羅 茵， 鐘雨佳， 馬千里， 張志祥

(華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院/天然農(nóng)藥與化學(xué)生物學(xué)教育部重點實驗室，廣東 廣州 510642)

紅火蟻(SolenopsisinvictaBuren)屬膜翅目(Hymenoptera)蟻科(Formicidae)切葉蟻亞科(Mymicinae)火蟻屬(Solenopsis)，是一種入侵性害蟲[1]，于2004 年在廣東吳川市首次發(fā)現(xiàn)，目前已在香港、澳門、福建、湖南和廣西等省(區(qū))發(fā)現(xiàn)紅火蟻入侵[2]。紅火蟻食性雜，不僅以農(nóng)產(chǎn)品為食，且還捕食各種脊椎動物，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和動物造成危害[3]。由于數(shù)量眾多，具攻擊性，導(dǎo)致物種多樣性下降，對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞[4]。同時，其還對人類健康造成危害，被其叮咬后輕者可出現(xiàn)紅腫，重者則可能出現(xiàn)過敏反應(yīng)甚至中毒反應(yīng)[5]。目前，該蟲已成為世界上最危險的100種入侵有害生物之一[6]。

對紅火蟻的防治方式主要有化學(xué)防治、物理防治和生物防治等，其中，化學(xué)防治最有效，使用也最多[7]，由此也導(dǎo)致了地下水污染、影響人類健康及產(chǎn)生抗藥性等問題。開發(fā)有效的生物控制劑具有重要意義，因此，人們致力于從植物中提取具有生物活性的天然產(chǎn)物防治紅火蟻[8]。在植物源化合物中，植物揮發(fā)物作為熏蒸劑受到越來越多的關(guān)注，其中，苦艾油對紅火蟻有熏蒸和趨避活性[9]，含笑葉片揮發(fā)物對紅火蟻有顯著的熏蒸活性[10]。

柑橘屬蕓香科(Rutaceae)植物，該科植物普遍含有揮發(fā)油和多種生物堿，其中包含重要的殺蟲和抗菌物質(zhì)[11]。有研究證實，柑橘精油作為熏蒸劑對蚊子[12]、家蠅幼蟲[13]、一些倉庫害蟲[14]、斜紋夜蛾和甜菜夜蛾[15]等昆蟲具有殺蟲活性，但目前尚未見有關(guān)柑橘屬植物對紅火蟻殺蟲活性的相關(guān)報道。鑒于此，以皇帝柑和臍橙果皮為試材，采用熏蒸法探究其果皮中揮發(fā)性物質(zhì)對紅火蟻的熏蒸活性，以期為紅火蟻生物防治藥劑的開發(fā)利用提供借鑒與參考。

1材料與方法

1.1供試材料

植物材料：青色皇帝柑和臍橙，市購。

紅火蟻：于2018年10月采自華南農(nóng)業(yè)大學(xué)校園內(nèi)。

容器：燒杯，50 mL和200 mL。

1.2試驗方法

1.2.1材料預(yù)處理1)植物果皮。試驗前用粉碎機將皇帝柑濕果皮和臍橙濕果皮粉碎1 min，然后分別裝入密封袋于4℃冰箱中存放備用。2) 紅火蟻。參考呂利華等[16]的方法，將采集的帶土紅火蟻蟻巢裝入已涂滑石粉的大塑料桶內(nèi)，采用滴水漫灌的方式將紅火蟻引誘出土面，并轉(zhuǎn)移到涂有滑石粉的塑料盒內(nèi)，以盛水試管、火腿腸和黃粉蟲飼養(yǎng)，7 d后供試驗使用。養(yǎng)蟲室溫度23～27℃，濕度60%～80%，采用大小一致、平均頭寬(0.7±0.1)mm的小型工蟻進(jìn)行試驗。

1.2.2皇帝柑和臍橙果皮揮發(fā)物對小型紅火蟻的致死活性采用雙因素試驗設(shè)計，即A為果皮種類，皇帝柑和臍橙果皮；B為劑量，5 g和10 g。試驗容器為200 mL干燥燒杯，在杯口至以下2 cm處涂上滑石粉，以防紅火蟻逃脫。挑取適宜的工蟻30頭放入燒杯中，加入水試管(在2 mL離心管中裝水并用棉花封口)提供水分。各處理按試驗設(shè)計分別在50 mL小燒杯中裝入5 g或10 g粉碎物，然后放入200 mL燒杯中用保鮮膜密封進(jìn)行熏蒸。對照(CK)只放入盛水試管，用保鮮膜密封，3次重復(fù)。皇帝柑分別在處理1 h、2 h、3 h、4 h和5 h后進(jìn)行觀察記錄，臍橙分別在處理1 h、3 h、5 h、7 h和9 h后進(jìn)行觀察記錄。

死亡率=(死亡的紅火蟻數(shù)/紅火蟻總數(shù))×100%

1.2.3皇帝柑和臍橙果皮揮發(fā)物對小型紅火蟻行為的影響紅火蟻處理方法同1.2.2。參照文獻(xiàn)[17-19]的方法，皇帝柑在熏蒸1 h、2 h、3 h、4 h和5 h后，臍橙在熏蒸1 h、3 h、5 h、7 h和9 h后觀察測定攀爬能力、行走能力和抓附能力，3次重復(fù)。用竹簽輕觸蟲體，紅火蟻能順著竹簽爬行大于2.0 cm即認(rèn)為具有攀爬能力；用竹簽將紅火蟻挑在桌面的白紙上，在3 s內(nèi)可以移動則認(rèn)為有行走能力；用竹簽將紅火蟻挑入塑料杯中，輕微震動塑料杯使紅火蟻工蟻在杯底處散開，翻轉(zhuǎn)該塑料杯使杯口向下，3 s后未掉落的工蟻則被認(rèn)為具有抓附能力。每個時間段測試結(jié)束后將紅火蟻接回原杯。

攀爬率=(具有攀爬能力的紅火蟻數(shù)/紅火蟻總數(shù))×100%

行走率=(具有行走能力的紅火蟻數(shù)/紅火蟻總數(shù))×100%

抓附率=(具有抓附能力的紅火蟻數(shù)/紅火蟻總數(shù))×100%

1.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用Excel 2016和DPS 7.05進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析。

2結(jié)果與分析

2.1皇帝柑和臍橙果皮揮發(fā)物熏蒸小型紅火蟻的死亡率

從圖1看出，皇帝柑和臍橙果皮揮發(fā)物熏蒸可致小型紅火蟻死亡，且隨劑量升高和時間延長呈上升趨勢，其中，皇帝柑果皮揮發(fā)物的熏蒸致死活性較臍橙高。

2.1.1皇帝柑隨著處理時間延長，5g和10g處理小型紅火蟻的死亡率均呈上升趨勢；處理5 h時，小型紅火蟻的死亡率分別為73.33%和83.33%，對照為3.33%。處理1 h、2 h、3 h和4 h時，5 g與10 g處理間差異顯著(P<0.05)，且均與對照差異顯著(P<0.05)。處理5 h時，5 g與10 g處理間差異不顯著(P<0.05)，但均與對照差異顯著(P>0.05)。

2.1.2臍橙隨著處理時間延長，5 g和10 g處理小型紅火蟻的死亡率均呈上升趨勢；處理9 h時，小型紅火蟻的死亡率分別為43.33%和60.00%，對照為3.33%。處理1 h時，5 g和10 g處理與對照間差異均不顯著(P>0.05)；處理2 h時，5 g與10 g處理間差異顯著(P<0.05)，其中，5 g處理與對照差異不顯著(P>0.05)，10 g處理與對照差異顯著(P<0.05)。處理3 h、4 h和5 h時，5 g和10 g處理間差異顯著(P<0.05)，且均與對照差異顯著(P<0.05)。

注：圖中不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)，下同。

Note: Different lowercase letters in the same figure indicates significant difference atP<0.05 level, the same below.

圖1不同劑量各果皮揮發(fā)物熏蒸小型紅火蟻的死亡率

Fig.1 Mortality of smallS.invictafumigated by volatile substances of imperial orange and navel orange in different doses

2.2皇帝柑和臍橙果皮揮發(fā)物對小型紅火蟻行為的影響

2.2.1攀爬率從圖2看出，小型紅火蟻的攀爬率隨處理劑量升高和時間延長而降低，其中皇帝柑果皮揮發(fā)物對小型紅火蟻攀爬能力的抑制作用較臍橙的更顯著。1)皇帝柑。5 g和10 g處理5 h時，小型紅火蟻的攀爬率分別為13.33%和3.33%，對照為93.33%。處理1 h、2 h、3 h和4 h時，5 g與10 g處理間差異顯著(P<0.05)，且二者均與對照差異顯著(P<0.05)。處理5 h時，5 g與10 g處理間無顯著差異(P>0.05)，但均與對照差異顯著(P<0.05)。2)臍橙。5 g和10 g處理9 h時，小型紅火蟻的攀爬率分別為53.33%和40.00%，對照為93.33%。處理1 h時， 5 g和10 g處理與對照間差異均不顯著(P>0.05)。處理2 h、3 h、4 h和5 h時，5 g與10 g處理間無顯著差異(P>0.05)，但均與對照差異顯著(P<0.05)。

圖2不同劑量各果皮揮發(fā)物熏蒸小型紅火蟻的攀爬率

2.2.2行走率從圖3看出，小型紅火蟻的行走率隨處理劑量升高和時間延長呈下降趨勢，其中皇帝柑果皮揮發(fā)物對小型紅火蟻行走能力的抑制作用的較臍橙的更顯著。1) 皇帝柑。5 g和10 g處理5 h后，小型紅火蟻的行走率分別為26.67%和6.67%，對照為96.67%。處理1 h時，5 g與10 g處理間差異顯著(P<0.05)，其中，10 g處理與對照差異顯著(P<0.05)，5 g處理與對照無顯著差異(P>0.05)。處理2 h、3 h、4 h和5 h時，5 g與10 g處理間差異顯著(P<0.05)，且均與對照差異顯著(P<0.05)。2) 臍橙。5 g和10 g處理9 h時小型紅火蟻的行走率分別為63.33%和50.00%，對照為96.67%。處理1 h和2 h時，5 g與10 g處理間差異顯著，其中，10 g處理與對照差異顯著(P<0.05)，5 g處理與對照無顯著差異(P>0.05)。處理3 h、4 h和5 h時，5 g與10 g處理間無顯著差異(P>0.05)，但均與對照差異顯著(P<0.05)。

圖3不同劑量各果皮揮發(fā)物熏蒸小型紅火蟻的行走率

2.2.3抓附率從圖4看出，小型紅火蟻的抓附率隨處理劑量升高和時間延長而降低，其中，皇帝柑果皮揮發(fā)物對小型紅火蟻抓附能力的抑制作用較臍橙的更顯著。1) 皇帝柑。5 g和10 g處理5 h時小型紅火蟻的抓附率分別為40.00%和23.33%，對照為80.00%。處理1 h時，5 g與10 g處理間無顯著差異(P>0.05)，但均與對照差異顯著(P<0.05)。處理2 h、3 h、4 h 和5 h時，5 g與10 g處理間差異顯著(P<0.05)，且均與對照差異顯著(P<0.05)。2) 臍橙。5 g和10 g處理9 h時小型紅火蟻的抓附率分別為63.33%和53.33%，對照為80.00%。處理1 h時， 5 g和10 g處理與對照間差異均不顯著(P>0.05)。處理2 h、3 h、4 h和5 h時，5 g和10 g處理間無顯著差異(P>0.05)，但均與對照差異顯著(P<0.05)。

圖4不同劑量各果皮揮發(fā)物熏蒸小型紅火蟻的抓附率

3結(jié)論與討論

研究結(jié)果表明，皇帝柑和臍橙果皮揮發(fā)物對小型紅火蟻工蟻有良好的熏蒸活性，可以顯著降低紅火蟻的攀爬、行走和抓附等行為能力。其中，皇帝柑果皮揮發(fā)物對紅火蟻的防控效果較臍橙的明顯，且在試驗劑量范圍內(nèi)，隨劑量的增加防控效果增強。

小型紅火蟻作為一種社會性昆蟲，其攀爬、行走和抓附能力對其生存和覓食具有重要作用[20]。因此，研究熏蒸劑的抑制活性及對小型紅火蟻行為的影響具有重大意義。

皇帝柑和臍橙果皮是一種天然、環(huán)保、綠色且低毒化的資源，通常情況下均被當(dāng)作無用資源而被廢棄。研究結(jié)果表明，皇帝柑和臍橙果皮對紅火蟻有良好的防控效果，在衛(wèi)生領(lǐng)域存在一定的應(yīng)用前景。目前我國正在大力推行垃圾分類，以提高垃圾的資源價值和經(jīng)濟(jì)價值，力爭物盡其用?；实鄹毯湍毘鹊墓]發(fā)物對紅火蟻有良好的防控作用，因此，可以將其廢物利用，放置于田間果園防控小型紅火蟻。再者，由于皇帝柑和臍橙的果皮中含有熏蒸活性成分，其應(yīng)用前景非常廣闊，可以對其進(jìn)行開發(fā)，形成綠色環(huán)保、低毒的熏蒸劑，以取代傳統(tǒng)的化學(xué)殺蟲劑，從而減緩傳統(tǒng)化學(xué)殺蟲劑帶來的環(huán)境污染及抗藥性增加等問題，進(jìn)而達(dá)到綠色防控的目的。