.5 μL下，2 h后印度谷螟成蟲的死亡率可以達(dá)到 100%，羅勒精油使用量在4.5 μL下，2 h后印度谷螟成蟲的死亡率可以達(dá)到90%以上，由于研究方法不一致，所以還需進(jìn)一步研究驗(yàn)證。Mostafiz等[29]在使用苯甲酸甲酯熏蒸4 h后，使用量在1 μL/L對(duì)印度谷螟成蟲熏蒸毒性最高，可以達(dá)到 100%，而使用濃度和處理時(shí)間一致的香茅醛、芳樟醇、1,8桉樹腦和檸檬烯分別產(chǎn)生82%、60%、54%和 26%的死亡率；和本實(shí)驗(yàn)對(duì)比可以看出薰衣草和羅勒精油對(duì)印度谷螟成蟲的熏蒸毒力要高于香茅醛、芳樟醇、1,8桉樹腦和檸檬烯而弱于苯甲酸甲酯。Bo等[30]指出使用二氧化氯熏蒸5天后，無論熏蒸的位置如何，印度谷螟的成蟲和幼蟲的死亡率均可達(dá)到100%，在使用0.2 μL/L的二氧化氯熏蒸24 h后對(duì)成蟲有效果。Han等[31]在使用 0.1 μL/L和0.2 μL/L的二氧化氯分別持續(xù)48 h和24 h的熏蒸后，導(dǎo)致印度谷螟的各個(gè)生命階段的死亡率為100%。而本研究使用薰衣草和羅勒精油3.5 μL、4.5 μL在4 h后死亡率達(dá)到100%。

本研究表明薰衣草和羅勒精油對(duì)印度谷螟成蟲和幼蟲具有較好的熏蒸活性，兩者均具有一定的開發(fā)和應(yīng)用前景。據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道薰衣草精油的關(guān)鍵活性成分為桉葉油醇、α-松油醇、芳樟醇、樟腦、β-蒎烯、α-蒎烯等[32]，羅勒精油的關(guān)鍵活性成分為α-蒎烯、左旋-β-蒎烯、4-萜烯醇、水合檜烯、羅勒烯和茴香腦等[33]。這些關(guān)鍵活性成分可作為先導(dǎo)化合物，為合成新型植物源藥劑提供化學(xué)結(jié)構(gòu)。薰衣草和羅勒在我國(guó)新疆種植面積廣泛[34-35]，容易獲得。而且植物精油對(duì)人類有較好的保健效果[16-17]，對(duì)人、畜無任何毒副作用。因此兩種植物精油是理想可開發(fā)的天然植物源農(nóng)藥。

4 結(jié)論

薰衣草精油50 μL對(duì)印度谷螟幼蟲熏蒸96 h后的死亡率為92%，羅勒精油45 μL對(duì)印度谷螟幼蟲熏蒸96 h后的死亡率為100%；薰衣草精油熏蒸24 h后印度谷螟幼蟲的LD50是78.575 μL，羅勒精油熏蒸 24 h后印度谷螟幼蟲的 LD50是50.508 μL。證明羅勒精油對(duì)印度谷螟幼蟲的熏蒸作用要高于薰衣草精油。薰衣草精油3.5 μL對(duì)印度谷螟成蟲熏蒸2 h后的死亡率為100%，羅勒精油在4.5 μL熏蒸2 h后的死亡率為99.33%；薰衣草精油熏蒸2 h印度谷螟成蟲的LD50是2.081 μL，羅勒精油熏蒸2 h印度谷螟成蟲的LD50是3.099 μL。證明薰衣草精油對(duì)印度谷螟成蟲的熏蒸作用要高于羅勒精油。在印度谷螟的防治中薰衣草和羅勒精油均具有較高的應(yīng)用潛力和價(jià)值。

由于印度谷螟的成蟲和幼蟲在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)接觸的劑量、方式以及外界環(huán)境條件等差異，還需進(jìn)一步進(jìn)行相關(guān)實(shí)倉(cāng)熏蒸實(shí)驗(yàn)，以便更精確地評(píng)價(jià)薰衣草和羅勒精油對(duì)印度谷螟成幼蟲的熏蒸效果，為開發(fā)印度谷螟的新型防控方法提供科學(xué)依據(jù)。