兩種植物精油對印度谷螟的熏蒸活性研究

胡恒志，牛 平，劉 娟，廖江花，劉 霞，文驍杰，李 超

（新疆農業大學 農學院，農林有害生物監測與安全防控自治區教育廳重點實驗室，新疆 烏魯木齊 830052）

印度谷螟Plodia interpunctlla(Hübner)屬于鱗翅目螟蛾科斑螟亞科，又名印度谷斑螟、印度螟蛾等，是重要的倉儲害蟲之一[1-2]。除南極洲沒有報道發現外，在全球各地廣泛分布[3]，在我國許多地市發生頻率比較高[4-5]。印度谷螟在幼蟲期不僅能危害多種干果以及各種藥材，還能危害多種糧食及其加工產品等[6-8]。并且與其他蛀食性害蟲不同的是，印度谷螟幼蟲在取食的同時可吐絲結網，危害更為嚴重[9-11]。

目前使用化學防治進行熏蒸仍是防治印度谷螟的主要手段，由于化學熏蒸劑的大量使用而導致印度谷螟的抗藥性日益嚴重[12]。因此，尋求綠色無殘留的倉儲害蟲防治產品是現在重要的研究課題，以探尋有效的防治方法來控制印度谷螟的危害勢在必行[13]。相關研究表明，植物精油被大量應用于害蟲防治，這是由于植物精油中的單萜和倍半萜以及其它的衍生物質能夠在昆蟲體內的乙酰膽堿酯酶上發揮一定的作用，對害蟲產生一定的防治效果[14-15]。這些植物精油可以通過使用熏蒸、驅避、觸殺、引誘、抑制其正常的生長發育以及使害蟲拒食等多種方式對害蟲進行防治[16-17]。而且植物精油具有低毒、作用方式多樣、環境友好和殺蟲活性高等優點[13,16]。目前，人們對薰衣草和羅勒精油化學成分活性研究發現，這兩種植物精油多被應用在醫療保健和食品加工以及日化用品等多種方面[18-19]。而且還可以作為昆蟲繁殖的媒介，誘集昆蟲前來傳粉、提高授粉率，可以對一些昆蟲起到一定的引誘作用[17]。這兩種植物精油還可以抑制消滅多種植物病原菌，但是抗菌效果容易受到精油本身的化學成分以及外界條件的影響[18-19]。本實驗通過使用薰衣草和羅勒精油熏蒸印度谷螟成蟲和幼蟲后的效果及蟲的活性研究，篩選高活性精油，為開發倉儲害蟲的新型防控方法提供理論依據。利用植物精油防治倉儲害蟲，符合當前可持續植保發展要求，這也證明了植物精油的開發具有廣闊的應用前景[20-21]。

1 材料與方法

1.1 印度谷螟的飼養方法

供試蟲源：印度谷螟為新疆農業大學昆蟲生態實驗室人工飼養繁殖的后代，現已連續飼養繁殖10代以上。

飼養方法：飼養在PXM-258A智能人工氣候箱內，飼養條件為溫度27～29 ℃，相對濕度45%～55%，24 h黑暗。飼料配比采用麥麩（麥麩使用前放入高壓滅菌鍋中進行滅菌2 h）、干酵母、甘油和蜂蜜、自制維生素液，按比例混勻，最后分裝于密封袋中待用。

植物精油（薰衣草和羅勒精油為單方純精油）：自慧凝精油旗艦店（澳洲原裝進口 HEALTREE PTY LTD）。

1.2 實驗方法

1.2.1 薰衣草和羅勒精油對印度谷螟幼蟲的熏蒸作用

采用密閉空氣濾紙熏蒸法測定薰衣草和羅勒精油對印度谷螟幼蟲的熏蒸作用[20]，將印度谷螟幼蟲放置在廣口瓶（500 mL）中，每個瓶中放一張滴有不同用量（5、10、15、20、25、30、35、40、45、50 μL）薰衣草和羅勒精油的濾紙條（1×10 cm），然后快速將滴有精油的濾紙條懸掛在距離瓶口約5 cm左右中央位置上，蓋緊瓶口，用封口膜進行密封，然后將其放置在正常條件下的人工氣候箱內進行飼養（24 h全黑暗；溫度27～ 29 ℃；相對濕度45%～55%）。每個處理各取同一日齡健康幼蟲30頭，每個濃度設置5個重復，并設置空白對照，于24、48、72、96 h后檢查各處理瓶中的熏蒸情況。打開瓶口，散氣10 min后觀察死亡蟲數并記錄。死亡標準是用小毛筆撥動幼蟲的蟲體，不會動者或者沒有自主反應者判定為死亡。

1.2.2 薰衣草和羅勒精油對印度谷螟成蟲的熏蒸作用

方法同1.2.1，將印度谷螟成蟲放置在廣口瓶（500 mL）中，每個瓶中放一張滴有不同用量的濾紙條（1×10 cm），薰衣草精油（0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5 μL），羅勒精油（0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5 μL），然后快速將滴有精油的濾紙條懸掛在距離瓶口約 5 cm左右中央位置上，蓋緊瓶口，用封口膜進行密封，然后將處理過的成蟲放置在正常條件下的人工氣候箱內進行飼養（24 h黑暗；溫度 27～29 ℃；相對濕度45%～55%）。每個處理各取同一批羽化的健康成蟲30頭，每個處理均設置5個重復，并設置空白對照，于2、4、8、16、32、64 h后檢查各處理瓶中的熏蒸情況。在散氣10 min后觀察死亡蟲數并且記錄。死亡的評判標準是不會飛行者或無明顯自主反應者為死亡。

1.3 數據分析

通過使用Excel和SPSS17.0統計軟件對實驗數據進行統計分析，用Probit機率值分析法對數據進行回歸分析求出LD50，死亡率要先進行平方根反正弦變換再采用單因素 Duncan氏新復極差檢驗法進行差異顯著性檢驗。通過數據算出死亡率和校正死亡率，比較各個濃度的熏蒸結果。

2 結果與分析

2.1 薰衣草和羅勒精油對印度谷螟幼蟲的熏蒸作用

2.1.1 薰衣草精油對印度谷螟幼蟲的熏蒸作用

以不同濃度的薰衣草精油對印度谷螟幼蟲進行了熏蒸實驗，根據表1可以看出在24、48、72、96 h后印度谷螟的死亡率呈現出顯著差異（P<0.05），隨著濃度的降低死亡率逐漸下降。當薰衣草精油濃度相同時，隨著熏蒸時間的逐漸延長，印度谷螟幼蟲的死亡率呈現出明顯的上升趨勢，而且不同濃度的薰衣草精油對印度谷螟的熏蒸效果顯著。在50 μL下， 96 h死亡率最高為92%，在5 μL下，24 h后的死亡率為1.33%。

表1 不同濃度處理和不同時間下薰衣草精油對印度谷螟幼蟲的校正死亡率Table1 Adjusted mortality of Plodia interpunctlla larvae treated by lavender essential oil underdifferent concentration and time %

2.1.2 羅勒精油對印度谷螟幼蟲的熏蒸作用

以不同濃度的羅勒精油對印度谷螟幼蟲進行了熏蒸實驗，根據表2可以看出在24、48、72、96 h后印度谷螟的死亡率呈現出顯著差異（P<0.05），隨著羅勒精油濃度的降低死亡率逐漸下降。當羅勒精油濃度相同時，隨著熏蒸時間的逐漸延長，印度谷螟幼蟲的死亡率呈上升趨勢，同時不同濃度的羅勒精油對印度谷螟的熏蒸效果顯著。在 45 μL，96 h、50 μL 下，72和 96 h死亡率最高為100%，在5 μL下，24 h后的死亡率為6.67%。

表2 不同濃度處理和不同時間下羅勒精油對印度谷螟幼蟲的校正死亡率Table2 Adjusted mortality of Plodia interpunctlla larvae treated by basil essential oil under different concentration and time %

2.1.3 薰衣草與羅勒精油對印度谷螟幼蟲的熏蒸毒力回歸分析

根據薰衣草和羅勒精油對印度谷螟幼蟲的熏蒸效果，可以計算出不同處理時間后的回歸方程和致死中量 LD50以及相關系數 R2等。通過表3可以看出，薰衣草精油熏蒸24 h后印度谷螟幼蟲的LD50是78.575 μL，羅勒精油熏蒸24 h后印度谷螟幼蟲的LD50是50.508 μL。兩種植物精油對印度谷螟幼蟲毒力回歸方程中的相關系數 R2均在0.95以上，說明薰衣草、羅勒精油對印度谷螟幼蟲毒力測定的回歸方程擬合程度比較好。羅勒精油熏蒸毒力顯著高于薰衣草精油；印度谷螟幼蟲對羅勒精油的反應比薰衣草精油更為敏感。

表3 兩種植物精油對印度谷螟幼蟲的熏蒸毒力回歸分析Table3 Regression analysis of fumigation virulence of two plant essential oils on Plodia interpunctlla larvae

2.2 薰衣草和羅勒精油對印度谷螟成蟲的熏蒸作用

2.2.1 薰衣草精油對印度谷螟成蟲的熏蒸作用

以不同濃度的薰衣草精油對印度谷螟成蟲進行了熏蒸實驗，由表4可知，在24、48、72、96 h后印度谷螟的死亡率均呈現出顯著性差異（P<0.05），隨著薰衣草精油濃度的升高和處理時間的逐漸延長，成蟲的死亡率顯著增加。當薰衣草精油濃度相同時，隨著熏蒸時間的逐漸延長，印度谷螟成蟲的死亡率呈現出上升的趨勢，同時在不同濃度下的薰衣草精油對印度谷螟成蟲的熏蒸效果顯著。在 3.5 μL下，2 h后；2、2.5、3 μL下，4 h后；1.5 μL下，8 h后；1 μL下，32 h后；0.5 μL下，64 h后死亡率均為100%。

表4 不同濃度處理和不同時間下薰衣草精油對印度谷螟成蟲的校正死亡率Table4 Corrected mortality of adults of Plodia interpunctlla treated by lavender essential oil atdifferent concentrations and time %

2.2.2 羅勒精油對印度谷螟成蟲的熏蒸作用

以不同濃度的羅勒精油對印度谷螟成蟲進行了熏蒸實驗，由表5可知，在24、48、72、96 h后印度谷螟的死亡率均呈現出顯著性差異（P<0.05），隨著羅勒精油濃度的逐漸升高，死亡率逐漸增加。當薰衣草精油濃度處理相同時，隨著不同濃度下熏蒸時間的逐漸延長，印度谷螟成蟲的死亡率開始上升，同時在不同濃度的羅勒精油對印度谷螟成蟲的熏蒸效果顯著。在4、4.5 μL下，4 h后；3.5 μL 下，8 h后；2、2.5、3 μL 下，16 h后；1、1.5 μL下，32 h后死亡率均為100%。

表5 不同濃度處理和不同時間下羅勒精油對印度谷螟成蟲的校正死亡率Table5 Corrected mortality of adults of Plodia interpunctlla treated by basil essential oil under different concentration and time %

2.2.3 薰衣草與羅勒精油對印度谷螟成蟲的熏蒸毒力回歸分析

根據薰衣草和羅勒精油對印度谷螟成蟲的熏蒸效果，計算出不同處理時間后的回歸方程和致死中量LD50以及相關系數R2等。通過表6可以看出，薰衣草精油熏蒸2 h印度谷螟成蟲的LD50是2.081 μL，羅勒精油熏蒸2 h印度谷螟成蟲的LD50是3.099 μL。兩種植物精油對印度谷螟成蟲毒力回歸方程中的相關系數均在0.90以上，說明這薰衣草、羅勒精油對印度谷螟成蟲毒力測定的回歸方程擬合程度比較好。薰衣草精油對印度谷螟成蟲的熏蒸毒力顯著高于羅勒精油；印度谷螟成蟲對薰衣草精油反應比羅勒精油更為敏感。

表6 兩種植物精油對印度谷螟成蟲的熏蒸毒力回歸分析Table 6 Regression analysis of fumigation virulence of two plant essential oils on adults of Plodia interpunctlla

3 討論

經前人研究可知，植物精油通過驅避[20-21]、觸殺[21-22]、熏蒸[20,23]、抑制產卵[24]等活性可以對倉儲害蟲玉米象[22,24]、赤擬谷盜[23-25,27]、印度谷螟[21,26]等害蟲產生較好的防控效果。陸馳宇[23]發現在 24、48、72 h這三個時間段后使用60 μL/mL的藍桉葉精油對印度谷螟幼蟲熏蒸的校正死亡率分別為84.45%、89.54%、96.15%。而本研究使用薰衣草精油濃度50 μL在處理24、48、72 h后的校正死亡率為54.67%、64.00%、72.67%，使用羅勒精油濃度50 μL在處理24、48、72 h后的校正死亡率為76.67%、82.00%、90.67%，經實驗證明薰衣草和羅勒精油對印度谷螟幼蟲的熏蒸作用要弱于藍桉葉精油。熊李波[28]指出使用 10 μL介子精油對印度谷螟成蟲熏蒸2、4、8、16 h后的校正死亡率分別為60.00%、60.00%、78.33%、88.33%，而本實驗使用薰衣草精油1 μL處理2、4、8、16 h后的校正死亡率分別為 40.00%、60.67%、87.33%、98.67%，使用羅勒精油 1 μL處理2、4、8、16 h后的校正死亡率分別為20.00%、38.67%、52.00%、85.33%，通過實驗表明薰衣草和羅勒精油使用量在3.5 μL、4.5 μL時，16 h后印度谷螟成蟲的熏蒸死亡率可以達到 100%，可以證明兩種植物精油的熏蒸作用強于介子精油。

Jesser等[14]在使用植物精油對印度谷螟成蟲的熏蒸毒性試驗中，發現桉樹精油40 μL在熏蒸2 h后的效果最好，精油的熏蒸毒性順序為桉樹>薄荷>天竺葵=薰衣草>佛手柑>棕櫚樹。在本實驗中薰衣草精油使用量在3.5 μL下，2 h后印度谷螟成蟲的死亡率可以達到 100%，羅勒精油使用量在4.5 μL下，2 h后印度谷螟成蟲的死亡率可以達到90%以上，由于研究方法不一致，所以還需進一步研究驗證。Mostafiz等[29]在使用苯甲酸甲酯熏蒸4 h后，使用量在1 μL/L對印度谷螟成蟲熏蒸毒性最高，可以達到 100%，而使用濃度和處理時間一致的香茅醛、芳樟醇、1,8桉樹腦和檸檬烯分別產生82%、60%、54%和 26%的死亡率；和本實驗對比可以看出薰衣草和羅勒精油對印度谷螟成蟲的熏蒸毒力要高于香茅醛、芳樟醇、1,8桉樹腦和檸檬烯而弱于苯甲酸甲酯。Bo等[30]指出使用二氧化氯熏蒸5天后，無論熏蒸的位置如何，印度谷螟的成蟲和幼蟲的死亡率均可達到100%，在使用0.2 μL/L的二氧化氯熏蒸24 h后對成蟲有效果。Han等[31]在使用 0.1 μL/L和0.2 μL/L的二氧化氯分別持續48 h和24 h的熏蒸后，導致印度谷螟的各個生命階段的死亡率為100%。而本研究使用薰衣草和羅勒精油3.5 μL、4.5 μL在4 h后死亡率達到100%。

本研究表明薰衣草和羅勒精油對印度谷螟成蟲和幼蟲具有較好的熏蒸活性，兩者均具有一定的開發和應用前景。據相關文獻報道薰衣草精油的關鍵活性成分為桉葉油醇、α-松油醇、芳樟醇、樟腦、β-蒎烯、α-蒎烯等[32]，羅勒精油的關鍵活性成分為α-蒎烯、左旋-β-蒎烯、4-萜烯醇、水合檜烯、羅勒烯和茴香腦等[33]。這些關鍵活性成分可作為先導化合物，為合成新型植物源藥劑提供化學結構。薰衣草和羅勒在我國新疆種植面積廣泛[34-35]，容易獲得。而且植物精油對人類有較好的保健效果[16-17]，對人、畜無任何毒副作用。因此兩種植物精油是理想可開發的天然植物源農藥。

4 結論

薰衣草精油50 μL對印度谷螟幼蟲熏蒸96 h后的死亡率為92%，羅勒精油45 μL對印度谷螟幼蟲熏蒸96 h后的死亡率為100%；薰衣草精油熏蒸24 h后印度谷螟幼蟲的LD50是78.575 μL，羅勒精油熏蒸 24 h后印度谷螟幼蟲的 LD50是50.508 μL。證明羅勒精油對印度谷螟幼蟲的熏蒸作用要高于薰衣草精油。薰衣草精油3.5 μL對印度谷螟成蟲熏蒸2 h后的死亡率為100%，羅勒精油在4.5 μL熏蒸2 h后的死亡率為99.33%；薰衣草精油熏蒸2 h印度谷螟成蟲的LD50是2.081 μL，羅勒精油熏蒸2 h印度谷螟成蟲的LD50是3.099 μL。證明薰衣草精油對印度谷螟成蟲的熏蒸作用要高于羅勒精油。在印度谷螟的防治中薰衣草和羅勒精油均具有較高的應用潛力和價值。

由于印度谷螟的成蟲和幼蟲在實驗室內接觸的劑量、方式以及外界環境條件等差異，還需進一步進行相關實倉熏蒸實驗，以便更精確地評價薰衣草和羅勒精油對印度谷螟成幼蟲的熏蒸效果，為開發印度谷螟的新型防控方法提供科學依據。