水菖蒲活性物质β-细辛醚对玉米象不同虫态的熏蒸作用

摘要　为了确定水菖蒲(Acorus calamus)活性成分β-细辛醚对玉米象Sitophilus zeamaais Motschulsky的熏蒸活性，研究p-细辛醚对玉米象不同虫态的熏蒸作用。结果表明：β-细辛醚对玉米象4种虫态都有一定的熏蒸作用，其中对成虫的熏蒸效果最好，其次是卵，幼虫和蛹对β-细辛醚具有较高的耐药性。以质量浓度为200μL／L熏蒸卵120 h后，卵的死亡率达到了99.09％。对幼虫和蛹的熏蒸作用不明显。对成虫熏蒸120 h后，LC50为17.82μL／L。

关键词　水菖蒲，β-细辛醚，玉米象，熏蒸活性

玉米象Sitophilus zeamais Motschulsky属鞘翅目象甲科，为储藏物主要的害虫之一，分布于世界各国，危害稻谷、小麦、玉米、薯类及其加工品，同时危害莲籽、天麻等土特产及中药材。在适宜的条件下，被害粮食3个月损失率达11.25％，6个月后可增至35.12％。目前在国家粮库和地方粮库对玉米象的防治主要采用熏蒸剂溴甲烷和磷化铝，但是磷化氢只有在低而稳定的浓度下，长时间与害虫接触才能最大限度地发挥其药效作用，且玉米象对磷化氢已产生了较高的抗性，而溴甲烷由于对臭氧层的破坏作用，将于2015年在发展中国家全面停止使用。因此，亟待寻找新的防治替代物。植物次生代谢产物中由于含有一些具有生物活性的物质，已知有2 000多种植物具有杀虫活性，所以植物是寻找新的杀虫剂的重要的来源。

水菖蒲属天南星科菖蒲属植物，是一种生长于喜生于潮湿沼泽地的多年生草本植物，分布几乎遍布全国各地，主产于湖北、湖南、辽宁、四川等地，此外，黑龙江、河北、山西、江苏、广东、广西等地也有分布。国外，如日本、印度尼西亚、印度等地均有分布。该植物主要用于中药中，可以止痉挛、祛风和驱虫，治疗癫痫病和一些精神病，水菖蒲的挥发油也被用作香料。

作者的前期研究证明了水菖蒲提取物对储粮害虫具有很好的触杀和驱避作用，并且分离鉴定了其中的主要活性成分为β-细辛醚。为了进一步确定β-细辛醚对储粮害虫的熏蒸作用，本试验以储粮中的主要害虫玉米象为对象，研究了β-细辛醚对玉米象不同虫态的熏蒸作用。

1材料与方法

1.1材料

1.1.1供试昆虫及虫态 供试玉米象采自中国储粮总公司湖北分公司武汉直属库，在温度(27±1)℃，相对湿度75％±5％的实验室条件下饲养1年以上。以整粒小麦饲养，小麦使用前放人烘箱(60℃)中消毒2 h后，调整含水量至13％±1％使用。取完好无虫的小麦接人大量的成虫，1 d后移去成虫，根据其生物学特性计算卵、幼虫和蛹的发育状态，相应地将含有不同虫态的小麦粒进行熏蒸。成虫采用同期培养的羽化2～3周的成虫为试虫。

1.1.2供试药品 β-细辛醚，由华中农业大学城市有害生物防治研究所从水菖蒲新鲜根茎中分离制备，经GC.MS测定，β-细辛醚的相对含量为97.35％。

1.2方法

所有的熏蒸试验均在温度(27±1)℃，相对湿度75％±5％的实验室条件下进行。

1.2.1 β-细辛醚对玉米象卵、幼虫和蛹的熏蒸作用 用容积为150 mL的三角瓶，每瓶随机装入处于试验虫态的小麦100粒，再将大小为2em×3 em的滤纸条用双面胶粘在广口瓶瓶盖的内部。用移液枪移取相应计算剂量的β-细辛醚滴在滤纸上，迅速盖好瓶盖，使滤纸条悬挂在三角瓶中。最后用塑料膜及透明胶将瓶盖接口包好。对照组不加任何药剂，每处理重复5次。各处理熏蒸120 h。

(1)卯：以质量浓度200，100，50，25，12.5，6.25和3.13 tzL／L的β-细辛醚进行熏蒸，熏蒸结束散气14 d后，将处理和对照小麦逐粒剖开，分别检查、记录幼虫的数量，计算卵的相对死亡率。

(2)幼虫：以200，100和50μL／L的β-细辛醚进行熏蒸，熏蒸结束散气7 d后，将小麦逐粒剖开，检查幼虫的发育情况，记录幼虫存活数，计算幼虫的相对死亡率。

(3)蛹：以200，100和50 μL／L的β-细辛醚进行熏蒸，熏蒸结束散气7 d后，每天观察处理和对照小麦中蛹的羽化情况，直至无成虫羽出为止，计算蛹的相对死亡率。

1.2.2对玉米象成虫的熏蒸作用

将试虫移入容积为150 mL的三角瓶中，再将大小为2 cm×3 cm的滤纸条用双面胶粘在广口瓶瓶盖的内部。按50，100和200 μL／L的用量将β-细辛醚滴在滤纸上，迅速盖好瓶盖，使滤纸条悬挂在三角瓶中。最后用塑料膜及透明胶将瓶盖接口包好。每瓶接入成虫30头，瓶内不加饲料。对照组不加任何药剂，每处理重复5次。各处理的熏蒸时间为24，48，72，96和120h。熏蒸结束散气后，检查记录死亡虫数，分别计算死亡率。死亡标准：用毛笔触动虫体，触角、足及尾部不动者为死亡。

为了测定β-细辛醚对玉米象成虫的熏蒸毒力，设置6个浓度梯度试验对玉米象的致死作用，熏蒸时间设为120 h，熏蒸质量浓度为：75，50，25，12.5，6.25，3.13和OμL／L。每处理重复5次。分别计算死亡率和LCso。

1.3数据统计分析

卵的相对死亡率(％)=(对照组卵的孵化数-处理组卵的孵化数)／对照组卵的孵化数×100；

幼虫的相对死亡率(％)=(对照组的幼虫数-处理组的幼虫数)／对照组的幼虫数×100；

蛹的相对死亡率(％)=(对照组成虫数-处理组成虫数)／对照组成虫数×100；

成虫的校正死亡率(％)=(处理组死亡率-对照组死亡率)／(1-对照组死亡率)×100；

采用Abbott公式对死亡率进行校正。用几率值法求出LC50和LC91。

2结果与分析

2.1 β-细辛醚对玉米象卵的熏蒸作用

用β-细辛醚熏蒸处理含有玉米象卵的小麦120 h后，对玉米象卵的熏蒸作用见表1。β-细辛醚对玉米象卵有较强的熏蒸作用，不同系列质量浓度处理后，卵的死亡率间有明显差异。以200 μL／L的处理后，卵的死亡率达到了99.09％。以100、50 μL／L的浓度处理后，卵的死亡率分别为90.00％、87.27％，二者之间没有显著差异。随着处理浓度的降低，卵的死亡率显著降低，当处理质量浓度降低至3.13 μL／L时，卯的死亡率仅为5.45％。

2.2 β-细辛醚对玉米象幼虫的熏蒸作用

设置200，100和50 μL／L 3种不同质量浓度用β-细辛醚熏蒸含有玉米象幼虫的小麦120h后，对玉米象幼虫的致死作用较小(表1)。以200 μL／L的质量浓度处理后，幼虫死亡率仅为34.71％。当处理浓度降为100μL／L时，幼虫死

亡率为28.93％。随着处理质量浓度继续降低为50 μL／L时，幼虫死亡率显著降低，仅为5.79％。

2.3 β-细辛醚对玉米象蛹的熏蒸作用

分别设置质量浓度200，100和50 μL／L的质量熏蒸含有玉米象蛹的小麦粒120 h后，对玉米象蛹的熏蒸作用不明显(表1)。当熏蒸质量浓度为200、100μL／L时，蛹的相对死亡率分别为17.24％和12.07％，二者之间没有显著差异，而当熏蒸质量浓度降为50 μL／L时，蛹的相对死亡率显著降低为3.45％。

2.4 β-细辛醚对玉米象成虫的熏蒸作用

分别设置200，100和50 μL／L 3个质量浓度，初步测定β-细辛醚对玉米象成虫的熏蒸活性(图1)。由图1可知，β-细辛醚对玉米象成虫具有明显熏蒸致死作用。熏蒸质量浓度为50，100和200 μL／L熏蒸24 h后，玉米象成虫的校正死亡率分别为8.89％、51.11％和98.89％。随着处理时间延长到48 h，熏蒸效果增加，校正死亡率分别为14.44％，66.67％和100.00％。至熏蒸时间延长到120 h时，熏蒸质量浓度的100μL／L处理下玉米象的校正死亡率也达到100％，50 μL／L的校正死亡率增加到了81.23％。

在初步确定了β-细辛醚对玉米象的熏蒸致死活性以后，为了进一步确定β-细辛醚对玉米象成虫的熏蒸毒力，测定了β-细辛醚熏蒸120 h对玉米象成虫的致死中浓度(LC50)(表2)。由表2可以看出，熏蒸120 h后，β-细辛醚对玉米象成虫的LCso和LC95分别为17.82 μL／L和105.59μL/L。

3小结与讨论

β-细辛醚对玉米象的4种虫态都有一定的熏蒸作用，其中对成虫的熏蒸效果最好，其次是卵，对幼虫，对蛹的熏蒸作用最差。

昆虫卵期和蛹期由于呼吸代谢缓慢，一般熏蒸剂熏蒸效果不好。但是在本试验中发现，β-细辛醚对玉米象的不同虫态的熏蒸作用的强弱表现为成虫>卵>幼虫>蛹，可见β-细辛醚对卵的作用非常明显。目前的化学农药在应用中存在的重要问题之一就是对卵的作用不明显，而在本实验中β-细辛醚对卵的作用值得进一步深入研究，在开发利用上非常有前景。

本研究表明，β-细辛醚对玉米象4种虫态均有不同程度的熏蒸作用。在实仓应用中，由于粮食对药剂的吸附作用，要达到理想的熏蒸效果需相应提高药剂浓度。前人的研究表明，在实际生产应用中由于不同粮食对药剂的吸附作用不同，要达到理想的熏蒸效果，可根据cT值概念，相应提高药剂浓度或者适当延长熏蒸时间。在本试验中，熏蒸时间最长的是120h，并未加入粮食，所以在进一步的深入研究中，考虑加入粮食，进行实仓模拟试验，同时通过吸收比率，比较不同粮食种类对β-细辛醚的吸附程度等，同时需要进一步对其渗透力、作用机理及安全性等进行深入研究，为β-细辛醚的实仓应用提供科学依据。

结合作者前期的研究，表明β-细辛醚对储粮害虫具有很强的触杀、驱避和熏蒸作用，若进一步研究证明其对人、畜和环境安全，其开发应用前景将是非常乐观的。