7 種植物源活性成分對百香果薊馬的毒力和驅避行為測定

于歡, 吳朝波, 朱明軍, 杜榮鍇, 嚴崇澤, 伍春玲

(1. 海南博士威生物科技有限公司, 海南 澄邁 571900; 2. 海南熱帶海洋學院民族學院, 海南 三亞 5720222; 3. 中國熱帶農業科學院環境與植物保護研究所, 海南 ?？?571101)

百香果（Passiflora edulis）屬西番蓮科西番蓮屬的藤本植物，我國主要分布于海南、廣西、廣東、福建、臺灣等地[1]。截至2022 年，海南省百香果種植面積約為1 333.33 hm2，薊馬是目前海南百香果園發生最重、成災最頻繁、防治最難的危險性害蟲[2]。近年來，筆者在海口、澄邁、臨高、瓊海、瓊中、樂東、東方、萬寧、陵水等地就百香果種植基地進行病蟲害跟蹤與調查，發現薊馬危害百香果葉、花、果實，造成葉片卷曲，果實黃化、畸形、品質差的問題相當嚴重，薊馬對百香果葉片和果實的危害達80%以上，危害百香果的薊馬種類有黃胸薊馬（Thrips hawailensis）、腹突皺針薊馬（Rhipiphorothrips cruentatus）、橫紋薊馬（Aeolothrips fasciatus）和紅帶滑胸針薊馬（Seirtothrips rubroinctus）等。特別是主要危害百香果的花薊馬（Frankliniella intonsa）和黃胸薊馬（Thripshawaiiensis），對百香果的植株、花、果，以及病毒病的傳播，造成了嚴重的危害和巨大的損失，影響了百香果產業的快速健康發展和生態安全。目前針對百香果薊馬防治的研究較少，因此針對薊馬危害百香果重且持續時間長、有效防控藥劑產品嚴重缺乏等突出問題開展活性物質的篩選試驗，對于百香果薊馬防治產品的開發具有重要意義。目前主要依靠化學藥劑防治[3]，筆者對海南薊馬防治常用藥劑進行抗藥性監測發現，常規的化學藥劑使用一段時間后，抗藥性上升非?？靃4]。關于薊馬對化學藥劑抗藥性方面的文獻較多，如苜蓿薊馬已經對新煙堿類、擬除蟲菊酯類和苯甲酰胺類殺蟲劑產生了中等水平抗性[5]；海南主要豇豆種植區薊馬對阿維菌素、高效氯氰菊酯、甲維鹽和啶蟲脒的抗性顯著增加[6]；北京和云南地區西花薊馬對多殺菌素類藥劑已經產生高水平抗藥性[7]。眾多研究結果表明，薊馬對化學藥劑抗藥性增強，生產中一些種植戶不斷增加使用劑量和使用次數，依然很難控制薊馬，甚至面臨無藥可治的困境，同時不合理使用藥劑是食品安全問題的潛在因素之一，嚴重制約了海南百香果產業的健康持續發展。如何解決海南百香果高產、優質、安全、規模化生產與有效綠色防控百香果薊馬之間的矛盾，成為當前海南百香果產業發展中亟須解決的重大難題。植物源殺蟲劑作用機理獨特，害蟲不易產生抗藥性、對非靶標生物及環境影響較小[8-9]，植物源藥劑的開發，有助于解決百香果薊馬防治藥劑單一和抗藥性的問題。開發植物源藥劑的成分，必須進行毒力測定，同時弄清楚其誘驅特性。筆者評價了7 種具有良好活性的植物源成分對百香果薊馬的毒力，同時就百香果薊馬對7 種活性成分的引誘與驅避行為進行試驗，以期為開發百香果薊馬新型植物源殺蟲劑提供依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試藥劑見表1。供試蟲源（薊馬）來源于海南省臨高縣臨城鎮百香果種植基地；百香果品種為黃金百香果；四臂嗅覺儀根據需求在南京雪萊生物科技有限公司定制。

表1 供試活性成分物質及含量

植物源活性成分：馬鞭草烯酮是一種具有類似樟腦、薄荷腦，以及芹菜香氣的單萜烯酮化合物，天然存在于西班牙馬鞭草及藍桉的精油中，具有良好的驅蟲和殺蟲活性；臭椿酮是一種植物提取物，是從苦木科臭椿的根皮或樹皮中提取出來的一種物質，具有抗菌、抗蟲、抗腫瘤作用；D-檸檬烯是用專業的冷壓技術從橙皮中提取的橙油，屬于天然植物源農藥，與常用的化學農藥無交互抗性，殺蟲機理是溶解害蟲體表蠟質層，快速擊倒害蟲，使其失水而死；檳榔堿是從檳榔中分離的吡啶類生物堿物質，檳榔堿的生物活性主要包括抗菌、抗寄生，對小菜蛾有良好的殺蟲活性；丁香酚是丁香中發現的精油，具有抗菌，驅蟲和抗氧化活性，對斜紋夜蛾具有良好殺蟲活性；茉莉酸甲酯來自茉莉酸，主要在蟲害誘導的直接和間接防御反應中起作用。

四臂嗅覺儀由流量計、氣體凈化柱、味源瓶、行為測試區、抽氣泵等單元組成,各單元由食品級硅膠管連接（圖1）。行為測試區為300 mm×300 mm，高為2.8 cm，內部為四角星狀空間，頂部中心有一個圓孔（直徑為40 mm）用于釋放昆蟲和連接氣泵。主要技術參數：主體采用高透明有機玻璃制造，觀察性良好；放蟲孔采用疊加自吸設計；昆蟲收集瓶采用截止設計，可有效防止昆蟲返回觀察室，收集瓶規格為110 mm×100 mm；無油真空泵：電壓為220 V，功率為60 W，平均流量為10 L·min-1，相對真空度（Kpa）≈-88 Kpa，壓力可調；流量控制：四通道均可單獨控制流量，流量計為50～500 mL·min-1；味源瓶250 mL，適用于液態固態味源及空氣加濕等；氣體凈化柱為200 mL，配活性炭，脫脂濾棉，過濾空氣中雜質；活性炭：圓形顆粒狀，規格為3 mm，碘值為700。

圖1 四臂嗅覺儀連接示意圖

1.2 試驗方法

1.2.1 活性成分毒力測定 試驗對葉管藥膜法[10]改進后進行毒力測定，離心管改用培養皿，分別將7 種植物源殺蟲活性成分用甲醇配制成母液，依據預試驗稀釋成5 個濃度：檳榔堿所用濃度為：0.05、0.5、5、50、500 mg·L-1；香茅醛所用濃度為：50、500、5 000、10 000、20 000 mg·L-1；D-檸檬烯所用濃度為：250、5 000、1 000、2 000、4 000 mg·L-1；茉莉酸甲酯所用濃度為：20、100、500、1 000、2 000 mg·L-1；馬鞭草烯酮所用濃度為：80、160、320、640、1280 mg·L-1；丁香酚所用濃度為：100、1 000、10 000、100 000、200 000 mg·L-1；臭椿酮所用濃度為：100、200、400、800、1 600 mg·L-1；以甲醇處理作為對照。取直徑為12 cm 的培養皿，用脫脂棉蘸取對應濃度的供試物質擦拭培養皿，自然風干；取百香果葉片鮮葉，切成寬為3 mm，長為5 mm 的條狀，將切好的鮮葉分別置于各濃度藥液中5 s 后取出，葉面濕潤無滴水時放入培養皿，每皿放入薊馬60 頭。處理48 h 后，記錄死蟲情況，用毛筆輕觸蟲體，以不能產生明顯爬行視為死亡。每處理重復3 次，并設甲醇為對照。對照組死亡率在15%以內為有效試驗。死亡率和校正死亡率公式如下：

1.2.2 活性成分驅避行為選擇 采用四臂嗅覺儀進行薊馬行為檢測，使用對角線味源；在四臂嗅覺儀對角線兩臂的味源瓶中各加入100 mL 味源物，另一對角線的兩味源瓶內加入等量的甲醇作為對照。2 h 后，觀察并統計每個味源通道薊馬數量，重復3 次，每組統計誘蟲數量為對角線兩臂收集瓶薊馬數量之和。

式中，t 為選擇處理端的個體數；c 為選擇對照端的個體數。

1.3 數據處理

試驗采用SPSS 23.0 軟件進行單因素ANOVA檢驗分析，計算供試物質的半數致死濃度LC50值、95%置信區間，以及毒力回歸方程；采用卡方值（χ2）檢驗毒力回歸方程的適合性。

2 結果與分析

2.1 7 種植物源活性成分對百香果薊馬的毒力

由表2 可知，7 種植物源活性成分對百香果薊馬的毒力差異較大，用藥48 h 后，LC50最大值與最小值相差35.30 倍。其中，馬鞭草烯酮用藥48 h，對百香果薊馬的LC50值為157.359 mg·L-1，遠小于其他有效成分，其次為丁香酚、D-檸檬烯、臭椿酮，對百香果薊馬LC50值低于500.000 mg·L-1；檳榔堿、茉莉酸甲酯、香茅醛對百香果薊馬毒力較差。

表2 7 種植物源殺蟲活性成分對百香果薊馬的毒力測定結果

2.2 7 種植物源活性成分對百香果薊馬誘驅效應

由圖2 可知，薊馬對7 種供試活性物質氣味的選擇性有差異，其中D-檸檬烯對薊馬有顯著的吸引作用，引誘率為72.22%；而茉莉酸甲酯、檳榔堿、馬鞭草烯酮、臭椿酮、香茅醛對薊馬有顯著的驅避作用，驅避率為83.33%、80.36%、77.36%、76.36%和67.27%；丁香酚對薊馬無明顯的引誘或驅避作用。

圖2 百香果薊馬對不同活性物質的行為選擇

3 討論與結論

試驗結果表明，7 種植物源活性成分對百香果薊馬表現出不同的殺蟲活性，植物源藥劑相比化學藥劑對害蟲的作用方式更多，更復雜，對生態環境更安全，通常引起害蟲拒食、發育停滯和麻痹，同時植物源藥劑揮發性氣味對害蟲具有引誘或驅避作用[11-12]。海南高溫高濕，薊馬世代重疊、終年繁殖、抗藥性較強，但薊馬對植物源藥劑不易產生抗性，使用植物源藥劑防治是理想的選擇。為了篩選對百香果薊馬有較好活性的植物源農藥，本研究進行了7 種植物源活性成分對薊馬的殺蟲活性與驅避性試驗。

從殺蟲活性來看，馬鞭草烯酮的毒力最強，LC50值為157.359 mg·L-1（95%置信區間為130.600～189.601 mg·L-1）；丁香酚、D-檸檬烯、臭椿酮毒力相當312.678 mg·L-1≤LC50≤421.410 mg·L-1；茉莉酸甲酯、檳榔堿、香茅醛的毒力較弱，LC50＞2 000.000 mg·L-1。馬鞭草烯酮本身具有殺蟲活性[13]，馬鞭草烯酮對百香果薊馬亦具有較強的殺蟲活性；D-檸檬烯能夠有效防治初期的薊馬，對薊馬具有引誘、觸殺等多種作用方式[14]，這與本研究結果一致。丁香酚對草地貪夜蛾和斜紋夜蛾具有較強的活性[11,15]，其對百香果薊馬亦具有較強活性。檳榔堿對小菜蛾的LC50為64.620 mg·L-1[16]，而檳榔堿對百香果薊馬研究中活性較低。關于茉莉酸甲酯殺蟲活性方面未見報道，但有研究表明，其能有效誘導植物產生抗蟲性[17]，是植物常見的誘導劑。本研究發現，茉莉酸甲酯對薊馬的殺蟲活性較低，可能與其作用方式有關。本研究初步篩選出對薊馬殺蟲活性較高的馬鞭草烯酮、D-檸檬烯和臭椿酮，其對薊馬的具體生物學機理，還需要做進一步研究。

D-檸檬烯對薊馬有顯著的引誘作用，茉莉酸甲酯、檳榔堿、馬鞭草烯酮、臭椿酮、香茅醛對薊馬有顯著的驅避作用。植物源藥劑的驅避特性與靶標種類有關，同時與藥劑濃度相關。有研究表明，D-檸檬烯對天牛的天敵花絨寄甲具有引誘作用，但D-檸檬烯對果蠅類生物具有熏蒸、驅避作用[18]。而本研究發現，D-檸檬烯對百香果薊馬具有引誘作用。其他研究表明，利用馬鞭草烯酮的驅避作用防治紅脂大小蠹[19]，可以進行森林松毛蟲的驅避防治[20]，這些與百香果薊馬對馬鞭草烯酮的行為選擇相一致。但宋燦燦等[21]研究發現，馬鞭草烯酮對白蟻具有較強的引誘作用。蟲體神經系統能被檳榔堿所麻痹，其對蟲體有較強的致癱或殺傷作用，檳榔堿是檳榔中有效的驅蟲成分[22]，本研究發現檳榔堿對薊馬并未表現出較強的殺蟲活性，但具有顯著的驅避作用。通過植物源殺蟲活性成分復配，可產生多靶標協同作用而顯著增效[23-24]。防治百香果薊馬的植物源藥劑研發中可以進一步篩選復配組合，以增加殺蟲毒力效果。

綜上所述，7 種植物源成分對百香果薊馬毒力為：馬鞭草烯酮＞丁香酚＞D-檸檬烯＞臭椿酮＞茉莉酸甲酯＞香茅醛＞檳榔堿；D-檸檬烯對薊馬具有顯著的吸引作用，茉莉酸甲酯、檳榔堿馬鞭草烯酮、臭椿酮、香茅醛對薊馬具有顯著的驅避作用。植物源活性成分的殺蟲活性與驅避特性研究對于作用機理和應用技術的研究具有重要意義，下一步將從作用機理及應用技術方面進行研究。