王爭艷,王 洋,吳林軍,魯玉杰
(河南工業(yè)大學 糧油食品學院,河南 鄭州 450001)
5種植物油及其二元混劑對銹赤扁谷盜成蟲的熏蒸作用
王爭艷,王 洋,吳林軍,魯玉杰
(河南工業(yè)大學 糧油食品學院,河南 鄭州 450001)
銹赤扁谷盜Cryptolestes ferrugineus(Stephens)廣泛產(chǎn)生的磷化氫抗性增加了儲糧害蟲防治的難度。為了篩選有效的熏蒸替代藥劑,測試了5種植物油對銹赤扁谷盜成蟲的熏蒸活性。5種植物油對銹赤扁谷盜成蟲的熏蒸活性由強到弱依次為大蒜油、山蒼子油、芫荽油、丁香油和桉樹油,其LC50分別為0.26、3.57、5.91、6.34、9.61 μL/L。丁香油和山蒼子油、丁香油和芫荽油、丁香油和桉樹油的二元混劑對銹赤扁谷盜成蟲表現(xiàn)出明顯的熏蒸增效作用,其協(xié)同毒力指數(shù)分別為77.03、79.94和47.71。丁香油和山蒼子油、丁香油和芫荽油、丁香油和桉樹油分別以體積比43∶57、32∶68和22∶78混配時,對銹赤扁谷盜具有最佳的熏蒸增效作用。
銹赤扁谷盜;植物提取物;熏蒸活性;協(xié)同作用
銹赤扁谷盜Cryptolestes ferrugineus(Stephens)屬鞘翅目,扁谷盜科,是世界上發(fā)生最為普遍的儲糧害蟲[1]。銹赤扁谷盜有極強的適應性,耐干燥、耐低濕,在適宜條件下可快速從少量個體增加到很高的種群密度。銹赤扁谷盜常危害破損的原糧及其加工產(chǎn)品,在油料和粉類中發(fā)生最多。目前,對銹赤扁谷盜的防治主要是使用磷化氫熏蒸,但由于長期單一、不合理地使用磷化氫熏蒸,銹赤扁谷盜磷化氫抗性廣泛發(fā)生。在很多地區(qū),其磷化氫抗性水平遠遠高于谷蠹、書虱等重要儲糧害蟲[2-4],導致熏蒸失敗和種群再猖獗,增加了防治的難度,因此,尋找新的害蟲防治替代藥劑已迫在眉睫。
作為一種源于天然植物的物質(zhì),植物源殺蟲劑具有對環(huán)境安全無害、易降解、殘留少、不易使害蟲產(chǎn)生抗藥等優(yōu)點,有望開發(fā)成綠色儲糧殺蟲劑[5]。植物源殺蟲劑的組分復雜,對儲糧害蟲具有不同的生物活性,包括觸殺、熏蒸和胃毒等殺蟲活性,以及殺卵、驅(qū)避、拒食、不育和抑制生長發(fā)育的作用[6]。盡管蓖麻、曼陀羅、赤桉、辣木、黑種草、高良姜、臭椿、掌葉蘋婆等植物提取物對銹赤扁谷盜具有一定的毒殺和驅(qū)避作用[7-11],但目前仍未篩選出有效的熏蒸替代藥劑。因此,作者測定了大蒜油、山蒼子油、芫荽油、丁香油和桉樹油對銹赤扁谷盜成蟲的熏蒸活性,以期篩選出能用于儲糧害蟲磷化氫抗性治理的藥劑。
1.1 原料
大蒜油:江蘇省南通市蘇東化工廠;山蒼子油、芫荽油、丁香油和桉樹油:瑞典Sigma-Aldrich公司。大蒜油的主要組分為二烯丙基四硫醚、二烯丙基三硫醚、二烯丙基二硫醚和烯丙基硫醚;山蒼子油的主要組分為α-檸檬醛、β-檸檬醛、D-檸檬烯、芳樟醇和甲基庚烯酮;芫荽油的主要組分為芳樟醇、α-蒎烯、樟腦和乙酸香葉酯;丁香油的主要組分為丁香酚、乙酰丁香酚和石竹烯;桉樹油的主要組分為桉樹醇、α-蒎烯和p-傘花烴。
1.2 供試蟲源
銹赤扁谷盜:該品系于2013年8月采自山西省呂梁市,在河南工業(yè)大學儲糧害蟲研究室培養(yǎng)超過10代以上。以按質(zhì)量比5∶4∶1∶1混合的全麥粉、燕麥片、碎麥粒和酵母粉為飼料,在(32±1)℃,相對濕度為(75±5)%的培養(yǎng)箱內(nèi)全黑暗培養(yǎng)銹赤扁谷盜。
1.3 熏蒸試驗
熏蒸試驗參考羅瓊等[12]的方法并有所改動:使用500 mL的具金屬螺旋蓋的玻璃瓶作為熏蒸場所;選取30頭5~10日齡的銹赤扁谷盜成蟲,裝入兩端用40目金屬網(wǎng)覆蓋的玻璃管(內(nèi)徑1.6 cm,長4.5 cm)中。熏蒸時,用細線將玻璃管懸掛在玻璃瓶的幾何中心;將濾紙條(1 cm×9 cm)用雙面膠粘貼在玻璃瓶蓋上,使用移液槍抽取一定量的植物油滴加到濾紙條上,并迅速擰緊瓶蓋密閉;熏蒸環(huán)境(32±1)℃,相對濕度為(75±5)%,全黑暗;熏蒸72 h后,將試蟲移入正常的飼養(yǎng)環(huán)境,24 h后記錄死亡數(shù)量并計算死亡率。在顯微鏡下用細毛筆輕輕觸動試蟲的觸角及足,蟲體不動者判定為死亡。以不添加植物油的處理作為對照。每個處理重復3次,死亡率取其平均值。
測定植物油單體和最佳混配的二元混劑對銹赤扁谷盜的熏蒸活性時,每種植物油或混劑共設置6個濃度梯度,控制試蟲的校正死亡率在10%~ 90%之間。研究植物油的二元混配時,依次使用協(xié)同毒力指數(shù)、毒性比率和共毒系數(shù)評價混劑的增效作用[12]。
1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析
在所有的熏蒸試驗中,對照組如有蟲子死亡,則用Abbott公式對死亡率進行校正。使用校正死亡率計算毒力回歸方程、協(xié)同毒力指數(shù)、毒性比率和共毒系數(shù)。使用幾率值分析法計算毒力回歸方程和估算LC25、LC50和LC95及其95%的置信區(qū)間。使用SPSS 16.0軟件進行數(shù)據(jù)分析。
2.1 植物油單體對銹赤扁谷盜的熏蒸活性(表1)
從5種植物油對銹赤扁谷盜成蟲熏蒸的LC50、LC95值可以看出,大蒜油的熏蒸效果最好,其次為山蒼子油、芫荽油、丁香油及桉樹油。除了大蒜油,其他4種植物油熏蒸活性差別并不大,所以選取這5種植物油用于進一步的復配試驗。
表1 植物油單體對銹赤扁谷盜成蟲的熏蒸活性Table 1 Fumigation activity of five plant oils against Cryptolestes ferrugineus adults
2.2 植物油的二元混劑對銹赤扁谷盜成蟲的熏蒸活性
將大蒜油、山蒼子油、芫荽油、丁香油及桉樹油兩兩復配對銹赤扁谷盜進行熏蒸試驗,結(jié)果見表2。在所有復配油組合中,丁香油與山蒼子油、丁香油與芫荽油以及丁香油與桉樹油的協(xié)同毒力指數(shù)分別為77.03、79.94和47.71,均大于20,表明這3種油的復配組合有增效作用。山蒼子油和芫荽油、山蒼子油和桉樹油以及芫荽油和桉樹油復配時均表現(xiàn)為相加作用,而大蒜油分別與其他4種油復配時均表現(xiàn)為拮抗作用。
表2 植物油混劑對銹赤扁谷盜成蟲的協(xié)同毒力指數(shù)Table 2 Co-toxicity factors of plant oil mixtures against Cryptolestes ferrugineus adults
選取具有增效作用的丁香油與山蒼子油、丁香油與芫荽油及丁香油與桉樹油3個復配組合進行最佳增效配比研究,結(jié)果見表3—表5。當丁香油與山蒼子油的LC50劑量比為3∶7時,毒性比率達到最大值1.68,遠大于1,即兩者的最佳增效體積比為43∶57(表3)。當丁香油與芫荽油的LC50劑量比為3∶7時,毒性比率達到最大值1.33,即兩者的最佳增效體積比為32∶68(表4)。當丁香油與桉樹油的 LC50劑量比為 5∶5時,毒性比率達到最大值1.12,即兩者的最佳增效體積比為22∶78(表5)。
表3 丁香油與山蒼子油混劑對銹赤扁谷盜成蟲的毒性比率Table 3 Toxicity indexes of clove/attarasa oil mixtures against Cryptolestes ferrugineus adults
表4 丁香油與芫荽油混劑對銹赤扁谷盜成蟲的毒性比率Table 4 Toxicity indexes of clove/coriander oil mixtures against Cryptolestes ferrugineus adults
表5 丁香油與桉樹油混劑對銹赤扁谷盜成蟲的毒性比率Table 5 Toxicity indexes of clove/eucalyptus oil mixtures against Cryptolestes ferrugineus adults
3種植物油混劑對銹赤扁谷盜的共毒系數(shù)結(jié)果見表6。通過共毒系數(shù)進一步證實,在最佳增效配比下,丁香油/山蒼子油、丁香油/芫荽油和丁香油/桉樹油混劑的共毒系數(shù)分別為 174.12、192.77和173.92,均大于120,表現(xiàn)為增效作用。其中,丁香油/芫荽油混劑的共毒系數(shù)接近200,即混劑近乎具有顯著增效作用。
害蟲對植物源殺蟲劑的敏感性存在差異,不僅表現(xiàn)為同種殺蟲劑對不同昆蟲的毒力不同,而且表現(xiàn)為不同殺蟲劑的相對毒力因蟲種而異[8]。例如,5種植物油對嗜蟲書虱成蟲的熏蒸活性由強到弱依次為大蒜油、桉樹油、山蒼子油、丁香油和芫荽油[12],對嗜卷書虱成蟲的熏蒸活性由強到弱依次為大蒜油、桉樹油、芫荽油、山蒼子油和丁香油[13],而對銹赤扁谷盜成蟲的的熏蒸活性由強到弱依次為大蒜油、山蒼子油、芫荽油、丁香油和桉樹油。植物源殺蟲劑在害蟲種間,甚至是近緣種(如嗜蟲書虱和嗜卷書虱)間表現(xiàn)出的高度選擇性,可能與植物源殺蟲劑的組成復雜、殺蟲機制多樣有關[5]。這種選擇性為從植物源殺蟲劑篩選和開發(fā)高效低毒的儲糧防護劑提供了理論依據(jù)。
在銹赤扁谷盜的熏蒸試驗中,5種植物油復配有3種截然不同的效果,即增效、相加、拮抗。即便是兩種植物源殺蟲劑之間的混配,由于配比不同,增效程度也不一樣。例如,丁香油和桉樹油或芫荽油混配時,其毒性比率小于1的混劑就呈現(xiàn)一定的拮抗作用。因此,為保證復配植物源農(nóng)藥增效,需進行詳盡的篩選工作。另外,由于大蒜油與其他植物源殺蟲劑存在著廣泛的拮抗作用[13],從殺蟲機制角度探究混劑中化合物組分間的相互作用,有助于從化學組分上明確大蒜油與其他殺蟲劑的增效作用,從而指導進一步的混劑篩選工作。
表6 3種植物油混劑對銹赤扁谷盜的共毒系數(shù)Table 6 Co-toxicity coefficients of three plant oil mixtures against Cryptolestes ferrugineus adults
大蒜油、山蒼子油、芫荽油、丁香油和桉樹油均對銹赤扁谷盜均表現(xiàn)出較好的熏蒸活性,特別是丁香油與山蒼子油、芫荽油或桉樹油復配時均表現(xiàn)出增效作用。因此,進一步的實倉藥效測定將有助于明確其在銹赤扁谷盜綜合防治中的應用前景。
[1]JIAN F,JAYAS D S,WHITE N D G.Optimal environmental search and scattered orientations during movement of adult rusty grain beetles,Cryptolestesferrugineus(Stephens),in grain bulks suggested movement and distribution patterns[J].Journal of Stored Products Research,2009,45(3):177-183.
[2]蔣中柱,劉曉夫,聶守明,等.3種扁谷盜成蟲對磷化氫抗性研究報告[J].糧食儲藏,1990,19(2):3-9.
[3]王殿軒,原鍇,武增強,等.銹赤扁谷盜與其它幾種儲糧害蟲對磷化氫的耐受性比較[J].鄭州工程學院學報,2004,25(1):4-8.
[4]NAYAK M K,HOLLOWAY J C,EMERY R N,et al.Strong resistance to phosphine in the rusty grain beetle,Cryptolestes ferrugineus(Stephens)(Coleoptera:Laemophloeidae):its characterisation,a rapid assay for diagnosis and its distribution in Australia[J].Pest Management Science,2013,69(1):48-53.
[5]張海燕,鄧永學,王進軍,等.植物精油防治儲糧害蟲的研究進展[J].糧食儲藏,2004,32(3):7-11.
[6]RAJENDRAN S,SRIRANJINI V.Plant products as fumigants for stored-product insect control[J].Journal of Stored Products Research,2008,44(2):126-135.
[7]鄧天福,王爭艷,尉吉乾,等.蓖麻等植物提取物對兩種儲糧害蟲的活性研究[J].河南農(nóng)業(yè)科學,2008(3):69-70.
[8]SALEEM S,UL HANSAN M,SAGHEER M,et al.Insecticidal activity of essential oils of four medicinal plants against different stored grain insect pests[J].Pakistan Journal of Zoology,2014,46(5):1407-1414.
[9]呂建華,烏蓓.高良姜根莖提取物對銹赤扁谷盜的毒殺作用[J].河南大學學報(自然科學版),2010,40(4):390-394.
[10]呂建華,華志鵬.臭椿樹皮提取物對銹赤扁谷盜的毒殺作用[J].河南農(nóng)業(yè)大學學報,2011,45(1):71-74,126.
[11]鄧樹華,胡飛俊,吳樹會,等.掌葉蘋婆種子提取物對3種主要儲糧害蟲的毒力測定[J].中國糧油學報,2012,27(11):77-79.
[12]羅瓊,王爭艷,王喜娟,等.5種植物油對嗜蟲書虱成蟲的熏蒸作用[J].河南工業(yè)大學學報(自然科學版),2016,37(3):47-51.
[13]王爭艷,羅瓊,栗婷,等.五種植物油及其二元混劑對嗜卷書虱的熏蒸活性[J].山東農(nóng)業(yè)大學學報,2016,47(2):172-176.
FUMIGANT ACTIVITY OF FIVE PLANT OILS AND THEIR BINARY MIXTURES AGAINST CRYPTOLESTES FERRUGINEUS(STEPHENS)ADULTS
WANG Zhengyan,WANG Yang,WU Linjun,LU Yujie(School of Food Science and Technology,Henan University of Technology,Zhengzhou 450001,China)
The widely development of the resistance to phophine of Cryptolestes ferrugineus(Stephens)resulted in much more difficulty of pest control for stored grain.To develop effective fumigant alternatives,fumigant activity of five plant oils against adult C.ferrugineus was investigated.Garlic oil showed the best fumigant toxicity against C.ferrugineus adults,followed by attarasa,coriander,clove,and eucalyptus oils,with LC50values of 0.26,3.57,5.91,6.34,9.61 μL/L,respectively.Binary mixtures of clove/attarasa oil,clove/coriander oil and clove/eucalyptus oil showed significant synergism with the co-toxicity factor of 77.03,79.94 and 47.71,respectively.Binary mixtures of clove/attarasa oil,clove/coriander oil and clove/eucalyptus showed strongest synergism in fumigant activity when mixed at the ratio of 43:57,32:68 and 22:78(V/V),respectively.
Cryptolestes ferrugineus;plant extracts;fumigant activity;synergism
TS210;S482.6
B
1673-2383(2017)01-0055-04
http://www.cnki.net/kcms/detail/41.1378.N.20170222.1116.022.html
網(wǎng)絡出版時間:2017-2-22 11:16:46
2016-07-06
國家自然科學基金項目(31572316);河南省科技攻關項目(162102110125)
王爭艷(1979—),女,河南新鄉(xiāng)人,講師,研究方向為儲藏物昆蟲化學生態(tài)學與害蟲綜合防治。