皇帝柑與臍橙果皮揮發性物質對紅火蟻的熏蒸活性

羅 茵， 鐘雨佳， 馬千里， 張志祥

(華南農業大學 農學院/天然農藥與化學生物學教育部重點實驗室，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現，目前已在香港、澳門、福建、湖南和廣西等省(區)發現紅火蟻入侵[2]。紅火蟻食性雜，不僅以農產品為食，且還捕食各種脊椎動物，對農業生產和動物造成危害[3]。由于數量眾多，具攻擊性，導致物種多樣性下降，對生態環境造成嚴重破壞[4]。同時，其還對人類健康造成危害，被其叮咬后輕者可出現紅腫，重者則可能出現過敏反應甚至中毒反應[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防治、物理防治和生物防治等，其中，化學防治最有效，使用也最多[7]，由此也導致了地下水污染、影響人類健康及產生抗藥性等問題。開發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物防治紅火蟻[8]。在植物源化合物中，植物揮發物作為熏蒸劑受到越來越多的關注，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油和多種生物堿，其中包含重要的殺蟲和抗菌物質[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，但目前尚未見有關柑橘屬植物對紅火蟻殺蟲活性的相關報道。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性物質對紅火蟻的熏蒸活性，以期為紅火蟻生物防治藥劑的開發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月采自華南農業大學校園內。

容器：燒杯，50 mL和200 mL。

1.2試驗方法

1.2.1材料預處理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，采用滴水漫灌的方式將紅火蟻引誘出土面，并轉移到涂有滑石粉的塑料盒內，以盛水試管、火腿腸和黃粉蟲飼養，7 d后供試驗使用。養蟲室溫度23～27℃，濕度60%～80%，采用大小一致、平均頭寬(0.7±0.1)mm的小型工蟻進行試驗。

1.2.2皇帝柑和臍橙果皮揮發物對小型紅火蟻的致死活性采用雙因素試驗設計，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行熏蒸。對照(CK)只放入盛水試管，用保鮮膜密封，3次重復。皇帝柑分別在處理1 h、2 h、3 h、4 h和5 h后進行觀察記錄，臍橙分別在處理1 h、3 h、5 h、7 h和9 h后進行觀察記錄。

死亡率=(死亡的紅火蟻數/紅火蟻總數)×100%

1.2.3皇帝柑和臍橙果皮揮發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[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。用竹簽輕觸蟲體，紅火蟻能順著竹簽爬行大于2.0 cm即認為具有攀爬能力；用竹簽將紅火蟻挑在桌面的白紙上，在3 s內可以移動則認為有行走能力；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，翻轉該塑料杯使杯口向下，3 s后未掉落的工蟻則被認為具有抓附能力。每個時間段測試結束后將紅火蟻接回原杯。

攀爬率=(具有攀爬能力的紅火蟻數/紅火蟻總數)×100%

行走率=(具有行走能力的紅火蟻數/紅火蟻總數)×100%

抓附率=(具有抓附能力的紅火蟻數/紅火蟻總數)×100%

1.3數據統計分析

采用Excel 2016和DPS 7.05進行數據統計與分析。

2結果與分析

2.1皇帝柑和臍橙果皮揮發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物熏蒸小型紅火蟻的抓附率

3結論與討論

研究結果表明，皇帝柑和臍橙果皮揮發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，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、環保、綠色且低毒化的資源，通常情況下均被當作無用資源而被廢棄。研究結果表明，皇帝柑和臍橙果皮對紅火蟻有良好的防控效果，在衛生領域存在一定的應用前景。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濟價值，力爭物盡其用。皇帝柑和臍橙的果皮揮發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，其應用前景非常廣闊，可以對其進行開發，形成綠色環保、低毒的熏蒸劑，以取代傳統的化學殺蟲劑，從而減緩傳統化學殺蟲劑帶來的環境污染及抗藥性增加等問題，進而達到綠色防控的目的。