二氧化碳对台湾乳白蚁的引诱作用

张世军, 李志强

(广东省生物资源应用研究所,广东省野生动物保护与利用公共实验室,广东省农业害虫综合治理重点实验室,广州 510260)

研究简报
ResearchNotes

二氧化碳对台湾乳白蚁的引诱作用

张世军, 李志强*

(广东省生物资源应用研究所,广东省野生动物保护与利用公共实验室,广东省农业害虫综合治理重点实验室,广州 510260)

台湾乳白蚁CoptotermesformosanusShiraki是华南地区农林树木、木质构件的重要钻蛀性害虫。本文测定分析了二氧化碳(CO2)对台湾乳白蚁的引诱效果。分析结果显示,二氧化碳对台湾乳白蚁具有显著的引诱活性,其中浓度1.5%的二氧化碳对台湾乳白蚁的引诱作用较强,但引诱作用随着二氧化碳浓度的升高而减小。为了便于应用,进一步利用发酵产生的二氧化碳分析,结果显示二氧化碳较常规引诱物松木具有更显著的引诱效果。本研究将为台湾乳白蚁新型引诱剂开发提供参考,有助于提高台湾乳白蚁饵剂的防治效果。

台湾乳白蚁; 二氧化碳; 发酵; 引诱; 行为反应

台湾乳白蚁CoptotermesformosanusShiraki, 又名家白蚁,严重危害园林树木、建筑构件等,是最主要的有害白蚁,主要分布于亚洲与美洲,在我国长江以南地区分布广泛[1-2]。诱杀法因其环境污染小、防治效果好,20世纪80年代以来开始得到重视,出现了多种商业化白蚁饵剂产品。目前诱杀法已成为最主要和最普遍的白蚁防治方法[3-5]。白蚁诱杀系统中引诱活性物质可增加白蚁对药物的接触机会,其引诱作用对防治效果至关重要。尽管台湾乳白蚁踪迹信息素、诱食信息素等信息化合物受到关注,但应用非常有限[6-8],更多的研究与应用则集中于食物性诱饵的引诱效果,如研究白蚁对一些植物源材料、真菌腐朽木、糖、氨基酸等的偏好[9-12]。其中松木作为被广泛使用的引诱材料,长期应用于台湾乳白蚁的防治实践[13-14]。但是,目前引诱效果仍然是白蚁诱杀系统与饵剂开发的主要制约因子之一,尤其在环境中白蚁食物充足时,食物饵料的诱集效果就有限[15]。因此,高效引诱剂的研究是台湾乳白蚁饵剂或诱杀系统开发的重要组成部分,仍有待继续深入研究探索。

白蚁较适宜在二氧化碳(CO2)浓度较高的环境生存,白蚁巢内的CO2浓度通常在0.3%～5%之间,甚至高达15%[1,16],远高于空气或土壤中的CO2浓度,而且具有显著的种间差异[17]。研究显示一定浓度的CO2对跗散白蚁Reticulitermestibialis、欧美散白蚁R.flavipes、南方散白蚁R.virginicus及曲剑乳白蚁Coptotermesacinaciformis等有引诱作用,并具有应用价值[15, 18]。CO2应该对台湾乳白蚁同样具有引诱作用,但目前未见研究报道,因此本文通过Y形嗅觉仪测定了不同浓度CO2对台湾乳白蚁的引诱效果,为了给后期应用奠定基础,本文进一步探索了基于发酵产生的CO2对台湾乳白蚁的引诱作用,研究结果有助于提高或改善台湾乳白蚁的预防与监测技术,并为新型台湾乳白蚁引诱剂及饵剂的开发提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试白蚁

台湾乳白蚁采集于广州市郊,于温度(26±1)℃、湿度50%±10%的暗室玻璃缸内短期饲养,测定时以工蚁作为试虫。

1.2 二氧化碳制备

不同CO2浓度源于高纯度CO2气源(购于广州气体供应站)与空气的混合,通过Y形嗅觉仪装置(Y形管主臂、侧臂均长5 cm,内径6 mm,左右臂夹角为60°)连接处理臂的气体流量计,调节混合气体比例。CO2浓度测定采用高精度CO2检测仪(台湾衡欣AZ77535)。

CO2发酵在2.5 L顶部开口的双层密闭玻璃容器(隔层为通气网筛)中进行。容器下层装入25 g无水葡萄糖、0.5 g干酵母(安琪酵母有限公司)和100 mL水,搅拌混匀进行发酵反应产生CO2,对照容器的下层装入25 g无水葡萄糖和100 mL水,搅拌混匀。

1.3 引诱效果测定

利用Y形嗅觉仪测定。不同浓度CO2引诱作用设1.5%、3%、5%和8% 4个处理,以空气为对照,连接嗅觉仪对照臂,调节气体流量计,使对照臂与处理臂气体流速均稳定在400 mL/min,10 min后引入工蚁。发酵产生CO2的引诱作用测定采用双层密闭玻璃容器,处理组容器上层空置,对照组容器上层放置8 cm×8 cm×1 cm的松木块或平铺10 g松木粉(马尾松木,置于60℃恒温干燥箱内,保持24 h),于发酵反应发生后24 h和48 h两次引入工蚁。每处理重复10次,每5个重复互换处理臂与对照臂位置,每次引入10头工蚁,10 min 后检查记录进入处理臂、对照臂及停留在基管中的虫数。试验在黑暗条件下完成,每次试验后用丙酮冲洗测定仪管道,并用电吹风吹干。

1.4 数据处理

使用SPSS 17.0对数据进行统计分析,处理与对照组之间采用配对样本的t检验进行差异显著性分析,各处理的相对引诱率采用单因素方差分析(ANOVA)与多重比较检验(LSD法)。CO2对台湾乳白蚁的相对引诱率计算公式:

相对引诱率(%)=(处理引诱数量-

对照引诱数量)/虫体总数 × 100。

2 结果与分析

2.1 不同浓度CO2的引诱效果

1.5%、3%、5%和8% 4个浓度的CO2对台湾乳白蚁引诱作用的测定结果表明(表1),4个浓度CO2对台湾乳白蚁均有极显著的引诱效果,而且不同CO2浓度相对引诱率之间存在显著差异(F=10.17,P<0.001),1.5%的CO2对台湾乳白蚁的引诱作用与其他浓度有显著性差异,引诱效果随着浓度增高而下降,8%的CO2对台湾乳白蚁的引诱作用最小,但8%与5% CO2处理之间没有显著性差异(P=0.192)。

表1 不同浓度CO2对台湾乳白蚁的引诱作用1)

Table 1 Attractiveness of different concentrations of CO2toCoptotermesformosanus

CO2浓度/%ConcentrationofCO2总虫数/头No.ofinsect相对引诱率/%Relativeattractivenessrate自由度DegreeoffreedomtP1.5100(98.00±2.00)a949.00<0.0013100(81.00±6.90)b911.73<0.0015100(66.00±5.62)bc911.75<0.0018100(55.00±7.34)c97.49<0.001

1) 数据为平均值±标准误,处理之间不同小写字母表示有显著性差异(LSD法,P<0.05)。下同。 The data of attractiveness rates are mean±SE, and different lowercase letters indicate significant difference at 0.05 level by LSD tests. The same below.

2.2 发酵产生二氧化碳的引诱效果

发酵产生的CO2对台湾乳白蚁工蚁有显著的引诱作用。发酵反应进行24 h(CO2浓度为3.53%±0.07%)和48 h(CO2浓度为3.43%±0.08%)时对台湾乳白蚁工蚁的引诱效果,均显著高于传统材料松木块、松木屑的引诱作用(表2)。不同处理的引诱率之间存在显著差异(F=5.71,P=0.003),其中48 h后发酵产生的CO2相对于松木块的引诱率更高,显著区别于其他处理(P<0.05)。

表2 台湾乳白蚁对发酵产生的CO2的选择趋性

Table 2 Attractiveness of CO2from fermentation toCoptotermesformosanus

发酵时间/hFermentationtime对照引诱物Control相对引诱率/%Relativeattractivenessrate自由度DegreeoffreedomtP24松木块(79.00±3.48)b971.74<0.001松木屑(76.00±0.50)b915.23<0.00148松木块(95.00±3.42)a991.16<0.001松木屑(67.00±0.68)b99.80<0.001

3 结论与讨论

白蚁巢内维持较高的CO2浓度是白蚁巢内的生境特征之一[1],白蚁通过高效降解木质纤维素类物质成为全球碳循环和CO2排放的重要参与者[19-20]。因此,白蚁对CO2环境具有明显的进化适应,特别是在呼吸、生理代谢及化学通讯等方面,而不同于其他昆虫对CO2的短期应激性适应[21-22]。

台湾乳白蚁在人类活动频繁的城镇地区为害尤为严重,是我国华南地区最主要的有害白蚁之一。台湾乳白蚁防治常用的药剂长期以来多为氯丹、灭蚁灵、砷剂等,但因毒性大、污染重而被国际社会所禁用[23]。随着白蚁诱杀法的广泛运用,良好的白蚁引诱作用在白蚁防治中就显得尤为重要。报道显示0.5%～1%的CO2对散白蚁等具有明显的引诱作用[18],本研究结果表明,CO2对台湾乳白蚁具有显著的引诱效果,环境中1%～2%的低浓度CO2对台湾乳白蚁引诱作用最强。一般而言,高浓度CO2可抑制许多昆虫的代谢活动, 而低浓度CO2则起刺激作用[24-25],本研究也显示随着CO2浓度升高,引诱作用则逐渐减弱。为了能够对台湾乳白蚁引诱剂实际应用提供参考,本研究进一步测定了利用发酵自然产生CO2的引诱效果,结果显示对台湾乳白蚁也具有显著的引诱活性,且优于目前使用的松木对台湾乳白蚁的引诱作用。因此,利用对CO2的趋性行为研究台湾乳白蚁新型引诱剂,用于提高台湾乳白蚁饵剂的防治效果,将是一个有益的探索途径。而且,随着新的生物技术在白蚁研究中的不断应用[26],白蚁引诱与取食行为的机理研究也将成为未来白蚁研究的重要方向或内容。

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(责任编辑：杨明丽)

Attractiveness of carbon dioxide to the Formosan subterranean termite,CoptotermesformosanusShiraki (Isoptera: Rhinotermitidae)

Zhang Shijun, Li Zhiqiang

(GuangdongKeyLaboratoryofIntegratedManagementinAgriculturalPests,GuangdongPublicLaboratoryofWildAnimalConservationandUtilization,GuangdongInstituteofAppliedBiologicalResources,Guangzhou510260,China)

The Formosan subterranean termite,CoptotermesformosanusShiraki, is one of the most destructive pests to trees and wooden structures in South China, and causes huge economic losses. In this study, attractiveness of carbon dioxide (CO2) to the termite workers was tested. The results showed that carbon dioxide had significant attractiveness toC.formosanusunder different carbon dioxide concentrations, in whichC.formosanusworkers were strongly attracted to 1.5% carbon dioxide. Furthermore, the attractive effects of carbon dioxide toC.formosanusdecreased with elevated carbon dioxide. In further bioassays, the carbon dioxide produced by fermentation also had significant attractiveness toC.formosanuscompared with pine wood. The research may provide a basis for controllingC.formosanuswith new baits.

Coptotermesformosanus; carbon dioxide; fermentation; attractiveness; behavioral response

2016-06-22

2016-08-03

国家自然科学基金(31172163);广州市科技计划项目(201510010036);广东省科学院研究平台环境与能力建设专项资金(2016GDASPT-0107);广东省自然科学基金(2015A030310429)

S433

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2017.01.034

* 通信作者 E-mail: lizhiqiang61@163.com