3种植物精油对部分粮食害虫的控制作用

3种植物精油对部分粮食害虫的控制作用

粮食病虫害的造成是粮食储备期间严重损失的主要原因，历来为世界所赞赏。米象、锯谷盗、赤拟谷盗、小眼书虱均为世界性重要储粮害虫,目前,主要采用磷化氢熏蒸防治,但长期过度使用磷化氢熏蒸已引起害虫严重的抗药性、环境污染等问题,迫使人们寻找与环境相容性好的、高效、安全的储粮害虫防治方法。植物次生代谢产物是植物长期与昆虫协同进化过程中抵御昆虫取食行为而形成的化学物质,利用植物次生代谢产物开发环境和谐农药已成为已成为国内外害虫防治领域的一个研究热点。植物源杀虫剂是在自然界形成的,来源广泛,与自然环境有高度的和谐度,对高等动物的毒性一般比较低,有些甚至基本无毒,其作用机制复杂,害虫不易产生抗药性,具有极为广阔的发展前景。目前,对植物次生物质的开发利用主要表现在两个方面:一是将具有杀虫活性的植物材料与粮食拌和,直接作为植物杀虫剂,二是为新的杀虫剂合成提供模板。目前已有不少制剂出现,如谷虫净、油酸烟碱乳油和印楝油等,取得了较大进展。本研究以无水乙醚为有机溶剂,采用索氏提取法提取柑桔皮、臭椿树皮、辣椒粉的植物精油,系统研究其对米象、锯谷盗、赤拟谷盗、小眼书虱的驱避、触杀、种群抑制及熏蒸作用,为进一步开发利用植物杀虫剂提供理论依据。1材料和方法1.1饲料及罐头瓶所有供试昆虫均从粮库采集,在河南工业大学生物防治实验室内(温度为27±2℃、相对湿度75±5%)培养。小眼书虱Liposcelispaeta用过80目筛的全麦粉、脱脂奶粉、酵母按1:1:1的比例配成的饲料饲养;米象Sitophilusoryzae用经过水洗、烘干,然后平衡水分为13.5%左右的小麦作为饲料饲养;锯谷盗Oryzaephilussurinamensis用全麦粉、燕麦、高活性酵母按6:3:1的比例配成的饲料饲养;赤拟谷盗Triboliumcastaneum用小麦粉和干酵母以6:1的比例混匀作为饲料。每3天将米象、锯谷盗、赤拟谷盗成虫筛出并转入新的罐头瓶(容积350mL,在距瓶底2/3处的内壁上均匀涂制一层聚四氟乙烯)中,向罐头瓶中轻轻放入1/3体积的饲料,用粗白布和橡皮筋封好瓶口,确保成虫产卵密度及世代的分离。每次试验均选取健壮、日龄一致的成虫。1.2试验剂无水乙醚由天津市化学试剂一厂,丙酮由洛阳市化学试剂厂生产,2种试剂均为分析纯,500mL瓶装。1.3测试方法1.3.1植物粉capsicumfspl将柑桔皮CitrussuavissimaTanaka(从中药店购买)、臭椿树皮Ailanthusaltissima(从臭椿树枝干上取得)置于45℃烘箱内烘干,用药碾子仔细碾碎过60目筛,收取细粉状物;辣椒粉CapsicumfrutescenspL.从集市直接购买。将3种植物粉末用塑料袋装好放入1～4℃的低温冰箱中保存备用。采用索氏提取法制备植物精油:分别称取50g柑桔皮、臭椿树皮、辣椒粉干粉,装入滤纸筒内,用脱脂棉塞入筒的上部,压住试样。将滤纸筒放入浸提管内,纸筒的高度不要超过虹吸管顶部。向抽提瓶中加入250mL无水乙醚,用脱脂棉塞住冷凝管上口,连接好装置,进行水浴加热抽提。水浴温度为40℃,约9分钟虹吸1次,待提取器支管流下的液体为无色时即停止抽提。提取完毕后,取下索氏提取装置下面的圆底烧瓶,在39℃水浴中回收乙醚,即得到植物精油,将其置于冰箱中冷藏备用。试验时,将3种植物精油分别与丙酮按1:15(体积比)的比例混合后供试验用。1.3.2小眼书锑的驱避试验对米象、锯谷盗、赤拟谷盗的驱避作用:将圆形滤纸(Φ12.5cm)对半剪开,一半用1mL稀释好的植物精油丙酮溶液处理,另一半用1mL丙酮处理,自然晾干后用透明胶布粘在一起,置于内侧壁涂有聚四氟乙烯的培养皿(Φ12.5cm)底部,并用固体胶固定。每皿接入30头成虫,接虫后12、24、48h观察记录试虫在两边分布的数目,计算驱避率。重复5次。对小眼书虱的驱避作用:试验方法基本同上,不同之处是将直径6cm滤纸剪成略小于培养皿(Φ6cm)底部的圆片,然后再对半剪开,一半用0.2mL植物精油溶液处理,另一半用等量丙酮处理。每皿接入30头小眼书虱若虫。驱避率=[(对照边虫数-处理边虫数)/对照边虫数]×100%驱避活性的分级标准:0级:无驱避活性;Ⅰ级:驱避率0%～20%;Ⅱ级:驱避率20.1%～40%;Ⅲ级:驱避率40.1%～60%;Ⅳ级:驱避率60.1%～80%;V级:驱避率80.1%～100%。1.3.3滤纸药膜法试验对米象、锯谷盗、赤拟谷盗的触杀作用采用点滴法:用微量进样器(1μL)分别将0.48μL植物精油丙酮溶液滴于试虫前胸背板上,以滴加等量的丙酮为对照,处理30头,放入培养皿中24、48、72h计数试虫死亡数,计算死亡率和校正死亡率。重复5次。对小眼书虱的触杀作用采用滤纸药膜法:先在培养皿(Φ6cm)内侧壁均匀抹一层聚四氟乙烯(防止试虫逃逸),然后在培养皿底部覆盖同样大小的滤纸,向其中均匀滴入0.2mL植物精油丙酮溶液,以均匀滴入0.2mL丙酮作为对照。向每个培养皿中加入30头小眼书虱若虫,盖好上盖,置于28℃恒温培养箱中培养。当试虫爬行24h后,直接向培养皿中加适量饲料,4d后分别观察记录死亡虫数,计算死亡率和校正死亡率。重复5次。校正死亡率=(处理死亡率-对照死亡率)/(1-对照死亡率)1.3.4种群抑制率测定饲料拌药法:向已洗净、烘干的罐头瓶(容积350mL)中加入20g小麦粉,移取0.5mL植物精油丙酮溶液均匀拌于饲料内,以加入等量的丙酮为对照。向每个罐头瓶中放入30头试虫,用保鲜薄膜封口,置于28℃恒温培养箱中培养,7天后检查并记录活虫数,计算种群抑制率。重复5次。种群抑制率=(对照平均虫量-处理平均虫量)/对照平均虫量×100%1.3.5试虫的制备和观察采用悬挂法:取1mL稀释好的植物精油丙酮溶液滴于半张滤纸(Φ12.5cm)上,然后将滤纸卷成筒状用双面胶固定在熏蒸瓶(由容积为250mL的医用输液瓶洗净烘干后制成,内侧壁涂有聚四氟乙烯)瓶塞上,小心塞紧瓶塞,使滤纸悬挂在熏蒸瓶中,注意使其不要与瓶壁接触。向瓶内加入10g小麦(对小眼书虱的熏蒸,瓶中装有5g碎麦),接入30头试虫。以在滤纸条上滴加等量的丙酮作为对照。放入28℃恒温培养箱中培养。4天后观察并记录各瓶内试虫死亡情况,计算死亡率和校正死亡率。重复5次。2结果与分析2.1种植物精油的诱变效果从图1(A、B)可以看出,臭椿皮精油和辣椒精油对小眼书虱若虫和赤拟谷盗成虫均有较强的驱避作用,其驱避活性基本均达到V级,两者之间无显著差异(df=1,p>0.05)。柑桔皮精油的驱避率均为负值,表明其对小眼书虱若虫和赤拟谷盗成虫均具有引诱作用,尤其是对小眼书虱若虫的引诱作用极为显著。由图1(C)可知,3种植物精油对锯谷盗成虫均有较强的驱避作用,臭椿皮精油和辣椒精油的驱避作用较强,柑桔皮精油的驱避效果较弱。并且,随着处理时间的延长,驱避效果都呈下降趋势,特别是柑桔皮提取物的下降幅度最大,72h后其驱避率仅为2.6%。由图1(D)可知,3种植物精油对米象成虫均有较强的驱避作用,相互之间差异不显著(P>0.05),驱避活性基本都达到了Ⅳ级,其中臭椿皮精油甚至达到了Ⅴ级,而且3种植物精油的驱避效果随时间的延长不仅没有减弱,相反还有一定的增强趋势。2.2杀作用较弱由表1可知:3种植物精油对米象成虫具有较强的触杀作用,并且随着处理时间的延长而增强,对其它3种储粮害虫的触杀作用较弱。3种植物精油中,臭椿皮精油和辣椒精油对米象成虫的作用效果最好,其72h的校正死亡率分别达到76.5%和72.8%,二者之间差异不显著(P>0.05)。柑桔皮精油的触杀效果稍弱,但与对照相比,也达到了显著水平(P<0.05)。这可能因为三种植物精油含有不同的杀虫成分,而臭椿皮精油和辣椒精油含有相似的杀虫成分。2.3米象成虫的当代种群抑制率由表2可知:3种植物精油对锯谷盗成虫当代种群抑制作用较强,种群抑制率都达到了100%;对米象成虫当代种群的抑制作用也较强,相互之间差异显著(P<0.05);对赤拟谷盗当代种群也均有一定的抑制作用,相互之间差异也达显著水平(P<0.05)。2.4不大df由表3可知:3种植物精油对锯谷盗成虫均表现出很好的熏蒸杀虫效果,而且他们之间的差异不大(df=2,P>0.05);3种植物精油对米象成虫也具有较强的熏蒸作用,相互之间的差异显著(df=2,P<0.05);辣椒精油和臭椿皮精油对小眼书虱若虫也均有一定的熏蒸作用,柑桔皮精油的熏蒸作用较弱;3种植物精油对赤拟谷盗成虫均无明显的熏蒸作用。3植物精油的功能由本文研究结果可知,臭椿皮精油和辣椒精油对4种储粮害虫均有较强的驱避作用,柑桔皮精油对小眼书虱若虫有极为显著的引诱作用。柑桔皮、臭椿树皮、辣椒粉的植物精油对米象成虫均有较强的触杀活性,对成虫均有较强的熏蒸活性。3种植物精油对锯谷盗和米象成虫当代种群具有极强的抑制作用