铁皮石斛蜗牛为害调查及茶皂素活性试验初报

孙晗靖，滕莹，金雅慧，王灵玲，缪强*，陆文军

(1.杭州市富阳区农业技术推广中心,浙江 杭州 311400；2.杭州市富阳区植物检疫所,浙江 杭州 311400；3.春江街道农业技术推广中心,浙江 杭州 311400)

在杭州市富阳区开展铁皮石斛(Dendrobiumcandidum)大棚设施、林下原生态及仿生栽培过程中，因铁皮石斛温暖湿润和半阴半阳栽培环境与蜗牛适生环境近似，极易造成蜗牛滋生，表现为咬食石斛茎、叶、花、嫩芽等,甚至啃食全株，导致植株死亡。蜗牛爬行时留下白色黏液及粪便对石斛生长极其不利，严重影响石斛品质和产量,蜗牛已成为石斛生产中需严加防控的对象。

茶皂素是一类结构相近的三萜类皂苷糖苷化合物[1]，具有乳化、分散、湿润、发泡等表面活性及溶血、鱼毒、抗渗消炎等生物活性[2-3]。作为优良的农药助剂茶皂素可以促进某些农药在作物叶片上的沉积量,增加药效[4-8]。茶皂素对双翅目(家蝇)、鳞翅目(菜青虫、小夜蛾、甜菜夜蛾、茶尺蠖)、半翅目(棉蚜、茶小绿叶蝉)害虫及线虫表现出明显的生物活性(毒性)[9-13]，同时对蚯蚓、田螺、钉螺、福寿螺等冷血动物也具有很强的毒杀活性[14-25]，茶皂素对蜗牛的防治潜力也有一些探讨[26-27]。我们通过铁皮石斛蜗牛为害的调查，明确富阳区本地为害优势种；开展茶皂素对蜗牛活性作用室内药效试验和田间试验效果测定，为铁皮石斛生产绿色防控药剂和方法提供数据支撑。

1 材料与方法

1.1 供试材料

1.1.1 供试蜗牛

蜗牛为田间捕捉成贝，置于室温(25±1)℃、相对湿度80.0%±10%养虫室养虫盒(15 cm×8 cm×6 cm)内以新鲜生菜饲养。饲喂复壮2 d后,挑选活性良好、个体大小基本一致、开口活动的蜗牛进行试验。

1.1.2 供试植物

试验植物选用盆栽生菜，分批种植在中国林业科学院亚热带林业研究所温室中。在基质中育苗，等长到有3～5张叶片时移栽到直径8 cm、高12 cm的塑料盆中。选用7～8片叶的生菜进行茶皂素生物测试。

1.1.3 供试药剂

96%茶皂素纯品，由中国林业科学院亚热带林业研究所林产化工团队分离提纯；吐温-80(Tween-80)，由上海国药集团生产。

1.2 方法

1.2.1 富阳地区石斛蜗牛种类和优势种调查

于2019年6月12—18日雨季下雨后当天的晚间,在洞桥镇查口村铁皮石斛种植基地和黄公望铁皮石斛野外种植基地进行实地调查。利用野外工作灯照明，调查有害软体动物发生为害情况。收集健康蜗牛标本,寄送软体动物分类专家鉴定(活体标本置于装有生菜叶网封塑料盒中，防止活体标本寄送途中死亡并腐烂影响鉴定结果)，依据采集蜗牛数量及为害率确定为害优势种。

1.2.2 供试蜗牛行为习性观察

用塑料收纳箱(50 cm×30 cm×40 cm)作为饲养间，在箱底部放入10 cm厚湿润基质，在基质上摆放2盆铁皮石斛供蜗牛取食。同时在收纳箱内接入50只供试蜗牛,每天观察其活动、行为特征及习性，每2 h记录1次。

1.2.3 茶皂素对蜗牛生物活性室内药效测定

采用十字选择仪测定茶皂素对供试蜗牛取食影响。十字选择仪为自制,用木质材料制成，十字长度25 cm,中心交合区长、宽均5 cm。取食选择试验在中国林业科学院亚热带林业研究所温度(25±1)℃、相对湿度70.0%±10.0%、自然光照的养虫室内进行。选择生长基本一致的盆栽生菜，自基部切断后作为蜗牛食物。将配置好的茶皂素溶液均匀喷施于生菜叶片正反面作为处理,以喷施清水作对照，以叶片刚有液体滴下为准。试验时，先将十字选择仪底部湿润，再将经同一浓度茶皂素处理过生菜和清水浸过的生菜分别间隔放入十字选择仪的一端，在十字选择仪中心接入20头供试蜗牛让其自由选择取食。试验自20：00开始，12 h后统计不同生菜上(所在)蜗牛数量。茶皂素设置5个浓度梯度，分别为0.1、0.2、0.3、0.4和0.5 mg·mL-1，每浓度重复3次。生菜叶及蜗牛均只使用1次。

1.2.4 田间试验

试验在中国林业科学院亚热带林业研究所黄公望试验林场铁皮石斛种植基地内进行(120°00′36″E,30°06′02″N)。选择2个长势一致、蜗牛发生较为严重的临近种植区进行试验，每个苗床面积约20 m2，铁皮石斛的种植密度为6株·m-2。

选用0.3 mg·mL-1茶皂素溶液对一个试验区内铁皮石斛进行喷雾防治，另一个试验区以喷清水作为对照。喷雾前,先抽样调查每块样地蜗牛的发生基数。调查时，在2个试验区内分别随机选定5个试验小区(面积1 m2左右)，于21：00调查统计各自小区蜗牛侵入数量。

施药后每晚检查一次，调查时间为21：00,统计各小区蜗牛侵入的数量，持续检查5 d。

1.3 数据处理

运用DPS数据处理系统(V14.10)进行数据分析统计。在取食选择试验中，蜗牛对不同处理生菜的选择偏好进行重复适合性G检验；在田间防治试验中，不同处理小区内蜗牛的侵入数量采用单因素方差分析，选P<0.05显著水平。

2 结果与分析

2.1 为害种类和优势种

蔬菜、大豆、棉花等田间蜗牛为害优势种[28-35]主要为巴蜗牛科的同型巴蜗牛或灰巴蜗牛。在富阳区洞桥镇查口村和黄公望林场铁皮石斛种植基地进行的蜗牛种类及发生情况调查发现，在大棚和野外种植区为害铁皮石斛的蜗牛主要有海南小囊螺、琥珀螺、灰巴蜗牛、同型巴蜗牛和扁形小囊螺5种(表1)。从调查期内各种蜗牛采集数量和为害情况分析,富阳区以扁形小囊螺为铁皮石斛为害优势种，在黄公望林场野外种植区部分样地内虫口达到102头·m-2。从采集地点分析,野外仿生种植区蜗牛数量极显著多于大棚铁皮石斛种植区(P<0.01,t检验)。

表1 杭州市富阳区石斛蜗牛的为害情况

2.2 蜗牛行为习性

试验中,蜗牛昼伏夜出,一般在18：00 之后陆续爬出基质觅食，喜取食嫩芽和基质表面上已经被取食过、留有伤口的植株,20：00至次日4：00是蜗牛活动高峰期,以20：00—22：00 在土表及植株上活动取食的蜗牛数量最多，6：00—8：00全部返回藏身之处，8：00—18：00不出来活动(图1)。阴雨天气的白天也只有少量个体出来活动,即使白天浇水后也很少有蜗牛爬出基质，要到日落时才出来取食。

图1 供试蜗牛的活动节律

2.3 茶皂素药效

2.3.1 驱避作用

供试蜗牛对不同浓度茶皂素溶液的行为反应表明,当浓度≥0.3 mg·mL-1时,茶皂素溶液对蜗牛表现出极显著的驱避作用(Gp=6.823,P<0.01；GH=6.11,P=0.403；Gp为选择处理间差异，GH为重复间差异，下同)。93.1%的蜗牛会选择对照组取食，且随着浓度的提高，驱避作用越显著，当浓度达到0.5 mg·mL-1时，98.2%会选择对照组取食。当十字选择仪四端都放置未处理生菜时，蜗牛选择基本相当，试验装置对蜗牛选择无显著影响(图2)。观察可见,蜗牛不取食经茶皂素处理过的菜叶，当接触到药液后腹足马上缩入体内休眠。

*表示处理和对照间差异显著(P<0.05)；NS表示差异不显著(图3同)。

茶皂素对铁皮石斛蜗牛驱避作用与处理时间密切相关(图3)。喷施0.3 mg·mL-1茶皂素12 h后，作用最为显著,随着时间的延长，驱避作用略有降低，但与对照相比仍表现出显著的驱避作用，直至60 h后仍有93.2%蜗牛选在对照叶片上取食(Gp=8.823,P<0.05)，趋避作用显著，且茶皂素对石斛蜗牛的驱避作用持续时间较长。另外在试验过程中发现，蜗牛对茶皂素表现出拒食作用，绝大多数蜗牛在接触各浓度药液处理叶片后头部缩入壳内，不取食或少量取食，而对照组蜗牛则相对较活跃，正常取食。

图3 茶皂素不同处理时间对蜗牛趋避作用的影响

2.3.2 田间防控效果

喷施茶皂素溶液铁皮石斛样区内，24 h后蜗牛侵入量由21.9头·m-2降为6.8头·m-2，72 h后侵入量降至最低。而对照区72 h后蜗牛侵入量由0 h的23.4头·m-2增加至32.2头·m-2(表2)。虽然随着试验时间进一步延长，处理区内石斛蜗牛侵入率在逐渐回升，但仍显著低于对照组，可见茶皂素对石斛蜗牛侵入有明显抑制作用。

表2 茶皂素处理对石斛蜗牛的防控效果

2.3.3 安全性

经田间观察，喷施≥0.3 mg·mL-1茶皂素防治蜗牛，药后试验小区与对照区铁皮石斛均无异常现象发生，生长情况基本一致。

3 讨论

当前生产中防控蜗牛、蛞蝓等软体动物,常用化学药剂为四聚乙醛粉剂或颗粒剂[36-38]，由于蜗牛体壁构造在不适环境中可分泌黏液形成白色薄膜而封闭壳口保护其肉体部分，甚至可进行垫伏越夏和休眠越冬，因此，用药后防效显著下降；同时农户存在超量用药、生长期使用单一农药、盲目施药问题,造成田间实际防治效果不理想、药剂污染环境等现象。而茶皂素具有在自然界中可自行降解、无毒性残留、不污染环境、对人畜无影响等优点，符合目前农药工业和农业绿色环保可持续发展要求。茶皂素对蜗牛生物活性室内试验结果表明，当溶液浓度≥0.3 mg·mL-1时对蜗牛表现出极显著的驱避作用(Gp=6.823,P<0.01；GH=6.11,P=0.403)。同时茶皂素对石斛蜗牛驱避作用持续时间较长，表现为喷施0.3 mg·mL-1茶皂素12 h后作用最为显著，与对照相比，直至60 h后仍表现出显著的驱避作用(Gp=8.823,P<0.05)。田间防控效果试验也具较好的速效性和持效性，表明茶皂素溶液对石斛蜗牛侵入有显著抑制作用，72 h后田间抑制效果达到峰值。因此,茶皂素可作为替代化学药剂防治蜗牛的有效物质，能较好控制野外石斛蜗牛等软体动物为害，具有一定的推广应用价值。

因茶皂素纯品相对成本较高，油茶提油后副产品茶粕中茶皂素含量丰富(约20%)，能在较短时间内对相关动物产生毒性作用[25]，具备生物农药特点，将其作为肥料同时也可达到驱避蜗牛等虫害效果。