2种植物源药剂对红火蚁工蚁的毒杀活性及行为影响

杨静美，叶 滔，张志祥，蔡奕浩，陈 趣，王文凯

(1.长江大学 农学院，湖北 荆州 434025； 2.仲恺农业工程学院 农业与生物学院，广东 广州 510225；3.广州医科大学 药学院，广东 广州 511436；4.天然农药与化学生物学教育部重点实验室/华南农业大学 农学院，广东 广州 510642)

红火蚁(SolenopsisinvictaBuren)是一种入侵生物，在多个国家和地区均有出现[1-2]。2004年，我国广东省吴川市首次发现红火蚁[3-4]。红火蚁对人类、农林业、生态等造成了极大的危害，甚至威胁到人类的安全[5-6]。化学杀虫剂如氟虫腈、联苯菊酯、氟蚁腙、呋虫胺等对红火蚁均有良好的毒力作用，但化学药剂的使用也给环境带来了一定的危害[7-10]。

关于植物源药剂对红火蚁作用的研究较多。试验表明，新月蕨的甲醇和乙酸乙酯提取物对红火蚁作用72 h后，LC50值分别为235.4、79.1 μg/g，表现出显著的毒杀红火蚁特性，且低质量浓度对红火蚁的行走和抓附能力也有一定的抑制作用[11]。新鲜、干燥、掉落的九里香叶提取物作用9 d后，小型红火蚁的死亡率分别为100.00%、83.33%、93.33%，大型红火蚁的死亡率分别为93.33%、60.00%、83.33%，红火蚁的行走率、抓附率、聚集率也有降低[12]。樟脑精油的熏蒸毒力试验表明，其对小型、大型红火蚁作用24 h后，LC50值分别为1.67、4.28 μg/mL，KT50值分别为10.82、14.73 h，对红火蚁的攻击、进食和攀爬行为都有一定的影响[13]。青蒿油中的物质对红火蚁有显著的熏蒸毒力[14]。鱼藤酮在毒理学上是专属性很强的物质[15]，是从鱼藤属等植物的根部提取出来的传统生物农药，对斜纹夜蛾(Spodopteralitura)、烟青虫(Helicoverpaassulta)和白蚁(Macroitermes)均有一定的防治效果。药后7 d，喷施4%鱼藤酮1 500 mL/hm2对斜纹夜蛾和烟青虫的防效分别为88.2%、92.2%，表现出良好的杀虫活性[16-17]。藜芦碱是一种植物源杀虫成分，具有触杀和胃毒作用，对韭蛆(Bradysiaodoriphaga)、斜纹夜蛾、菜青虫(Pierisrapae)、甘蓝蚜虫(Brevicorynebrassicae)等都有良好的毒杀活性，对人、畜低毒、低残留。0.5%藜芦碱可溶液剂对韭蛆三龄幼虫和卵的LC50值分别为0.488、55.685 mg/L[18]。但鱼藤酮、藜芦碱对红火蚁作用的研究报道较少，鉴于此，研究不同质量浓度的鱼藤酮和藜芦碱药剂对红火蚁工蚁的毒力及抓附率、聚集率、攀爬率、行走率等行为影响，旨在为利用生物农药防治红火蚁及其他有害生物提供借鉴。

1 材料和方法

1.1 试验材料

1.1.1 供试药剂 供试药剂为20%鱼藤根粉剂(鱼藤酮含量为7%)、98%藜芦碱，均由华南农业大学天然农药与化学生物学教育部重点实验室生产。

1.1.2 供试红火蚁 供试红火蚁为红火蚁工蚁，采集于仲恺农业工程学院白云校区。采集方法：在塑料桶壁上涂抹滑石粉，将红火蚁巢穴装入桶中，之后滴水慢灌，将红火蚁诱出，装入壁上涂有滑石粉的小塑料盒中(内有人工蚁巢)，用火腿肠饲养。试管中加入蒸馏水，用棉花塞紧管口，作为水源。饲养7 d后备用[19]。养虫室温度为25～28 ℃，湿度为70%～85%，光照/黑暗为14 h/10 h。挑选头宽约为0.7 mm的工蚁进行试验。

1.2 试验方法

1.2.1 鱼藤酮和藜芦碱溶液的配制 称取一定量的鱼藤酮粉末，超声波振荡条件下配制成0.04、0.07、0.35、0.70、0.88 mg/L的溶液，各处理均含0.05%吐温-80；将含量为98%的藜芦碱溶液配制成0.005、0.010、0.050、0.100、0.500 mg/L的溶液。

1.2.2 2种溶液对红火蚁工蚁的毒杀活性 采用水试管喂毒法进行毒力试验[20]。将不同质量浓度的鱼藤酮、藜芦碱溶液分别加入到2 mL的试管中，对照只加等量蒸馏水，试管口塞上棉花，以试管中的溶液不流出为宜。将装有不同质量浓度药液的试管分别放入规格一致的一次性塑料杯中，每个杯中放入20头红火蚁。每个处理设3个重复。处理后分别于1、3、5、7、9、11 d 观察红火蚁的死亡情况，死亡率计算公式：死亡率=死亡工蚁数/工蚁总数×100%。

1.2.3 2种溶液对红火蚁工蚁抓附率、聚集率、攀爬率、行走率的影响 红火蚁处理方法同1.2.2，之后振动塑料杯，待红火蚁分布在杯底并静置10 s后，将一张白纸紧贴于杯口，将杯子旋转180 °，杯口朝下停顿5 s，再翻转杯子回原来位置，观察并记录杯中剩余的红火蚁数，杯中剩余红火蚁即为不具有抓附能力的红火蚁。抓附率计算公式[21]：抓附率=(工蚁总数-杯中工蚁数)/工蚁总数×100%。

测定聚集率时，轻轻振动塑料杯，待红火蚁分布在杯底并静置10 s后，观测红火蚁的聚集情况，3只及以上能聚集成团的，便认为其具有聚集能力。聚集率计算公式：聚集率=聚集活工蚁数/工蚁总数×100%。

测定攀爬率时，取一长竹签，从竹签下端开始每隔1 cm作1个标记，轻触红火蚁使其攀爬，红火蚁能够在竹签上爬行3 cm以上便认为其具有攀爬能力。攀爬率计算公式：攀爬率=有攀爬行为的红火蚁数/工蚁总数×100%。

测定行走率时，将红火蚁工蚁挑到具有1 cm×1 cm小格的白纸上，红火蚁3 s内能爬行3 cm及以上，则认为其具有行走能力。行走率计算公式：行走率=有行走能力的红火蚁数/工蚁总数×100%。

1.3 数据分析

采用SAS 9.0进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 2种药剂对红火蚁工蚁的毒力作用

0.04、0.07、0.35、0.70、0.88 mg/L的鱼藤酮溶液处理1 d后，红火蚁工蚁的死亡率分别为0、0、15.00%、10.00%、10.00%，对照为0；处理5 d后红火蚁工蚁的死亡率分别为15.00%、40.00%、50.00%、50.00%、55.00%，对照为13.33%；处理11 d后，红火蚁工蚁的死亡率分别为55.00%、70.00%、80.00%、95.00%、100.00%，对照为30.00%，对照与处理间存在显著差异(P<0.05)(图1A)。各质量浓度对红火蚁工蚁均有一定的毒力作用，在试验质量浓度范围内，鱼藤酮溶液高质量浓度的毒力高于低质量浓度。0.35 mg/L以上质量浓度的鱼藤酮溶液作用11 d后，红火蚁工蚁的死亡率达到80%以上。

0.005、0.010、0.050、0.100、0.500 mg/L的藜芦碱溶液处理1 d后，红火蚁工蚁的死亡率分别为5.00%、6.67%、8.33%、10.00%、15.00%，对照为0；处理5 d后红火蚁工蚁的死亡率分别为20.00%、30.00%、35.00%、35.00%、36.67%，对照为13.33%；处理11 d后，红火蚁工蚁的死亡率分别为40.00%、46.67%、55.00%、63.33%、93.33%，对照为30.00%(图1B)。各质量浓度的藜芦碱溶液对红火蚁工蚁均有一定的毒杀活性，总体而言，在供试的质量浓度范围内，高质量浓度的毒杀作用强于低质量浓度。0.500 mg/L以上的藜芦碱溶液作用7 d后，红火蚁工蚁死亡率可达58.00%以上，11 d后可达93.00%以上。

上述结果表明，2种药剂对红火蚁工蚁均具有良好的毒杀活性。随着处理时间的延长，红火蚁工蚁死亡率越来越高。总的来说，供试质量浓度范围内，质量浓度越大，红火蚁工蚁的死亡率越高。

不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)，下同

2.2 2种药剂对红火蚁工蚁抓附率的影响

0.04、0.07、0.35、0.70、0.88 mg/L的鱼藤酮溶液处理1 d后，红火蚁工蚁的抓附率分别为100.00%、96.67%、85.00%、90.00%、90.00%，对照为100.00%；处理5 d后，红火蚁工蚁的抓附率分别为85.00%、60.00%、50.00%、50.00%、45.00%，对照为86.67%；处理11 d后，红火蚁工蚁的抓附率分别为40.00%、30.00%、20.00%、5.00%、0，对照为70.00%，对照与处理间存在显著差异(P<0.05)(图2A)。鱼藤酮对红火蚁工蚁的抓附率有一定影响，质量浓度越大，抓附率越低。

0.005、0.010、0.050、0.100、0.500 mg/L的藜芦碱溶液处理1 d后，红火蚁工蚁的抓附率分别为95.00%、93.33%、91.67%、90.00%、85.00%；处理9 d后，红火蚁工蚁的抓附率分别为65.00%、56.67%、51.67%、50.00%、21.67%，对照为81.67%；处理11 d后，红火蚁工蚁的抓附率分别为60.00%、53.33%、45.00%、36.67%、6.67%，对照为70.00%,对照与处理间存在显著差异(P<0.05)(图2B)。藜芦碱对红火蚁工蚁的抓附率有一定影响，质量浓度越高，抓附率越低。

图2 不同质量浓度鱼藤酮(A)和藜芦碱(B)对红火蚁抓附率的影响

2.3 2种药剂对红火蚁工蚁聚集率的影响

0.04、0.07、0.35、0.70、0.88 mg/L的鱼藤酮溶液处理5 d后，红火蚁工蚁的聚集率分别为85.00%、45.00%、20.00%、35.00%、30.00%，对照为80.00%；处理9 d后，在0.88 mg/L的鱼藤酮溶液作用下，红火蚁工蚁聚集率为0；处理11 d后，红火蚁工蚁的聚集率分别为25.00%、25.00%、15.00%、0、0，对照为65.00%，对照与处理间存在显著差异(P<0.05)(图3A)。鱼藤酮对红火蚁工蚁的聚集率有一定影响，质量浓度越高，红火蚁工蚁的聚集率越低。

0.005、0.010、0.050、0.100、0.500 mg/L的藜芦碱溶液处理1 d后，红火蚁工蚁的聚集率分别为93.33%、93.33%、90.00%、85.00%、80.00%，对照为96.67%；处理11 d后，红火蚁工蚁的聚集率分别为50.00%、40.00%、30.00%、20.00%、0，对照为65.00%，对照与处理间存在显著差异(P<0.05)(图3B)。藜芦碱对红火蚁工蚁的聚集率有一定影响，高质量浓度下，聚集率较低。

图3 不同质量浓度鱼藤酮(A)和藜芦碱(B)对红火蚁聚集率的影响

2.4 2种药剂对红火蚁工蚁攀爬率的影响

0.04、0.07、0.35、0.70、0.88 mg/L的鱼藤酮溶液处理11 d后，各质量浓度作用下红火蚁工蚁的攀爬率分别为45.00%、30.00%、20.00%、5.00%、0，对照为68.33%，对照与处理间差异显著(P<0.05)(图4A)。鱼藤酮对红火蚁工蚁的攀爬率有一定影响，鱼藤酮溶液质量浓度越高，红火蚁工蚁的攀爬率越低。

0.005、0.010、0.050、0.100、0.500 mg/L的藜芦碱溶液处理1 d后，红火蚁的攀爬率分别为95.00%、90.00%、88.33%、86.67%、83.33%，对照为100.00%；处理5 d后，红火蚁工蚁的攀爬率分别为78.33%、68.33%、63.33%、61.67%、60.00%，对照为86.67%；处理11 d后，红火蚁工蚁的攀爬率分别为58.33%、50.00%、41.67%、30.00%、5.00%，对照为68.33%，对照与处理间差异显著(P<0.05)(图4B)。藜芦碱对红火蚁工蚁的攀爬率有一定影响，质量浓度越高，红火蚁工蚁的攀爬率越低。

图4 不同质量浓度鱼藤酮(A)和藜芦碱(B)对红火蚁攀爬率的影响

2.5 2种药剂对红火蚁工蚁行走率的影响

0.04、0.07、0.35、0.70、0.88 mg/L的鱼藤酮溶液处理5 d后，红火蚁工蚁的行走率分别为80.00%、55.00%、45.00%、45.00%、40.00%，对照为85.00%；处理11 d后，红火蚁工蚁的行走率分别为40.00%、30.00%、15.00%、5.00%、0，对照为60.00%(图5A)。鱼藤酮对红火蚁工蚁的行走率有一定影响，鱼藤酮溶液质量浓度越高，红火蚁工蚁的行走率越低。

0.005、0.010、0.050、0.100、0.500 mg/L的藜芦碱溶液处理1 d后，红火蚁工蚁的行走率分别为95.00%、91.67%、90.00%、88.33%、81.67%，对照为100.00%；处理5 d后，红火蚁工蚁的行走率分别为78.33%、66.67%、63.33%、60.00%、56.67%，对照为85.00%；处理11 d后，红火蚁工蚁的行走率分别为58.33%、50.00%、41.67%、33.33%、5.00%，对照为60.00%(图5B)。藜芦碱对红火蚁工蚁的行走率有一定影响，质量浓度越高，行走率越低。

图5 不同质量浓度鱼藤酮(A)和藜芦碱(B)对红火蚁行走率的影响

3 结论与讨论

20%鱼藤根粉剂(含7%鱼藤酮)作用后21 d，对红火蚁工蚁的防效为98.25%，灭巢效果达95.32%，表明鱼藤酮对红火蚁具有一定的毒杀作用[22]。藜芦碱对甘蓝蚜虫有较高的触杀活性，其LC50值为 3.18 μg/mL，LC90值为18.89 μg/mL，能用于甘蓝蚜虫田间防治[23]。0.5%的藜芦碱使用量为1.275 kg/hm2时，对棉蚜有很好的防治效果[24]。2.4%的藜芦碱-阿维AS用量24 mg/kg对番茄根结线虫防效达84%[25]。本研究表明，各质量浓度的鱼藤酮溶液对红火蚁均有一定的毒杀作用。处理11 d后，在0.07 mg/L及以上质量浓度的鱼藤酮溶液作用下，红火蚁工蚁的死亡率分别为70.00%、80.00%、95.00%、100.00%，均在70.00%及以上。尤其在0.88 mg/L鱼藤酮溶液作用下，死亡率达100.00%，鱼藤酮溶液表现出极强的毒杀活性。处理11 d后，在0.100 mg/L藜芦碱溶液作用下，红火蚁工蚁的死亡率为63.33%，在0.500 m g/L藜芦碱溶液作用下，红火蚁工蚁的死亡率为93.33%，藜芦碱溶液表现出较强的毒杀活性。

红火蚁属于社会性昆虫，其攀爬能力、行走能力、抓附能力在觅食和生存活动中极为重要[26]。红火蚁行为能力降低，能减弱对人类、社会和生物环境的危害[27]。鱼藤酮根和非洲山毛豆叶的丙酮提取物对红火蚁的行走率和抓附率有显著的抑制作用，随时间延长，行走率和抓附率降低，效果优于98.6%的鱼藤酮原药[28]。本研究结果表明，鱼藤酮溶液对红火蚁工蚁的抓附率、行走率、攀爬率、聚集率均有一定的影响，能降低红火蚁工蚁的行为能力。处理11 d后，在0.88 mg/L的鱼藤酮溶液作用下，红火蚁工蚁的抓附率、聚集率、攀爬率、行走率都为0，对照则分别为70.00%、65.00%、68.33%、60.00%，对照与处理间差异显著(P<0.05)。0.500 mg/L的藜芦碱溶液作用11 d后，红火蚁工蚁的抓附率为6.67%，聚集率为0，攀爬率和行走率均为5.00%，对照分别为70.00%、65.00%、68.33%、60.00%，0.500 mg/L的藜芦碱溶液处理后红火蚁工蚁各项指标均显著低于对照(P<0.05)。2种药液作用后，红火蚁工蚁的行为能力均随着处理时间的延长而减弱，与上述鱼藤酮根和非洲山毛豆叶提取物的作用效果一致[28]。

室内试验表明，鱼藤酮、藜芦碱作为绿色环保、来源经济简便的生物农药[17-18]，在红火蚁防治方面都具有良好的发展前景。本试验仅在室内采用水试管喂毒法进行，田间是否有作用、对红火蚁大型工蚁是否有效、能否用其他方式如喷雾法等毒杀红火蚁，都有待进一步研究。