四种植物精油对花斑皮蠹的熏蒸作用

王霞,范腕腕,邓天福

（1.河南科技学院,河南新乡453003；2.广西大学农学院,广西南宁530004）

四种植物精油对花斑皮蠹的熏蒸作用

王霞1,范腕腕2,邓天福1

（1.河南科技学院,河南新乡453003；2.广西大学农学院,广西南宁530004）

采用密闭熏蒸法,研究了肉桂油、青蒿油、生姜油、蛇床子油4种植物精油对花斑皮蠹成虫和幼虫的熏蒸活性.结果表明：在40μL/L的处理剂量下,肉桂油、青蒿油对花斑皮蠹成虫的熏蒸活性均显著高于其他两种精油及对照,处理12 h后死亡率即达100%,而生姜油和蛇床子油在熏蒸120 h后的死亡率分别为70%和46.67%；肉桂油和青蒿油对花斑皮蠹幼虫的熏蒸活性也显著高于生姜油和蛇床子油,熏蒸120 h后的死亡率分别为66.67%、50.00%、3.33%和16.67%.肉桂油和青蒿油可以作为熏蒸剂防治花斑皮蠹等仓库害虫.

植物精油；花斑皮蠹；熏蒸作用

花斑皮蠹Trogoderma variabile Ballion属鞘翅目Coleoptera皮蠹科Dermestidae,是一种适应性强、危害物品广泛的储藏物害虫.其幼虫危害期长,活动隐蔽,并具有较强的耐寒、耐旱、耐热、耐饥饿能力和繁殖能力,为斑皮蠹属在国内分布最广、危害最严重的种类[1-2].长期以来,对花斑皮蠹主要依靠磷化氢和溴甲烷等药剂进行熏蒸防治[3].由于溴甲烷破坏大气臭氧层,联合国环境规划署1992年的《蒙特利尔议定书》将溴甲烷列为破坏大气臭氧层物质的受控名单,要求到2005年发达国家和到2015年发展中国家应完全停止使用溴甲烷作为粮食熏蒸剂[4].2008年5月9日,我国政府正式对外宣布中国粮食仓储行业已全面停止使用溴甲烷.目前用于防治粮食仓库害虫的主要熏蒸剂只剩磷化氢,但由于磷化氢的长期使用,导致皮蠹等储粮害虫对其产生了严重的抗药性.因此,科学家都在努力寻找磷化氢及溴甲烷的替代药剂.

植物精油是植物的不同组织部位如花、叶、果实、根茎等产生的一类植物源次生代谢物质,大多数精油是由几十种到几百种化合物组成的复杂混合物,主要成分为单萜、倍半萜和芳香烃衍生物等[5].植物精油具有取材广泛、在环境中残留低、对人类无毒性等特点,作为一种天然资源,不仅广泛用于医药、食品、化工等方面,在农药领域中的研究和应用也日益增多.同时由于植物精油具有低毒、不污染粮食和环境、害虫不易产生抗性等特点,有望开发作为储粮保护剂,成为绿色储粮工程中重要的组成部分.国内外文献报道了植物精油对谷蠹、米象、赤拟谷盗等多种储粮害虫及农业害虫具有驱避、熏蒸和触杀等作用[6-8].为此,笔者以常见药用植物肉桂、青蒿、生姜、蛇床子为对象,研究其精油对花斑皮蠹的熏蒸致死作用,旨在为寻找磷化氢替代药剂和控制仓储害虫,进一步开发和利用杀虫植物资源,开发绿色储粮防护剂提供依据.

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 供试昆虫试虫花斑皮蠹采自河南科技学院农药学实验室的养虫饲料中,用麦麸扩大饲养半年以上,饲养温度为（28±1）℃,相对湿度（75±5）%.挑取发育健康、日龄一致的成虫和4龄幼虫作为试虫.

1.1.2 供试精油供试的4种植物精油为85%肉桂油、98%青蒿油、99%生姜油和90%蛇床子油,由河南科技学院化学化工学院制药工程实验室分离制备.

1.2 试验方法

采用广口瓶密闭熏蒸法.用容积为500mL的广口瓶,每瓶接入试虫10头,再将大小为10 cm×2 cm（长×宽）的滤纸条用双面胶粘在广口瓶瓶盖的内部,纸条末端距瓶底2 cm左右.用微量注射器分别移取4种精油滴在滤纸底端,迅速盖好瓶盖,熏蒸剂量为40μL/L.对照组不加任何药剂,每处理重复3次.将各广口瓶放入温度（28±1）℃,相对湿度（75±5）%的人工气候箱内,分别于6、12、24、36、48、60、72、96、120 h检查熏蒸效果,计算死亡率.

1.3 数据处理

试验数据的统计与分析采用DPS数据处理系统[9]和MicrosoftExcel2003,用单因素等重复进行方差分析,以Duncan's新复极差法进行多重比较.

2 结果与分析

2.1 4种植物精油对花斑皮蠹成虫的熏蒸作用

肉桂油、青蒿油等4种植物精油对花斑皮蠹成虫的熏蒸活性见图1.

图1 4种植物精油对花斑皮蠹成虫的熏蒸活性Fig.1 Fumigation activity of4 kindsofplantessentialoilsagainst Trogoderma variabile adults

由图1可知,4种植物精油在40μL/L的剂量下都对花斑皮蠹的成虫表现出一定的熏蒸活性,且随着处理时间的延长,精油活性逐渐增加.4种精油中尤以肉桂油和青蒿油效果最佳,处理6 h后的成虫死亡率分别达到93.33%和83.33%,处理12 h死亡率都达到了100%,而蛇床子油和生姜油在处理120 h时成虫致死率分别为70.00%和46.67%.肉桂油和青蒿油对花斑皮蠹成虫的熏蒸致死力与其他两种精油和对照相比差异达极显著水平（P＜0.01）,蛇床子油与生姜油的熏蒸致死力与对照差异也达极显著水平（P＜0.01）.

2.2 4种植物精油对花斑皮蠹幼虫的熏蒸作用

肉桂油、青蒿油等4种植物精油对花斑皮蠹幼虫的熏蒸活性见图2.

图2 4种植物精油对花斑皮蠹幼虫的熏蒸活性Fig.2 Fumigation activity of4 kindsofplantessentialoilsagainst Trogoderma variabile larva

由图2知,4种植物精油在40μL/L的剂量下对花斑皮蠹幼虫也都有一定的熏蒸活性,且随着处理时间的延长,精油活性逐渐增加.肉桂油、青蒿油、蛇床子油和生姜油对花斑皮蠹幼虫的熏蒸致死率在处理120 h后分别为66.67%、50.00%、16.67%和3.33%,肉桂油、青蒿油的熏蒸活性与蛇床子油、生姜油和对照相比差异达极显著水平（P＜0.01）,在活性较低的蛇床子油和生姜油中,蛇床子油的活性也显著高于生姜油及对照（P＜0.05）,而生姜油的熏蒸致死率与对照相较无显著性差异（P＞0.05）.

3 结论与讨论

植物精油杀虫剂符合当前绿色储粮技术的发展趋势,满足现代食品安全消费为主流的观念,因而成为粮食科技工作者的关注热点之一,并在近年来被广泛用于储粮害虫的防治[10].本研究测定了肉桂、青蒿、生姜和蛇床子4种植物的精油对花斑皮蠹的熏蒸活性,结果表明,肉桂精油和青蒿精油在40μL/L剂量下对花斑皮蠹的成虫和幼虫均有较强的熏杀效果,尤其是对成虫的熏杀具有明显的速效性,熏蒸12 h后成虫死亡率即达100%.徐汉虹等[11]的模拟实仓试验表明,0.2%的肉桂油拌种对小麦的保护效果可维持8个月以上,以0.45mg/cm2的剂量处理小麦的包装麻袋,4个月内能完全忌避玉米象、赤拟谷盗、谷蠹和锯谷盗4种主要仓库害虫的侵染,到8个月时防治效果仍能达到97.78%.由此可见,肉桂精油既有速效性,又有较长的持效期,加之它又是常见的食用香料,因此作为储粮害虫防治药剂在安全性和气味的可接受性上都具有明显的优势.青蒿是常见的药用植物,但它作为储粮害虫防治药剂,在药效的持续性、安全性及气味的可接受性上尚待进一步研究.

本研究结果表明,花斑皮蠹成虫对4种植物精油的敏感程度大于幼虫,这和有关报道中花斑皮蠹各虫态对熏蒸剂的耐药性差异是基本一致的.王云果等[12-13]研究发现,花斑皮蠹各虫态对甲酸乙酯、磷化铝等熏蒸剂的敏感性由强到弱依次为成虫、4龄幼虫、蛹、卵.从这一点来说,防治该虫应抓住关键的成虫期,即5月上中旬越冬幼虫化蛹后的羽化高峰期,这时期防治能以较少的药剂杀死大量成虫,从而有效地阻断了后代的繁殖,大大减少害虫的危害基数.但要注意的是,这一时期各虫态同时并存,要取得彻底杀虫灭卵的效果,可能需要较高的浓度和较长的熏蒸时间.

本试验中的熏蒸作用均未加入粮食,在实仓应用中,由于粮食种类不同、数量不同,其对药剂的吸附量也不同,要达到理想的熏蒸效果需相应提高药剂剂量或者适当延长熏蒸时间[8,14].在进一步的研究中,将加入不同粮食进行模拟实仓试验,为植物精油的实仓应用提供科学依据.另外,在熏蒸试验中,试验温度[3,15]、试虫种类对试验结果均有一定影响,今后还需对不同温度下肉桂精油和青蒿精油对花斑皮蠹的熏蒸活性,以及两种精油对其他储粮害虫的熏蒸活性进行研究.

植物精油对仓储害虫的活性大小除与植物精油种类、害虫种类有关外,还与植物的地理分布、精油的提取方法、施用方法等密切相关.因此,今后还应对不同产地的肉桂和青蒿的活性成分进行分离、纯化和鉴定,选择活性较高且结构相对简单的活性成分进行人工模拟合成,或直接利用其粗提物进行制剂加工,开发出绿色、高效的熏蒸剂和谷物保护剂.短期内直接利用精油不划算的情况下,也可以将其与化学杀虫剂混配使用,或作为增效剂和加香剂使用,能够在一定程度上减轻化学杀虫剂带来的负面作用.相信在不久的将来,会有更多的植物精油及其有效成分被开发应用于储粮害虫的防治.

[1]刘永平,张生芳.中国仓储品皮蠹害虫[M].北京：农业出版社,1988,126-127.

[2]杨永茂,叶向勇,李玉亮.斑皮蠹属害虫在我国的分布与防除[J].山东农业科学,2004（5）：50-54.

[3]王云果.花斑皮蠹的生物学特性及防治技术研究[D].杨凌：西北农林科技大学,2007：3-4.

[4]梁权.甲基溴淘汰和替代研究概况与展望[J].粮食储藏,2005（3）：36-40.

[5]侯华民,张兴.植物精油杀虫活性的研究进展[J].世界农业,2001（4）：263-265.

[6]权跃,吕龙石,邓永学.防治谷蠹的含有植物精油的植物种类及植物精油对谷蠹作用方式的研究现状[J].粮食储藏, 2009,38（5）：17-21.

[7]竺锡开,谭济才,曹跃芬,等.植物精油的研究进展[J].湖南农业科学,2009（8）：86-89,92.

[8]Papachr IP,Stamopulosd C.Toxicity of vapours of three essentialoils to the immature stages of Acanthoscelides obtectus（Say）（Coleoptera：Bruchidae）[J].JoumalofStored ProductsResearch,2002,38（4）：365-373.

[9]唐启义,冯明光.DPS数据处理系统[M].北京：科学出版社,2007.

[10]程人俊,周远,兰波,等.植物精油防治储粮害虫研究进展[J].粮油食品科技,2009,17（2）：26-28.

[11]徐汉虹,赵善欢,江福银,等.精油防治仓库害虫的实仓应用[J].华南农业大学学报,1993,14（3）：42-47.

[12]王云果,高智辉,卜书海,等.甲酸乙酯对花斑皮蠹熏蒸防治研究[J].西北林学院学报,2008,23（6）：135-137.

[13]王云果,高智辉,赵姝荣.花斑皮蠹不同虫态对熏蒸剂的敏感性研究[J].陕西林业科技,2007（4）：116-118.

[14]DamcevskiK A,Annis PC.Influence ofgrain and relative humidity on themortality of Sitophilus oryzae（L.）adults exposed to ethyl formate vapour[J].JournalofStored ProductsResearch,2006,42（1）：61-74.

[15]唐培安,邓永学,王进军,等.甲酸乙酯对赤拟谷盗不同虫态的熏蒸活性研究[J].西南农业大学学报：自然科学版,2006,28（1）：61-65.

（责任编辑：卢奇）

Fum igation activity of 4 kinds of plant essential oils against Trogoderma variabile

Wang Xia1,Fan Wanwan2,Deng Tianfu1
（1.Henan InstituteofScienceand Technology,Xinxiang453003,China；2.AgriculturalCollege,Guangxi University,Nanning530004,China）

Fumigant toxicity of the plant essential oils of Cinnamomum cassia,Artemisia annuae,Zingiber officinale and Fructus Cnidii to the adult and larva of Trogoderma variabile was determined in the laboratory．The results showed that the fumigation efficacy of the essential oils of C.cassia and A.annuae to the adult of T.variabile was significantly stronger than thatof the other two essential oils and the control at the dosage of 40μL/L,themortality of adult T.variabile by the two essential oils at the exposure time of 12 h are all 100%,the other two essential oils,are 70．00%and 46．67%at the exposure time of 120 h respectively．The fumigation efficacy of the essential oils of C. cassia and A.annuae to the larva of T.variabile was significantly stronger than Z.officinale and F.Cnidii essential oils,too．Themortality of the T.variabile larvaswas 66．67%,50．00%,3．33%and 16．67%at the exposure time of 120 h respectively．C.cassia and A.annuae essential oil have an even broader prospect for development as fumigation pesticide to prevent T.variabile and other storage pests．

plantessential oil；Trogoderma variabile；fumigation

S379.5

A

1008-7516（2013）03-0075-04

10．3969/j．issn．1008-7516．2013．03．015

2013-04-20

河南科技学院高层次人才科研项目（2010006）

王霞（1990-）,女,河南新乡人,硕士研究生．主要从事害虫综合治理研究．

邓天福（1976-）,男,山东德州人,博士,副教授．主要从事害虫综合治理及昆虫毒理学研究．