程作慧，樊芳芳，田永明，李銳，李生才*，劉慶，王旗，張鵬，趙一航

（1. 山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 基礎(chǔ)部，山西太谷 030801；2. 山西北方興安化學(xué)工業(yè)有限公司，山西 太原 030008；3. 山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，山西 太谷 030801；4. 山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，山西 太谷 030801）

朱砂葉螨（Tetranychus cinnabarinusBoisdu?val）是一種世界范圍內(nèi)的農(nóng)林業(yè)重要害螨，寄主植物多樣，發(fā)生代數(shù)多，世代重疊，危害嚴(yán)重［1］。目前在我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中防治害螨的主要措施仍是化學(xué)農(nóng)藥，在保障農(nóng)作物高產(chǎn)豐收的同時(shí)，帶來(lái)了嚴(yán)重的水源、土壤、空氣污染和農(nóng)藥殘留等環(huán)境問(wèn)題。植保工作者將目光放在了可自然降解、幾乎無(wú)殘留的植物源農(nóng)藥上［1～6］。曹揮等［7］研究發(fā)現(xiàn)地膚子氯仿提取物對(duì)山楂葉螨（Tetranychus viennensis）具有良好的觸殺活性。王海香等［8］報(bào)道了核桃（Jug?lans regia）青皮石油醚提取物對(duì)朱砂葉螨（Tet?ranychus cinnabarinus）具有較高的觸殺活性。 梁為等［9］研究發(fā)現(xiàn)瑞香狼毒（Stellera chamaejasme）超臨界萃取物對(duì)對(duì)朱砂葉螨觸殺活性高于有機(jī)溶劑提取物的。長(zhǎng)期對(duì)植物源農(nóng)藥的研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)被稱為“液體黃金”的植物精油，具有無(wú)殘留、專一性高、作用多樣性的特征受到了植保工作者的廣泛關(guān)注。吳子毅等［10］發(fā)現(xiàn)百里酚（Thymus vul?garis）精油對(duì)刺足根螨（Rhizoglyphus echinopus）具有較好的觸殺活性；Cavalcanti 等［11］發(fā)現(xiàn)立比草（Lippia sidoides）精油對(duì)二斑葉螨（Tetranychus ur?ticae）具有很好的熏蒸毒殺活性；蘇曉玲等［12］發(fā)現(xiàn)茴香（Fructus anisi）精油、丁香（Flos caryophylli）精油和肉桂（Cortex cinnamomi）精油對(duì)蜜蜂狄斯瓦螨（Varroa destructor）具有良好的熏蒸效果。課題組前期試驗(yàn)［1，13］發(fā)現(xiàn)藿香（Pogostemon cablin）精油和肉桂（Cinamomum cassia）精油對(duì)朱砂葉螨有強(qiáng)的觸殺活性、驅(qū)避活性和產(chǎn)卵抑制活性以及對(duì)其移動(dòng)行為的影響。目前大多數(shù)文獻(xiàn)僅僅研究了精油單劑對(duì)于害螨的活性，植物精油混配對(duì)害螨的生物活性的系統(tǒng)研究較少。

為了明確植物精油混配后的作用效果，本研究在課題組前期工作的基礎(chǔ)上，采用半數(shù)致死濃度（LC50）藿香油和肉桂油的不同配比測(cè)定了對(duì)朱砂葉螨的噴霧觸殺活性、趨避活性和運(yùn)動(dòng)行為的影響，旨在為可自然降解、幾乎無(wú)殘留的植物源農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展提供了廣闊的應(yīng)用前景。

1 材料和方法

1. 1 試驗(yàn)材料

朱砂葉螨由山西農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院提供螨源，而后在豇豆苗上飼養(yǎng)數(shù)代。 飼養(yǎng)條件：（25±1）℃、濕度70%±10%、光周期（16 h∶8 h）（光∶暗）。

供試精油：藿香和肉桂于2018 年10 月從太谷縣藥材公司購(gòu)得，磨碎，過(guò)篩，將粉末進(jìn)行水蒸氣蒸餾（8±1）h 后，將所得精油收集并冷藏備用。

1. 2 試驗(yàn)方法

1. 2. 1 噴霧觸殺活性

將3. 75‰ 的瓊脂水溶液加熱至沸后分裝于培養(yǎng)皿中（保證鋪滿皿底）。約5 min 后培養(yǎng)基冷卻成型，用0 號(hào)毛筆取30 頭朱砂葉螨于培養(yǎng)皿中的豇豆葉背上（圖1）。將0. 5 mL 精油、2. 5 mL 無(wú)水乙醇和25 μL 吐溫-80 混合，充分?jǐn)嚢?，加入蒸餾水補(bǔ)充至總體積為25 mL，攪拌均勻得母液［13］，采用波特噴霧塔將2 mL 的植物精油（藿香油和肉桂油濃度分別為0. 13%、0. 25%、0. 50%、1. 00%、2. 00%）噴施于帶螨培養(yǎng)皿后，將培養(yǎng)皿密封倒扣于同飼養(yǎng)條件的培養(yǎng)箱中。重復(fù)5 次，采用10%的無(wú)水乙醇+1‰ 吐溫-80 的水溶液做對(duì)照。分別于24、48 h 后，記錄朱砂葉螨的死亡頭數(shù)并統(tǒng)計(jì)藿香油和肉桂油噴霧觸殺朱砂葉螨的毒力參數(shù)。采用LC50的藿香油∶肉桂油按不同配比（1∶9、3∶7、5∶5、7∶3、9∶1）噴霧觸殺朱砂葉螨，每24 h 記錄朱砂葉螨的實(shí)際傷亡情況，且分別于指定時(shí)間（3、6、12、24 h）在雙目解剖鏡下清點(diǎn)產(chǎn)卵數(shù)，計(jì)算產(chǎn)卵抑制率。

圖1 噴霧裝置示意圖Fig.1 The schematic diagram of spray device

1. 2. 2 驅(qū)避活性

用雙面膠將其中一半采用LC50藿香油（LC50肉桂油或二者最佳配比混合物）處理的半圓形濾紙與另一半為無(wú)水乙醇對(duì)照的半圓形濾紙沿中線對(duì)齊固定于培養(yǎng)皿中心。緊貼濾紙的圓周涂抹凡士林防止朱砂葉螨逃逸。挑取30 頭朱砂葉螨于兩半圓形濾紙的中線處（圖2）。分別于指定時(shí)間（3、6、12、24 h）觀察朱砂葉螨在兩半圓形濾紙的分布情況，計(jì)算其驅(qū)避率。

圖2 驅(qū)避裝置示意圖Fig.2 The schematic diagram of repellent device

1. 2. 3 運(yùn)動(dòng)行為

參照課題組前期試驗(yàn)［13，14］方法，測(cè)定LC50的藿香油和肉桂油以及二者最佳配比混合物分別處理朱砂葉螨的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。每處理重復(fù)20 次。

1. 3 統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)采用SPSS 17. 0 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。采用死亡機(jī)率值法處理噴霧毒力參數(shù)；采用F、t和χ2法進(jìn)行藿香油和肉桂油以及二者最佳配比混合物處理朱砂葉螨的生物活性差異顯著性檢驗(yàn)（P＜0. 05）。

2 結(jié)果與分析

2. 1 2 種精油對(duì)朱砂葉螨的噴霧毒力

采用5 個(gè)梯度濃度的藿香油和肉桂油噴霧處理朱砂葉螨，求出毒力參數(shù)（表1）。藿香油噴霧處理朱砂葉螨的LC50為0. 48%（24 h）和0. 30%（48 h）；肉桂油噴霧處理朱砂葉螨的LC50為0. 83%（24 h）和0. 27%（48 h）。本研究中LC50是評(píng)價(jià)藿香油和肉桂油對(duì)朱砂葉螨毒性大小的指標(biāo)，當(dāng)用藿香油和肉桂油處理朱砂葉螨24 h，藿香油的LC50小于肉桂油的，說(shuō)明24 h 藿香油對(duì)朱砂葉螨毒性高于肉桂油。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，當(dāng)達(dá)到48 h，肉桂油的LC50小于藿香油處理，說(shuō)明48 h 肉桂油對(duì)朱砂葉螨毒性高于藿香油。由表1 可知，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)肉桂油的噴霧毒力增加趨勢(shì)高于藿香油。

表1 兩種精油對(duì)朱砂葉螨的噴霧毒力Table 1 Spray toxicity of two essential oils against T. cinnabarinus

2. 2 2 種精油不同配比對(duì)朱砂葉螨噴霧活性

采用LC50的藿香油和肉桂油的不同比例混配后處理朱砂葉螨，其結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 不同配比的兩種精油對(duì)朱砂葉螨的噴霧活性Table 2 The spray activity of two essential oils with differ?ent proportions against T. cinnabarinus 單位：%

從表2 可以看出，不同比例的2 種精油混合物的殺螨活性均高于肉桂油單劑的殺螨活性。隨著藿香油在精油混合物中的比例增加，殺螨活性呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。當(dāng)2 種精油達(dá)到7∶3 混配時(shí)，精油混合物的殺螨活性達(dá)到最高。24 h 朱砂葉螨的死亡率為61. 11%，是藿香油單劑殺螨活性的1. 39 倍，是肉桂油單劑殺螨活性的1. 63 倍；48 h 朱砂葉螨的死亡率達(dá)到70. 74%，死亡率高于精油混合物的其它比例，噴霧活性最強(qiáng)，且與其它比例均有顯著差異（P＜0. 05）；由此可知，藿香油與肉桂油防控朱砂葉螨的最佳配比是7∶3，采用2 種精油的最佳配比7∶3 處理朱砂葉螨的噴霧活性高于其單劑效果。

2. 3 2 種精油及其最佳配比對(duì)朱砂葉螨的產(chǎn)卵抑制活性

采用LC50的藿香油和肉桂油以及二者的7∶3混合物，對(duì)朱砂葉螨進(jìn)行噴霧處理，分別于等比時(shí)間段（3、6、12、24 h）記錄用藥后朱砂葉螨的產(chǎn)卵情況。當(dāng)用藥時(shí)間僅為3 h，7∶3 的精油混合物對(duì)朱砂葉螨的產(chǎn)卵抑制率為27. 90%，分別為藿香油的1. 62 倍，肉桂油的2. 29 倍。當(dāng)用藥時(shí)間達(dá)到24 h，藿香油、肉桂油和7∶3 的精油混合物對(duì)朱砂葉螨的產(chǎn)卵抑制率分別為62. 24%、54. 33% 和71. 86%，是3 h 時(shí)的3. 62、4. 47 和2. 58 倍。由圖3 可見(jiàn)，7∶3的精油混合物的產(chǎn)卵抑制率在4 個(gè)時(shí)間段均顯著高于LC50的藿香油和肉桂油單劑的產(chǎn)卵抑制率（P＜0. 05）。

圖3 2 種精油及其混合物對(duì)朱砂葉螨的產(chǎn)卵抑制率Fig.3 The oviposition inhibition rate of two essential oils and their mixture against T. cinnabarinus

2. 4 2 種精油及其最佳配比對(duì)朱砂葉螨的驅(qū)避活性

取LC50的藿香油和肉桂油以及二者的7∶3 混合物，對(duì)朱砂葉螨進(jìn)行噴霧處理，分別于等比時(shí)間段（3、6、12、24 h）記錄用藥后朱砂葉螨的分布情況，計(jì)算驅(qū)避率。由圖4 可見(jiàn)，當(dāng)用藥3 h，7∶3 的精油混合物對(duì)朱砂葉螨的驅(qū)避率為28%，分別為藿香油單劑的1. 47 倍，肉桂油單劑的1. 56 倍。當(dāng)用藥時(shí)間延長(zhǎng)至24 h，藿香油、肉桂油和7∶3 的混合物對(duì)朱砂葉螨的驅(qū)避率分別為58%、48% 和80%，比3 h 分別增加了3. 05、2. 67、2. 86 倍，7∶3 的精油混合物對(duì)朱砂葉螨的驅(qū)避活性最強(qiáng)。

圖4 2 種精油及其混合物對(duì)朱砂葉螨的驅(qū)避率Fig.4 The percent repellency of two essential oils and their mix?ture against T. cinnabarinus

2. 5 2種精油及其最佳配比對(duì)朱砂葉螨的運(yùn)動(dòng)行為

取LC50的藿香油和肉桂油以及二者的7∶3 混合物處理朱砂葉螨后，觀察并統(tǒng)計(jì)等比時(shí)間段（3、6、12、24 h）用藥后朱砂葉螨的移動(dòng)狀況（圖5）。由圖5A 可見(jiàn)，當(dāng)噴霧3 h 后經(jīng)LC50的藿香油和肉桂油處理朱砂葉螨的移動(dòng)距離分別是7∶3 混合物處理朱砂葉螨移動(dòng)距離的1. 12 和1. 19 倍。隨著噴霧用藥時(shí)間的延長(zhǎng)，三者處理的朱砂葉螨的移動(dòng)距離均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，且7∶3 混合物處理朱砂葉螨的移動(dòng)距離均與藿香油和肉桂油處理朱砂葉螨的移動(dòng)距離有顯著差異（P＜0. 05）。當(dāng)噴霧用藥時(shí)間達(dá)到24 h 時(shí)，經(jīng)LC50的藿香油和肉桂油噴霧處理的朱砂葉螨的移動(dòng)距離，分別是7∶3 混合物處理朱砂葉螨的移動(dòng)距離的1. 48 和1. 75 倍?？傊捎?∶3 混合物處理朱砂葉螨的移動(dòng)距離最短且呈現(xiàn)時(shí)間依賴性。由圖5B 可知，朱砂葉螨的移動(dòng)頻率隨用藥時(shí)間的加長(zhǎng)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。當(dāng)噴霧用藥時(shí)間達(dá)到24 h 時(shí)，7∶3 混合物處理朱砂葉螨的移動(dòng)頻率均與藿香油和肉桂油處理朱砂葉螨的移動(dòng)頻率有顯著差異（P＜0. 05）且呈現(xiàn)時(shí)間依賴性。由此可見(jiàn)，采用7∶3 混合物處理朱砂葉螨的移動(dòng)頻率最低。

圖5 2 種精油及其混合物對(duì)朱砂葉螨的移動(dòng)距離和移動(dòng)頻率Fig.5 The mobile distance and mobile frequency of two essential oils and their mixture against T. cinnabarinus

3 討論

為推動(dòng)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展策略，農(nóng)藥將從早期殺蟲(chóng)效果強(qiáng)的有機(jī)化學(xué)農(nóng)藥轉(zhuǎn)向環(huán)境友好的生態(tài)合理農(nóng)藥，促進(jìn)了全球農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。在藥物作用機(jī)理的研究中，LC50是指實(shí)驗(yàn)中的動(dòng)物達(dá)到一半死亡數(shù)量時(shí)所需要的藥物濃度［14］。當(dāng)前廣泛使用LC50方法進(jìn)行量化生態(tài)毒理學(xué)中的藥物毒性。施時(shí)迪等［15］采用除草劑處理虎紋蛙（Rana ru?gulosa）蝌蚪后獲得了其半數(shù)致死濃度。 朱國(guó)權(quán)等［16］測(cè)定了煙堿、苦參堿、魚(yú)藤酮和印楝素對(duì)椰心葉甲（Brontispa longissima）的卵、幼蟲(chóng)和蛹的半數(shù)致死濃度。上述文獻(xiàn)僅僅測(cè)定了農(nóng)藥對(duì)害蟲(chóng)的半數(shù)致死濃度，尚未對(duì)經(jīng)半數(shù)致死濃度處理的害蟲(chóng)的生物活性進(jìn)行系統(tǒng)的研究。本研究在測(cè)定單劑噴霧活性的基礎(chǔ)上，獲得藿香油24 h 的LC50為0. 48%，48 h 的LC50為0. 30%；肉桂油24 h 的LC50為0. 83%，48 h 的LC50為0. 27%。本研究進(jìn)一步從有害生物綜合治理（integrated pest manage?ment，IPM）理念出發(fā)，研究了半數(shù)致死濃度LC50的藿香油和肉桂油對(duì)朱砂葉螨產(chǎn)卵抑制率、趨避活性和運(yùn)動(dòng)行為的影響，目的是將朱砂葉螨控制在經(jīng)濟(jì)受害允許水平之下，維持自然界的生態(tài)平衡，以獲得最佳的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、社會(huì)效益。目前對(duì)有害生物的防治不是完全殺死，而是控制到一定的范圍，本研究采用LC50的藿香油和肉桂油控制朱砂葉螨，控制了其產(chǎn)卵量，將其種群控制在一定范圍之內(nèi)，既不會(huì)對(duì)農(nóng)作物造成嚴(yán)重危害，還保持了自然界的生態(tài)平衡。

本研究表明藿香油與肉桂油防控朱砂葉螨的最佳配比是7∶3。當(dāng)藿香油和肉桂油按照最佳配比7∶3 混配時(shí)，朱砂葉螨24 h 死亡率達(dá)到61. 11%，48 h 達(dá)到70. 74%，且采用最佳配比7∶3 處理朱砂葉螨的噴霧活性高于其單劑效果。該研究表明將藿香油和肉桂油進(jìn)行合理混配后呈現(xiàn)增效作用。相關(guān)文獻(xiàn)也有相類似報(bào)道，肖湘黔［17］發(fā)現(xiàn)復(fù)方精油配方對(duì)截形葉螨的毒殺作用高于單種精油。吳瑋等［18］采用點(diǎn)滴法測(cè)定了黃篙（Artemisia annua）、艾篙（Artemisia argyi）、馬尾松針（Pinus massoni?ana）、側(cè)柏（Platycladus orientalis）、花椒（Zanthox?ylum bungeanum）的精油分別與氟蟲(chóng)腈混配后處理小菜蛾，發(fā)現(xiàn)氟蟲(chóng)腈與松針或側(cè)柏精油的混合物能提高小菜蛾的生物活性。馬衛(wèi)賓等［19］研究發(fā)現(xiàn)6 種植物精油分別與天然除蟲(chóng)菊素混配對(duì)家蠅具有增效活性。本試驗(yàn)取LC50的藿香油和肉桂油以及二者7∶3 混合物處理朱砂葉螨后，其噴霧觸殺活性、趨避活性和運(yùn)動(dòng)行為的影響均強(qiáng)于藿香油和肉桂油單劑的影響。這可能是不同藥劑的解毒代謝酶（系）間存在抑制作用［3］，導(dǎo)致生物體不易代謝藥劑，從而達(dá)到增效作用，為可自然降解、幾乎無(wú)殘留的植物源農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展提供了廣闊的應(yīng)用前景。

4 結(jié)論

在農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)或害螨的有效控制方面，復(fù)配制劑仍將扮演十分重要的角色。目前農(nóng)藥復(fù)配的理論研究比較薄弱，許多理論問(wèn)題需要解決?；谵r(nóng)藥生產(chǎn)應(yīng)用上的需要，有關(guān)復(fù)配藥劑各方面的理論研究也必將逐步完善［3，20］。在我國(guó)未來(lái)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，綠色農(nóng)藥是農(nóng)藥行業(yè)的主流，采用跨學(xué)科研究和系統(tǒng)方法相結(jié)合的方式，將納米技術(shù)滲入綠色農(nóng)藥的研究中。通過(guò)不同領(lǐng)域?qū)＜抑g的相互學(xué)習(xí)、交流與密切合作，可以促進(jìn)相關(guān)學(xué)科之間的相互滲透與融合，逐漸發(fā)展成農(nóng)業(yè)納米科技的專業(yè)化學(xué)術(shù)隊(duì)伍。