羊角拗对红火蚁的杀虫活性与行为抑制

2019-11-19黄玲俊肖春霞张志祥

广东农业科学 2019年9期

黄玲俊，肖春霞，张志祥

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

【研究意义】红火蚁(Solenopsis invicta Buren)原产于南美洲巴拉那流域，为膜翅目蚁科家蚁亚科火蚁属。其适生力强，习性凶猛，传播繁殖迅速，防治和铲除难度大，对入侵区域的人体安全、公共安全、农林畜牧业生产和生态环境危害严重，被列为世界上最危险的100种入侵有害生物之一[1-4]。从2004年在广东省吴川市发现入侵红火蚁以来，我国已先后在香港、澳门、福建等地发现了红火蚁入侵[5-6]。红火蚁已经被列为我国30种农业植物检疫性有害生物之一[7]。到2014年12月，中国大陆已经在11个省数10个地区发现红火蚁为害，并呈现进一步扩散蔓延的趋势[8]。因此，研究防治红火蚁的新型方法对人类安全、公共安全和生态环境等问题具有重大意义。

【前人研究进展】当前防治红火蚁的方法主要有检疫、物理、化学药剂和生物防治等[9]。在各种措施中，化学防治更容易在实际生活中推广应用，其中毒饵法被认为是最具有价值的方法[10]。目前，国内对红火蚁防治的化学药剂使用较多的是毒死蜱、氟蚁腙、多杀菌素、噻虫嗪、高效氯氰菊酯、虫螨腈、啶虫脒、吡虫啉、苏云金杆菌等[11-13]。虽然使用化学杀虫防治能在短时间内达到较好的防治效果，但也具有以下缺点：选择性低，易对原有土著动物造成破坏；传毒不彻底，易使群体迁移；易产生抗药性；有化学残留等。因此研究高效率、低毒、低残留、环境污染小的农药新品种是未来农药的发展趋势[14]。羊角拗〔Strophanthus divaricatus (Lour.) Hook.et Arn.〕为夹竹桃科植物，又名羊角纽、羊角藤、倒钓笔等，是主要分布于福建、广东、广西、贵州等地，具有杀虫功效，还可以祛风湿、通经络、解疮毒，常用其治跌打、蛇伤、骨折、风湿、多发性脓肿、小儿麻痹后遗症等疾病。据文献报道，羊角拗所含的主要化学成分为强心苷类化合物，如羊角拗苷(divaricoside)[15]。赵红梅等研究证实羊角拗苷具有良好的杀虫活性[16-17]。因此，羊角拗的种植兼具生态价值和经济价值。

【本研究切入点】本研究利用天然植物羊角拗防治红火蚁。植物源农药具有不破坏生态环境、靶标有害生物不易产生抗药性、对非靶标生物安全、活性成分的作用方式特异等特点，在有机农业领域得到广泛应用[18]。而目前尚未有羊角拗应用于红火蚁防治的报道。【拟解决的关键问题】测定羊角拗对红火蚁中小型工蚁的杀虫活性和对其行为能力的抑制效果，以期为应用羊角拗科学防控红火蚁提供一定的参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

红火蚁、羊角拗叶、沙土于2018年8月采自华南农业大学校园内。红火蚁采集和饲养方法参照文献[19-20]，用塑料桶从室外采回一个带土红火蚁蚁群，在室内放置1～2 d，采用滴水法使红火蚁从土中转出。用漏勺将蚁群转入盒壁涂有滑石粉的塑料盒中饲养，塑料盒内放置人工蚁巢、水试管和足量火腿肠。本研究选用小、中型工蚁进行试验，中型工蚁长度为5～6 mm，小型工蚁长度为 3～4 mm[21-23]。

1.2 试验方法

1.2.1 羊角拗叶的水浸土壤配置方法将3只底部扎有均匀针孔的直筒杯（高6 cm，直径8 cm）装满土后，将粉碎的羊角拗叶均匀铺撒在土壤表面，叶片质量设置0.5、1、2 g 3个处理，土壤自碎叶以下按深度分为 0～1.2、1.2～2.4、2.4～3.6 cm，用装有自来水的实验喷雾瓶模拟下雨情景，直至容器底部有水滴匀速滴落而不成流。静置2 h，除去表层碎叶，取出同一杯中同一深度的土壤，并均等分成3份，分别装入杯口至以下3 cm 涂有聚四氟乙烯的干燥塑料杯( 高9 cm，直径7 cm)，各重复土壤重约20 g，每杯放入25只中小型工蚁。对照仅用自来水处理，将静置2 h后，将杯内的土壤混匀，取出相等重量的土壤放入塑料杯，同样设置3个重复，每杯放入25只中小型工蚁。试验时间为7 d，所用红火蚁工蚁均取自同一蚁巢。

1.2.2 羊角拗叶对红火蚁工蚁毒杀活性的测定在1.2.1的方法基础上，每天测定羊角拗对中小型工蚁的毒杀活性。观察并记录各组工蚁的死亡数量，计算死亡率，死亡率（%）= (死亡的工蚁数/存活工蚁总数)×100。

1.2.3 羊角拗叶对红火蚁工蚁攀爬能力的影响每天测定羊角拗叶对中小型工蚁攀爬能力的影响，轻微震动塑料杯使工蚁在杯底处散开，将普通长竹签放入塑料杯中，将爬上竹签的工蚁转移至另一干净的空塑料杯中，能成功转移而不掉落的工蚁认定其具有攀爬能力。计算攀爬率，攀爬率（%）=（具有攀爬能力工蚁数/存活工蚁总数）×100。

1.2.4 羊角拗叶对红火蚁工蚁行走能力的影响每天测定羊角拗叶对中小型工蚁行走能力的影响，参照刘娜等[24]的方法：将工蚁置于平放的坐标纸（50 cm×50 cm）中间，同时用手机拍摄工蚁行走视频，观察工蚁的行走情况，连续行走3 s以上认定其具有行走能力。计算行走率，行走率（%）=（具有行走能力工蚁数/存活工蚁总数）×100。

采用Excel2016对测定的红火蚁中小型工蚁死亡率、攀爬率、行走率等数据进行分析。

2 结果与分析

2.1 羊角拗叶对红火蚁工蚁的毒杀活性

0.5 g羊角拗叶对红火蚁小型工蚁有良好的毒杀作用，对中型工蚁有一定的毒杀作用。从图1 可见，各土壤深度小型工蚁死亡率分别为80.00%、60.00%、85.33%,明显高于对照死亡率8.00%；各土壤深度中型工蚁死亡率分别为37.33%、34.67%、40.00%，均高于对照死亡率9.33%。

1 g羊角拗叶对红火蚁小型工蚁具有良好的毒杀作用，对中型工蚁有一定的毒杀作用。从图2可见，各土壤深度小型工蚁死亡率为50.67%、62.67%、88.00%，明显高于对照死亡率8.00%；中型工蚁死亡率分别为33.33%、33.33%、40.00%，明显高于对照死亡率9.33%。

2 g羊角拗叶对小型工蚁有明显的毒杀作用，对中型工蚁的毒杀作用不明显。从图3可见，各土壤深度小型工蚁死亡率分别为90.67%、88.00%、73.33%，明显高于对照死亡率8.00%；中型工蚁死亡率分别为18.67%、28.00%、12.00%，对照死亡率为9.33%。

图1 0.5 g羊角拗叶对红火蚁的毒杀活性Fig.1 Mortality rate of RIFA treated with fresh smashed leaves of S.divaricatus (0.5 g)

图2 1 g羊角拗叶对红火蚁的毒杀活性Fig.2 Mortality rate of RIFA after treated with fresh smashed leaves of S.divaricatus (1.0 g)

图3 2 g羊角拗叶对红火蚁的毒杀活性Fig.3 Mortality rate of RIFA treated with fresh smashed leaves of S.divaricatus (2.0 g)

2.2 羊角拗叶对红火蚁工蚁攀爬能力的影响

经0.5 g羊角拗叶处理后，小型工蚁攀爬率明显降低，中型工蚁攀爬率降低效果不明显。从图4可见，处理后7 d，各土壤深度小型工蚁攀爬率分别为14.67%、12.00%、9.33%，均明显低于对照攀爬率86.67%；中型工蚁攀爬率分别为61.33%、51.33%、65.33%，均低于对照攀爬率88.00%。

经1 g羊角拗叶处理后，红火蚁小型工蚁攀爬率明显降低，中型工蚁攀爬率有一定的降低。从图5可见，处理后7 d，各土壤深度小型工蚁攀爬率分别为49.33%、33.33%、4.00%，明显低于对照死亡率86.67%；中型工蚁攀爬率分别为61.33%、49.33%、56.00%，均低于对照攀爬率88.00%。

图4 0.5 g羊角拗叶对红火蚁攀爬能力的影响Fig.4 Climbing rate of RIFA treated with fresh smashed leaves of S.divaricatus (0.5 g)

图5 1 g羊角拗叶对红火蚁攀爬能力的影响Fig.5 Climbing rate of RIFA treated with fresh smashed leaves of S.divaricatus (1.0 g)

经2 g羊角拗叶处理后，红火蚁小型工蚁攀爬率明显降低，中型工蚁攀爬率有一定的降低。从图6可见，各土壤深度小型工蚁攀爬率分别为5.33%、1.33%、18.67%，明显低于对照攀爬率86.67%；中型工蚁攀爬率分别为80.00%、66.67%、84.00%，低于对照攀爬率88.00%。

2.3 羊角拗叶对红火蚁工蚁行走能力的影响

经0.5 g羊角拗叶处理后，红火蚁小型工蚁行走率明显降低，对中型工蚁行走率有一定的抑制作用。从图7可见，各土壤深度小型工蚁行走率分别为16.00%、13.33%、9.33%，明显低于对照行走率88.00%；中型工蚁攀爬率分别为61.33%、65.33%、54.67%，均低于对照攀爬率89.33%。

图6 2 g羊角拗叶对红火蚁攀爬能力的影响Fig.6 Climbing rate of RIFA treated with fresh smashed leaves of S.divaricatus (2.0 g)

图7 0.5 g羊角拗叶对红火蚁行走能力的影响Fig.7 Walking rate of RIFA after treated with fresh smashed leaves of S.divaricatus (0.5 g)

经1 g羊角拗叶处理后，红火蚁小型工蚁行走率明显降低，中型工蚁行走率有一定的降低。从图8可见，各土壤深度小型工蚁行走率分别为49.33%、33.33%、5.33%，明显低于对照行走率88.00%；中型工蚁行走率分别为61.33%、50.67%、57.33%，低于对照攀爬率89.33%。

经2 g羊角拗叶处理后，红火蚁小型工蚁行走率明显降低，中型工蚁行走率有一定的降低。从图9可见，小型工蚁行走率分别为4.00%、4.00%、18.67%，明显低于对照行走率88.00%；中型工蚁行走率分别为80.00%、69.33%、86.67%，低于对照攀爬率89.33%。

3 讨论

试验结果显示羊角拗对红火蚁中小型工蚁具有良好的毒杀活性和行为抑制作用。羊角拗是华南山坡常见的野生灌木，其活性成分是天然物质,在环境中能完全降解，无残留污染[25-26]。国内外均有利用羊角拗根做杀虫剂的报道，但目前关于利用羊角拗叶防治红火蚁的报道罕见，而采集一定数量的叶片于植物生长无害，因此利用其叶中的成分显然更具有生态价值和经济价值。

图8 1 g羊角拗叶对红火蚁行走能力的影响Fig.8 Walking rate of RIFA treated with fresh smashed leaves of S.divaricatus (1.0 g)

图9 2 g羊角拗叶对红火蚁行走能力的影响Fig.9 Walking rate of RIFA treated with fresh smashed leaves of S.divaricatus (2.0 g)

红火蚁是一种适生性很强的入侵生物，入侵到新的环境就会迅速筑巢，利用红火蚁在土壤中穿梭搬运土壤的过程，羊角拗中的水溶性成分可进入红火蚁体内。在巢内黑暗条件下，由于红火蚁的交哺和清洁行为[27-28]，药剂得以在蚁群中传播，表现出良好的慢性毒杀活性，并降低了红火蚁的攀爬能力和行走能力。红火蚁的野外生存环境条件复杂，对植株、土粒、石块及巢壁的攀爬能力是其生存能力的重要体现[29]，而丧失行走能力将难以躲避天敌的攻击，工蚁回巢率也就明显降低，从而影响蚁群的食物供应，使蚁群生活质量下降，最终导致红火蚁死亡率大大提升，从而有效控制红火蚁的数量和蔓延。

本试验中，羊角拗对红火蚁工蚁的杀虫毒性表现为相对较慢的作用。处理后3 d，工人死亡率、行走率、攀爬率变化不明显，直至处理后6 d，工蚁死亡率开始明显上升，而行走率和攀爬率开始显著下降。因此，红火蚁的正常生活行为可能不会立即被打断并迅速死亡，则毒性会在一段时间后慢慢感染整个蚁群，不会造成红火蚁弃巢的蔓延。试验结果表明，叶片质量为2.0 g时对红火蚁小型工蚁毒杀效果最好，处理后7 d，由浅至深各土层小型工蚁死亡率分别为90.67%、88.00%、73.33%，明显高于对照死亡率8.00%，对其行走能力和攀爬能力的抑制作用最强，叶片质量为0.5 g次之，叶片质量为1.0 g效果最差，试验叶片质量与红火蚁的毒杀活性并不具同增效果。羊角拗对红火蚁中型工蚁的毒杀活性和行为影响随着试验叶片质量的增加而降低。当叶片质量相同时，羊角拗对红火蚁小型工蚁的毒杀作用和对其行走能力、攀爬能力的降低作用均强于中型工蚁。

本试验结果显示羊角拗叶对中小型红火蚁工蚁有一定的防治作用，但土壤深度对药剂的作用效果没有明确的影响，尚需进一步试验验证，试验采用沙质土壤，而不同土壤的作用差别尚需进一步研究。