不同植物材料对烟草甲的引诱效果分析

赵艳珍，邓宾玲，郭建华，轩贝贝，孟祥宇，余 涵，宋纪真，奚家勤*

1. 中国烟草总公司郑州烟草研究院，郑州高新技术产业开发区枫杨街2 号 450001 2. 广西中烟工业有限责任公司，南宁市西乡塘区北湖南路28 号 530001

烟草甲属鞘翅目窃蠹科昆虫，广泛分布于热带和温带地区[1]。一年繁殖3～6 代，食物来源复杂，可为害各类谷物、豆类、香辛料、烟草、坚果、油籽、茶叶、中草药、皮革、书籍以及家具等[2-5]。烟草甲尤其喜好取食醇化烟叶，是仓贮烟叶的主要害虫，在卷烟车间和零售环节也均有发生。在卷烟中可蛀食烟丝、蛀穿卷烟纸，在烟嘴和卷烟纸表面留存排泄物和虫尸等，严重影响卷烟品质[6]。前人对烟草甲为害损失的调查表明，卷烟企业的虫害直接损失率约为0.215%，其为害程度远高于其他害虫[7-8]，已成为世界性的贮烟害虫之一。目前药剂熏杀仍是防控烟草甲的重要手段，其中，磷化氢是较为常用的化学熏蒸剂[9]。但化学药剂的长期使用，会对环境安全及人类健康等产生不利影响[10]。为加快实现高毒农药淘汰的目标，近年来高毒农药被禁用步伐明显加快，被保留的高毒农药如磷化铝的使用范围也被大大削减[11]。另外，防虫磷、杀虫松、凯安保等化学防护剂也被用来治理贮烟害虫[12]，虽然其对烟草甲防治效果较好，但使用不合理时容易在土壤、水体等环境中残留。因此，亟待寻找生态友好、绿色安全的烟草甲防治措施。已有报道植物材料或其中的化学成分能引诱烟草甲，使其趋向取食场地[13]，但不同植物材料对烟草甲的引诱效果存在较大差异。Phoonan 等[14]对5 种植物材料进行筛选，发现桑叶茶、辣椒等对烟草甲的引诱效果较好；吕建华等[15]利用“Y”型嗅觉仪测试发现，烟叶、苍耳子、蛇床子、麦粒对烟草甲成虫引诱作用较强。另有研究表明，植物气味具有协同增强信息素效果的作用，能与性信息素结合使用来诱捕害虫[16-18]。但目前对烟草甲引诱效果较好的植物材料相对较少，针对材料提取物及有效引诱成分的分离也较为欠缺。为此，选取辣椒、花椒、陈皮、香叶、白豆蔻、甘草、当归、白芷、罗汉果和绿茶等10 种具有不同特征气味的植物材料，分别测试其粉末、单一溶剂提取物、组合溶剂提取物等对烟草甲成虫的引诱效果，旨在寻找植物引诱材料防控烟草加工、贮存等环节害虫的模式，为烟草甲的有效防治奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

1.1.1 供试昆虫

试验用烟草甲由中国烟草总公司郑州烟草研究院烟草仓贮实验室人工饲养，在实验室条件下纯化3 代，备用。饲养食料：90%全麦粉+10%酵母粉；饲养条件：温度（28±2）℃，相对温度70%±5%。试验前挑取羽化1～2 周的成虫，放入不含饲料的空玻璃瓶中饥饿处理24 h，备用。

1.1.2 供试植物材料

选取辣椒、花椒、陈皮、香叶、白豆蔻、甘草、当归、白芷、罗汉果和绿茶等10 种经自然干燥后的植物材料。用高速万能粉碎机间歇粉碎4 次，每次10 s，并过450 μm 筛，称量后放入棕色试剂瓶中，密封保存。样品信息见表1。

表1 植物样品信息Tab.1 Information on plant samples

1.1.3 试剂与仪器

甲醇、正己烷（色谱纯，上海安谱实验科技股份有限公司）；无水乙醇（微生物级，上海生工生物工程股份有限公司）。

QQM4-150 型昆虫四臂嗅觉仪（上海启前电子科技有限公司）；FW100 型高速万能粉碎机（天津市泰斯特仪器有限公司）；R-210 型旋转蒸发仪（瑞士BUCHI 公司）；LT5001E 电子天平（感量0.1 g，常熟市天量仪器有限公司）；BSA2245-CW电子天平（感量0.000 1 g，德国Sartorius 公司）；KQ-700DB 型数控超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）。

1.2 方法

1.2.1 植物材料粉末对烟草甲成虫的引诱试验

称取0.5 g 待测植物材料粉末，将其装入移液枪枪头（容积1 mL），并置于四臂嗅觉仪的其中一个梨形瓶中，正对侧的梨形瓶也为装有0.5 g 同种植物粉末的枪头，二者均作为试验组；其余两个梨形瓶作为对照组，仅放入空枪头，且对照组梨形瓶具有一定的气味缓冲作用。因为烟草甲有进入狭窄空间的倾向[19]，所以，本研究中利用实验室昆虫四臂嗅觉仪对各植物材料进行测试。四臂嗅觉仪活动室直径150 mm，支臂长140 mm，玻璃梨形瓶容积为100 mL。试验避光进行，并在嗅觉仪上方约300 mm 处加装包有红布的日光灯管。嗅觉仪四壁和盖子进行打蜡处理，以降低摩擦，消减静电吸附，防治烟草甲逃逸。试验时挑取饥饿处理24 h且行为正常的成虫20 头，接入四臂嗅觉仪并由其中央释放。接虫后30 min 和60 min 各观察1 次烟草甲在嗅觉仪中的分布情况，并分别记录处理支臂和对照支臂中的烟草甲头数，将爬行至距支臂进气口10 cm 以内的视为有行为选择反应的试虫，其余个体视为无行为选择反应的试虫。四臂嗅觉仪中的气流速度控制在120～160 L/min。每处理重复6 次，每3 组试验结束后，用75%的无水乙醇清洗嗅觉仪并用吹风机吹干，调换处理支臂和对照支臂位置后再进行重复测定。每头成虫只测试1 次，不区分性别，并计算引诱指数。

根据You 等[20]的驱避系数计算方法，确定引诱指数计算公式：

式中：AI 为引诱指数；T 为处理支臂烟草甲成虫头数，头；C 为对照支臂烟草甲成虫头数，头。若AI 出现负数，则为驱避作用。

1.2.2 植物单一溶剂提取物对烟草甲成虫的引诱试验

选取引诱效果较好的几种植物材料，称取50 g 过筛后的植物粉末移至500 mL 玻璃瓶中，并加入200 mL 极性有机溶剂甲醇进行超声提取，设定超声频率为60 kHz，超声时间为60 min。所得溶液经减压过滤后，用旋转蒸发仪在55 ℃，30 kPa条件下，浓缩得到植物材料甲醇提取液，并将其避光、低温、密封保存，备用。为提高植物提取物的挥发效率，在四臂嗅觉仪的各梨形瓶中分别装入指甲盖大小的石英纤维棉，并在试验组的石英棉中加注未经稀释的植物材料提取物100 μL，对照组注入等量的相应溶剂。由于植物提取物较易挥发，所以在接虫后15 min 观察烟草甲在嗅觉仪中的分布情况，其他操作与试验1.2.1 节相同，测定烟草甲对待测植物材料甲醇提取物的行为选择反应。将上述步骤中的溶剂甲醇分别换成极性有机溶剂乙醇和非极性有机溶剂正己烷，重复上述操作，测定烟草甲对植物材料乙醇和正己烷提取物的行为选择反应。另外，试验前先将3 种有机溶剂甲醇、乙醇、正己烷对烟草甲成虫的引诱活性进行独立测试，以排除溶剂本身对试验的干扰。

1.2.3 植物组合溶剂提取物对烟草甲成虫的引诱试验

用极性的甲醇、乙醇分别与非极性正己烷组合对引诱效果较好的植物粉末进行提取，按照试验1.2.2 节的方法得到甲醇和乙醇提取物后，向旋蒸烧瓶中加入50 mL 正己烷，在50 ℃、40 kPa 条件下再次旋蒸，分别得到植物材料的甲醇正己烷提取液和乙醇正己烷提取液，避光、低温、密封保存，备用。在接虫后15 min 观察烟草甲在嗅觉仪中的分布情况，其他操作同1.2.1 节，测定烟草甲对植物组合溶剂提取物的行为选择反应。

1.3 数据处理

使用DPS 7.05 软件进行单因素试验的统计分析，利用Excel 2010 和Origin 9.0 软件进行数据处理和作图，采用Duncan's 新复极差法进行数据间差异的多重比较。

2 结果与分析

2.1 植物材料粉末对烟草甲成虫的引诱活性

烟草甲成虫对不同植物材料粉末的行为选择结果见表2。由表2 可以看出，同一时间内，10 种不同植物材料粉末的引诱活性存在一定差异；同一植物材料，不同处理时间植物粉末的引诱活性也存在差异。接虫后30 min 时，植物粉末引诱活性从高到低依次为辣椒、罗汉果、白芷、绿茶、花椒、甘草、当归、香叶、白豆蔻、陈皮；与对照相比，辣椒粉末对烟草甲成虫具有极显著的吸引作用，引诱指数达到73.63%；罗汉果、白芷、绿茶3 种植物也表现出较强的引诱活性，引诱指数均在45%以上；而陈皮的驱避活性最高，对照支臂烟草甲成虫头数明显多于处理支臂，其引诱指数为64.29%，即其驱避指数为64.29%；白豆蔻次之，驱避指数接近40%；接虫后60 min 时，白豆蔻由驱避活性转为引诱活性，但其引诱作用效果不显著，引诱指数仅为7.69%；甘草、当归、香叶3 种材料无明显引诱活性或驱避活性。在表现出引诱活性的6 种植物材料中，除绿茶和甘草随时间延长引诱指数略有增加外，其余4 种植物材料引诱指数均出现小幅度下降。

2.2 植物单一溶剂提取物对烟草甲成虫的引诱活性

辣椒、罗汉果、白芷、绿茶4 种植物材料的甲醇、乙醇和正己烷提取液的引诱活性见图1。从图1 中可以看出，烟草甲成虫对极性有机溶剂甲醇、乙醇和非极性溶剂正己烷3 种单一溶剂均没有表现出行为趋性反应。不同植物的同种溶剂提取物对烟草甲成虫的引诱活性存在一定差异，同种植物不同提取物对烟草甲成虫的选择行为也存在差异。4 种植物材料的正己烷提取物对烟草甲成虫的引诱效果相对较好，甲醇和乙醇提取物引诱效果相对较差。辣椒的3 种提取物中，以正己烷提取物的引诱效果最好，引诱指数达43.44%，其次为甲醇提取物，乙醇提取物引诱指数的标准误差超过了引诱指数本身的数值，因此，辣椒乙醇提取物对烟草甲成虫无引诱活性；罗汉果除正己烷提取

表2 烟草甲成虫对不同植物材料粉末的行为选择①Tab.2 Behavior selection of L. serricorne adults to different plant material powder

物表现出弱引诱活性外，其余两种提取物均没有表现出引诱活性；白芷的正己烷提取物引诱效果优于其他两种提取物的效果，引诱指数为29.62%；绿茶的3 种提取物中，乙醇提取物的引诱效果最好，对烟草甲成虫的引诱指数达40.40%，其余两种提取物无引诱活性。

2.3 植物组合溶剂提取物对烟草甲成虫的引诱活性

图1 植物单一溶剂提取物对烟草甲成虫的引诱活性Fig.1 Attractive activities of plant extracts with single solvent on L. serricorne adults

图2 植物组合溶剂提取物对烟草甲成虫的引诱活性Fig.2 Attractive activities of plant extracts with combined solvents on L. serricorne adults

辣椒、绿茶、罗汉果、白芷4 种植物材料的甲醇正己烷提取物、乙醇正己烷提取物对烟草甲成虫的引诱活性结果如图2 所示。由图2 可以看出，就植物材料而言，辣椒的甲醇正己烷和乙醇正己烷组合溶剂提取物引诱效果均较好，引诱指数分别为56.42%和67.46%；绿茶和罗汉果两种植物材料的乙醇正己烷提取物引诱效果显著，引诱指数分别为61.09%和58.66%，但甲醇正己烷提取物引诱活性较差；白芷的两种组合溶剂提取物无明显引诱活性和驱避活性。就两种组合溶剂提取物而言，植物乙醇正己烷组合溶剂提取物对烟草甲的引诱效果明显优于甲醇正己烷组合溶剂提取物。

3 讨论

已有研究证明，植物气味对于昆虫是一种有效的引诱物。由于贮藏害虫多是杂食性的，通常利用植物的挥发性化学信息物质来寻找食物和产卵地点[16-17]，因此，可以利用贮藏害虫对植物气味的趋向行为监测害虫的发生情况[14，21]，并进一步实现对烟仓害虫的空间治理。本研究通过增加植物材料的种类及有机溶剂的类型，并利用四臂嗅觉仪测试所选植物材料在粉末、单一溶剂提取、组合溶剂提取3 种状态下对烟草甲成虫的引诱效果。结果表明辣椒的引诱效果相对较好，这与Mahroof 等[3]、徐帅帅等[22]的研究结果一致。在4种引诱效果较好的植物材料粉末中，白芷的引诱指数仅次于辣椒和罗汉果，此结果与熊威[23]报道的试验结果不同，具体原因还需要进一步分析。

辣椒、罗汉果、白芷、绿茶4 种植物材料在粉末状态下对烟草甲成虫的引诱效果好于其提取物，这可能是因为旋转蒸发过程导致植物材料中的部分有效成分随溶剂一起蒸发，从而影响提取物的引诱活性。在植物材料单一溶剂提取物中，其正己烷提取物引诱效果较甲醇和乙醇好，可能因为对烟草甲起作用的成分大部分是非极性的。植物材料组合溶剂提取物引诱效果好于单一溶剂提取物，这说明有吸引力的活性成分既包含非极性的部分，又包含极性的部分；甲醇和正己烷的互溶性相对较差，这可能是导致植物材料甲醇正己烷提取物作用效果弱于乙醇正己烷的原因。

另外，在10 种被测试植物材料中，白豆蔻表现一定的驱避活性，随时间的延长，靠近处理支臂的烟草甲成虫会展露鞘翅下的膜翅，并最终死亡，这说明白豆蔻可能对烟草甲成虫有一定的熏杀作用，而此前曾报道肉豆蔻对烟草甲有熏杀活性[24]，虽然白豆蔻和肉豆蔻均为中草药，但形态和功能上存在较大差异，而对白豆蔻的熏杀活性有待进一步研究。

4 结论

①在10 种植物材料中，辣椒、罗汉果、白芷、绿茶粉末对烟草甲成虫有明显的引诱效果，其中，辣椒引诱效果最佳，引诱指数达到73.63%。②4 种植物材料单一溶剂提取物中，辣椒正己烷提取物和绿茶乙醇提取物引诱效果较好，引诱指数均高于40%，但其与粉末引诱效果间存在显著差异。③4 种植物材料的甲醇正己烷和乙醇正己烷两种组合溶剂提取物中，就植物而言，辣椒的引诱效果最好，其次为绿茶；就组合溶剂而言，植物材料的乙醇正己烷提取物所表现的引诱效果明显好于甲醇正己烷。