土荆芥精油对灰茶尺蠖的生长抑制作用研究

陈俊华，洪 峰， 尹 健,2， 尹新明，史洪中，郭世保*

(1.信阳农林学院，河南 信阳46400；2.河南省豫南农作物有害生物绿色防控院士工作站，河南 信阳46400；3.河南农业大学，河南 郑州 450002)

灰茶尺蠖EctropisgrisescensWarren，属鳞翅目Lepidoptera尺蛾科Geometridae，分布于浙江、湖北、湖南、福建、江西、江苏、安徽、河南、广西和广东等省，几乎覆盖了我国所有产茶省份。灰茶尺蠖以幼虫取食茶树嫩叶、成叶和老叶，发生多时，将叶片食光后还取食嫩梢，使茶树变成光杆，呈火烧状，严重影响树势和产量[1]。由于灰茶尺蠖与茶尺蠖E.obliquaProut形态特征极其相似，在生产上难以区分，时有混淆。现已明确灰茶尺蠖对茶园影响更大，但一直以来研究者更偏重对茶尺蠖的研究，却极少关注灰茶尺蠖。因此，对灰茶尺蠖的系统研究，尤其是防治研究具有非常重要的经济和科学价值。

2015年初，农业部提出了“到2020年农药化肥使用量零增长”的计划，并且酝酿所有高毒农药在十三五期间全部淘汰。农药化肥零增长计划旨在减少化肥农药在土地和作物上的投入，而“零增长”计划的完成恰恰就需要像植物精油这样经济、环保、安全、有效的替代品。植物精油是植物体内的次生代谢物质，现已发现不少植物精油对害虫有熏蒸、触杀、驱避等活性，是一类对环境友好的天然杀虫活性物质。土荆芥ChenopoidiumambrosioidesL.为藜科藜属草本植物，一年生或多年生。原产于热带美洲，现广泛分布于全世界温带至热带地区。我国主要分布在福建、江西、浙江、江苏、广东、广西、台湾等南方省份，北方多生于村庄附近和路旁，在许多地方已成为重要的田园杂草[2]。

以往研究表明，土荆芥及其精油对贮粮害虫绿豆象Callosobruchuschinensis，四纹豆象C.maculates，菜豆象Acanthoscelidesobtectus，谷象Sitophilusgranaries，和大谷蠹Prostephanustruncates有熏杀作用，对家蝇、黄曲条跳甲也具有毒杀作用[3-10]。本研究比较了土荆芥精油处理对茶尺蠖幼虫生长发育和成虫习性的影响，以探讨土荆芥精油对茶尺蠖行为和发育的调控作用。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 供试虫源 灰茶尺蠖于2014年采自信阳市马鞍山茶场试验田(32°12'N，114°05'E)，带回实验室内以信阳毛尖的新鲜茶枝逐代饲养，并定期采集茶园自然种群与实验室种群交配复壮。饲养条件：温度25±1℃，相对湿度75±5%，光周期14L：10D。初孵幼虫先在直径8cm、高9cm的塑料培养瓶中用新鲜的茶树芽梢进行饲养，4龄后转至50cm×50cm×50cm的养虫笼中用茶枝继续饲养直至化蛹。取羽化之后24h的灰茶尺蠖雌、雄成虫各4只，置于有产卵条的培养瓶中让其自由交配，以3%的蜂蜜水作为补充营养。在实验室内选取大小、体重和龄期一致的幼虫供试验用。

1.1.2 供试精油 土荆芥果实于2015年11月中旬采自信阳市震雷山，采集时果实已成熟，带回实验室内自然风干后，采用水蒸气蒸馏法提取挥发油，并置于4℃冰箱保存备用。

1.2 方法

1.2.1 土荆芥精油对灰茶尺蠖幼虫体长和体重抑制作用的测定 采用叶片夹毒法饲喂供试的灰茶尺蠖1龄幼虫。用电子天平称量用茶树叶片制作的叶碟(d=1.0cm)重量，计算叶片重量后按每两片叶片含0.5 μl(1.2μl/g)的土荆芥精油量，将土荆芥精油点于叶碟上，以清水作为对照(CK)，均匀抹平后用琼脂将另一叶片粘上，做成夹毒叶片饲喂试虫。48 h后用正常叶片饲喂直至化蛹。每个处理设置5次重复，每个重复的幼虫数量不少于50头。分别记录不同龄期灰茶尺蠖幼虫的体重和体长(称量日期在每次90%蜕皮后的第二天，体长用游标卡尺测量，体重用分析天平称重)。

1.2.2 土荆芥精油对灰茶尺蠖化蛹率和蛹重的抑制作用测定 按照土荆芥精油用量和夹毒叶片的重量比设置0.5 μl(1.2 μl/g)、0.8 μl(2.0 μl/g)、1.1 μl(2.8μl/g)、1.4 μl(3.5μl/g)、1.6 μl(4.0μl/g)五个不同的梯度，以清水作为对照(CK)。每个处理设3次重复，每个重复的幼虫数量不少于50头，记录不同处理灰茶尺蠖的化蛹数并分别进行称量统计。按下式计算化蛹率和蛹重比率及其对应的化蛹畸形率和蛹重减轻率，求得直线回归式和抑制中剂量ED50。

化蛹率=(正常化蛹数/供试虫数)×100%

化蛹畸形率=1-化蛹率

蛹重比率=(处理组蛹重/对照组蛹重)×100%

蛹重减轻率=1-蛹重比率

1.2.3 土荆芥精油对灰茶尺蠖成虫产卵的影响 采用叶片夹毒法饲喂供试的灰茶尺蠖1龄幼虫。按土荆芥精油用量和夹毒叶片的重量比，每两片叶片含0.5 μl(1.2μl/g)的土荆芥精油量，将土荆芥精油点于叶碟上，以清水作对照(CK)。48 h后用正常叶片饲喂直至化蛹，记录雌雄蛹各自的体长和体重，待其羽化为成虫后继续统计产卵量。每个处理设置5次重复，每个重复的幼虫数量不少于50头(蛹长用游标卡尺测量，蛹重用分析天平称重)。

1.2.4 数据处理 采用SPSS16.0对实验数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 土荆芥精油处理对不同龄期灰茶尺蠖幼虫体长和体重的影响

1.2μl/g的土荆芥精油对灰茶尺蠖2～5龄各龄期幼虫体长和体重抑制作用见表1和表2。从表1中可以看出，同一处理条件下随着龄期的增加灰茶尺蠖幼虫的体长均明显增长，而相同龄期幼虫的体长表现为土荆芥精油处理和清水对照之间没有显著的差异。表2亦显示，相同处理条件时灰茶尺蠖幼虫的体重随着龄期的增加也明显增高，不同处理间，4龄和5龄幼虫的体重差异均达到显著水平(P<0.05)。

表1 1.2μl/g土荆芥精油对灰茶尺蠖幼虫体长的影响 mm

注：表中数据为平均数 ± 标准误，数字后不同的小写字母代表不同处理不同龄期之间的差异显著性(LSD，P < 0.05)。

表2 1.2μl/g土荆芥精油对灰茶尺蠖幼虫体重的影响 10-3g

注：表中数据为平均数 ± 标准误，数字后不同的小写字母代表不同处理不同龄期之间的差异显著性(LSD，P < 0.05)。

2.2 不同用量的土荆芥精油处理对茶尺蠖幼虫化蛹率和蛹重的影响

试验结果表明，土荆芥精油不仅能直接作用于灰茶尺蠖的为害虫态(幼虫)，同时对灰茶尺蠖的蛹也有着明显的抑制作用。通过不同土荆芥精油用量梯度测定对灰茶尺蠖化蛹率和蛹重的影响(表3)，并据此得出化蛹畸形率和蛹重减轻率的直线回归式以及抑制中剂量ED50(表4)。

表3 不同浓度的土荆芥精油对灰茶尺蠖化蛹率和蛹重的影响(Mean±SE)

注：同列数字后不同的大写与小写字母分别代表不同处理化蛹率与蛹重之间的差异显著性(LSD，P < 0.05)。

表3可以看出，处理的各个用量梯度均对灰茶尺蠖的化蛹率产生了显著的抑制作用，并且随着用量的增加，其化蛹率呈明显降低趋势；而灰茶尺蠖的蛹重也表现了相似的曲线，但当土荆芥精油的用量从3.5μl/g增至4.0 μl/g时其蛹重出现小幅度回升。以处理组化蛹畸形率和蛹重减轻率分别为y值，剂量对数为x值，求得各自的回归方程和抑制中剂量ED50。从表4可见土荆芥精油处理24h后灰茶尺蠖化蛹畸形率的ED50为1.5158μg/g，蛹重减轻率的 ED50为 6.5590 μl/g。

表4 土荆芥精油对茶尺蠖的生长抑制作用的直线回归式和ED50

注：同列数字后不同的大写与小写字母分别代表不同处理化蛹率与蛹重之间的差异显著性(LSD，P < 0.05)。

2.3 土荆芥精油处理对灰茶尺蠖成虫产卵量的影响

从表5可以看出，土荆芥精油处理对雌蛹重的影响明显大于对雄蛹重的影响。各处理的产卵量显著低于对照(CK)，各处理平均产卵量仅467.67粒，而对照则达到823.33粒。原因主要是由于土荆芥精油的处理对雌虫蛹重影响比较明显，从而导致各处理雌虫产卵量显著低于对照。

表5 土荆芥精油对灰茶尺蠖蛹重及产卵量的影响(Mean±SE)

注：同列数字后不同的大写与小写字母分别代表不同处理化蛹率与蛹重之间的差异显著性(LSD，P < 0.05)。

3 结论和讨论

本研究结果表明，土荆芥精油对灰茶尺蠖可表现抑制幼虫生长、降低化蛹率和降低后代产卵量等多种生物活性。试验表明土荆芥精油对灰茶尺蠖的各龄虫态都有一定的影响，灰茶尺蠖不同龄期表现出不均衡抑制生长的效果。其中，土荆芥精油对各龄期体重影响要比体长的影响更明显，尤其是对末龄或末前龄幼虫(4龄和5龄)食量影响较大，试验中表现为体重明显低于对照。生产上4龄和5龄的幼虫正处于害虫的暴食期，对茶园生产造成的为害几乎达到其整个世代周期的80%，因此土荆芥精油在灰茶尺蠖的防治当中具有相当的开发潜力和应用价值。

试验中发现土荆芥精油对灰茶尺蠖表现较好的拒食作用，处理幼虫明显比对照幼虫第一次取食时间推迟，取食行为发生改变，处理幼虫多从精油接触面积小的叶片边缘开始取食，并沿叶片边缘一周绕行取食；对照组比土荆芥精油处理组提前羽化，试验组中出现个别刚羽化翅未完全展开即死亡的现象，处理组蛹相比对照组蛹对环境更敏感，易感染死亡，畸形率偏高。这些取食行为和机理值得进行持续深入的研究。此外，土荆芥精油等次生物质、糖类、盐和氨基酸等都是复杂的有机物[2]，具有较强烈的气味和较为复杂的化学成分，其对茶尺蠖的触杀、熏蒸、拒食等机理还有待于进一步研究。土荆芥精油对茶尺蠖生长发育表现出一定的抑制作用，处理幼虫后能显著降低蛹重与化蛹率，特别是雌蛹重，继而显著降低雌虫的产卵量，有效减少后代的数量。但对后代的发育影响仍需要进一步研究。