溴氰蟲酰胺對紅火蟻工蟻的毒殺活性及行為影響

周藝凡，盧彥蓉，馬千里，張志祥

（天然農(nóng)藥與化學生物學教育部重點實驗室/華南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院，廣東 廣州 510642）

紅火蟻（Solenopsis invicta Buren）屬于膜翅目（Hymenoptera）蟻科（Formicidae）切葉蟻亞科（Mymicinae）火蟻屬（Solenopsis），原產(chǎn)于南美洲巴拉那納河流域［1］，是雜食性土棲蟻類［2］，其能造成重大經(jīng)濟損失，社會危害和環(huán)境影響［3］，已被國際上列為最具入侵性和破壞性的百種外來有害生物之一［4］。自2004年以來，紅火蟻入侵了我國廣東、廣西、湖南等省以及港澳局部地區(qū)，其中以廣東地區(qū)最為嚴重［5］。

目前，國內(nèi)對于紅火蟻的防治研究在化學防治、物理防治和生物防治方面均有涉及［6-8］，化學防治是研究最多、應用最廣的一種防治方法，取得了顯著的研究效果，但是化學藥劑的使用會對環(huán)境（如土壤、水源等）造成一定的污染［9］。為發(fā)展多樣化的紅火蟻防治劑，同時探索一種安全、低毒、環(huán)境友好的化學防治方法［9］，我們探究了溴氰蟲酰胺對紅火蟻的毒殺活性以及行為能力的影響。溴氰蟲酰胺（cyantraniliprole，又稱氰蟲酰胺，CAS：736994-63-1）［11］，是美國杜邦公司繼氯蟲苯甲酰胺之后成功開發(fā)的第2代魚尼丁受體抑制劑類殺蟲劑［12］。溴氰蟲酰胺作用范圍廣泛，可用于防治鱗翅目、鞘翅目和半翅目害蟲［13］，通過激活害蟲的魚尼丁受體而防治害蟲［11，14-15］，具有高效、低毒、作用機制新穎、對非靶標生物安全、對現(xiàn)有殺蟲劑無交互抗性等特點［11］。本試驗配制了不同濃度的溴氰蟲酰胺溶液，探究其對紅火蟻的毒殺活性以及攀爬能力、抓附力、攻擊力、行走率、行走速率和聚集率等生物指標的影響，為該藥科學防控紅火蟻提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試藥劑95.6%溴氰蟲酰胺原藥，湖北康寶泰精細化工有限公司生產(chǎn)。

紅火蟻于2017年9月采自華南農(nóng)業(yè)大學校園內(nèi)。用大塑料桶帶土從室外帶到室內(nèi)，放置3～5 d后，采用水滴法，讓紅火蟻自動浮出蟻巢。用紗網(wǎng)將紅火蟻轉(zhuǎn)移到涂有聚四氟乙烯乳液的塑料盒中飼養(yǎng)。塑料盒中放有人工蟻巢、水試管、蜂蜜水和黃粉蟲。于養(yǎng)蟲室人工飼養(yǎng)2周后供試。養(yǎng)蟲室溫度為24～28℃，濕度為60%～80%，采用大小一致平均頭寬為0.7（±0.1） mm的小型工蟻進行試驗。

1.2 試驗方法

1.2.1 溴氰蟲酰胺溶液配制方法 用丙酮溶解溴氰蟲酰胺原藥，加水配制成1 mg/L和5 mg/L溴氰蟲酰胺溶液，溶液中丙酮含量為0.1%。對照為0.1%丙酮水溶液。

1.2.2 溴氰蟲酰胺對紅火蟻工蟻的毒殺活性 用水試管喂毒［16］方法測定了溴氰蟲酰胺對紅火蟻毒殺活性。將藥液加入直徑0.5 cm、長1.5 cm的小試管中，用棉花封口，棉花用量以剛好濕潤堵住試管口不漏水為標準。在干燥的塑料杯杯口至以下2 cm的杯壁抹一層1∶2聚四氟乙烯乳液（1份聚四氟乙烯乳液，2份蒸餾水），以防紅火蟻逃脫。1 d后，每個杯子接入30頭工蟻（大小一致），饑渴處理3 h 后，把水試管分別放入對應編號的杯子，以適量新鮮火腿腸喂食。每個處理3次重復。處理完畢后，將試蟲置于養(yǎng)蟲室，溫度為24～27℃，濕度為60%～80%。處理后 1、3、5、7、9、12 h調(diào)查結(jié)果，計算死亡率和校正死亡率，利用Excel 2010計算標準誤并進行組間單因素方差分析。

1.2.3 溴氰蟲酰胺對紅火蟻工蟻攀爬能力的影響 紅火蟻處理方法同1.2.2。每個杯子接入40頭工蟻。分別于藥后1、3、5、7、9、12 h進行觀察。參照李梓豪等［10］方法，觀察時震動塑料杯使紅火蟻分散于杯底，用細竹簽輕觸蟲體，紅火蟻能順著竹簽爬行大于2.0 cm即認定為具有攀爬能力，計算紅火蟻攀爬率和校正攀爬率，利用Excel 2010計算標準誤，方差分析方法同1.2.2。

1.2.4 溴氰蟲酰胺對紅火蟻工蟻抓附能力的影響 紅火蟻處理方法同1.2.2。每個杯子接入40頭工蟻。分別于藥后1、3、5、7、9、12 h進行觀察。調(diào)查方法參照文獻［17］：把紅火蟻挑入另一塑料杯，震動塑料杯使紅火蟻分散于杯底，在杯口放置一張白紙，倒轉(zhuǎn)塑料杯，使杯口垂直向下，3 s后觀察掉落到白紙上的紅火蟻數(shù)量，計算紅火蟻抓附率和校正抓附率，利用Excel 2010計算標準誤，方差分析方法同1.2.2。

1.2.5 溴氰蟲酰胺對紅火蟻工蟻行走率和行走速率的影響 紅火蟻處理方法同1.2.2。每個杯子接入40頭工蟻。測定行走率和行走速率時分別于藥后 1、3、5、7、9、12 h進行觀察。調(diào)查方法：將工蟻直接倒在平放于桌面的坐標紙（規(guī)格：50 cm × 35 cm）中間，在工蟻正常行走時，利用手機錄像拍攝紅火蟻行走，統(tǒng)計紅火蟻在3 s 內(nèi)走過的路程。若紅火蟻3 s 內(nèi)不移動，則定為無行走能力。每個處理3次重復，每個重復40只工蟻。計算行走率、校正行走率和行走速率，利用Excel 2010計算標準誤，方差分析方法同1.2.2。

1.2.6 溴氰蟲酰胺對紅火蟻工蟻聚集率的影響 紅火蟻處理方法同1.2.2。每個杯子接入40頭工蟻。分別于藥后1、3、5、7、9、12 h對2工蟻進行杯底聚集情況的觀察：若3只以上聚集成團，則視為聚集。每個處理3次重復，每個重復40只工蟻。計算聚集率和校正聚集率，利用Excel 2010計算標準誤，方差分析方法同1.2.2。

2 結(jié)果與分析

2.1 溴氰蟲酰胺對紅火蟻的毒殺活性

采用水試管法測定溴氰蟲酰胺對紅火蟻小型工蟻的毒殺活性，結(jié)果見圖1。由圖1可知，在試驗濃度下，溴氰蟲酰胺對紅火蟻具有明顯的毒殺活性，紅火蟻校正死亡率隨著濃度的升高和時間的延長而提高。對照處理后1～3 h，紅火蟻死亡率為0，12 h后，紅火蟻死亡率為16.67%；1 mg/L和5 mg/L溴氰蟲酰胺處理后1～5 h，二者對紅火蟻毒殺活性相差不大，分別為15.90%和18.57%，12 h后，紅火蟻校正死亡率分別為34.74%和62.82%，方差分析結(jié)果顯示F=3.031、P=0.078，與對照差異不顯著。

圖1 溴氰蟲酰胺對紅火蟻小型工蟻的毒殺活性

2.2 溴氰蟲酰胺對紅火蟻攀爬能力的影響

采用水試管法測定溴氰蟲酰胺對紅火蟻小型工蟻攀爬率的影響，結(jié)果見圖2。由圖2可知，在試驗濃度下，溴氰蟲酰胺對紅火蟻的攀爬能力有顯著的降低作用，且這種作用隨著濃度的升高和時間的延長表現(xiàn)更為顯著。對照處理后12 h，紅火蟻攀爬率為80.00%；1 mg/L溴氰蟲酰胺處理后12 h，紅火蟻校正攀爬率為68.05%；5 mg/L溴氰蟲酰胺處理后1～12 h，校正攀爬率為30.43%，方差分析結(jié)果顯示F=5.314、P=0.018，與對照差異顯著，攀爬率顯著低于對照。

圖2 溴氰蟲酰胺對紅火蟻小型工蟻攀爬能力的影響

2.3 溴氰蟲酰胺對紅火蟻抓附力的影響

圖3 溴氰蟲酰胺對紅火蟻小型工蟻抓附能力的影響

采用水試管法測定溴氰蟲酰胺對紅火蟻小型工蟻抓附率的影響，結(jié)果見圖3。由圖3可知，在試驗濃度下，溴氰蟲酰胺對紅火蟻的抓附能力具有明顯的降低作用，且這種作用隨著濃度的升高和時間的延長表現(xiàn)更為顯著。對照處理12 h后，紅火蟻抓附率為80.00%；1 mg/L和5 mg/L溴氰蟲酰胺處理12 h后，紅火蟻校正抓附率分別為58.45%和30.38%，方差分析結(jié)果顯示F=5.841、P=0.013，與對照差異顯著，抓附力明顯低于對照。

2.4 溴氰蟲酰胺對紅火蟻行走率和行走速率的影響

采用水試管法測定溴氰蟲酰胺對紅火蟻小型工蟻行走率和行走速率的影響，結(jié)果見圖4和圖5。由圖4、圖5可知，在試驗濃度下，溴氰蟲酰胺對紅火蟻的行走率和行走速率均具有顯著的降低作用。對照處理后12 h，紅火蟻行走率為91.67%；1 mg/L溴氰蟲酰胺處理后1～7 h，紅火蟻校正行走率為71.10%，處理后7～12 h效果趨于穩(wěn)定，處理后12 h，為70.97%；5 mg/L溴氰蟲酰胺處理后9 h，紅火蟻校正行走率為0，方差分析結(jié)果表明F=6.664、P=0.008，顯著低于對照。對于行走速率的測定，對照處理后12 h，紅火蟻行走速率為2.07 cm/s，1 mg/L和5 mg/L溴氰蟲酰胺處理后12 h，紅火蟻行走速率分別下降到1.07 cm/s和0 cm/s，方差分析結(jié)果顯示F=10.748、P=0.000，明顯低于對照。

圖4 溴氰蟲酰胺對紅火蟻小型工蟻行走能力的影響

圖5 溴氰蟲酰胺對紅火蟻小型工蟻行走速率的影響

2.5 溴氰蟲酰胺對紅火蟻聚集率的影響

采用水試管法測定溴氰蟲酰胺對紅火蟻小型工蟻聚集率的影響，結(jié)果見圖6。由圖6可知，對照處理12 h后，紅火蟻聚集率為92.86%；1 mg/L溴氰蟲酰胺處理后12 h，紅火蟻校正聚集率為86.35%；5 mg/L溴氰蟲酰胺處理12 h后，紅火蟻校正聚集率為39.40%，具有明顯的下降，方差分析結(jié)果顯示F=6.145、P=0.021，與對照差異顯著。

圖6 溴氰蟲酰胺對紅火蟻小型工蟻聚集率的影響

3 結(jié)論與討論

本試驗結(jié)果表明，溴氰蟲酰胺對紅火蟻工蟻具有良好的殺蟲活性，對紅火蟻工蟻的攀爬能力、抓附能力、行走能力、行走速率和聚集能力等具有顯著的影響。

紅火蟻是社會性昆蟲，具有強大的競爭力［18］，并且生性兇猛，攻擊力強，能夠捕食其他物種，對入侵地區(qū)螞蟻種群的影響極大［19］，破壞當?shù)氐纳鷳B(tài)平衡。此外，紅火蟻生活環(huán)境復雜，如地面凹凸不平，存在食物競爭對手等，因此，攀爬能力、抓附能力、行走能力、行走速率和聚集能力等對于紅火蟻的生存都具有重要意義［10，20］。

溴氰蟲酰胺于2012年9月正式在我國登記，通過激活昆蟲肌肉細胞內(nèi)的魚尼丁受體，使細胞內(nèi)鈣庫中鈣離子無限釋放，導致昆蟲肌肉麻痹、癱瘓，停止取食，最后死亡。其具有靶標獨特、低毒，兼具觸殺性與內(nèi)吸性的特點，對哺乳動物安全，與環(huán)境相容性好［21］。本試驗結(jié)果顯示，5 mg/L的溴氰蟲酰胺藥劑對紅火蟻工蟻的校正死亡率達62.82%，在短時間內(nèi)可以顯著降低紅火蟻的數(shù)量；5 mg/L溴氰蟲酰胺藥劑處理后12 h，可使紅火蟻的攀爬率降低到30.43%，抓附率降低到30.38%；處理后9 h，可使紅火蟻幾乎喪失行走能力；處理后12 h，可使紅火蟻的聚集力降低到39.40%，可在一定程度上擾亂群體的群集，影響群體的社會活動，降低群體對外界環(huán)境的適應能力，從而降低其生存能力，達到防治紅火蟻的效果。

綜上所述，溴氰蟲酰胺綠色環(huán)保，對紅火蟻具有較好的防治效果，在紅火蟻的防治方面具有廣闊的開發(fā)應用前景。

參考文獻：

［1］Ascunce M S，Yang C C，Oakey J，et al. Global invasion history of the fire ant Solenopsis invicta［J］. SCIENCE，2011，331（6020）：1066-1068.

［2］王福祥，張潤志，侯有明，等. 依法防控紅火蟻的若干思考［J］. 植物檢疫，2016（1）：77-81.

［3］陸永躍，曾玲. 發(fā)現(xiàn)紅火蟻入侵中國10年：發(fā)生歷史、現(xiàn)狀與趨勢［J］. 植物檢疫，2015（2）：1-6.

［4］Allen Craig R，Lutz R Scott，Demarais Stephen.Red imported fire ant impacts on northern bobwhite populations［J］. ECOL APPL，1995，5（3）：632-638.

［5］劉娜，程東美，徐漢虹，等. 光活化成分α-三聯(lián)噻吩對紅火蟻的致死作用及對其行為的影響［J］. 中國農(nóng)業(yè)科學，2011（23）：4815-4822.

［6］姜潯，覃立微，黃海濤，等. 三種毒餌對紅火蟻防治效果評價［J］. 中國森林病蟲，2017（1）：10-13.

［7］周愛明，陸永躍，許益鐫，等. 熱水浸泡對紅火蟻的致死效果研究［J］. 環(huán)境昆蟲學報，2011（3）：342-345.

［8］邱華龍. 綠僵菌脅迫下紅火蟻的防御行為及機制探討［D］. 廣州：華南農(nóng)業(yè)大學，2016.

［9］齊國君. 9種植物源農(nóng)藥對紅火蟻的室內(nèi)毒力測定//中國植物保護學會2015年學術年會［C］.長春，2015.

［10］李梓豪，劉平平，梁英敏，等. 氟鈴脲餌劑的制備及其對紅火蟻的殺蟲活性［J］. 西南農(nóng)業(yè)學報，2015（1）：197-201.

［11］楊桂秋，黃琦，陳霖，等. 新型殺蟲劑溴氰蟲酰胺研究概述［J］. 世界農(nóng)藥，2012（6）：19-21.

［12］顧中怡，楊勇，金櫻華，等. 高效液相色譜法測定溴氰蟲酰胺可分散油懸浮劑中有效成分含量［J］. 農(nóng)藥，2015（5）：337-339.

［13］周操，楊航，楊洪，等. 溴氰蟲酰胺對白背飛虱室內(nèi)敏感種群的亞致死效應［J］. 農(nóng)藥學學報，2016（5）：651-655.

［14］王猛，王凱，劉峰，等. 溴氰蟲酰胺和氯蟲苯甲酰胺對三種鱗翅目害蟲的毒力作用比較［J］.植物保護學報，2014（3）：360-366.

［15］Tohnishi M，Nakao H，F(xiàn)uruya T，et al.Flubendiamide，a novel insecticide highly active against lepidopterous insect pests［J］. J PESTIC SCI，2005，30（4）：354-360.

［16］Zhang Z X，Zhou Y，Song X N，et al. Insecticidal activity of the whole grass extract of typha angustifolia and its active component against Solenopsis invicta［J］. SOCIOBIOLOGY，2013，60（4）：362-366.

［17］Li W S，Zhou Y，Li H，et al. Insecticidal effect of volatile compounds from fresh plant materials of tephrosia vogelii against Solenopsis invicta workers［J］. SOCIOBIOLOGY，2014，61（1）：28-34.

［18］曾玲，陸永躍，何曉芳，等. 入侵中國大陸的紅火蟻的鑒定及發(fā)生為害調(diào)查［J］. 昆蟲知識，2005（2）：144-148.

［19］郭文舉. 茚蟲威對紅火蟻的觸殺毒力及其餌劑的覓食性研究［D］. 廣州：華南農(nóng)業(yè)大學，2016.

［20］李梓豪，付建濤，張志祥. 雷公藤乙醇提取物及其餌劑對紅火蟻的毒殺活性［J］. 華南農(nóng)業(yè)大學學報，2015（5）：75-79.

［21］胡譯文，孫建昌，耿陽陽，等. 溴氰蟲酰胺研究進展及應用現(xiàn)狀［J］. 南方農(nóng)業(yè)，2016（31）：24-27.