大蒜精油對(duì)灰茶尺蠖的作用方式研究

涂 娟，謝 楓，吳月坤，董 方，李小飛，楊菲穎，董 越

（江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 園藝研究所，江西 南昌 330200）

灰茶尺蠖（Ectropis grisescensWarren）屬鱗翅目尺蛾科（Geometridae）昆蟲(chóng)［1］，是我國(guó)南方茶園危害最嚴(yán)重的食葉害蟲(chóng)之一?；也璩唧对诮?年發(fā)生6～7代，以幼蟲(chóng)取食葉片，暴發(fā)成災(zāi)時(shí)將茶園啃食一光，猶如火燒，對(duì)茶葉的產(chǎn)量和品質(zhì)影響極大［2］。該害蟲(chóng)在暴發(fā)前期具有較高隱蔽性，不易被察覺(jué)，而一旦暴發(fā)，蔓延極其迅速，在短期內(nèi)可將茶樹(shù)葉片甚至嫩莖食盡?；瘜W(xué)防治法因具有良好的速效性，仍是當(dāng)前防治灰茶尺蠖的最常用手段，但長(zhǎng)期大量使用化學(xué)農(nóng)藥易對(duì)茶葉質(zhì)量及茶園生態(tài)環(huán)境安全帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)［3］。綠色、生態(tài)是當(dāng)前茶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向，非常有必要研發(fā)綠色、安全的速效防治藥劑。

大蒜精油為大蒜（Allium sativumLinnaeus）中提取的一種天然物質(zhì)，主要成分為大蒜辣素、大蒜新素以及多種硫醚化合物［4］。近年的研究表明大蒜精油對(duì)害蟲(chóng)具有驅(qū)避、觸殺、拒食、熏殺等多種抑制作用［5-9］。本團(tuán)隊(duì)在前期研究中采用大蒜精油對(duì)灰茶尺蠖進(jìn)行了室內(nèi)及田間藥效試驗(yàn)［2］，結(jié)果表明：大蒜精油對(duì)灰茶尺蠖的致死濃度（LC50）為1038.60 mg/L，50%大蒜精油100～250倍液對(duì)灰茶尺蠖低齡幼蟲(chóng)具有良好的速效性和持效性。大蒜精油成分復(fù)雜，對(duì)灰茶尺蠖的抑制作用方式尚不明確。本研究擬在前期基礎(chǔ)上進(jìn)一步開(kāi)展大蒜精油對(duì)灰茶尺蠖的作用方式研究，以期為大蒜精油灰茶尺蠖抑制劑的開(kāi)發(fā)應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試藥劑與試蟲(chóng)

50%大蒜精油購(gòu)于江西恒誠(chéng)天然香料油有限公司，采用水蒸氣蒸餾法制得。

供試蟲(chóng)源為灰茶尺蠖2～3齡幼蟲(chóng)。試蟲(chóng)在養(yǎng)蟲(chóng)室內(nèi)以茶樹(shù)嫩梢飼養(yǎng)，培養(yǎng)條件為溫度26±1℃、濕度75%、光周期L/D=14 h/10 h。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 胃毒作用的測(cè)定 將50%大蒜精油按100、250、500、750、1000、1250、1500倍稀釋配制成多梯度濃度藥液作為處理使用，并設(shè)清水為空白對(duì)照。將新鮮茶梢浸入各處理液中5 s，待藥液干后，再分別置入放有20頭2齡幼蟲(chóng)的500 mL玻璃瓶中。各濃度處理重復(fù)3次試驗(yàn)，藥后1、3、7 d統(tǒng)計(jì)死蟲(chóng)數(shù)，計(jì)算蟲(chóng)口減退率、防治效果。蟲(chóng)口減退率和防治效果計(jì)算方法如下：

1.2.2 觸殺作用的測(cè)定 采用點(diǎn)滴法［10］測(cè)定大蒜精油對(duì)灰茶尺蠖2齡幼蟲(chóng)的觸殺作用。將配制好的藥液使用微量進(jìn)樣器點(diǎn)滴0.5 μL點(diǎn)至蟲(chóng)體的前胸背板上，各種濃度藥液重復(fù)5次試驗(yàn)，單次試驗(yàn)10頭試蟲(chóng)，并另設(shè)空白對(duì)照。點(diǎn)滴處理后將試蟲(chóng)置于500 mL玻璃瓶中，用新鮮茶葉飼養(yǎng)。處理7 d后檢查死蟲(chóng)數(shù)量，計(jì)算校正死亡率。

1.2.3 非選擇性拒食作用的測(cè)定 采用葉碟法［11］測(cè)定大蒜精油對(duì)灰茶尺蠖2齡幼蟲(chóng)的非選擇性拒食作用。采集新鮮茶樹(shù)葉片（第3～5葉）并用打孔器取直徑2 cm的圓片。葉碟放入處理液中浸3～5 s，自然晾干后將葉碟置入底部墊有濕潤(rùn)濾紙、直徑10 cm培養(yǎng)皿中。每個(gè)培養(yǎng)皿放置4片葉碟，然后放入1頭饑餓5 h的2齡灰茶尺蠖幼蟲(chóng)，并蓋上蓋子。各個(gè)處理組重復(fù)10次，另設(shè)空白對(duì)照。在幼蟲(chóng)取食任一種處理約50%的葉碟總面積（約2片葉碟）時(shí)停止該幼蟲(chóng)的取食選擇（本試驗(yàn)為72 h），用坐標(biāo)紙記錄取食葉面積（cm2），非選擇性拒食率的計(jì)算公式如下：

1.2.4 選擇性拒食作用的測(cè)定 采用葉碟法［11］測(cè)定大蒜精油對(duì)灰茶尺蠖2齡幼蟲(chóng)的選擇性拒食作用。采集新鮮茶樹(shù)葉片（第3～5葉）用打孔器取直徑2 cm圓片。葉碟放入處理液中浸3～5 s，自然晾干后放入底部墊有濕潤(rùn)濾紙、直徑10 cm培養(yǎng)皿中，每皿放置4片葉碟，處理和對(duì)照的葉碟各2片，交叉排列置于同一培養(yǎng)皿中，然后放入1頭饑餓5 h的2齡灰茶尺蠖幼蟲(chóng)，蓋上蓋子。每個(gè)處理10次重復(fù)，另設(shè)空白對(duì)照。在幼蟲(chóng)取食任一種處理約50%的葉碟總面積（約2片葉碟）時(shí)停止該幼蟲(chóng)的取食選擇（本試驗(yàn)為48 h），用坐標(biāo)紙記錄取食葉面積（cm2）。選擇性拒食率的計(jì)算公式如下：

1.2.5 驅(qū)避作用的測(cè)定 采用行為選擇法［10］測(cè)試大蒜精油對(duì)灰茶尺蠖的驅(qū)避活性。將濾紙剪成等大的兩片分別作為處理組和空白對(duì)照組，將兩片濾紙相隔1.0 cm粘在直徑為10 cm的培養(yǎng)皿中，處理組均勻噴灑大蒜精油稀釋液500 μL。待溶劑揮發(fā)30 s后，然后將10頭3齡灰茶尺蠖幼蟲(chóng)放在培養(yǎng)皿中心并蓋上皿蓋。試驗(yàn)均重復(fù)5次。分別在2 h和4 h后統(tǒng)計(jì)出現(xiàn)在不同區(qū)域內(nèi)的試蟲(chóng)數(shù)量，計(jì)算驅(qū)避率PR為：

其中，Nc為出現(xiàn)在空白對(duì)照組區(qū)域的試蟲(chóng)數(shù)量，Nt為出現(xiàn)在處理組區(qū)域的試蟲(chóng)數(shù)量。1.2.6 殺卵作用的測(cè)定 采用浸卵法［12］測(cè)試大蒜精油對(duì)灰茶尺蠖的殺卵活性。將產(chǎn)下24 h內(nèi)的卵分成單粒，粘貼于紙卡上做成卵卡，每張紙卡含20粒卵。將卵卡浸入處理液中10 s后取出，用濾紙吸取多余液后，放入10 cm培養(yǎng)皿內(nèi)，置于25℃、空氣相對(duì)濕度80%、光周期L/D=14 h/10 h的條件下培養(yǎng)，待卵發(fā)育至將要孵化時(shí)，加入新鮮葉片供孵化的幼蟲(chóng)取食。試驗(yàn)重復(fù)3次，另設(shè)空白對(duì)照。每天觀察各組處理卵的孵化情況，待空白對(duì)照（清水）卵孵化后再觀察7 d，計(jì)算蟲(chóng)卵的孵化率。

1.3 數(shù)據(jù)處理

應(yīng)用Excel 2007與Origin 8.1軟件繪制圖表；應(yīng)用SPSS 19.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并采用Duncan’s新復(fù)極差法對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行差異顯著性分析，對(duì)選擇性拒食試驗(yàn)中的取食葉面積進(jìn)行t檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 大蒜精油對(duì)灰茶尺蠖的胃毒作用

大蒜精油對(duì)灰茶尺蠖低齡幼蟲(chóng)具有較好防效，50%大蒜精油稀釋100～250倍后對(duì)灰茶尺蠖1～2齡幼蟲(chóng)的藥后1 d防效達(dá)到100%（表1）。較高濃度大蒜精油對(duì)灰茶尺蠖具有較好防效，100～750倍液對(duì)灰茶尺蠖的防效與對(duì)照相比具有顯著性差異，但隨著使用濃度下降防效也會(huì)隨之下降，1000～1500倍液大蒜精油對(duì)灰茶尺蠖的防效與對(duì)照相比無(wú)差異顯著性。

表1 不同稀釋倍數(shù)大蒜精油對(duì)灰茶尺蠖的室內(nèi)毒效結(jié)果

2.2 大蒜精油對(duì)灰茶尺蠖的觸殺作用

大蒜精油對(duì)灰茶尺蠖2齡幼蟲(chóng)具有明顯的觸殺作用。從圖1可知，100倍液處理7 d后的校正死亡率高達(dá)94%，其他幾個(gè)劑量的死亡率分別為12%、10%、10%和26%。結(jié)果表明，隨著處理劑量的增加，觸殺作用顯著提高。

圖1 大蒜精油處理對(duì)灰茶尺蠖幼蟲(chóng)的觸殺校正死亡率

2.3 大蒜精油對(duì)灰茶尺蠖的非選擇性拒食作用

大蒜精油對(duì)灰茶尺蠖具有明顯非選擇性拒食作用。從圖2可得出，相比于清水對(duì)照，50%大蒜精油100～500倍液處理后的葉碟被取食葉面積與處理液的濃度呈正相關(guān)。100～300倍液對(duì)2齡灰茶尺蠖幼蟲(chóng)具有明顯的拒食作用，其中100倍液處理的試蟲(chóng)全部死亡，取食葉面積為0；但大于400倍液處理后的葉碟產(chǎn)生的非選擇性拒食作用不明顯，與CK相比無(wú)顯著性差異。

圖2 大蒜精油處理灰茶尺蠖幼蟲(chóng)對(duì)葉碟的取食葉面積

2.4 大蒜精油對(duì)灰茶尺蠖的選擇性拒食作用

大蒜精油對(duì)灰茶尺蠖具有明顯選擇性拒食作用。從圖3可得出，與CK對(duì)比，50%大蒜精油100～500倍液處理的葉碟被取食葉面積顯著降低，且與處理液濃度呈負(fù)相關(guān)。100～300倍液處理的試蟲(chóng)全部死亡，處理后的葉碟被取食的葉面積為0。該結(jié)果說(shuō)明高濃度大蒜精油液（本試驗(yàn)為50%大蒜精油100～300倍液）對(duì)灰茶尺蠖幼蟲(chóng)也具有較強(qiáng)的熏殺作用。

圖3 大蒜精油處理灰茶尺蠖幼蟲(chóng)對(duì)葉碟的取食葉面積

2.5 大蒜精油對(duì)灰茶尺蠖的驅(qū)避作用

大蒜精油對(duì)灰茶尺蠖具有一定的驅(qū)避作用，2 h驅(qū)避率均高于64%，但不同稀釋比例處理的作用無(wú)顯著性差異（表2）。處理時(shí)間延長(zhǎng)至4 h后，驅(qū)避率對(duì)比2 h的驅(qū)避效果有所降低，應(yīng)該是大蒜精油揮發(fā)導(dǎo)致實(shí)際濃度出現(xiàn)下降所導(dǎo)致的。應(yīng)進(jìn)一步篩選和鑒定出大蒜精油對(duì)灰茶尺蠖具有顯著驅(qū)避效果的揮發(fā)性成分，同時(shí)研發(fā)延緩揮發(fā)的劑型，提高大蒜精油制品的緩釋效果，從而提高大蒜精油對(duì)灰茶尺蠖驅(qū)避作用的持效性。

表2 大蒜精油處理對(duì)灰茶尺蠖幼蟲(chóng)的驅(qū)避率

2.6 大蒜精油對(duì)灰茶尺蠖的殺卵作用

所有處理的灰茶尺蠖卵的孵化率均為0，CK的孵化率為85.3%，這表明在室內(nèi)試驗(yàn)條件下，大蒜精油對(duì)灰茶尺蠖的殺卵作用明顯，但在田間防效試驗(yàn)條件下的殺卵作用還有待后續(xù)進(jìn)一步驗(yàn)證。

3 討論

植物源殺蟲(chóng)劑作用方式多樣，可通過(guò)毒殺、干擾昆蟲(chóng)正常的行為及生長(zhǎng)發(fā)育等方式來(lái)達(dá)到控制害蟲(chóng)的效果［13］。本研究明確了大蒜精油對(duì)灰茶尺蠖具有胃毒、觸殺、拒食、驅(qū)避、殺卵等多種作用方式。胃毒、觸殺與非選擇性拒食作用效果與處理濃度呈正相關(guān)，其中100～250倍液處理胃毒作用差異顯著，100倍液處理觸殺與非選擇性拒食作用差異顯著。各濃度處理大蒜精油對(duì)灰茶尺蠖具有選擇性拒食作用，且在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)其對(duì)灰茶尺蠖幼蟲(chóng)可能還具有較強(qiáng)的熏殺作用，有待在后續(xù)研究中進(jìn)一步驗(yàn)證。各濃度處理大蒜精油對(duì)灰茶尺蠖具有驅(qū)避作用，但各處理間無(wú)差異顯著性。所有處理的灰茶尺蠖卵的孵化率均為0，殺卵作用顯著，但在田間防效試驗(yàn)條件下的殺卵作用還有待驗(yàn)證。

不同萃取方法得到的大蒜精油所含成分和比例存在較大差異，但其主要成分均為含硫化合物［14］，其中二烯丙基三硫醚是大蒜精油中含量最高和最具有生物活性的成分，俗稱(chēng)大蒜素［15］。Yang等［15］研究發(fā)現(xiàn)：大蒜精油對(duì)麥蛾和赤擬谷盜發(fā)揮抑制活性的主要成分為二烯丙基二硫醚和二烯丙基三硫醚。下一步應(yīng)明確在大蒜精油對(duì)灰茶尺蠖的各作用方式中發(fā)揮主要作用的成分及其作用機(jī)理，為大蒜精油在灰茶尺蠖等蟲(chóng)害防治上的應(yīng)用提供理論支撐。

大蒜精油對(duì)環(huán)境安全，但其易揮發(fā)、自然降解導(dǎo)致在使用時(shí)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的刺激性氣味，極大地限制了大蒜精油在植物病蟲(chóng)防治領(lǐng)域的應(yīng)用。為減緩大蒜精油活性成分的揮發(fā)，增加其在運(yùn)輸和儲(chǔ)存中的安全性和穩(wěn)定性，減少不良?xì)馕秾?duì)人體的刺激，需研發(fā)高效、無(wú)毒、穩(wěn)定的大蒜精油劑型，如水乳劑［16］和微膠囊緩釋劑［17］。另外，除了在植物蟲(chóng)害防治應(yīng)用，大蒜精油在煙草花葉病毒［18］、辣椒疫病、炭疽病與根腐?。?9］、黃瓜疫?。?0］等植物病害防治領(lǐng)域也有較多成功的應(yīng)用案例。下一步應(yīng)評(píng)價(jià)大蒜精油對(duì)茶樹(shù)病害的防控效果，進(jìn)一步探索大蒜精油及其復(fù)配產(chǎn)品對(duì)病蟲(chóng)混發(fā)茶園的防控應(yīng)用潛力。