皇帝柑与脐橙果皮挥发性物质对红火蚁的熏蒸活性

罗 茵， 钟雨佳， 马千里， 张志祥

(华南农业大学 农学院/天然农药与化学生物学教育部重点实验室，广东 广州 510642)

红火蚁(SolenopsisinvictaBuren)属膜翅目(Hymenoptera)蚁科(Formicidae)切叶蚁亚科(Mymicinae)火蚁属(Solenopsis)，是一种入侵性害虫[1]，于2004 年在广东吴川市首次发现，目前已在香港、澳门、福建、湖南和广西等省(区)发现红火蚁入侵[2]。红火蚁食性杂，不仅以农产品为食，且还捕食各种脊椎动物，对农业生产和动物造成危害[3]。由于数量众多，具攻击性，导致物种多样性下降，对生态环境造成严重破坏[4]。同时，其还对人类健康造成危害，被其叮咬后轻者可出现红肿，重者则可能出现过敏反应甚至中毒反应[5]。目前，该虫已成为世界上最危险的100种入侵有害生物之一[6]。

对红火蚁的防治方式主要有化学防治、物理防治和生物防治等，其中，化学防治最有效，使用也最多[7]，由此也导致了地下水污染、影响人类健康及产生抗药性等问题。开发有效的生物控制剂具有重要意义，因此，人们致力于从植物中提取具有生物活性的天然产物防治红火蚁[8]。在植物源化合物中，植物挥发物作为熏蒸剂受到越来越多的关注，其中，苦艾油对红火蚁有熏蒸和趋避活性[9]，含笑叶片挥发物对红火蚁有显著的熏蒸活性[10]。

柑橘属芸香科(Rutaceae)植物，该科植物普遍含有挥发油和多种生物碱，其中包含重要的杀虫和抗菌物质[11]。有研究证实，柑橘精油作为熏蒸剂对蚊子[12]、家蝇幼虫[13]、一些仓库害虫[14]、斜纹夜蛾和甜菜夜蛾[15]等昆虫具有杀虫活性，但目前尚未见有关柑橘属植物对红火蚁杀虫活性的相关报道。鉴于此，以皇帝柑和脐橙果皮为试材，采用熏蒸法探究其果皮中挥发性物质对红火蚁的熏蒸活性，以期为红火蚁生物防治药剂的开发利用提供借鉴与参考。

1材料与方法

1.1供试材料

植物材料：青色皇帝柑和脐橙，市购。

红火蚁：于2018年10月采自华南农业大学校园内。

容器：烧杯，50 mL和200 mL。

1.2试验方法

1.2.1材料预处理1)植物果皮。试验前用粉碎机将皇帝柑湿果皮和脐橙湿果皮粉碎1 min，然后分别装入密封袋于4℃冰箱中存放备用。2) 红火蚁。参考吕利华等[16]的方法，将采集的带土红火蚁蚁巢装入已涂滑石粉的大塑料桶内，采用滴水漫灌的方式将红火蚁引诱出土面，并转移到涂有滑石粉的塑料盒内，以盛水试管、火腿肠和黄粉虫饲养，7 d后供试验使用。养虫室温度23～27℃，湿度60%～80%，采用大小一致、平均头宽(0.7±0.1)mm的小型工蚁进行试验。

1.2.2皇帝柑和脐橙果皮挥发物对小型红火蚁的致死活性采用双因素试验设计，即A为果皮种类，皇帝柑和脐橙果皮；B为剂量，5 g和10 g。试验容器为200 mL干燥烧杯，在杯口至以下2 cm处涂上滑石粉，以防红火蚁逃脱。挑取适宜的工蚁30头放入烧杯中，加入水试管(在2 mL离心管中装水并用棉花封口)提供水分。各处理按试验设计分别在50 mL小烧杯中装入5 g或10 g粉碎物，然后放入200 mL烧杯中用保鲜膜密封进行熏蒸。对照(CK)只放入盛水试管，用保鲜膜密封，3次重复。皇帝柑分别在处理1 h、2 h、3 h、4 h和5 h后进行观察记录，脐橙分别在处理1 h、3 h、5 h、7 h和9 h后进行观察记录。

死亡率=(死亡的红火蚁数/红火蚁总数)×100%

1.2.3皇帝柑和脐橙果皮挥发物对小型红火蚁行为的影响红火蚁处理方法同1.2.2。参照文献[17-19]的方法，皇帝柑在熏蒸1 h、2 h、3 h、4 h和5 h后，脐橙在熏蒸1 h、3 h、5 h、7 h和9 h后观察测定攀爬能力、行走能力和抓附能力，3次重复。用竹签轻触虫体，红火蚁能顺着竹签爬行大于2.0 cm即认为具有攀爬能力；用竹签将红火蚁挑在桌面的白纸上，在3 s内可以移动则认为有行走能力；用竹签将红火蚁挑入塑料杯中，轻微震动塑料杯使红火蚁工蚁在杯底处散开，翻转该塑料杯使杯口向下，3 s后未掉落的工蚁则被认为具有抓附能力。每个时间段测试结束后将红火蚁接回原杯。

攀爬率=(具有攀爬能力的红火蚁数/红火蚁总数)×100%

行走率=(具有行走能力的红火蚁数/红火蚁总数)×100%

抓附率=(具有抓附能力的红火蚁数/红火蚁总数)×100%

1.3数据统计分析

采用Excel 2016和DPS 7.05进行数据统计与分析。

2结果与分析

2.1皇帝柑和脐橙果皮挥发物熏蒸小型红火蚁的死亡率

从图1看出，皇帝柑和脐橙果皮挥发物熏蒸可致小型红火蚁死亡，且随剂量升高和时间延长呈上升趋势，其中，皇帝柑果皮挥发物的熏蒸致死活性较脐橙高。

2.1.1皇帝柑随着处理时间延长，5g和10g处理小型红火蚁的死亡率均呈上升趋势；处理5 h时，小型红火蚁的死亡率分别为73.33%和83.33%，对照为3.33%。处理1 h、2 h、3 h和4 h时，5 g与10 g处理间差异显著(P<0.05)，且均与对照差异显著(P<0.05)。处理5 h时，5 g与10 g处理间差异不显著(P<0.05)，但均与对照差异显著(P>0.05)。

2.1.2脐橙随着处理时间延长，5 g和10 g处理小型红火蚁的死亡率均呈上升趋势；处理9 h时，小型红火蚁的死亡率分别为43.33%和60.00%，对照为3.33%。处理1 h时，5 g和10 g处理与对照间差异均不显著(P>0.05)；处理2 h时，5 g与10 g处理间差异显著(P<0.05)，其中，5 g处理与对照差异不显著(P>0.05)，10 g处理与对照差异显著(P<0.05)。处理3 h、4 h和5 h时，5 g和10 g处理间差异显著(P<0.05)，且均与对照差异显著(P<0.05)。

注：图中不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)，下同。

Note: Different lowercase letters in the same figure indicates significant difference atP<0.05 level, the same below.

图1不同剂量各果皮挥发物熏蒸小型红火蚁的死亡率

Fig.1 Mortality of smallS.invictafumigated by volatile substances of imperial orange and navel orange in different doses

2.2皇帝柑和脐橙果皮挥发物对小型红火蚁行为的影响

2.2.1攀爬率从图2看出，小型红火蚁的攀爬率随处理剂量升高和时间延长而降低，其中皇帝柑果皮挥发物对小型红火蚁攀爬能力的抑制作用较脐橙的更显著。1)皇帝柑。5 g和10 g处理5 h时，小型红火蚁的攀爬率分别为13.33%和3.33%，对照为93.33%。处理1 h、2 h、3 h和4 h时，5 g与10 g处理间差异显著(P<0.05)，且二者均与对照差异显著(P<0.05)。处理5 h时，5 g与10 g处理间无显著差异(P>0.05)，但均与对照差异显著(P<0.05)。2)脐橙。5 g和10 g处理9 h时，小型红火蚁的攀爬率分别为53.33%和40.00%，对照为93.33%。处理1 h时， 5 g和10 g处理与对照间差异均不显著(P>0.05)。处理2 h、3 h、4 h和5 h时，5 g与10 g处理间无显著差异(P>0.05)，但均与对照差异显著(P<0.05)。

图2不同剂量各果皮挥发物熏蒸小型红火蚁的攀爬率

2.2.2行走率从图3看出，小型红火蚁的行走率随处理剂量升高和时间延长呈下降趋势，其中皇帝柑果皮挥发物对小型红火蚁行走能力的抑制作用的较脐橙的更显著。1) 皇帝柑。5 g和10 g处理5 h后，小型红火蚁的行走率分别为26.67%和6.67%，对照为96.67%。处理1 h时，5 g与10 g处理间差异显著(P<0.05)，其中，10 g处理与对照差异显著(P<0.05)，5 g处理与对照无显著差异(P>0.05)。处理2 h、3 h、4 h和5 h时，5 g与10 g处理间差异显著(P<0.05)，且均与对照差异显著(P<0.05)。2) 脐橙。5 g和10 g处理9 h时小型红火蚁的行走率分别为63.33%和50.00%，对照为96.67%。处理1 h和2 h时，5 g与10 g处理间差异显著，其中，10 g处理与对照差异显著(P<0.05)，5 g处理与对照无显著差异(P>0.05)。处理3 h、4 h和5 h时，5 g与10 g处理间无显著差异(P>0.05)，但均与对照差异显著(P<0.05)。

图3不同剂量各果皮挥发物熏蒸小型红火蚁的行走率

2.2.3抓附率从图4看出，小型红火蚁的抓附率随处理剂量升高和时间延长而降低，其中，皇帝柑果皮挥发物对小型红火蚁抓附能力的抑制作用较脐橙的更显著。1) 皇帝柑。5 g和10 g处理5 h时小型红火蚁的抓附率分别为40.00%和23.33%，对照为80.00%。处理1 h时，5 g与10 g处理间无显著差异(P>0.05)，但均与对照差异显著(P<0.05)。处理2 h、3 h、4 h 和5 h时，5 g与10 g处理间差异显著(P<0.05)，且均与对照差异显著(P<0.05)。2) 脐橙。5 g和10 g处理9 h时小型红火蚁的抓附率分别为63.33%和53.33%，对照为80.00%。处理1 h时， 5 g和10 g处理与对照间差异均不显著(P>0.05)。处理2 h、3 h、4 h和5 h时，5 g和10 g处理间无显著差异(P>0.05)，但均与对照差异显著(P<0.05)。

图4不同剂量各果皮挥发物熏蒸小型红火蚁的抓附率

3结论与讨论

研究结果表明，皇帝柑和脐橙果皮挥发物对小型红火蚁工蚁有良好的熏蒸活性，可以显著降低红火蚁的攀爬、行走和抓附等行为能力。其中，皇帝柑果皮挥发物对红火蚁的防控效果较脐橙的明显，且在试验剂量范围内，随剂量的增加防控效果增强。

小型红火蚁作为一种社会性昆虫，其攀爬、行走和抓附能力对其生存和觅食具有重要作用[20]。因此，研究熏蒸剂的抑制活性及对小型红火蚁行为的影响具有重大意义。

皇帝柑和脐橙果皮是一种天然、环保、绿色且低毒化的资源，通常情况下均被当作无用资源而被废弃。研究结果表明，皇帝柑和脐橙果皮对红火蚁有良好的防控效果，在卫生领域存在一定的应用前景。目前我国正在大力推行垃圾分类，以提高垃圾的资源价值和经济价值，力争物尽其用。皇帝柑和脐橙的果皮挥发物对红火蚁有良好的防控作用，因此，可以将其废物利用，放置于田间果园防控小型红火蚁。再者，由于皇帝柑和脐橙的果皮中含有熏蒸活性成分，其应用前景非常广阔，可以对其进行开发，形成绿色环保、低毒的熏蒸剂，以取代传统的化学杀虫剂，从而减缓传统化学杀虫剂带来的环境污染及抗药性增加等问题，进而达到绿色防控的目的。