7 种植物源活性成分对百香果蓟马的毒力和驱避行为测定

于欢, 吴朝波, 朱明军, 杜荣锴, 严崇泽, 伍春玲

(1. 海南博士威生物科技有限公司, 海南 澄迈 571900; 2. 海南热带海洋学院民族学院, 海南 三亚 5720222; 3. 中国热带农业科学院环境与植物保护研究所, 海南 海口 571101)

百香果（Passiflora edulis）属西番莲科西番莲属的藤本植物，我国主要分布于海南、广西、广东、福建、台湾等地[1]。截至2022 年，海南省百香果种植面积约为1 333.33 hm2，蓟马是目前海南百香果园发生最重、成灾最频繁、防治最难的危险性害虫[2]。近年来，笔者在海口、澄迈、临高、琼海、琼中、乐东、东方、万宁、陵水等地就百香果种植基地进行病虫害跟踪与调查，发现蓟马危害百香果叶、花、果实，造成叶片卷曲，果实黄化、畸形、品质差的问题相当严重，蓟马对百香果叶片和果实的危害达80%以上，危害百香果的蓟马种类有黄胸蓟马（Thrips hawailensis）、腹突皱针蓟马（Rhipiphorothrips cruentatus）、横纹蓟马（Aeolothrips fasciatus）和红带滑胸针蓟马（Seirtothrips rubroinctus）等。特别是主要危害百香果的花蓟马（Frankliniella intonsa）和黄胸蓟马（Thripshawaiiensis），对百香果的植株、花、果，以及病毒病的传播，造成了严重的危害和巨大的损失，影响了百香果产业的快速健康发展和生态安全。目前针对百香果蓟马防治的研究较少，因此针对蓟马危害百香果重且持续时间长、有效防控药剂产品严重缺乏等突出问题开展活性物质的筛选试验，对于百香果蓟马防治产品的开发具有重要意义。目前主要依靠化学药剂防治[3]，笔者对海南蓟马防治常用药剂进行抗药性监测发现，常规的化学药剂使用一段时间后，抗药性上升非常快[4]。关于蓟马对化学药剂抗药性方面的文献较多，如苜蓿蓟马已经对新烟碱类、拟除虫菊酯类和苯甲酰胺类杀虫剂产生了中等水平抗性[5]；海南主要豇豆种植区蓟马对阿维菌素、高效氯氰菊酯、甲维盐和啶虫脒的抗性显著增加[6]；北京和云南地区西花蓟马对多杀菌素类药剂已经产生高水平抗药性[7]。众多研究结果表明，蓟马对化学药剂抗药性增强，生产中一些种植户不断增加使用剂量和使用次数，依然很难控制蓟马，甚至面临无药可治的困境，同时不合理使用药剂是食品安全问题的潜在因素之一，严重制约了海南百香果产业的健康持续发展。如何解决海南百香果高产、优质、安全、规模化生产与有效绿色防控百香果蓟马之间的矛盾，成为当前海南百香果产业发展中亟须解决的重大难题。植物源杀虫剂作用机理独特，害虫不易产生抗药性、对非靶标生物及环境影响较小[8-9]，植物源药剂的开发，有助于解决百香果蓟马防治药剂单一和抗药性的问题。开发植物源药剂的成分，必须进行毒力测定，同时弄清楚其诱驱特性。笔者评价了7 种具有良好活性的植物源成分对百香果蓟马的毒力，同时就百香果蓟马对7 种活性成分的引诱与驱避行为进行试验，以期为开发百香果蓟马新型植物源杀虫剂提供依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试药剂见表1。供试虫源（蓟马）来源于海南省临高县临城镇百香果种植基地；百香果品种为黄金百香果；四臂嗅觉仪根据需求在南京雪莱生物科技有限公司定制。

表1 供试活性成分物质及含量

植物源活性成分：马鞭草烯酮是一种具有类似樟脑、薄荷脑，以及芹菜香气的单萜烯酮化合物，天然存在于西班牙马鞭草及蓝桉的精油中，具有良好的驱虫和杀虫活性；臭椿酮是一种植物提取物，是从苦木科臭椿的根皮或树皮中提取出来的一种物质，具有抗菌、抗虫、抗肿瘤作用；D-柠檬烯是用专业的冷压技术从橙皮中提取的橙油，属于天然植物源农药，与常用的化学农药无交互抗性，杀虫机理是溶解害虫体表蜡质层，快速击倒害虫，使其失水而死；槟榔碱是从槟榔中分离的吡啶类生物碱物质，槟榔碱的生物活性主要包括抗菌、抗寄生，对小菜蛾有良好的杀虫活性；丁香酚是丁香中发现的精油，具有抗菌，驱虫和抗氧化活性，对斜纹夜蛾具有良好杀虫活性；茉莉酸甲酯来自茉莉酸，主要在虫害诱导的直接和间接防御反应中起作用。

四臂嗅觉仪由流量计、气体净化柱、味源瓶、行为测试区、抽气泵等单元组成,各单元由食品级硅胶管连接（图1）。行为测试区为300 mm×300 mm，高为2.8 cm，内部为四角星状空间，顶部中心有一个圆孔（直径为40 mm）用于释放昆虫和连接气泵。主要技术参数：主体采用高透明有机玻璃制造，观察性良好；放虫孔采用叠加自吸设计；昆虫收集瓶采用截止设计，可有效防止昆虫返回观察室，收集瓶规格为110 mm×100 mm；无油真空泵：电压为220 V，功率为60 W，平均流量为10 L·min-1，相对真空度（Kpa）≈-88 Kpa，压力可调；流量控制：四通道均可单独控制流量，流量计为50～500 mL·min-1；味源瓶250 mL，适用于液态固态味源及空气加湿等；气体净化柱为200 mL，配活性炭，脱脂滤棉，过滤空气中杂质；活性炭：圆形颗粒状，规格为3 mm，碘值为700。

图1 四臂嗅觉仪连接示意图

1.2 试验方法

1.2.1 活性成分毒力测定 试验对叶管药膜法[10]改进后进行毒力测定，离心管改用培养皿，分别将7 种植物源杀虫活性成分用甲醇配制成母液，依据预试验稀释成5 个浓度：槟榔碱所用浓度为：0.05、0.5、5、50、500 mg·L-1；香茅醛所用浓度为：50、500、5 000、10 000、20 000 mg·L-1；D-柠檬烯所用浓度为：250、5 000、1 000、2 000、4 000 mg·L-1；茉莉酸甲酯所用浓度为：20、100、500、1 000、2 000 mg·L-1；马鞭草烯酮所用浓度为：80、160、320、640、1280 mg·L-1；丁香酚所用浓度为：100、1 000、10 000、100 000、200 000 mg·L-1；臭椿酮所用浓度为：100、200、400、800、1 600 mg·L-1；以甲醇处理作为对照。取直径为12 cm 的培养皿，用脱脂棉蘸取对应浓度的供试物质擦拭培养皿，自然风干；取百香果叶片鲜叶，切成宽为3 mm，长为5 mm 的条状，将切好的鲜叶分别置于各浓度药液中5 s 后取出，叶面湿润无滴水时放入培养皿，每皿放入蓟马60 头。处理48 h 后，记录死虫情况，用毛笔轻触虫体，以不能产生明显爬行视为死亡。每处理重复3 次，并设甲醇为对照。对照组死亡率在15%以内为有效试验。死亡率和校正死亡率公式如下：

1.2.2 活性成分驱避行为选择 采用四臂嗅觉仪进行蓟马行为检测，使用对角线味源；在四臂嗅觉仪对角线两臂的味源瓶中各加入100 mL 味源物，另一对角线的两味源瓶内加入等量的甲醇作为对照。2 h 后，观察并统计每个味源通道蓟马数量，重复3 次，每组统计诱虫数量为对角线两臂收集瓶蓟马数量之和。

式中，t 为选择处理端的个体数；c 为选择对照端的个体数。

1.3 数据处理

试验采用SPSS 23.0 软件进行单因素ANOVA检验分析，计算供试物质的半数致死浓度LC50值、95%置信区间，以及毒力回归方程；采用卡方值（χ2）检验毒力回归方程的适合性。

2 结果与分析

2.1 7 种植物源活性成分对百香果蓟马的毒力

由表2 可知，7 种植物源活性成分对百香果蓟马的毒力差异较大，用药48 h 后，LC50最大值与最小值相差35.30 倍。其中，马鞭草烯酮用药48 h，对百香果蓟马的LC50值为157.359 mg·L-1，远小于其他有效成分，其次为丁香酚、D-柠檬烯、臭椿酮，对百香果蓟马LC50值低于500.000 mg·L-1；槟榔碱、茉莉酸甲酯、香茅醛对百香果蓟马毒力较差。

表2 7 种植物源杀虫活性成分对百香果蓟马的毒力测定结果

2.2 7 种植物源活性成分对百香果蓟马诱驱效应

由图2 可知，蓟马对7 种供试活性物质气味的选择性有差异，其中D-柠檬烯对蓟马有显著的吸引作用，引诱率为72.22%；而茉莉酸甲酯、槟榔碱、马鞭草烯酮、臭椿酮、香茅醛对蓟马有显著的驱避作用，驱避率为83.33%、80.36%、77.36%、76.36%和67.27%；丁香酚对蓟马无明显的引诱或驱避作用。

图2 百香果蓟马对不同活性物质的行为选择

3 讨论与结论

试验结果表明，7 种植物源活性成分对百香果蓟马表现出不同的杀虫活性，植物源药剂相比化学药剂对害虫的作用方式更多，更复杂，对生态环境更安全，通常引起害虫拒食、发育停滞和麻痹，同时植物源药剂挥发性气味对害虫具有引诱或驱避作用[11-12]。海南高温高湿，蓟马世代重叠、终年繁殖、抗药性较强，但蓟马对植物源药剂不易产生抗性，使用植物源药剂防治是理想的选择。为了筛选对百香果蓟马有较好活性的植物源农药，本研究进行了7 种植物源活性成分对蓟马的杀虫活性与驱避性试验。

从杀虫活性来看，马鞭草烯酮的毒力最强，LC50值为157.359 mg·L-1（95%置信区间为130.600～189.601 mg·L-1）；丁香酚、D-柠檬烯、臭椿酮毒力相当312.678 mg·L-1≤LC50≤421.410 mg·L-1；茉莉酸甲酯、槟榔碱、香茅醛的毒力较弱，LC50＞2 000.000 mg·L-1。马鞭草烯酮本身具有杀虫活性[13]，马鞭草烯酮对百香果蓟马亦具有较强的杀虫活性；D-柠檬烯能够有效防治初期的蓟马，对蓟马具有引诱、触杀等多种作用方式[14]，这与本研究结果一致。丁香酚对草地贪夜蛾和斜纹夜蛾具有较强的活性[11,15]，其对百香果蓟马亦具有较强活性。槟榔碱对小菜蛾的LC50为64.620 mg·L-1[16]，而槟榔碱对百香果蓟马研究中活性较低。关于茉莉酸甲酯杀虫活性方面未见报道，但有研究表明，其能有效诱导植物产生抗虫性[17]，是植物常见的诱导剂。本研究发现，茉莉酸甲酯对蓟马的杀虫活性较低，可能与其作用方式有关。本研究初步筛选出对蓟马杀虫活性较高的马鞭草烯酮、D-柠檬烯和臭椿酮，其对蓟马的具体生物学机理，还需要做进一步研究。

D-柠檬烯对蓟马有显著的引诱作用，茉莉酸甲酯、槟榔碱、马鞭草烯酮、臭椿酮、香茅醛对蓟马有显著的驱避作用。植物源药剂的驱避特性与靶标种类有关，同时与药剂浓度相关。有研究表明，D-柠檬烯对天牛的天敌花绒寄甲具有引诱作用，但D-柠檬烯对果蝇类生物具有熏蒸、驱避作用[18]。而本研究发现，D-柠檬烯对百香果蓟马具有引诱作用。其他研究表明，利用马鞭草烯酮的驱避作用防治红脂大小蠹[19]，可以进行森林松毛虫的驱避防治[20]，这些与百香果蓟马对马鞭草烯酮的行为选择相一致。但宋灿灿等[21]研究发现，马鞭草烯酮对白蚁具有较强的引诱作用。虫体神经系统能被槟榔碱所麻痹，其对虫体有较强的致瘫或杀伤作用，槟榔碱是槟榔中有效的驱虫成分[22]，本研究发现槟榔碱对蓟马并未表现出较强的杀虫活性，但具有显著的驱避作用。通过植物源杀虫活性成分复配，可产生多靶标协同作用而显著增效[23-24]。防治百香果蓟马的植物源药剂研发中可以进一步筛选复配组合，以增加杀虫毒力效果。

综上所述，7 种植物源成分对百香果蓟马毒力为：马鞭草烯酮＞丁香酚＞D-柠檬烯＞臭椿酮＞茉莉酸甲酯＞香茅醛＞槟榔碱；D-柠檬烯对蓟马具有显著的吸引作用，茉莉酸甲酯、槟榔碱马鞭草烯酮、臭椿酮、香茅醛对蓟马具有显著的驱避作用。植物源活性成分的杀虫活性与驱避特性研究对于作用机理和应用技术的研究具有重要意义，下一步将从作用机理及应用技术方面进行研究。