程作慧，樊芳芳，田永明，李銳，李生才*，劉慶，王旗，張鵬，趙一航

（1. 山西農(nóng)業(yè)大學 基礎部，山西太谷 030801；2. 山西北方興安化學工業(yè)有限公司，山西 太原 030008；3. 山西農(nóng)業(yè)大學 農(nóng)學院，山西 太谷 030801；4. 山西農(nóng)業(yè)大學 林學院，山西 太谷 030801）

朱砂葉螨（Tetranychus cinnabarinusBoisdu?val）是一種世界范圍內(nèi)的農(nóng)林業(yè)重要害螨，寄主植物多樣，發(fā)生代數(shù)多，世代重疊，危害嚴重［1］。目前在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中防治害螨的主要措施仍是化學農(nóng)藥，在保障農(nóng)作物高產(chǎn)豐收的同時，帶來了嚴重的水源、土壤、空氣污染和農(nóng)藥殘留等環(huán)境問題。植保工作者將目光放在了可自然降解、幾乎無殘留的植物源農(nóng)藥上［1～6］。曹揮等［7］研究發(fā)現(xiàn)地膚子氯仿提取物對山楂葉螨（Tetranychus viennensis）具有良好的觸殺活性。王海香等［8］報道了核桃（Jug?lans regia）青皮石油醚提取物對朱砂葉螨（Tet?ranychus cinnabarinus）具有較高的觸殺活性。 梁為等［9］研究發(fā)現(xiàn)瑞香狼毒（Stellera chamaejasme）超臨界萃取物對對朱砂葉螨觸殺活性高于有機溶劑提取物的。長期對植物源農(nóng)藥的研究過程中發(fā)現(xiàn)被稱為“液體黃金”的植物精油，具有無殘留、專一性高、作用多樣性的特征受到了植保工作者的廣泛關注。吳子毅等［10］發(fā)現(xiàn)百里酚（Thymus vul?garis）精油對刺足根螨（Rhizoglyphus echinopus）具有較好的觸殺活性；Cavalcanti 等［11］發(fā)現(xiàn)立比草（Lippia sidoides）精油對二斑葉螨（Tetranychus ur?ticae）具有很好的熏蒸毒殺活性；蘇曉玲等［12］發(fā)現(xiàn)茴香（Fructus anisi）精油、丁香（Flos caryophylli）精油和肉桂（Cortex cinnamomi）精油對蜜蜂狄斯瓦螨（Varroa destructor）具有良好的熏蒸效果。課題組前期試驗［1，13］發(fā)現(xiàn)藿香（Pogostemon cablin）精油和肉桂（Cinamomum cassia）精油對朱砂葉螨有強的觸殺活性、驅避活性和產(chǎn)卵抑制活性以及對其移動行為的影響。目前大多數(shù)文獻僅僅研究了精油單劑對于害螨的活性，植物精油混配對害螨的生物活性的系統(tǒng)研究較少。

為了明確植物精油混配后的作用效果，本研究在課題組前期工作的基礎上，采用半數(shù)致死濃度（LC50）藿香油和肉桂油的不同配比測定了對朱砂葉螨的噴霧觸殺活性、趨避活性和運動行為的影響，旨在為可自然降解、幾乎無殘留的植物源農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)領域的發(fā)展提供了廣闊的應用前景。

1 材料和方法

1. 1 試驗材料

朱砂葉螨由山西農(nóng)業(yè)大學植物保護學院提供螨源，而后在豇豆苗上飼養(yǎng)數(shù)代。 飼養(yǎng)條件：（25±1）℃、濕度70%±10%、光周期（16 h∶8 h）（光∶暗）。

供試精油：藿香和肉桂于2018 年10 月從太谷縣藥材公司購得，磨碎，過篩，將粉末進行水蒸氣蒸餾（8±1）h 后，將所得精油收集并冷藏備用。

1. 2 試驗方法

1. 2. 1 噴霧觸殺活性

將3. 75‰ 的瓊脂水溶液加熱至沸后分裝于培養(yǎng)皿中（保證鋪滿皿底）。約5 min 后培養(yǎng)基冷卻成型，用0 號毛筆取30 頭朱砂葉螨于培養(yǎng)皿中的豇豆葉背上（圖1）。將0. 5 mL 精油、2. 5 mL 無水乙醇和25 μL 吐溫-80 混合，充分攪拌，加入蒸餾水補充至總體積為25 mL，攪拌均勻得母液［13］，采用波特噴霧塔將2 mL 的植物精油（藿香油和肉桂油濃度分別為0. 13%、0. 25%、0. 50%、1. 00%、2. 00%）噴施于帶螨培養(yǎng)皿后，將培養(yǎng)皿密封倒扣于同飼養(yǎng)條件的培養(yǎng)箱中。重復5 次，采用10%的無水乙醇+1‰ 吐溫-80 的水溶液做對照。分別于24、48 h 后，記錄朱砂葉螨的死亡頭數(shù)并統(tǒng)計藿香油和肉桂油噴霧觸殺朱砂葉螨的毒力參數(shù)。采用LC50的藿香油∶肉桂油按不同配比（1∶9、3∶7、5∶5、7∶3、9∶1）噴霧觸殺朱砂葉螨，每24 h 記錄朱砂葉螨的實際傷亡情況，且分別于指定時間（3、6、12、24 h）在雙目解剖鏡下清點產(chǎn)卵數(shù)，計算產(chǎn)卵抑制率。

圖1 噴霧裝置示意圖Fig.1 The schematic diagram of spray device

1. 2. 2 驅避活性

用雙面膠將其中一半采用LC50藿香油（LC50肉桂油或二者最佳配比混合物）處理的半圓形濾紙與另一半為無水乙醇對照的半圓形濾紙沿中線對齊固定于培養(yǎng)皿中心。緊貼濾紙的圓周涂抹凡士林防止朱砂葉螨逃逸。挑取30 頭朱砂葉螨于兩半圓形濾紙的中線處（圖2）。分別于指定時間（3、6、12、24 h）觀察朱砂葉螨在兩半圓形濾紙的分布情況，計算其驅避率。

圖2 驅避裝置示意圖Fig.2 The schematic diagram of repellent device

1. 2. 3 運動行為

參照課題組前期試驗［13，14］方法，測定LC50的藿香油和肉桂油以及二者最佳配比混合物分別處理朱砂葉螨的運動參數(shù)。每處理重復20 次。

1. 3 統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)采用SPSS 17. 0 進行統(tǒng)計。采用死亡機率值法處理噴霧毒力參數(shù)；采用F、t和χ2法進行藿香油和肉桂油以及二者最佳配比混合物處理朱砂葉螨的生物活性差異顯著性檢驗（P＜0. 05）。

2 結果與分析

2. 1 2 種精油對朱砂葉螨的噴霧毒力

采用5 個梯度濃度的藿香油和肉桂油噴霧處理朱砂葉螨，求出毒力參數(shù)（表1）。藿香油噴霧處理朱砂葉螨的LC50為0. 48%（24 h）和0. 30%（48 h）；肉桂油噴霧處理朱砂葉螨的LC50為0. 83%（24 h）和0. 27%（48 h）。本研究中LC50是評價藿香油和肉桂油對朱砂葉螨毒性大小的指標，當用藿香油和肉桂油處理朱砂葉螨24 h，藿香油的LC50小于肉桂油的，說明24 h 藿香油對朱砂葉螨毒性高于肉桂油。隨著時間的延長，當達到48 h，肉桂油的LC50小于藿香油處理，說明48 h 肉桂油對朱砂葉螨毒性高于藿香油。由表1 可知，隨著時間的延長肉桂油的噴霧毒力增加趨勢高于藿香油。

表1 兩種精油對朱砂葉螨的噴霧毒力Table 1 Spray toxicity of two essential oils against T. cinnabarinus

2. 2 2 種精油不同配比對朱砂葉螨噴霧活性

采用LC50的藿香油和肉桂油的不同比例混配后處理朱砂葉螨，其結果見表2。

表2 不同配比的兩種精油對朱砂葉螨的噴霧活性Table 2 The spray activity of two essential oils with differ?ent proportions against T. cinnabarinus 單位：%

從表2 可以看出，不同比例的2 種精油混合物的殺螨活性均高于肉桂油單劑的殺螨活性。隨著藿香油在精油混合物中的比例增加，殺螨活性呈現(xiàn)上升趨勢。當2 種精油達到7∶3 混配時，精油混合物的殺螨活性達到最高。24 h 朱砂葉螨的死亡率為61. 11%，是藿香油單劑殺螨活性的1. 39 倍，是肉桂油單劑殺螨活性的1. 63 倍；48 h 朱砂葉螨的死亡率達到70. 74%，死亡率高于精油混合物的其它比例，噴霧活性最強，且與其它比例均有顯著差異（P＜0. 05）；由此可知，藿香油與肉桂油防控朱砂葉螨的最佳配比是7∶3，采用2 種精油的最佳配比7∶3 處理朱砂葉螨的噴霧活性高于其單劑效果。

2. 3 2 種精油及其最佳配比對朱砂葉螨的產(chǎn)卵抑制活性

采用LC50的藿香油和肉桂油以及二者的7∶3混合物，對朱砂葉螨進行噴霧處理，分別于等比時間段（3、6、12、24 h）記錄用藥后朱砂葉螨的產(chǎn)卵情況。當用藥時間僅為3 h，7∶3 的精油混合物對朱砂葉螨的產(chǎn)卵抑制率為27. 90%，分別為藿香油的1. 62 倍，肉桂油的2. 29 倍。當用藥時間達到24 h，藿香油、肉桂油和7∶3 的精油混合物對朱砂葉螨的產(chǎn)卵抑制率分別為62. 24%、54. 33% 和71. 86%，是3 h 時的3. 62、4. 47 和2. 58 倍。由圖3 可見，7∶3的精油混合物的產(chǎn)卵抑制率在4 個時間段均顯著高于LC50的藿香油和肉桂油單劑的產(chǎn)卵抑制率（P＜0. 05）。

圖3 2 種精油及其混合物對朱砂葉螨的產(chǎn)卵抑制率Fig.3 The oviposition inhibition rate of two essential oils and their mixture against T. cinnabarinus

2. 4 2 種精油及其最佳配比對朱砂葉螨的驅避活性

取LC50的藿香油和肉桂油以及二者的7∶3 混合物，對朱砂葉螨進行噴霧處理，分別于等比時間段（3、6、12、24 h）記錄用藥后朱砂葉螨的分布情況，計算驅避率。由圖4 可見，當用藥3 h，7∶3 的精油混合物對朱砂葉螨的驅避率為28%，分別為藿香油單劑的1. 47 倍，肉桂油單劑的1. 56 倍。當用藥時間延長至24 h，藿香油、肉桂油和7∶3 的混合物對朱砂葉螨的驅避率分別為58%、48% 和80%，比3 h 分別增加了3. 05、2. 67、2. 86 倍，7∶3 的精油混合物對朱砂葉螨的驅避活性最強。

圖4 2 種精油及其混合物對朱砂葉螨的驅避率Fig.4 The percent repellency of two essential oils and their mix?ture against T. cinnabarinus

2. 5 2種精油及其最佳配比對朱砂葉螨的運動行為

取LC50的藿香油和肉桂油以及二者的7∶3 混合物處理朱砂葉螨后，觀察并統(tǒng)計等比時間段（3、6、12、24 h）用藥后朱砂葉螨的移動狀況（圖5）。由圖5A 可見，當噴霧3 h 后經(jīng)LC50的藿香油和肉桂油處理朱砂葉螨的移動距離分別是7∶3 混合物處理朱砂葉螨移動距離的1. 12 和1. 19 倍。隨著噴霧用藥時間的延長，三者處理的朱砂葉螨的移動距離均呈現(xiàn)下降趨勢，且7∶3 混合物處理朱砂葉螨的移動距離均與藿香油和肉桂油處理朱砂葉螨的移動距離有顯著差異（P＜0. 05）。當噴霧用藥時間達到24 h 時，經(jīng)LC50的藿香油和肉桂油噴霧處理的朱砂葉螨的移動距離，分別是7∶3 混合物處理朱砂葉螨的移動距離的1. 48 和1. 75 倍?？傊?，采用7∶3 混合物處理朱砂葉螨的移動距離最短且呈現(xiàn)時間依賴性。由圖5B 可知，朱砂葉螨的移動頻率隨用藥時間的加長呈現(xiàn)下降趨勢。當噴霧用藥時間達到24 h 時，7∶3 混合物處理朱砂葉螨的移動頻率均與藿香油和肉桂油處理朱砂葉螨的移動頻率有顯著差異（P＜0. 05）且呈現(xiàn)時間依賴性。由此可見，采用7∶3 混合物處理朱砂葉螨的移動頻率最低。

圖5 2 種精油及其混合物對朱砂葉螨的移動距離和移動頻率Fig.5 The mobile distance and mobile frequency of two essential oils and their mixture against T. cinnabarinus

3 討論

為推動農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展策略，農(nóng)藥將從早期殺蟲效果強的有機化學農(nóng)藥轉向環(huán)境友好的生態(tài)合理農(nóng)藥，促進了全球農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。在藥物作用機理的研究中，LC50是指實驗中的動物達到一半死亡數(shù)量時所需要的藥物濃度［14］。當前廣泛使用LC50方法進行量化生態(tài)毒理學中的藥物毒性。施時迪等［15］采用除草劑處理虎紋蛙（Rana ru?gulosa）蝌蚪后獲得了其半數(shù)致死濃度。 朱國權等［16］測定了煙堿、苦參堿、魚藤酮和印楝素對椰心葉甲（Brontispa longissima）的卵、幼蟲和蛹的半數(shù)致死濃度。上述文獻僅僅測定了農(nóng)藥對害蟲的半數(shù)致死濃度，尚未對經(jīng)半數(shù)致死濃度處理的害蟲的生物活性進行系統(tǒng)的研究。本研究在測定單劑噴霧活性的基礎上，獲得藿香油24 h 的LC50為0. 48%，48 h 的LC50為0. 30%；肉桂油24 h 的LC50為0. 83%，48 h 的LC50為0. 27%。本研究進一步從有害生物綜合治理（integrated pest manage?ment，IPM）理念出發(fā)，研究了半數(shù)致死濃度LC50的藿香油和肉桂油對朱砂葉螨產(chǎn)卵抑制率、趨避活性和運動行為的影響，目的是將朱砂葉螨控制在經(jīng)濟受害允許水平之下，維持自然界的生態(tài)平衡，以獲得最佳的經(jīng)濟、生態(tài)、社會效益。目前對有害生物的防治不是完全殺死，而是控制到一定的范圍，本研究采用LC50的藿香油和肉桂油控制朱砂葉螨，控制了其產(chǎn)卵量，將其種群控制在一定范圍之內(nèi)，既不會對農(nóng)作物造成嚴重危害，還保持了自然界的生態(tài)平衡。

本研究表明藿香油與肉桂油防控朱砂葉螨的最佳配比是7∶3。當藿香油和肉桂油按照最佳配比7∶3 混配時，朱砂葉螨24 h 死亡率達到61. 11%，48 h 達到70. 74%，且采用最佳配比7∶3 處理朱砂葉螨的噴霧活性高于其單劑效果。該研究表明將藿香油和肉桂油進行合理混配后呈現(xiàn)增效作用。相關文獻也有相類似報道，肖湘黔［17］發(fā)現(xiàn)復方精油配方對截形葉螨的毒殺作用高于單種精油。吳瑋等［18］采用點滴法測定了黃篙（Artemisia annua）、艾篙（Artemisia argyi）、馬尾松針（Pinus massoni?ana）、側柏（Platycladus orientalis）、花椒（Zanthox?ylum bungeanum）的精油分別與氟蟲腈混配后處理小菜蛾，發(fā)現(xiàn)氟蟲腈與松針或側柏精油的混合物能提高小菜蛾的生物活性。馬衛(wèi)賓等［19］研究發(fā)現(xiàn)6 種植物精油分別與天然除蟲菊素混配對家蠅具有增效活性。本試驗取LC50的藿香油和肉桂油以及二者7∶3 混合物處理朱砂葉螨后，其噴霧觸殺活性、趨避活性和運動行為的影響均強于藿香油和肉桂油單劑的影響。這可能是不同藥劑的解毒代謝酶（系）間存在抑制作用［3］，導致生物體不易代謝藥劑，從而達到增效作用，為可自然降解、幾乎無殘留的植物源農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)領域的發(fā)展提供了廣闊的應用前景。

4 結論

在農(nóng)業(yè)害蟲或害螨的有效控制方面，復配制劑仍將扮演十分重要的角色。目前農(nóng)藥復配的理論研究比較薄弱，許多理論問題需要解決?；谵r(nóng)藥生產(chǎn)應用上的需要，有關復配藥劑各方面的理論研究也必將逐步完善［3，20］。在我國未來的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，綠色農(nóng)藥是農(nóng)藥行業(yè)的主流，采用跨學科研究和系統(tǒng)方法相結合的方式，將納米技術滲入綠色農(nóng)藥的研究中。通過不同領域專家之間的相互學習、交流與密切合作，可以促進相關學科之間的相互滲透與融合，逐漸發(fā)展成農(nóng)業(yè)納米科技的專業(yè)化學術隊伍。