6种植物精油对联苯菊酯触杀活性的影响

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  摘 要:采用点滴法测定了香樟、土荆芥、黄花蒿、波斯菊、留兰香、蓝冰柏等6种植物精油与98%联苯菊酯杀虫剂联用对灰茶尺蠖2龄幼虫的触杀活性。结果表明,除波斯菊精油外,其他精油随着浓度的增加,灰茶尺蠖幼虫的死亡率逐渐增高;98%联苯菊酯杀虫剂的半数致死浓度LC50为195.763μg/mL。精油与杀虫剂联用,香樟精油和留兰香精油提高了联苯菊酯对灰茶尺蠖幼虫的触杀活性,土荆芥精油和黄花蒿精油未影响联苯菊酯的触杀活性,而波斯菊和蓝冰柏精油降低了联苯菊酯的触杀活性。研究结果为植物精油在害虫防治中的应用提供了理论依据。
  关键词:植物精油;联苯菊酯;灰茶尺蠖;触杀活性
  中图分类号  S436   文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2021)19-0088-04
  Effect of Six Essential Oils on the Contact Toxicity of Bifenthrin
  PENG Kaixuan et al.
  (Xinyang Agriculture and Forestry University, Henan Provincial South Henan Crop Pest Green Prevention and Control Academician Workstation, Agricultural Department, Xinyang 464000, China)
  Abstract: The combination of 6 plant essential oils, which were extracted from Cinnamomum camphora, Chenopodium ambrosioides L., Artemisia annua L., Cosmos bipinnata, Mentha spicata Linn, Cupressus glabra ‘Blue Ice’, and 98% bifenthrin to the 2nd instar larvae of E. grisescens were investigated by micro-drop method. The results showed that the mortality rate of E. grisescens larvae increased with the increase of concentration except the essential oil from C. bipinnata, and the LC50 of 98% bifenthrin was 195.763μg/mL. When the essential oil was mixed with insecticides, the essential oil from C. camphora and M. spicata significantly improved the contact effect of bifenthrin; C. ambrosioides and A. annua essential oil had no effect on the contact of bifenthrin. However, the essential oil from C. bipinnata and C. glabr ‘Blue Ice’ decreased the contact effect of bifenthrin, which will provide a theoretical foundation for application of plant essential oil in pest management.
  Key words: Plant essential oils; Bifenthrin; Ectropis grisescens; Contact toxicity
  灰茶尺蠖(Ectropis grisescens Warren)属于鳞翅目(Lepidoptera)尺蛾科(Geometridae),是河南信阳茶园发生最普遍、危害最严重的害虫之一。该虫主要以幼虫取食嫩叶危害,严重时可以将茶树食成秃枝,对茶叶产量、品质等构成了较大威胁[1]。目前,茶园尺蠖类害虫的防治在很大程度上仍是以联苯菊酯、溴氰菊酯、啶虫脒等化学农药防治为主,由于长期使用不当,导致害虫对部分杀虫剂产生了较高的抗性。与此同时,茶园天敌大量减少,严重破坏了茶园的生态平衡。
  植物精油是从天然植物中提取的具有特征气味的挥发性物质,主要包括萜类化合物、芳香族化合物、脂肪族化合物和含氮含硫化合物等,具有较好的杀虫、杀菌活性,专一性强,易降解、低残留、不易产生抗药性和环境友好型等特点,有望开发成新型植物源杀虫剂。研究表明,植物精油对害虫具有较高的药效,可通过拒食、趋避、熏蒸、抑制生长发育等方式干扰昆虫行为[2-5,]。除此之外,植物精油对杀虫剂还具有明显的增效作用。比如,萜烯类化合物对某些药物是很好的透皮促进剂,其可能通过破坏害虫的角质层细胞间的脂质屏障及增加药物自水性基质中向角质层的分配[6]。土荆芥、花椒、艾叶、松针、侧柏、黄蒿、艾蒿、侧柏等植物精油与敌百虫、毒死蜱、氟虫腈、阿维菌素、丁硫克百威等不同类型杀虫剂混配联用,显著提高了杀虫剂对小菜蛾幼虫的触杀活性,且这些植物精油对小菜蛾幼虫表皮蜡质层结构具有一定的破坏,还能提高杀虫剂的透皮吸收量[7-9]。
  本研究以香樟、土荆芥、黄花蒿、波斯菊、留兰香、蓝冰柏等6种植物精油,研究其对灰茶尺蠖2龄幼虫的触杀活性,同时测定了6种植物精油对98%联苯菊酯杀虫剂的触杀效果的影响,旨在为植物精油在害虫防治中的应用提供理论依據。   1 材料与方法
  1.1 试验材料
  1.1.1 供试虫源 灰茶尺蠖幼虫采自河南省信阳市马鞍山茶园(32°10′50″N,113°50′17″E),带回实验室内用新鲜茶叶带枝饲养多代。饲养温度(25±1)℃,相对湿度(60±5)%,光周期16L∶8D。选取生长一致健康的2龄幼虫作为供试昆虫。
  1.1.2 供试精油 香樟精油、土荆芥精油、黄花蒿精油、波斯菊精油、留兰香精油、蓝冰柏精油由信阳农林学院农学院植物保护教研室植物病理学实验室提供,放置于4℃保存备用。
  1.1.3 供试药剂 98%联苯菊酯原药,由山东禾宜生物科技有限公司生产。
  1.2 试验方法
  1.2.1 6种植物精油对灰茶尺蠖2龄幼虫的触杀毒力测定 采用微量点滴法测定供试6种植物精油对灰茶尺蠖2龄幼虫的触杀毒力。供试精油分别用丙酮配制6个系列浓度(1μL/mL、10μL/mL、20μL/mL、40μL/mL、80μL/mL、160μL/mL),用移液枪分别将配好的精油丙酮溶液滴于灰茶尺蠖2龄幼虫的中胸部背面,以丙酮为对照。每组设置5个重复,每培养皿放置10头试虫,每头试虫点滴0.5μL。将处理后的试虫放在铺有湿润滤纸的培养皿中,放入干净新鲜的茶叶,然后将培养皿放在温度为(25±1)℃,相对湿度(60±5)%,光周期16L∶8D的养虫室内,24h后检查试虫死亡结果。按照下面的公式计算校正死亡率。死亡标准:以毛笔触动时试虫不动为标准。
  校正死亡率(%)=[(处理组死亡虫率-对照组死亡虫率)/(1-对照组死亡虫率)]×100
  1.2.2 98%联苯菊酯杀虫剂对灰茶尺蠖2龄幼虫的触杀毒力测定 用微量点滴法测定98%联苯菊酯杀虫剂对灰茶尺蠖2龄幼虫的触杀毒力。将98%联苯菊酯原药分别用丙酮稀释至7个系列浓度(12.5μg/mL、25μg/mL、50μg/mL、100μg/mL、200μg/mL、400μg/mL、800μg/mL),用移液枪分别将各浓度的联苯菊酯杀虫剂点滴在灰茶尺蠖2龄幼虫的中胸部背面,丙酮为对照,每组设置5个重复,每培养皿放置10头试虫,每头试虫点滴0.5μL。将处理后的试虫放在铺有湿润滤纸片的培养皿中,接入干净新鲜的茶叶,然后将培养皿放在温度为(125±1)℃,相对湿度(160±5)%,光周期16L∶8D的养虫室内,24h后检查试虫的死亡结果。
  1.2.3 6种植物精油与98%联苯菊酯杀虫剂联用对灰茶尺蠖2龄幼虫的触杀活性 采用微量点滴法测定6种植物精油与98%联苯菊酯杀虫剂混合联用对灰茶尺蠖2龄幼虫的触杀活性。将1μL/mL和10μL/mL的精油分别与200μg/mL的98%联苯菊酯杀虫剂混配,用移液枪将混合溶液点滴于灰茶尺蠖2龄幼虫的中胸部背面,以联苯菊酯作为对照,每組设置5个重复,每培养皿放置10头试虫,每头试虫点滴0.5μL。将处理后的试虫放入铺有滤纸的培养皿中,接入洁净新鲜茶叶,然后将培养皿放入将培养皿放在温度为(125±1)℃,相对湿度(160±5)%,光周期16L∶8D的养虫室内,24h后检查死亡结果。
  1.2.4 数据分析 用SPSS22.0软件计算触杀毒力回归方程,采用单因素方差分析(One-way ANOVA,LSD分析法)对不同浓度植物精油、不同浓度98%联苯菊酯杀虫剂及不同浓度植物精油和98%联苯菊酯混合联用对灰茶尺蠖2龄幼虫触杀活性的差异性进行分析。
  2 结果与分析
  2.1 6种植物精油对灰茶尺蠖2龄幼虫的触杀毒力 6种植物精油对灰茶尺蠖2龄幼虫的触杀呈现不同效果(表1)。除波斯菊精油外,其他5种植物精油随着设定浓度的升高,灰茶尺蠖2龄幼虫的触杀死亡率逐渐升高,且在设定的最高浓度160μL/mL时,死亡率最高,分别达42.86%、73.47%、69.39%、44.90%和42.86%,与其他浓度相比差异显著(P<0.05)。其中,波斯菊精油的触杀死亡率最低,在最高浓度160μL/mL时,校正死亡率仅为4.08%,且不同浓度间无显著差异(P>0.05);在设定的较低浓度1~20μL/mL内,6种植物精油对灰茶尺蠖2龄幼虫的触杀死亡率均较低,且差异均不显著(P>0.05)。
  由表2可知,6种精油对灰茶尺蠖2龄幼虫触杀毒力的半数致死浓度LC50,黄花蒿精油<土荆芥精油<留兰香精油<蓝冰柏精油<香樟精油<波斯菊精油。黄花蒿精油(LC50=111.844μL/mL)和土荆芥精油(LC50=121.949μL/mL)的LC50较小,波斯菊精油(LC50=533.117μL/mL)半数致死浓度最大。
  2.2 98%联苯菊酯杀虫剂对灰茶尺蠖2龄幼虫的毒力 由图1可知,随着98%联苯菊酯杀虫剂浓度的升高,对灰茶尺蠖2龄幼虫的触杀毒力逐渐增强。当浓度200μg/mL时,灰茶尺蠖2龄幼虫的校正死亡率达60%;当浓度为400μg/mL、600μg/mL时,灰茶尺蠖2龄幼虫的校正死亡率分别达96%和100%,与其他浓度相比差异显著(P<0.05)。98%联苯菊酯杀虫剂的LC50为195.763μg/mL,置信区间在173.717~222.948μg/mL,毒力回归方程为y=-1.927+0.01x,拟合优度检验χ2=3.190,P=0.671,表明模型拟合良好。
  2.3 6种植物精油与98%联苯菊酯杀虫剂联用的触杀活性 香樟精油与98%联苯菊酯混剂中精油浓度为1μL/mL、10μL/mL时,对灰茶尺蠖2龄幼虫的触杀效果显著,试虫校正死亡率分别高达80%、81%,与对照相比差异显著(P<0.05),表明该精油与98%联苯菊酯联用可以提高联苯菊酯对试虫的触杀效果(图2A);土荆芥精油与98%联苯菊酯混剂中精油浓度为1μL/mL时,试虫死亡率达70%,而精油浓度为10μL/mL时,试虫死亡率下降至55%,且与对照相比差异均不显著(P>0.05),表明土荆芥精油与98%联苯菊酯联用未影响对试虫的触杀活性(图2B);黄花蒿精油与98%联苯菊酯混剂中精油浓度为1μL/mL时,与对照相比对试虫触杀效果稍有降低,死亡率达55%,但差异不显著(P>0.05);当混剂中精油浓度为10μL/mL时,对98%的联苯菊酯杀虫剂触杀效果增加,死亡率达76%,但与对照相比差异不显著(P>0.05),表明黄花蒿精油浓度与98%联苯菊酯联用未影响对试虫的触杀活性(图2C)。   波斯菊精油与98%联苯菊酯混剂浓度为1μL/mL和10μL/mL时,显著降低了对试虫的触杀效果(P<0.05),且随着浓度混剂中精油浓度的升高,对试虫的触杀效果也呈现降低趋势,死亡率分别降低至32%、30%,表明波斯菊精油与98%联苯菊酯联用降低了对试虫的触杀活性(图2D);留兰香精油与98%联苯菊酯混剂浓度为1μL/mL和10μL/mL時,对试虫的触杀效果呈现增长趋势,死亡率分别为66%、70%,混剂虽提高了对试虫的触杀活性,但是与对照相比差异不显著(P>0.05)(图2E);蓝冰柏精油与98%联苯菊酯混剂浓度为1μL/mL和10μL/mL时,对试虫的触杀效果均呈现降低趋势,死亡率分别降至26%、21%,且与对照相比差异显著(P<0.05),表明蓝冰柏精油浓度与98%联苯菊酯联用降低了其触杀活性(图2F)。
  3 讨论与结论
  由于化学药剂的长期单一、高频次的使用,在茶树害虫中已有多种害虫对不同杀虫剂产生了抗药性,因而迫切需要开发一类能够代替传统化学农药的新型植物源农药。大量的研究已证实,植物精油对害虫具有一定的毒杀、胃毒、驱避、引诱等效果[2-4],是一种环境友好型的植物源杀虫剂,也是开发现代新农药的一条重要途径。本研究所选用的6种植物精油中,土荆芥和黄花蒿精油对灰茶尺蠖的触杀效果显著,且LC50浓度较小,具有开发成新型植物源农药的潜力。而设定浓度10~160μL/mL范围内,其他4种植物精油对灰茶尺蠖2龄幼虫的触杀校正死亡率均不足50%,表明几种精油对灰茶尺蠖幼虫的触杀活性不强,不能直接应用于茶园中进行灰茶尺蠖害虫的防治。
  植物精油对杀虫剂具有一定的增效作用,可用于农药增效剂。增效剂作为农药中的一种重要助剂,与杀虫剂混配使用时,能增加杀虫效果,在缓解和治理害虫抗药性方面具有独特的作用。孙红霞[8]研究发现,当混剂浓度为10μL/mL时,花椒、艾叶、松针、侧柏、黄蒿等5种植物精油对毒死蜱、氟虫腈、阿维菌素等杀虫剂具有增效作用,进一步研究发现,供试昆虫体内相关解毒酶活性发生了变化,且害虫表皮结构的也受到一定程度的破坏。俞瑞鲜等[11]研究发现,柠檬香茅、紫苏和甜罗勒等3种植物精油对丁烯氟虫腈具有一定的增效作用。
  本研究发现,香樟精油和留兰香精油与98%联苯菊酯联用提高了灰茶尺蠖的触杀效果,推测这2种植物精油与杀虫剂的联用可能影响了灰茶尺蠖幼虫体内的酶活性,从而影响害虫的生长发育、导致神经系统紊乱等。但该精油对杀虫剂的增效机理的研究如杀虫剂与精油混配的增效比、杀虫剂对幼虫表皮穿透率、幼虫体内解毒酶活性的变化等还需要进一步研究。
  参考文献
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  (责编:张宏民)
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