向玉勇，黃安迪，戴榮濤

滁州學(xué)院生物與食品工程學(xué)院，滁州 239000

金銀花(Lonicera japonica Thunb.)又名忍冬，醫(yī)學(xué)上也稱二花，為多年生半常綠纏繞性灌木，是我國(guó)常用名貴中藥材之一，具有清熱解毒、消炎祛腫等預(yù)防保健功能［1］。金銀花的栽培生產(chǎn)，在安徽已有多年的歷史，現(xiàn)已列為安徽道地中藥材GAP 基地示范品種之一，在許多地區(qū)建立了金銀花種植區(qū)，并且種植面積在不斷擴(kuò)大，從事金銀花收購(gòu)和加工的企業(yè)也不斷增多。而金銀花在安徽省基本都是種植在一些偏遠(yuǎn)的山區(qū)，收獲后一般是就地貯藏，這些地方的倉(cāng)儲(chǔ)條件和管理措施一般比較落后，使得金銀花在貯藏過(guò)程中受到多種倉(cāng)儲(chǔ)害蟲的危害(另文發(fā)表)，鋸谷盜(Oryzaephilus surinamensis)就是其中危害比較嚴(yán)重的一種害蟲，該蟲隸屬于鞘翅目，鋸谷盜科，取食金銀花不僅造成數(shù)量的損失，還影響其品質(zhì)，降低藥效，給農(nóng)民和企業(yè)造成極大的經(jīng)濟(jì)損失，已成為制約安徽地區(qū)金銀花產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要原因之一。目前，對(duì)該蟲的防治主要是使用磷化氫和溴甲烷進(jìn)行熏蒸，這些化學(xué)藥劑的使用會(huì)引起害蟲產(chǎn)生抗藥性，污染藥材，危害人民健康［2］。因此，必須尋找新的無(wú)公害防治方法來(lái)治理該蟲。

從天然植物中尋找殺蟲活性物質(zhì)來(lái)防治害蟲，具有取材廣泛、在環(huán)境中殘留較低、不污染藥材、害蟲不易產(chǎn)生抗藥性等優(yōu)點(diǎn)［3-7］，已成為倉(cāng)儲(chǔ)害蟲控制中一個(gè)研究熱點(diǎn)［8，9］。植物精油是一類植物次生性代謝物質(zhì)，是由多種成分組成的具有一定揮發(fā)性的油狀液體物質(zhì)［10］，具有特殊的植物性氣味。研究表明，植物精油對(duì)許多倉(cāng)儲(chǔ)害蟲具有較高的生物活性，具有毒殺、生長(zhǎng)抑制、驅(qū)避、引誘和拒食等多種作用方式［11］。目前，國(guó)內(nèi)很多學(xué)者研究了多種植物精油對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)害蟲的控制作用，如張海燕等研究了9 種植物精油對(duì)長(zhǎng)角扁谷盜成蟲的熏蒸作用，發(fā)現(xiàn)在40 μL/L 的濃度下熏蒸60 h，9 種植物精油對(duì)試蟲的死亡率都達(dá)到100%［12］;肖洪美等研究了4 種植物精油對(duì)玉米象的控制作用，發(fā)現(xiàn)4 種植物精油對(duì)玉米象的觸殺活性較強(qiáng)，在處理第4 d 的校正死亡率都在80%以上［13］;郭鈺等人研究了5 種植物精油對(duì)長(zhǎng)頭谷盜的控制作用，發(fā)現(xiàn)丁香和生姜精油的驅(qū)避效果最好，隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，驅(qū)避活性仍然保持在Ⅲ級(jí)以上，5 種試驗(yàn)濃度的肉桂精油均表現(xiàn)出顯著的觸殺活性，最低濃度處理的長(zhǎng)頭谷盜死亡率也在60%以上［14］。

植物精油分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可作為人工合成的模板規(guī)模化生產(chǎn)出新的植物源殺蟲劑，具有廣闊的開發(fā)應(yīng)用前景。盡管這方面的研究報(bào)道不少，然而，自然界的植物種類繁多，植物精油的來(lái)源廣泛，目前的研究只占很少一部分，并且不同的植物精油對(duì)不同的害蟲防治效果存在差異［12］，因此，還有待進(jìn)一步研究開發(fā)。大蒜、生姜、花椒和八角茴香是日常生活中用作調(diào)料的植物，筆者選取這4 種植物作為供試植物，研究這4 種植物的精油對(duì)金銀花貯藏期害蟲鋸谷盜的生物活性，以期為研究開發(fā)新型無(wú)公害殺蟲劑防治鋸谷盜，提高金銀花品質(zhì)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試?yán)ハx

鋸谷盜采自明光市自來(lái)橋鎮(zhèn)金銀花收購(gòu)站倉(cāng)庫(kù)，以全麥粉和酵母粉(按質(zhì)量比為20:1)作飼料［15］，飼料使用前經(jīng)80 ℃干燥箱消毒1 h，在人工氣候箱(溫度為28 ±1 ℃、相對(duì)濕度75% ±7%)中連續(xù)黑暗的條件下培養(yǎng)多代，挑取新羽化7 d 左右，發(fā)育健康的成蟲作為供試蟲源。

1.2 供試植物

供試植物大蒜、生姜、花椒、八角茴香購(gòu)于滁州市三里亭菜市場(chǎng)，取材部位見表1。

表1 供試植物種類Table 1 Plants used in experiments

1.3 試驗(yàn)器材

儀器:人工氣候箱(RXZ-288A，寧波江南儀器廠)、冰箱(BCD-216ZDJ，青島海爾股份有限公司)、高速萬(wàn)能粉碎機(jī)(FW80 型，天津市泰斯特儀器有限公司)、精密烘箱(20011243 型，西班牙Selecta 公司)、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(RE-52AA、上海亞榮生化儀器廠)、循環(huán)水式多用真空泵(SHB-III 型，鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司);電子天平(CP224S 型，西班牙賽多利斯公司)。

試劑:石油醚(含量為99.9%，天津市富宇精細(xì)化工有限公司)、無(wú)水硫酸鈉(含量為99.0%，天津市北方天醫(yī)化學(xué)試劑廠)、丙酮(含量為99.5%，上海博河化學(xué)品有限公司)，均為分析純。

1.4 試驗(yàn)方法

1.4.1 植物精油提取

將植物材料洗干凈切碎，自然風(fēng)干并粉碎成粉末，過(guò)60 目篩，稱取粉末100 g，放入蒸餾燒瓶中加入3 倍體積的蒸餾水，用水蒸汽蒸餾法抽提6 h，所得油水混合物用石油醚(30～60 ℃)萃取，萃取液經(jīng)無(wú)水硫酸鈉脫水后，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮回收石油醚，得到淡黃色有刺激性氣味的油狀液體即為精油，用棕色瓶收集精油并密封，置于4 ℃冰箱中備用。

1.4.2 植物精油對(duì)鋸谷盜的驅(qū)避活性

采用濾紙藥膜法。用丙酮將植物精油稀釋成20、10、5、2.5 μL/L 和1.25 μL/L 5 個(gè)不同的濃度梯度，取圓形濾紙(Φ9.0 cm)對(duì)半剪開，用移液槍吸取1 mL 各濃度精油溶液滴在一半濾紙上，另一半濾紙滴加等量丙酮作對(duì)照。自然晾干后用透明膠布粘在一起，用固體膠將濾紙粘貼于培養(yǎng)皿底部，培養(yǎng)皿內(nèi)側(cè)壁用聚四氟乙烯涂抹，防止試蟲逃逸。每個(gè)培養(yǎng)皿中接入25 頭鋸谷盜成蟲，然后置于人工氣候箱內(nèi)(溫度為28 ±1 ℃、相對(duì)濕度為75% ±7%)飼養(yǎng)，12、24、36、48 h 后觀察記錄試蟲在兩邊分布的數(shù)目，實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次，計(jì)算驅(qū)避率，驅(qū)避率=(對(duì)照邊試蟲數(shù)-處理邊試蟲數(shù))/對(duì)照邊試蟲數(shù)×100%。

根據(jù)驅(qū)避率不同將驅(qū)避效果分為0～V 級(jí)［14］，0級(jí)，無(wú)驅(qū)避活性;I 級(jí)，驅(qū)避率為0%～20%;II 級(jí)，驅(qū)避率為20.1%～40%;III 級(jí)，驅(qū)避率為40.1%～60%;IV 級(jí)，驅(qū)避率為60.1%～80%;V 級(jí)，驅(qū)避率為80.1%～100%。

1.4.3 植物精油對(duì)鋸谷盜的熏蒸活性

采用廣口瓶熏蒸法。在預(yù)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，將各種植物精油用丙酮稀釋成20、10、5、2.5 μL/L 和1.25 μL/L 5 個(gè)不同的濃度梯度。在500 mL 廣口瓶中放少許金銀花，鋪滿瓶底約1.5 cm 厚(模擬倉(cāng)庫(kù)環(huán)境)，再放入50 頭鋸谷盜成蟲。用移液槍分別吸取各濃度精油溶液10 μL，滴于長(zhǎng)4 cm×寬1 cm 的濾紙條中部，迅速將濾紙條懸掛于廣口瓶瓶口下方，濾紙條距底部2～3 cm，蓋上瓶蓋封口。另用滴有等量丙酮的濾紙條作為對(duì)照，每處理重復(fù)3 次。將廣口瓶置于人工氣候箱內(nèi)(溫度為28 ±1 ℃、相對(duì)濕度75% ±7%)，分別于12、24、36、48 h 后檢查記錄成蟲死亡數(shù)(死亡判斷標(biāo)準(zhǔn):以解剖針觸及成蟲尾部、觸角及足不動(dòng)者為死亡)，計(jì)算死亡率和校正死亡率，求出毒力回歸方程及LC50、LC50的95%置信區(qū)間等。

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)均利用SPSS 11.5 程序進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 植物精油對(duì)鋸谷盜的驅(qū)避活性

由表2 可知，大蒜、生姜、花椒和八角茴香4 種植物精油對(duì)鋸谷盜成蟲均有較強(qiáng)的驅(qū)避作用，平均驅(qū)避率分別為70.71%、60.64%、53.78% 和66.33%，驅(qū)避效果均達(dá)Ⅲ級(jí)以上。方差分析表明(見表3)，這4 種植物精油不同濃度的P 值均小于0.05，說(shuō)明4 種植物精油的不同濃度對(duì)鋸谷盜成蟲的驅(qū)避作用有顯著差異，平均驅(qū)避率在20 μL/L 時(shí)最高，分 別 為 80.52%、72.45%、67.86% 和75.94%，隨著植物精油濃度的降低，對(duì)鋸谷盜成蟲的驅(qū)避率逐漸降低，在1.25 μL/L 濃度下的驅(qū)避率最低，分 別 為 61.48%、49.26%、39.69% 和56.08%，分別下降了19.04%、23.19%、28.17%和19.86%;4 種植物精油不同作用時(shí)間的P 值均小于0.05，說(shuō)明4 種植物精油的不同作用時(shí)間對(duì)鋸谷盜成蟲的驅(qū)避作用也有顯著差異，12 h 的平均驅(qū)避率最高，分 別 為 87.65%、81.19%、75.21% 和84.95%，隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，各植物精油的驅(qū)避效果都呈下降趨勢(shì)，48 h 的驅(qū)避率分別為50.21%、37.67%、27.34%和44.95%，分別下降了37.44%、42.52%、47.87%和40.00%;各種植物精油的濃度和作用時(shí)間交互作用的P 值均大于0.05，說(shuō)明各種植物精油的濃度和作用時(shí)間交互作用對(duì)鋸谷盜成蟲的驅(qū)避作用無(wú)顯著影響。對(duì)4 種植物精油的驅(qū)避活性進(jìn)行比較(見表4)，發(fā)現(xiàn)P=0.006＜0.05，說(shuō)明這4 種植物精油對(duì)鋸谷盜的驅(qū)避活性差異顯著。

2.2 植物精油對(duì)鋸谷盜的熏蒸活性

由表5 可知，大蒜、生姜、花椒和八角茴香4 種植物精油對(duì)鋸谷盜成蟲均有一定的熏蒸活性，平均校正死亡率分別為60.47%、51.71%、47.01% 和56.28%。方差分析表明(見表6)，這4 種植物精油不同濃度的P 值均小于0.05，說(shuō)明4 種植物精油的不同濃度對(duì)鋸谷盜成蟲的熏蒸活性有顯著差異，平均校正死亡率在20 μL/L 時(shí)最高，分別為86.81%、79.30%、75.34%和83.23%，隨著植物精油濃度的降低，對(duì)鋸谷盜成蟲的熏蒸活性逐漸降低，在1.25 μL/L 濃度下的驅(qū)避率最低，分別為35.15%、27.47%、23.02%和31.31%，分別下降了51.66%、51.83%、52.32%和51.92%;4 種植物精油不同作用時(shí)間的P 值均小于0.05，說(shuō)明4 種植物精油的不同作用時(shí)間對(duì)鋸谷盜成蟲的熏蒸活性也有顯著差異，12 h 的平均校正死亡率最低，分別為49.23%、37.32%、32.70% 和42.18%，隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，各植物精油的熏蒸效果都呈上升趨勢(shì)，48 h 的校正死亡率分別為70.47%、63.68%、59.23% 和67.96%，分別上升了21.24%、26.36%、26.53%和25.78%;各種植物精油的濃度和作用時(shí)間交互作用的P 值均小于0.05，說(shuō)明各種植物精油的濃度和作用時(shí)間交互作用對(duì)鋸谷盜成蟲的熏蒸作用有顯著影響。對(duì)4 種植物精油的熏蒸活性進(jìn)行比較(見表7)，發(fā)現(xiàn)P=0.005＜0.05，說(shuō)明這4 種植物精油對(duì)鋸谷盜的熏蒸活性差異顯著。

表2 4 種植物精油對(duì)鋸谷盜的驅(qū)避活性Table 2 Repellent activity of essential oils from 4 plants on O.surinamensis

表3 4 種植物精油對(duì)鋸谷盜的驅(qū)避活性方差分析Table 3 Analysis of variance on repellent activity of essential oils from 4 plants on O.surinamensis

表4 4 種植物精油對(duì)鋸谷盜的驅(qū)避活性比較的方差分析Table 4 Analysis of variance on comparison of repellent activity of essential oils from 4 plants on O.surinamensis

進(jìn)一步的毒力分析表明(見表8)，大蒜、生姜、花椒、八角茴香4 種植物的精油對(duì)鋸谷盜均具有一定的熏蒸毒力，12 h 的LC50值分別為6.01、13.94、18.09 μL/L 和10.47 μL/L;隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，各植物精油的LC50值逐漸下降，48 h 的LC50值分別為2.47、3.12、4.21 μL/L 和2.81 μL/L，分別比12 h 時(shí)下降了3.54、10.82、13.88 μL/L 和7.66 μL/L，下降率分別達(dá) 58.24%、77.62%、76.73% 和73.16%，說(shuō)明隨時(shí)間的延長(zhǎng)，各植物精油的熏蒸毒力增強(qiáng)明顯。在各處理時(shí)間下，4 種植物精油的LC50值大小順序?yàn)榇笏饩停及私擒钕憔停忌停蓟ń肪停f(shuō)明大蒜精油的毒力最強(qiáng)，花椒精油的毒力最小。

表5 4 種植物精油對(duì)鋸谷盜的熏蒸活性Table 5 Fumigant activity of essential oils from 4 plants on O.surinamensis

表6 4 種植物精油對(duì)鋸谷盜的熏蒸作用方差分析Table 6 Analysis of variance on fumigant activity of essential oils from 4 plants on O.surinamensis

表7 4 種植物精油對(duì)鋸谷盜的熏蒸活性比較的方差分析Table 7 Analysis of variance on comparison of fumigant activity of essential oils from 4 plants on O.surinamensis

表8 4 種植物精油對(duì)鋸谷盜的熏蒸毒力Table 8 Fumigant toxicities of essential oils from 4 plants on O.surinamensis

3 討論

植物精油在自然界中分布廣泛，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于食品、日化、醫(yī)藥等行業(yè)，在倉(cāng)儲(chǔ)害蟲防治方面，國(guó)內(nèi)學(xué)者也做了大量研究，發(fā)現(xiàn)植物精油生物活性的測(cè)定及應(yīng)用受到多方面因素的影響，精油的提取及使用方法和供試害蟲種類不同，防治效果存在一定差異［16］。筆者研究了大蒜、生姜、花椒和八角茴香4 種植物精油對(duì)鋸谷盜的生物活性，結(jié)果表明，這4種植物精油對(duì)鋸谷盜成蟲均有一定的驅(qū)避作用和熏蒸作用，平均驅(qū)避率分別為70.71%、60.64%、53.78% 和66.33%，平均校正死亡率分別為60.47%、51.71%、47.01%和56.28%，差異達(dá)顯著水平。4 種植物精油的不同濃度和不同作用時(shí)間對(duì)鋸谷盜成蟲的驅(qū)避活性有顯著差異，隨著植物精油濃度的降低和作用時(shí)間的延長(zhǎng)，各植物精油的驅(qū)避效果都呈下降趨勢(shì)，這與肖洪美等人的報(bào)道結(jié)果相一致［13］，可能是由于隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，鋸谷盜的感覺(jué)器鈍化，已適應(yīng)了植物精油的氣味，導(dǎo)致驅(qū)避效果下降;4 種植物精油的濃度、不同作用時(shí)間以及它們的交互作用對(duì)鋸谷盜成蟲的熏蒸活性有顯著影響，隨著植物精油濃度的降低，熏蒸活性逐漸降低，隨著作用時(shí)間的延長(zhǎng)，熏蒸活性逐漸增強(qiáng);毒力分析表明，4 種植物精油對(duì)鋸谷盜均具有一定的熏蒸毒力，隨時(shí)間的延長(zhǎng)，各植物精油的熏蒸毒力明顯增強(qiáng)。

大蒜、生姜、花椒和八角茴香都是用作調(diào)料植物，其精油對(duì)環(huán)境無(wú)污染、對(duì)人畜無(wú)毒副作用，符合安全和綠色中藥材貯藏的要求，具有開發(fā)為對(duì)鋸谷盜有效的熏蒸劑的潛力，為防治鋸谷盜提供一條新的途徑。由于植物精油具有特殊的氣味，實(shí)倉(cāng)熏蒸時(shí)會(huì)使金銀花產(chǎn)生一定的異味，這些異味可能會(huì)影響到金銀花加工品的風(fēng)味或口感，因此，在熏蒸結(jié)束后應(yīng)迅速采用通風(fēng)換氣或加入吸附劑等手段，以降低植物精油在金銀花上的殘留，去除異味。

本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)獲得的，濃度較低，在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中由于金銀花對(duì)精油有一定的吸附作用，會(huì)降低倉(cāng)庫(kù)密閉空間內(nèi)的精油濃度，要達(dá)到理想的熏蒸效果應(yīng)當(dāng)相應(yīng)提高精油的使用濃度或者適當(dāng)延長(zhǎng)熏蒸時(shí)間［17］。并且植物精油與化學(xué)熏蒸劑相比，其揮發(fā)性會(huì)存在一定差異，而鋸谷盜是隱藏在金銀花堆垛中危害，植物精油的揮發(fā)速度會(huì)影響其殺蟲效果，今后還需進(jìn)一步研究影響植物精油揮發(fā)速度的因素，如溫度、濕度條件，確定最佳熏蒸條件，以提高精油的殺蟲效果。

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