植物精油对锈赤扁谷盗成虫熏蒸毒杀作用研究

源丽枫，陈科伟*，曾 伶，黄诗宇，曾 玲，梁广文*

(1. 华南农业农业大学农学院，广州 510640；2. 广东省粮食科学研究所，广州 510050)

植物精油对锈赤扁谷盗成虫熏蒸毒杀作用研究

源丽枫1，陈科伟1*，曾 伶2，黄诗宇1，曾 玲1，梁广文1*

(1. 华南农业农业大学农学院，广州 510640；2. 广东省粮食科学研究所，广州 510050)

为明确适用于防治锈赤扁谷盗的植物精油种类及其用量，本试验采用拌粮密闭熏蒸法，比较23种植物精油对锈赤扁谷盗成虫熏蒸毒杀活性差异，从中筛选出作用效果较好的精油种类进行熏蒸毒力测定。通过二次筛选结果表明，大蒜与芥末精油对锈赤扁谷盗成虫具有明显的熏蒸毒杀作用。进一步的毒力测试结果表明，在24 h、48 h、72 h处理时间下，大蒜精油对锈赤扁谷盗成虫的LC50值分别为0.7827、0.7222、0.6478L/L，而芥末精油在相同处理时间条件下的LC50值分别为2.7581、2.6117及2.4619L/L，大蒜精油对锈赤扁谷盗具有更强的熏蒸毒杀活性。

锈赤扁谷盗；植物精油；芥末精油；大蒜精油；熏蒸毒杀

锈赤扁谷盗Cryptolestesferrugineus(Stephens)，属于鞘翅目Coleoptera扁谷盗科Laemophloeidae，是一种世界性的储粮害虫，也是当前储粮害虫防治中最难彻底杀除的害虫之一。锈赤扁谷盗喜好高温高湿的生长环境(Rilett, 1949; Jianetal., 2004)，近年来在我国南方各省猖獗为害，给储粮安全带来严重威胁。利用化学熏蒸剂熏杀害虫仍是目前储粮害虫防治中最主要的技术手段，其中磷化氢(PH3)是最为广泛与普遍使用的熏蒸剂(Ei-Aziz, 2011)，但由于长期、单一使用这种熏蒸剂，许多储粮害虫，如谷蠹Rhyzoperthadominica(Fabricius)、赤拟谷盗Triboliumcastaneum(Herbst)、米象Sitophilusoryzae(L.)等对磷化氢均产生了明显的抗性(曾伶, 1996; 曹阳, 2006);扁谷盗类的锈赤扁谷盗与土耳其扁谷盗Cryptolestesturcicus(Grouville)在全国许多储粮点的监测表明其对磷化氢的抗性普遍比较严重(严晓平等, 2004; 马晓辉等, 2008)，使磷化氢的杀虫效果大幅下降，给储粮害虫的防治工作带来新的挑战。寻求有效防治储粮害虫的新方法、新技术已刻不容缓(Collins, 2006)。

植物源杀虫剂具有对人畜安全、低残留、无污染等诸多优点，受到国内外学者的极大关注。研究表明，许多植物精油对仓储害虫具有明显的生物活性，如毒杀、熏蒸、驱避、引诱、拒食、抑制生长发育等作用机制(Shaayaetal., 1991；徐汉虹和赵善欢, 1993)。另外，植物精油具有取材广泛、挥发性强、在谷物中残留量低等优点，是开发储粮熏蒸剂和驱避剂的理想资源，有望成为替代磷化氢的最具应用前景的防治措施之一。目前，国内有关研究利用植物精油防治的储粮害虫种类主要有谷蠹(李宁等, 2013)、米象(吕建华等, 2006)、玉米象Sitophiluszeamais(Motschulsky)(邓永学等, 2004; 卢传兵等, 2009)、锯谷盗Oryzaephilussurinamensis(Linne)(李宁等, 2011)等初期性害虫，以及赤拟谷盗(吕建华等, 2006)、杂拟谷盗Triboliumconfusum(Duval)(杨德军等, 2002)等中间性害虫，而鲜见有关植物精油对锈赤扁谷盗这类后期性害虫杀虫活性的研究报道。本研究在参考目前报道对仓储害虫具有较高生物活性的植物精油的基础上，测试了大蒜素等23种植物精油对锈赤扁谷盗成虫的熏蒸毒杀作用，旨在从中筛选出高效精油，为储粮害虫的综合治理提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

1.1.1 供试昆虫

锈赤扁谷盗：由广东省粮食科学研究所提供，置于温度30℃，相对湿度80%，24 h黑暗的培养箱中饲养，饲料为小麦、燕麦片、全麦粉和酵母混合物(饲料配比为小麦 ∶燕麦片 ∶含5%酵母粉的全麦粉=6 ∶3 ∶1)。挑选羽化后2周左右的成虫作为试虫。实验中使用的小麦含水量在12.1%-12.5%。

1.1.2 供试植物精油

植物精油来源植物：大蒜Alliumsativum、芥末Brassicanigra、小茴香Foeniculumvulgare、柠檬Citruslimon、辣椒Capsicumannuum、樟脑Cinnamomumcamphora、留兰香Menthaspicata、薄荷Menthahaplocalyx、孜然Cuminumcyminum、芸香Rutagraveolens、蛇床子Cnidiummonnieri、广藿香Pogostemoncablin、龙柏Sabinachinensis、八角茴香Illiciumverum、肉桂Cinnamomumcassia、蓝桉叶Eucalyptusglobulus、艾叶Artemisiaargyi、豆蔻Alpiniakatsumadai、香茅Cymbopogoncitratus、冬青Ilexchinensis、紫苏叶Perillafrutescens、高良姜Alpiniaofficinarum、罗勒Ocimumbasilicum，以上植物精油均购自江西省吉水县顺民药用香料油提炼厂。

1.2 试验方法

1.2.1 高效植物精油的筛选

采用拌粮熏蒸法：将90 g完整颗粒小麦和10 g 破碎小麦(过10目筛但不过18目筛)加入1000 mL广口瓶中，用移液枪吸取相应的植物精油原液拌入小麦中，塞上塞子，充分摇匀后，接入锈赤扁谷盗成虫30头。塞上橡胶塞，用保鲜膜和透明胶带封好瓶口。置于温度30℃，相对湿度70%，24 h黑暗的培养箱中。以空白处理为对照，每个处理设3个重复。经过48 h后，检查记录成虫的死亡数，计算出死亡率和校正死亡率，比较各处理熏蒸毒杀效果，优选杀虫效果好的植物精油种类。

本筛选试验分两步进行，第一轮筛选所用植物精油量为20L，选取对锈赤扁谷盗成虫熏蒸毒杀死亡率在90%以上的植物精油进行入第二轮筛选。第二轮筛选所用植物精油量为10L，筛选出熏蒸毒杀效果最好的植物精油进入下一阶段的毒力测定。

1.2.2 高效植物精油对锈赤扁谷盗成虫的熏蒸毒杀活性测定

由1.2.1的筛选试验，确定了大蒜油与芥茉油这两种对锈赤扁谷盗成虫具有较强熏蒸毒杀作用的植物精油，并进一步采用拌粮熏蒸法(方法同1.2.1)开展这两种植物精油的毒力测定。根据预试验的结果，大蒜与芥茉精油的熏蒸毒杀作用存在一定的差异，因而对大蒜油与芥茉油设置了不同的浓度梯度。大蒜精油设置的用量为0.4L、0.6L、0.8L、1.0L、1.2L、1.4L、1.8L，而芥茉精油设置的用量为1.0L、1.5L、2.0L、2.5L、3.0L、3.5L、4.0L。熏蒸时间设定为24 h、48 h、72 h。每个处理试虫30头，3次重复，并以不加植物精油的处理作为对照，试验温湿度及光照条件同1.2.1。检查记录不同精油用量及熏蒸时间条件下锈赤扁谷盗成虫的死亡数，具体方法为在体视镜下观察，以小毛笔拨动虫体，30 min内不动者确定为死亡个体。计算出死亡率和校正死亡率。

1.3 数据处理

校正死亡率(%)=(处理死亡率-对照死亡率)/(1-对照死亡率)×100

所有数据采用SAS 9.0软件进行统计分析，校正死亡率数据经反正弦平方根转换后采用one-way ANOVA进行方差分析，多重比较采用Duncan’s新复极差方法，半致死浓度(LC50)用PROC PROBIT分析，采用2检验对回归方程的适合性进行检验。

2 结果与分析

2.1 23种植物精油对锈赤扁谷盗成虫的熏蒸毒杀活性

当进一步降低植物精油浓度后，芥末、大蒜、冬青、樟脑、留兰香及蓝桉叶这6种植物精油对锈赤扁谷盗成虫的熏杀活性也产生一定的分化。在植物精油浓度为10L/L时，芥末与大蒜精油在48 h内对锈赤扁谷盗成虫的校正死亡率仍保持在100%，而冬青油、樟脑油、蓝桉叶油和留兰香油的校正死亡率都降到了40%以下(表2)。为此，选择了芥末与大蒜这两种植物精油进入最后的熏杀毒力测试。

表1 23种植物精油在20 L/L 浓度下对锈赤扁谷盗成虫的熏蒸毒杀效果

Table 1 Fumigant toxicity activity of 23 species of essential oil on Cryptolestes ferrugineus adults (20 μL/L)

表1 23种植物精油在20 L/L 浓度下对锈赤扁谷盗成虫的熏蒸毒杀效果

植物精油Essentialoils校正死亡率(%)Correctedmortality植物精油Essentialoils校正死亡率(%)Correctedmortality芥末Brassicanigra10000±000a香茅Cymbopogoncitratus1236±195d大蒜Alliumsativum10000±000a高良姜Alpiniaofficinarum674±490de冬青Ilexchinensis9551±297a豆蔻Alpiniakatsumadai562±195def樟脑Cinnamomumcamphora9551±297a蛇床子Cnidiummonnieri450±225def留兰香Menthaspicata9551±225a紫苏叶Perillafrutescens450±297def蓝桉叶Eucalyptusglobulus9326±515a辣椒Capsicumannuum113±225ef柠檬Citruslimon6404±225b广藿香Pogostemoncablin113±225ef八角茴香Illiciumverum5955±1030b芸香Rutagraveolens000±112ef罗勒Ocimumbasilicum5169±112bc龙柏Sabinachinensis000±112ef薄荷Menthahaplocalyx4607±195bc艾叶Artemisiaargyi000±112ef肉桂Cinnamomumcassia3708±225c孜然Cuminumcyminum-112±000f小茴香Foeniculumvulgare3371±113c

注：表中数据为平均数±标准误；两列数据后具不同字母表示经Duncan新复极差法测验差异显著(P<0.05)。Note: Data are presented as means±SE，and those followed by different letters in the two column are significantly different at 5% level (Duncan’s multiple range test)．

表2 6种植物精油在10 L/L浓度下对锈赤扁谷盗

成虫的熏蒸毒杀效果

Table 2 Fumigant toxicity activity of 6 species of essential

oil on Cryptolestes ferrugineus adults (10 L/L)

表2 6种植物精油在10 L/L浓度下对锈赤扁谷盗

植物精油Essentialoils校正死亡率(%)Correctedmortality大蒜Alliumsativum10000±000a芥末Brassicanigra10000±000a冬青Ilexchinensis3068±301b樟脑Cinnamomumcamphora2841±394b桉叶Eucalyptusglobulus2614±227b留兰香Menthaspicata1022±114c

注：表中数据为平均数±标准误；同列数据后具不同字母表示经Duncan新复极差法测验差异显著(P<0.05)。下同。Note: Data are presented as means ± SE，and those followed by different letters in the same column are significantly different at 5% level (Duncan’s multiple range test)．The same below.

2.2 芥茉与大蒜精油对锈赤扁谷盗的熏蒸毒杀活性

芥末精油与大蒜精油对锈赤扁谷盗成虫的熏蒸毒杀活性均随使用浓度与处理时间的增加而增强，但熏蒸时间的延长对杀虫效果的增效较缓慢，表现出较强的速效性(表3、表4)。通过比较相同处理时间、不同处理浓度植物精油的熏蒸毒杀效果来看，大蒜精油的熏蒸毒杀活性明显高于芥末精油。在处理24 h时，芥末精油浓度为1.0L/L与4.0L/L时，锈赤扁谷盗的校正死亡率分别为2.22%与95.56%(表3)；而大蒜精油在相同处理时间下，浓度为1.0L/L时，锈赤扁谷盗的校正死亡率为73.03%，而当浓度为1.4L/L时就达到芥末精油浓度为4.0L/L的毒杀效果(表4)。

表3 芥末精油对锈赤扁谷盗成虫的熏蒸毒杀效果

表4 大蒜精油对锈赤扁谷盗成虫的熏蒸毒杀效果

采用线性回归方程拟合了死亡机率值(y)与供试植物精油浓度(x)之间的关系，结果表明该数学模型可用于这两种植物精油的熏蒸毒力描述(表5、表6)。从两种植物精油对锈赤扁谷盗致死浓度LC50值来看，随着处理时间的延长，两种精油的LC50值均有所下降，说明延长处理时间具有一定的增效作用。但相同处理时间条件下，大蒜精油的LC50值明显低于芥末精油，其杀虫活性更强(表5、表6)。

表5 不同处理时间的芥末精油对锈赤扁谷盗成虫的熏蒸毒力

表6 不同处理时间的大蒜精油对锈赤扁谷盗成虫的熏蒸毒力

3 结论与讨论

本试验结果表明，大蒜精油与芥末精油对锈赤扁谷盗成虫具有明显的熏蒸毒杀作用，且具有用量低、作用迅速等优点，是防治锈赤扁谷盗适宜的植物源杀虫制剂。通过比对前人的研究结果发现，芥末精油对锯谷盗成虫具有很强的熏蒸、驱避和毒杀活性(李宁等, 2011)；大蒜素对米象、玉米象和谷蠹也具有明显的熏蒸作用(仲建锋等, 2007)，但对赤拟谷盗成虫无明显熏蒸作用(吕建华等, 2006)。另外，本试验中对锈赤扁谷盗熏杀作用不明显的孜然、芸香、紫苏等精油，却对杂拟谷盗(杨德军等, 2002; 沈科萍等, 2015)、玉米象(王宇新, 2009)等害虫有明显的生物熏杀活性，说明不同植物精油的杀虫谱范围并不相同，在生产实践中可优先考虑杀虫谱广的植物精油种类，以达到一药多治的目的。

相同处理时间条件下，大蒜精油的LC50值明显低于芥末精油，说明大蒜精油对锈赤扁谷盗成虫具更强的生物活性。但通过比较分析同一种植物精油对不同害虫熏杀效果时其用量存在较大的差异，如本试验中，在24 h时，大蒜素对锈赤扁谷盗的LC50值为0.7827L/L。而仲建锋等(2007)研究报道，在相同处理时间条件下，大蒜素对米象、玉米象及谷蠹的LC50值分别为9.28、5.20、1.75L/L，均高于本试验中对锈赤扁谷盗的用量。造成这种差异的原因可能有以下2种情况：① 不同种类害虫对同一植物精油的敏感性不同，即同一精油对不同害虫的生物活性存在差异，导致达到相同死亡率时所用剂量不同；② 试验测试方法不同，本试验中采用的是拌粮熏蒸法，而仲建锋等采用的是滤纸条吸附熏蒸法。通常在拌粮条件下，由于害虫与植物精油直接触，害虫的死亡可能是熏蒸与触杀综合作用的结果，而滤纸条吸附法则主要是熏蒸这单一作用，这也可能是导致用药量差异的原因之一。建议在生产实践中可采用拌粮熏蒸法以减少精油制剂的用量。

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Fumigant toxicity activity of essential oils againstCryptolestesferrugineus(Stephens)

YUAN Li-Feng1, CHEN Ke-Wei1, ZENG Ling2, HUANG Shi-Yu1, ZENG Ling1, LIANG Guang-Wen1*

(1. College of Agriculture, South China Agricultural University, Guangzhou 510640,China; 2. Guangdong Institute for Cereal Science Research, Guangzhou 510050,China)

The fumigant toxicity of 23 essential oils on adults of rusty grain beetle,Cryptolestesferrugineus(Stephens)was investigated with the method of mixing oils with diet. The results proved that the fumigant toxicity activity of the essential oils ofAlliumsativumandBrassicanigrawere better than that of the other 21 essential oils. The LC50of rusty grain beetle fumigated by the essential oils ofA.sativumunder the exposure time of 24, 48 and 72 hours were 0.7827, 0.7222 and 0.6478L/L, respectively. While the LC50ofB.nigraunder the same exposure time were 2.7581, 2.6117 and 2.4619L/L, respectively. The fumigant toxicity ofA.sativumon adults of rusty grain beetle was stronger than that ofB.nigra.

Cryptolestesferrugineus; essential oil; mustard oil; garlic oil; fumigant toxicity

粮食公益性行业科研专项(201313002-04)

源丽枫，女，1990年生，硕士研究生，研究方向为储粮害虫综合控制，E-mail: fatwist12@sina.com.cn

*通信作者Author for correspondence, E-mail: chenkewei@scau.edu.cn;gwliang@scau.edu.cn

Received：2015-12-15；接受日期Accepted：2016-05-11

Q965.9；S433

A

1674-0858(2017)01-0207-06

源丽枫，陈科伟，曾 伶，等.植物精油对锈赤扁谷盗成虫熏蒸毒杀作用研究[J].环境昆虫学报，2017,39(1):207-212.