田立超 胡 月 張永強
黃刺蛾(Monema flavescens Walker), 屬鱗翅目(Lepidoptera) 刺蛾 科(Limacodidae),是一種危害樹木葉片的雜食性害蟲,可危害樹木種類達120種以上,重慶地區(qū)寄主主要有重陽木、紫葉李、桃等園林植物。以幼蟲取食葉肉,造成葉片孔洞、缺刻,嚴重時僅留葉柄、主脈,化蛹集中附于樹干,成蟲孵化后蛹殼長時間不落,嚴重影響樹勢和景觀效果[1],長江流域多1年發(fā)生2代[2],以老熟幼蟲在樹枝或枝杈間結(jié)繭越冬。該蟲俗稱“洋辣子”[3],幼蟲體背黑色刺毛可分泌毒液,接觸人體皮膚易導致過敏,造成水泡或紅腫,伴隨有強烈的刺痛感,嚴重者出現(xiàn)過敏性休克[4],有報道稱空氣中飄浮的很微細毒毛,如粘附在暴露的皮膚上,也可引起痛癢、有坐立不安之感,是城市園林中的重要害蟲[5]。
1. 柳黑毛蚜危害柳樹
室外調(diào)查研究時發(fā)現(xiàn),部分植物發(fā)生黃刺蛾危害時,螨類發(fā)生率為零,而同種植株螨類發(fā)生危害時,也未見黃刺蛾危害,未發(fā)現(xiàn)兩者共同危害同一植株的案例。為探究其原因,研究團隊利用石油醚、乙酸乙酯、丙酮等有機溶劑分別對黃刺蛾幼蟲、蛹殼、成蟲蟲體進行萃取并獲得粗提物。測定粗提物對朱砂葉螨的防控效果,結(jié)果顯示黃刺蛾蛹殼提取物對朱砂葉螨防效達100%(48 h),LC50為200.79 mg/kg,內(nèi)含物質(zhì)具有開發(fā)成為新型殺螨劑的潛力。經(jīng)質(zhì)譜測定活性物質(zhì)分子量為263[6](下文簡稱“HC263”),后經(jīng)鑒定,該物質(zhì)屬于已知物質(zhì),市面可得純品(白色粉狀物)。研究團隊對該物質(zhì)開展藥效試驗,結(jié)果顯示純品制劑對朱砂葉螨防效也可達100%(48 h)。鑒于該物質(zhì)尚無殺蟲應(yīng)用的報道,后續(xù)仍需開展大量防效實驗,以驗證其防控對象范圍,為后續(xù)藥劑開發(fā)提供參考。
柳黑毛蚜(Chaitophorus salinigra Shinji)(圖1)是柳科植物上的重要害蟲[7],近年來在重慶多地發(fā)生嚴重,每年4~11月均有發(fā)生,5~10月發(fā)生量極大,常誘發(fā)嚴重的煤污病,可造成植株樹勢衰弱,景觀受損。重慶地區(qū)因柳樹樹形優(yōu)美而加大園林栽種量,柳樹又為喜濕樹種,多栽植于河道、湖泊或水源地旁,常規(guī)防控刺吸類害蟲的藥劑如內(nèi)吸性藥劑吡蟲啉、啶蟲脒等多對水生生物、蜜蜂等有較大毒害,急需可替代的綠色低毒藥劑。為進一步驗證“HC263”對其他害蟲類型的防治效果,拓寬其殺蟲譜的認知,本文采用重慶地區(qū)園林常見害蟲柳黑毛蚜進行“HC263”的殺蟲活性測定,旨在探索該物質(zhì)應(yīng)用于蚜類害蟲防控中的可能性,為后續(xù)研發(fā)提供參考。
供試藥劑:丙酮(分析純,成都市科龍化工試劑廠);二甲苯(分析純,山東富宇化工有限公司);石油醚(分析純,成都萬信化工有限公司);十二烷基苯磺酸鈣(鄭州佳捷化工產(chǎn)品有限公司);聚氧乙烯脂肪酸酯(杭州艾迪化工原料有限公司)。
供試蟲源:柳黑毛蚜,采自重慶市風景園林科學研究院白市驛苗木基地,采集地柳樹未開展任何形式的病蟲害防控工作,采集后用新鮮柳葉飼育多代后供藥效試驗使用。
1.2.1 溶劑穩(wěn)定體系配制
由于溶于丙酮的HC263不能在含乳化劑水溶液中形成穩(wěn)定體系,有明顯沉淀,需先制備成制劑后進行藥效試驗。5%HC263乳油制備:稱取HC263粉狀物0.5 g,加入適量二甲苯進行震蕩溶解,待溶解完全后添加0.2%十二烷基苯磺酸鈣(20 ul)、0.4%聚氧乙烯脂肪酸酯(40 ul)乳化劑,充分攪拌形成乳油,用二甲苯補足溶液至10 mL,4℃儲存?zhèn)溆?。將上述制備好的HC263乳油加水稀釋成5個濃度梯度,分別為10 mg/kg、20 mg/kg、50 mg/kg、80 mg/kg、100 mg/kg,每個濃度設(shè)置4個重復開展實驗,空白對照為二甲苯。
1.2.2 生物測定
試驗采用浸葉法(參照NY/T 1154.14-2008)測定黃刺蛾蛹殼提取物“HC263”對柳黑毛蚜的生物活性[8],用毛筆將大小一致無翅蚜蟲挑入10 ml離心管中,每管20頭蟲,蓋上蓋子備用。將配制好的藥液裝入燒杯中,攪拌后選取大小一致柳樹嫩葉葉片浸漬5 s后取出,紙巾擦干后放入帶蚜蟲離心管中,置于室內(nèi)相同溫度下培養(yǎng),分別于24 h、48 h、72 h后觀察死亡率(以毛筆尖輕觸蚜蟲,足不動則視為死亡)。
1.2.3 藥效計算方法
根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)計算各處理的防效(校正死亡率),按下述公式計算,計算結(jié)果保留到小數(shù)點后兩位。
死亡率(%)=(藥前活蟲數(shù)量-藥后活蟲數(shù)量)/藥前活蟲數(shù)量×100%
校正死亡率(%)=(處理死亡率-空白對照死亡率)/(1-空白對照死亡率)×100%
數(shù)據(jù)處理條件:若對照死亡率<5%,無需校正;對照死亡率在5%~20%之間,應(yīng)按上述公式進行校正;對照死亡率>20%,試驗需重新進行。
對各組結(jié)果進行方差分析(SPSS統(tǒng)計軟件),觀察不同處理之間是否存在顯著性差異[9]。在EXCEL單元格中輸入公式或插入函數(shù),計算毒力回歸方程、相關(guān)系數(shù)及致死中濃度[10]。
由表1可知,不同濃度黃刺蛾蛹殼提取物制備的乳油對柳黑毛蚜的殺蟲活性差異明顯,其中當黃刺蛾蛹殼提取物HC263有效成分濃度為10~20 mg/kg時,24~72 h內(nèi)柳黑毛蚜死亡率均較低,與其他濃度防效相比存在顯著性差異;當有效成分濃度為50 mg/kg時,柳黑毛蚜24~72 h平均死亡率分別為20.39%、40.03%和46.11%,顯著高于20 mg/kg時的處理防效,但也顯著低于80 mg/kg時處理的44.62%、68.00%和71.84%;當有效成分濃度為100 mg/kg時,24 h柳黑毛蚜平均死亡率高于90%,48 h和72 h平均死亡率達96.23%和98.70%,均顯著高于其他處理組防效。
表1 不同濃度不同時間HC263對柳黑毛蚜的殺蟲活性
表2 不同時間提取物毒力回歸方程
黃刺蛾蛹殼提取物HC263對柳黑毛蚜的毒力回歸方程和致死中濃度見表2,由表可知,黃刺蛾蛹殼提取物HC263對柳黑毛蚜的殺蟲活性隨著處理時間的延長而逐漸提高,不同濃度的提取物和死亡率存在相關(guān)性,且線性關(guān)系良好,說明提取物對柳黑毛蚜具有優(yōu)異的殺蟲活性,且具有一定持效性。
研究以重慶園林常見柳樹害蟲柳黑毛蚜為供試害蟲,驗證黃刺蛾蛹殼提取物活性成分HC263的殺蟲效果。結(jié)果表明該成分在100 mg/kg時對柳黑毛蚜有優(yōu)異的防治效果,24~72 h防效達90%以上;不同濃度提取物對柳黑毛蚜的殺蟲活性差異明顯,高濃度時前期防效接近100%,低濃度則無明顯防效,與常規(guī)藥劑防效緩慢提高明顯不同,這可能是由于該物質(zhì)殺蟲原理與常規(guī)藥劑不同,需進一步研究加以明確。實驗結(jié)果證明HC263有望作為新的生物源農(nóng)藥或先導化合物用于藥劑開發(fā),進而應(yīng)用于病蟲害防控[11-12]。但本研究僅為實驗室藥效試驗的結(jié)果,尚缺乏野外實驗佐證,該物質(zhì)在露天環(huán)境中的防控效果尚不得知,是否受光照、雨水、周邊環(huán)境、植物種類的影響需進一步驗證。
本實驗所用的HC263純品為R36/37/38物質(zhì),根據(jù)《GB13690-2009化學品分類和危險性公示 通則》,該物質(zhì)對哺乳動物的眼睛、呼吸道和皮膚有刺激作用,后期仍需對該物質(zhì)的環(huán)境毒理進行研究,明確哺乳動物可接受劑量及對環(huán)境中不同類型生物的影響。
試驗過程中還發(fā)現(xiàn),黃刺蛾蛹殼提取物有效成分可溶于丙酮、二甲苯等有機溶劑,但丙酮處理組在注入含乳化劑水中時產(chǎn)生了明顯沉淀,不能形成穩(wěn)定的溶液體系,故本研究未采用丙酮處理樣本進行藥效試驗。該細節(jié)說明提取物的有效成分溶解規(guī)律與常規(guī)化合物不同,后期藥劑開發(fā)需著重研究劑型加工工作,以期促進該物質(zhì)在水溶液中穩(wěn)定分散,發(fā)揮防效。
本研究證實了黃刺蛾蛹殼提取物中的有效殺螨成分HC263對柳黑毛蚜具有極佳的防效,豐富了其殺蟲譜,為后續(xù)新型殺蟲劑的開發(fā)提供了實驗基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。但本文僅為實驗室室內(nèi)的防效驗證結(jié)果,仍然需要大田實驗和環(huán)境評價、毒理實驗的驗證[13];與此同時,如何將HC263形成穩(wěn)定的溶液體系也是一個亟需解決的問題,也是未來該物質(zhì)能否成功被開發(fā)為新型殺蟲劑的關(guān)鍵。