3种植物源物质复配对异囊地蛛的驱避作用
2024-07-22韦道奎裴洲洋唐庆峰李晨张丽娜朱启法许大凤王芳周本国
摘要 [目的]寻找烟田蜘蛛卵囊类异物防控新方法。[方法]采用Y型嗅觉仪法和滤纸药膜法研究3-甲基二十烷、桉油烯醇和野菊花精油3种植物源物质复配对异囊地蛛选择行为的影响。[结果]3-甲基二十烷、桉油烯醇和野菊花精油3种植物源物质不同体积比复配对异囊地蛛均具有很好的驱避作用,其中体积比8∶2∶3的驱避效果最好,达91.67%,且72 h内均有显著驱避效果。[结论]3-甲基二十烷、桉油烯醇和野菊花精油3种植物源物质复配作为高效植物源驱避剂防治烟田蜘蛛卵囊类异物具有应用前景。
关键词 植物源物质;异囊地蛛;Y型嗅觉仪;滤纸药膜法;驱避作用
中图分类号 S435.72 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2024)13-0114-03
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2024.13.028
开放科学(资源服务)标识码(OSID):
The Repellent Effect of Three Plant-derived Substances Combination Against Atypus heterothecus
WEI Dao-kui1, PEI Zhou-yang2, TANG Qing-feng1 et al
(1.College of Plant Protection, Anhui Agricultural University/Anhui Provincial Key Laboratory of Integrated Management of Crop Pests/Key Laboratory for Biology and Sustainable Management of Plant Diseases and Pests of Anhui Higher-Education Institutes, Hefei,Anhui 230036;2. Anhui Wannan Tobacco Co., Ltd., Xuancheng,Anhui 242000)
Abstract [Objective] To find a new method for prevention and control of spider oocysts in tobacco fields. [Method] The effects of 3-methyleicosane, eucalyptol and wild chrysanthemum essential oil on the selection behavior of Atypus heterothecus were studied by Y-tube olfactometer and impregnated filter paper method. [Result] The combination of 3-methyleicosane, eucalyptol and wild chrysanthemum essential oil with different volume ratios had a good repellent effect on A. heterothecus, among which the volume ratio of 8∶2∶3 had the best repellent effect, reaching 91.67%, and had a significant repellent effect within 72 h. [Conclusion] The combination of three plant-derived substances, 3-methyleicosane, eucalyptol and wild chrysanthemum essential oil, as an efficient plant-derived repellent to prevent spider oocysts in tobacco fields has application prospects.
Key words Plant-derived substances;Atypus heterothecus;Y-tube olfactometer;Impregnated filter paper method;Repellent effectiveness
基金项目 中国烟草总公司安徽省公司项目(20200551002,202234180-0040371)。
作者简介 韦道奎(1997—),男,安徽定远人,硕士研究生,研究方向:害虫生物防治。* 通信作者,研究员,博士,从事烟草病虫害绿色防控研究。
收稿日期 2023-07-02
烟草是安徽省重要的经济作物,其烟叶生产主要集中在皖南烟区[1]。烟草种植和生长不仅具有常见农作物的生产基本规律[2],而且其烟叶品质还受到工业卷烟企业对原料要求的制约[3]。优质烟叶始终是烟叶生产的第一目标,烟叶作为烟草工业的原料,原料质量是影响卷烟品质的一项重要因素,无论是在大田期还是在收购流通、贮藏加工环节,常因流入部分异物造成烟叶品质降低,从而造成较大的经济损失[4-6]。从某种角度上讲,非烟异物混入烟叶原料中所造成的产品信誉损失甚至比直接经济损失更为严重。
虫源性异物是烤烟中蛋白性异物的主要来源之一,烟叶烤前虫源性异物属烤烟一类恶性异物,调查显示蜘蛛卵囊为皖南烟区蛋白性异物占比较高的一种[1],在烘烤后可随烤烟携入复烤环节,严重影响了烟叶的品质[7-9]。虫源性异物防控,国内外目前尚缺乏行之有效的措施,相关文献资料也极其匮乏。有关烟叶烤前虫源性异物防控的研究也鲜有报道,而对于蜘蛛等捕食性天敌的异物防控技术研究极少。因此,笔者选取3-甲基二十烷、桉油烯醇和野菊花精油3种植物源物质复配作为高效植物源驱避剂进行蜘蛛室内驱避试验,为烟田蜘蛛卵囊类异物生态防控提供理论参考。
1 材料与方法
1.1 供试蜘蛛
异囊地蛛Atypus heterothecus采自安徽省宣城市文昌镇烟田,将采集到的蜘蛛室内人工饲料饲养7 d(单头单皿在9 cm培养皿中饲养),饲养温度(25±1)℃,相对湿度75%~80%,光照条件为L∶D=16 h∶8 h。试验前饥饿24 h(供饮水),随机选取60头大小体型相一致的蜘蛛供试。
1.2 供试药剂
3-甲基二十烷购自上海毕得医药科技有限公司,纯度≥97%;
桉油烯醇购自上海源叶生物科技有限公司,纯度≥93%;
野菊花精油购自江西华隆植物香料有限公司,纯天然植物精油,纯度≥98%;
95%乙醇购自国药集团化学试剂有限公司;
聚四氟乙烯(PTFE分散液)购自兴旺氟涂料有限公司。
1.3 试验方法
采用Y型嗅觉仪法。参照林海清[10]和张仁福等[11]的试验方法并加以改进,测试异囊地蛛对含3-甲基二十烷、桉油烯醇、野菊花精油不同体积比组合物配方的行为反应。Y型嗅觉仪由大气采样仪、活性炭过滤器、蒸馏水加湿瓶、玻璃转子流量计、Y型管(基柄长20 cm,两臂夹角75°,臂长20 cm,内径3.5 cm)组成。试验开始前1 d控制室内温度(25±1)℃,相对湿度75%~80%,Y型管上方接入平行光(10 W)来保证光照均匀一致,在Y型管的两臂末端活塞内分别放置蘸有5 μL含3-甲基二十烷、桉油烯醇、野菊花精油不同体积比的组合物配方(处理组)和无任何试剂(对照组)的滤纸条(宽0.2 cm×长5.0 cm)。不引入供试蜘蛛,开启Y型嗅觉仪,大气采样仪吸入空气,经过活性过滤器净化空气,再由蒸馏水加湿瓶加湿,然后经过气流量控制为400 μL/min的玻璃转子计,最后将不同滤纸条上的味源从两臂吹向基柄入口。10 min后从基柄入口单头引入供试蜘蛛,然后观察记录10 min内供试蜘蛛的行为反应。异囊地蛛对不同气味源的行为选择的判定标准设定:当供试蜘蛛在10 min内有反应,且爬向两臂中任意一侧臂超过1/3处并持续停留1 min以上者,可以判定该供试蜘蛛对该臂连接的气味源作出选择。若10 min内,供试蜘蛛未作出选择,则记为无反应。整个试验中,供试蜘蛛逐头引入Y型管,每测试5头供试蜘蛛,用95%乙醇清洗Y型管,并用吹风机吹干,同时调换Y型管两臂位置,减少方位误差。每隔1 h,换一次气味源滤纸条。每个处理组测试20头供试蜘蛛,3次重复,共60头,且供试蜘蛛不重复使用。
驱避率=对照臂内蜘蛛数/(供试蜘蛛总数-无反应蜘蛛数)×100%
采用滤纸药膜法。参照梁俊玉等[12]和罗茵等[13]的试验方法并加以改进进行驱避试验。为防止蜘蛛爬上培养皿边缘,在试验开始前,控制室内温度(25±1)℃,相对湿度75%~80%,在9 cm培养皿内壁上涂抹一层聚四氟乙烯(PTFE分散液),待晾干使用。将直径9 cm的中性滤纸对折剪成两半,一半滤纸上均匀涂有0.5 mL的3-甲基二十烷、桉油烯醇和野菊花精油体积比为8∶2∶3的组合物配方(处理组),另一半滤纸上涂有等体积的纯水(对照组)。晾干10 min后,用透明胶带粘在一起拼成完整的直径9 cm的滤纸,放入9 cm的一次性培养皿底部,确保滤纸与培养皿底部和周边完全贴合,尽量少留缝隙。然后单头将蜘蛛从培养皿中央放入,盖上培养皿盖,用黑布遮光。每个处理组测试20头供试蜘蛛,3次重复,共60头。分别在2、4、8、12、24、48和72 h观察记录两边滤纸的蜘蛛数量以便计算不同时间的驱避率。使用SPSS 22.0软件进行独立样本T检验统计分析。
驱避率=(对照边蜘蛛数-处理边蜘蛛数)/对照边蜘蛛数×100%
驱避率的分级标准:
0级,驱避率为0;I级,驱避率为0.1%~20.0%;
II级,驱避率为20.1%~40.0%;III级,驱避率为40.1%~60.0%;
IV级,驱避率为60.1%~80.0%;V级,驱避率为80.1%~100%。
1.4 数据分析
利用Excel计算基本数据,并用SPSS 22.0软件进行单因素ANOVA检验和独立样本T检验统计分析,最后使用GraphPad软件作图。
2 结果与分析
2.1 3种植物源物质不同复配比对异囊地蛛的驱避作用
在温度(25±1) ℃、相对湿度75%~80%、全黑暗条件下,测定3-甲基二十烷、桉油烯醇、野菊花精油3种植物源物质不同复配比对异囊地蛛的驱避作用,其采用Y型嗅觉仪法和滤纸药膜法对异囊地蛛的驱避作用见图1和图2。由图1和图2可以看出,3-甲基二十烷、桉油烯醇和野菊花精油不同体积比的组合物配方对异囊地蛛均具有显著的驱避作用。其中3-甲基二十烷、桉油烯醇和野菊花精油体积比为8∶2∶3的组合物配方对异囊地蛛的驱避率最高,为91.67%,驱避等级达V级。3-甲基二十烷、桉油烯醇和野菊花精油体积比为7∶3∶3的组合物配方对异囊地蛛的驱避率次之,为86.67%,驱避等级也达V级。体积比6∶4∶3、9∶1∶3、5∶5∶3、4∶6∶3、2∶8∶3、3∶7∶3、1∶9∶3驱避率依次递减,分别为81.67%、76.67%、71.67%、66.67%、66.67%、63.33%、61.67%,驱避等级均达IV级以上,且仍具有显著驱避效果。综上所述,3-甲基二十烷、桉油烯醇和野菊花精油不同体积比的组合物配方对异囊地蛛具有很好的驱避效果。
2.2 3种植物源物质不同时间对异囊地蛛的驱避作用
在温度(25±1) ℃、相对湿度75%~80%、全黑暗条件下,测定3-甲基二十烷、桉油烯醇、野菊花精油3种植物源物质在8∶2∶3比例的不同时间下对异囊地蛛的驱避作用,结果见图3。从图3可以看出,3-甲基二十烷、桉油烯醇和野菊花精油体积比为8∶2∶3的组合物配方在不同时间对异囊地蛛均具有驱避活性,在处理2、4、8、12、24、48和72 h时的驱避率分别为63.49%、60.32%、69.45%、76.30%、79.63%、90.84%和88.66%,驱避等级均在IV级以上。在4~48 h,随着时间的增长,野菊花精油对异囊地蛛的驱避效果呈上升趋势。在72 h时,对异囊地蛛的驱避率相对于48 h时的驱避率降低,为88.66%,驱避等级为V级。其中在48 h时,对异囊地蛛的驱避率最高,为90.84%,驱避等级为V级,与处理2 h时的驱避作用相比上升了27.35百分点。综上所述,3-甲基二十烷、桉油烯醇和野菊花精油体积比为8∶2∶3的组合物配方对异囊地蛛具有很好的驱避效果。
3 结论与讨论
(1)通过调控蜘蛛行为达到对烟田蜘蛛卵囊类异物生态防控是其综合治理的重要内容,而选择有效的植物源物质复配对蜘蛛的行为方式进行合理调控是一个重要的防控措施。该研究结果表明,3-甲基二十烷、桉油烯醇和野菊花精油3种植物源物质不同体积比复配对异囊地蛛均具有很好的驱避作用。
(2)烟叶非烟异物问题是影响卷烟质量和品质的主要因素。如何有效控制烟田蜘蛛卵囊类等非烟异物对烟叶品质的影响,一直以来相关学者对其研究极少,然而烟叶实际生产过程中急需解决[14]。考虑到以捕食性天敌蜘蛛保护利用为着眼点,以烟叶全程绿色生产技术为目标,这就对控制蜘蛛卵囊类异物提出了更高的生态防治技术要求,除在烤烟前
后人工剔除非烟异物外,在烟草生长大田期对其有效的防治方式一种是通过驱避作用将烟田蜘蛛在产卵期进行驱避,另一种就是通过诱集作用将烟田蜘蛛引诱到蜘蛛庇护所或者其他农田。因此,筛选出高效的蜘蛛驱避剂和诱集剂是建立烟田蜘蛛卵囊类异物生态防控技术的关键。
(3)该研究通过室内试验筛选出对蜘蛛具有较好驱避作用的植物源驱避剂,可根据烟田蜘蛛产卵的时序特征,在烟田蜘蛛产卵量高峰期前夕适时对蜘蛛进行合理驱避,从而降低烟田蜘蛛卵囊类非烟异物,提高烟叶的品质和经济效益。采用适时驱避蜘蛛的方式控制烟田蜘蛛卵囊类非烟异物,一方面能够保护蜘蛛在烟田对其他害虫的控制作用,确保捕食性天敌的优势不降低,积极做到“以蛛控虫”[15-16]。另一方面,相对于诱集蜘蛛的方式,通过驱避蜘蛛无须考虑蜘蛛的食物源和庇护所问题,蜘蛛可迁徙到其他稻田、油菜田等作物田地继续捕食害虫。下一步,该研究可从田间试验中对蜘蛛植物源驱避剂的剂量、剂型、使用方法等方面进行深入研究。
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