四种植物精油对黑翅土白蚁触杀和驱避作用

余豪 莫建初 黄求应 廖敏

摘 要：為筛选出高效防治黑翅土白蚁的天然植物精油，减少有机合成农药的使用，该文研究了大蒜精油、肉桂油、丁香油和印楝素油四种植物精油对黑翅土白蚁的触杀效果和驱避作用。结果表明：大蒜精油、肉桂油和丁香油的浓度为5和10 mg·mL-1时，处理2 h后，黑翅土白蚁的校正死亡率达100%，而相同浓度的印楝素油和对照处理的黑翅土白蚁校正死亡率低于5%。随着处理时间延长，浓度为1.25和2.5 mg·mL-1的大蒜精油、肉桂油和丁香油处理6 h时，黑翅土白蚁的校正死亡率仍达100%，而此时对应的印楝素油和对照处理的黑翅土白蚁校正死亡率仅为10%，说明大蒜精油、肉桂油和丁香油对黑翅土白蚁具有较强的触杀效果。大蒜精油、丁香油和肉桂油在处理黑翅土白蚁2 h后LC50值（半致死量）分别为1.572、1.05和1.03 mg·mL-1，说明肉桂油对黑翅土白蚁的毒性相对最大，触杀效果最好。此外，10 mg·mL-1的大蒜精油、肉桂油、丁香油和印楝素油的驱避试验表明，处理4、6、8和12 h后，大蒜精油、肉桂油和丁香油三精油处理区的黑翅土白蚁数均显著低于对照区的，驱避率总体>93%，而对应的印楝素油的驱避率总体<28.5%，表明大蒜精油、丁香油和肉桂油三种植物精油对黑翅土白蚁均有显著的驱避活性。综上可知，四种植物精油中大蒜精油、肉桂油和丁香油在防治黑翅土白蚁方面应用潜力很好，是开发绿色环保白蚁防治药剂的可选材料。

关键词：大蒜精油， 肉桂油， 丁香油， 黑翅土白蚁， 触杀， 驱避

中图分类号：Q949.96， S433

文献标识码：A

文章编号：1000-3142（2018）04-0420-08

Abstract：In order to study some natural plant oils with effective prevention of Odontotermes formosanus and reduce the use of synthetic organic pesticides， contact toxicity and repellency of four plant oils against O. formosanus were studied， including garlic essential oil， cinnamon oil， clove oil and neem oil. The results indicated that the corrected mortality of O. formosanus was 100% in the treatments with 5 and 10 mg·mL-1 of garlic essential oil， cinnamon oil and clove oil after 2 h. However， the corrected mortality of O. formosanus was less than 5% in the treatments with 5 and 10 mg·mL-1 of neem oil and control after 2 h. With the extension of treatment time， the corrected mortality of O. formosanus was also 100% in the treatments with 1.25 and 2.5 mg·mL-1 of garlic essential oil， cinnamon oil and clove oil after 6 h， but the corrected mortality of O. formosanus was only 10% in the treatments with 1.25 and 2.5 mg·mL-1 of neem oil and control after 6 h. The above results showed that garlic essential oil， cinnamon oil and clove oil had strong effects on the contact resistance to O. formosanus. Therefore， the lethal concentration 50 （LC50 values） of garlic essential oil， clove oil and cinnamon oil to O. formosanus were 1.572， 1.05 and 1.03 mg·mL-1 respectively after 2 h， suggesting that cinnamon oil had the biggest contact toxicity against O. formosanus. Additionally， the repellent experiments showed that the number of O. formosanus in the treatment area with 10 mg·mL-1 garlic essential oil， cinnamon oil or clove oil was significantly lower than that in the control area after 4， 6， 8 and 12 h， and the repellent efficiencies were all higher than 93%， while the repellent efficiency of neem oil was all less than 28.5%， which indicated that garlic essential oil， cinnamon oil and clove oil had significant repellent effect on O. formosanus in four selected plant oils. The above results showed that garlic essential oil， cinnamon oil and clove oil had good application prospects in the prevention and control of O. formosanus， and such three essential oils were optional materials to the development of green environmental protection and control of O. formosanus.

Key words：garlic essential oil， cinnamon oil， clove oil， Odontotermes formosanus， contact toxicity， repellency

白蚁（Termite）是危害我国经济林木、园林绿化苗木、房屋、建筑、铁道枕木、水库土坝、名胜古迹、江河堤围、仓库物资、室内装饰物、文物档案、家具等的重要害虫，属于世界性五大害虫之一（刘晓燕和钟国华，2002）。白蚁分布遍及中国28个省（区），特别是淮河以南地区，其对林木和农作物、堤坝、建筑物的为害尤为严重。黑翅土白蚁 （Odontotermes formosanus） 是长三角地区分布较广泛的一个种类，属于土栖性白蚁，是我国林区主要害虫之一，随着近年林业生产的迅速发展，黑翅土白蚁的为害也日趋严重。我国南方诸省的丘陵地区杉木人工林蚁害率为40%～60%，严重地块100%幼杉受害，桉树、黑荆树人工林受害也相当严重 （周玉宝等，2016）。目前防治白蚁的主要方法有喷施药液、投放饵剂、喷粉和灌浆等。其中，防治白蚁的有效成分大多是有机合成农药，对土壤、水体和人体存在不同程度的安全威胁，因此有必要发展更加绿色环保的白蚁防治药剂（梁玉勇等，2012）。

植物精油（Essential oil）是一类植物次生代谢物质，部分植物精油在害虫防治领域具有较好的应用前景，可作为一种新型“绿色杀虫剂”，其作用机制主要包括拒食、忌避、熏蒸、触杀、杀卵、抑制生长发育和繁殖等（刘晓燕等，2012）。因为天然植物精油具有低毒或无毒，使用后无药物残留、易降解、对环境无污染等优点而受到高度关注（梁玉勇等，2012）。部分植物精油，在对白蚁防治过程中同样具有较好潜力。Lima et al（2013）研究发现薄荷精油杀白蚁效果最好，30 min内10%薄荷精油对白蚁的致死率可达100%，10 h内0.12%薄荷精油对白蚁的致死率也达100%。仲利涛（2012）研究发现杉木心材精油对黑胸散白蚁的触杀毒性与趋避性较强，施用160 mg·mL-1的杉木心材精油时，3 d后白蚁死亡率达100%，当杉木心材精油浓度为50 mg·mL-1时，白蚁驱避效果达57.14%。谢永坚等（2013）的研究表明柳杉叶精油的杀白蚁活性显著高于柳杉树皮、边材和心材精油。韩萌等（2016）研究发现马缨丹叶片精油的处理浓度为20 μg·cm-2时，3 h后白蚁出现被击倒现象，24 h开始出现死亡，死亡率高达42%，3 d后白蚁死亡率为64%。可见，植物精油在对白蚁的防治过程中具有较好的潜力，但目前相关研究相对较少，可选择应用的植物精油种类也较少（梁玉勇等，2012）。因此，寻找出具有高效防治效果的植物精油，将有助于白蚁绿色防控模式的推广和降低有机合成农药的使用量。本研究以黑翅土白蚁为供试昆虫，探讨大蒜精油、肉桂油、丁香油和印楝素油四种植物精油对黑翅土白蟻的触杀效果和驱避作用，以期发现对黑翅土白蚁有良好防治效果的植物精油，为开发绿色环保的白蚁防治药剂提供材料。

1 材料与方法

1.1 供试昆虫

所用黑翅土白蚁从山林中腐烂的木桩中获得，带回实验室后在（25±1）℃、（70±5）%相对湿度（RH）的黑暗环境中饲养。挑选活性强的成熟工蚁作为研究对象，黑翅土白蚁的鉴定均以兵蚁特征为依据（黄复生等，2000）。

1.2 供试精油样品

大蒜精油（广州五味源生物科技有限公司）、丁香油（江西恒诚天然香料油有限公司）、肉桂油（江西恒诚天然香料油有限公司）、印楝素油（西安瑞盈生物科技有限公司）等均置于4 ℃冰箱保存备用。

1.3 植物精油对黑翅土白蚁的毒力测定

采用药膜滤纸法（黄求应等，2005）。将直径为9 cm的定性滤纸平放入直径9 cm的玻璃培养皿中，用移液枪移取1 mL稀释样品均匀滴在滤纸上，每个培养皿放入活性较强、大小一致的工蚁30头，在（25 ±1）℃，（70±5）% RH，黑暗条件下进行（下同）。每隔2 h观察1次，以应试白蚁对镊子触碰无反应为死亡标准，剔除其中死亡工蚁并记录死亡数，连续观察直至白蚁全部死亡。供试精油样品先用无水乙醇稀释成一定浓度的母液，然后加入蒸馏水进行稀释，每种样品在预备试验的基础上设置5个处理浓度，以加入相同浓度无水乙醇的水溶液作为对照。大蒜精油、肉桂油、丁香油、印楝素油和对照每个处理设4次重复。若对照处理的死亡个体数超过20%，则视为无效。试验结束后，利用Abbott公式进行死亡率校正（Getahun & Jembere，2006），分别计算4种精油样品2、6、12 h后的校正死亡率。

1.4 植物精油对黑翅土白蚁的驱避性

试验装置如图1所示，三个孔之间相通，黑翅土白蚁在三个孔之间可以自由活动。将直径为3.5 cm的定性滤纸平铺在处理孔和对照孔中，处理孔用移液管移取200 μL的一定浓度的精油样品均匀滴在滤纸上，对照孔中滴入相同量无水乙醇的水溶液。挑选活性较强、大小一致的工蚁50头，放入中间孔内，每隔2 h观察1次3个区域内活动的白蚁数量，试验重复4次。

1.5 数据处理与分析

采用Excel 2013 和SPSS17.0软件进行。

2 结果与分析

2.1 四种植物精油对黑翅土白蚁的毒杀效果

由表1可知，四种植物精油处理2 h后，大蒜精油、肉桂油和丁香油对黑翅土白蚁的毒杀作用随精油浓度增加而增强，而印楝素油的浓度变化对毒杀效果影响相对较小。此时，10、5 mg·mL-1的大蒜精油、肉桂油和丁香油处理的黑翅土白蚁校正死亡率均为100%，显著高于对应的印楝素油和对照。植物精油浓度降为2.5 mg·mL-1时，肉桂油和丁香油对应的黑翅土白蚁校正死亡率均大于90%，大蒜精油对应的校正死亡率大于50%，均显著高于对应的印楝素油和对照，说明四种精油中肉桂油和丁香油对黑翅土白蚁毒杀效果相对较好，其次为大蒜精油。植物精油浓度降为1.25 mg·mL-1时，大蒜精油、肉桂油和丁香油对应的黑翅土白蚁2 h校正死亡率均大于50%，显著高于印楝素油和对照， 进一步表明大蒜精油、肉桂油和丁香油对黑翅土白蚁毒杀效果较好。但是，当植物精油浓度进一步降为0.625 mg·mL-1时，四种植物精油对应的黑翅土白蚁校正死亡率均低于10%，表明只有大蒜精油、肉桂油和丁香油处理超过一定剂量后，才能对黑翅土白蚁均表现出较强的毒杀效果。由表1还可知，对应的所有浓度印楝素油处理的黑翅土白蚁校正死亡率均低于10%，说明印楝素油对黑翅土白蚁的毒杀效果较差。

由表2可知，当大蒜精油、肉桂油和丁香油使用浓度分别为10、5、2.5和1.25 mg·mL-1时，处理6 h后，对应的黑翅土白蚁校正死亡率均为100%，显著高于印楝素油和对照，与表1相比，随着时间延长，大蒜精油、肉桂油和丁香油对黑翅土白蚁表现出更强的毒杀作用，此时所需的植物精油浓度相对更低。当植物精油浓度降到0.625 mg·mL-1时，四种植物精油对应的黑翅土白蚁校正死亡率均不超过20%，说明此时要保证精油毒杀黑翅土白蚁的效果，精油浓度要在1.25 mg·mL-1以上。此外，处理6 h后，对应所有浓度的印楝素油处理的黑翅土白蚁校正死亡率均低于15%，进一步说明印楝素油对黑翅土白蚁的毒杀效果较差。

由表3可知，当大蒜精油、肉桂油和丁香油使用浓度分别为10、5、2.5和1.25 mg·mL-1时，处理12 h后，对应的黑翅土白蚁校正死亡率均为100%，显著高于印楝素油和对照，结果与处理6 h（表2）的相同。当四种植物精油使用浓度均降为0.625 mg·mL-1时，其中肉桂油对应的黑翅土白蚁校正死亡率仍达到100%，显著高于其它三种植物精油和对照，说明肉桂油是几种植物精油中对黑翅土白蚁毒杀效果最强，在较低浓度处理情况下，通过延长时间其仍可达到较好的毒杀效果，而此时对应的大蒜精油和丁香油对应的校正死亡率超过35%，说明随着时间延长，较低剂量的大蒜精油和丁香油对黑翅土白蚁的毒杀作用增强有限。此外，处理12 h后，对应的所有浓度的印楝素油处理的黑翅土白蚁校正死亡率均低于20%，进一步说明印楝素油对黑翅土白蚁的毒杀效果较差。

考虑到现实中白蚁是自由活动的，需要对其快速触杀，因此选择植物精油处理2 h下的结果进行LC50值计算。由表4结果可知，大蒜精油、肉桂油和丁香油在处理黑翅土白蚁2 h后的LC50值分别为1.572、1.05和1.03 mg·mL-1。这说明肉桂油对黑翅土白蚁的毒性最大，触杀效果最好，但三者LC50值浓度差异不大。因此，均可作为开发控制黑翅土白蚁药剂的环境友好型材料。

2.2 四种植物精油对黑翅土白蚁的驱避作用

表5显示， 对大蒜精油而言，10 mg·mL-1的大蒜精油处理黑翅土白蚁4 h后，精油处理区白蚁数为1.75头，显著低于中间区的28.75头和对照区的19.5头。处理6 h后， 精油处理区黑翅土白蚁数为2.5头，显著低于中间区的25.75头和对照区的21.75头。处理黑翅土白蚁8 h后，精油处理区黑翅土白蚁数仅为3.25头，显著低于中间区的36.0头，与对照区10.75头无显著差异。处理12 h后，精油处理区黑翅土白蚁数仅为3.5头，显著低于中间区的34.25头，但与对照区12.25头无显著差异。可见，大蒜精油在四个处理时段总体对黑翅土白蚁有较好的驱避作用，驱避率均在93%以上，但随时间延长驱避作用有下降的趋势。

对丁香油而言，10 mg·mL-1的丁香油处理黑翅土白蚁4 h后，精油处理区白蚁数为0.5头，显著低于中间区的19.75头和对照区的29.75头。处理6 h后，精油处理区黑翅土白蚁数为0.75头，显著低于中间区的16.75头和对照区的32.5头。处理8 h后，精油处理区黑翅土白蚁数为0.75头，显著低于中间区的21.5头和对照区的27.75头。处理黑翅土白蚁12 h后，精油处理区黑翅土白蚁数为0.25头，显著低于对照区的39.25头，但与中间区10.5头无显著差异。可见，丁香精油在四个处理时段总体对黑翅土白蚁有较好的驱避作用，略低于肉桂油，且随时间延长，驱避作用相对稳定， 驱避率均在98%以上，说明其在黑翅土白蚁驱避方面有较好的潜力和前景。

对于肉桂油而言，10 mg·mL-1的肉桂油处理黑翅土白蚁4 h后，精油处理区白蚁数为0头，显著低于中间区的17.25头和对照区的32.75头。处理6 h后，精油处理区黑翅土白蚁数为0.25头，显著低于中间区的20.75头和对照区的29.0头。处理8 h后，精油处理区黑翅土白蚁数为0.25头，显著低于中间区的10.75头和对照区的39.0头。处理12 h后，精油处理区黑翅土白蚁数为0头，显著低于中间区的18.5头和对照区的31.5头。可见，肉桂油在四个处理时段总体对黑翅土白蚁有很好的驱避作用，且随时间延长，驱避作用稳定，驱避率均在99%以上，说明其可作为黑翅土白蚁驱避剂制备的优选材料。

对于印楝素油而言，10 mg·mL-1的肉桂油处理黑翅土白蚁4、6、8或12 h后，精油处理区的白蚁数在14.25～10.75头之间变化，驱避率为28.5%～21.5%，虽随时间延长有轻微减少趋势，但无显著变化，中间区的白蚁数在19.25～18.00头之间变化，随时间延长有轻微减少的趋势，但变化差异不显著，至于对照区的白蚁数在16.5～21.25头之间变化，随时间延长有轻微增加的趋势，但变化无显著差异。比较上述四个时段的精油处理区白蚁数均与中间区和对照区的白蚁数可知，三个处理区无显著差异。可见，印楝素油在四个处理时段对黑翅土白蚁的驱避作用较弱，且随时间延长，驱避作用无显著性变化，说明其不适合作为黑翅土白蚁驱避剂制备的优选材料。

3 讨论与结论

3.1 四种植物精油对黑翅土白蚁的毒杀效果

植物精油对昆虫表现出直接或间接的毒杀作用，一些植物精油及其单体表现出直接的杀虫活性，主要是因为植物精油的分子量小，容易挥发（马卫宾，2014）。本研究中，浓度为1.25～10 mg·mL-1植物精油处理黑翅土白蚁2 h后，大蒜精油、肉桂油和丁香油均有明显的毒杀活性，植物精油浓度达5 mg·mL-1时，黑翅土白蚁校正死亡率可达100%，但印楝素油在濃度0.625～10 mg·mL-1时对黑翅土白蚁的毒杀活性较差，处理白蚁12 h后，所有对应浓度的印楝素油处理的校正死亡率均低于20%，表明大蒜精油、肉桂油和丁香油均有较好的毒杀黑翅土白蚁的作用。马卫宾（2014）研究发现肉桂油对浅色库蚊的幼虫有较好的毒杀活性，在80 mg·L-1浓度下处理淡色库蚊幼虫24 h后，死亡率可达87.5%，说明肉桂油具有较好的防虫效果。Park & Shin（2005）用熏蒸法测定表明，大蒜精油和丁香油均对日本白蚁有很强的毒杀活性，在0.5 μL·L-1的剂量下日本白蚁死亡率可达100%，说明大蒜精油和丁香油在白蚁防治中的潜力。罗都强等（2011）研究发现，大蒜精油对储粮害虫玉米象、米象和谷蠹有明显的熏蒸作用，大蒜精油挥发性非常强，小分子穿透力好，小分子能钻入粮堆深处的缝隙中甚至谷粒内部将害虫杀死，进一步说明大蒜精油在虫害防治中的作用。可见，大蒜精油、肉桂油和丁香油防虫领域的应用潜力较大，均可用于开发控制黑翅土白蚁的环境友好型制剂。印楝是最负盛名的杀虫植物，其主要活性成分为印楝素（梁玉勇等，2012）。印楝素对各种害虫具有强烈的拒食、胃毒、抑制生长发育等作用 （李晓东和赵善欢，1996）。但本研究中印楝素油对黑翅土白蚁的毒杀活性都很差，可能是使用的印楝素油剂量不够高，对黑翅土白蚁的作用缓慢，导致供试白蚁死亡率较低。因此，其不适合选择用于防治黑翅土白蚁。

3.2 三种植物精油对黑翅土白蚁的驱避作用

驱避作用是指挥发性的气体分子在一定的范围内能刺激害虫的嗅觉器官， 使之做出离开或逃避的行为反应（何君等，2010）。植物精油对昆虫具有驱避活性，其中最著名的是用香茅油防治蚊蝇（江志利，2002）。本研究中，10 mg·mL-1大蒜精油、丁香油和肉桂油处理6 h后，对黑翅土白蚁均有较好的驱避活性，驱避率均在95%以上，在处理12 h后，大蒜精油的驱避活性略有降低，有可能是大蒜精油挥发性较强，导致驱避活性降低，但大蒜精油、丁香油和肉桂油的驱避率均在93%以上，说明大蒜精油、丁香油和肉桂油对黑翅土白蚁的驱避作用总体稳定。肉桂油和丁香油有很好的驱虫活性，在欧美将肉桂油和丁香油混配作为驱虫剂使用已有百年历史（林翔云，2009）。肉桂油在200～800 μg·cm-2的剂量下，对赤拟谷盗成虫的驱避率在60%以上，持效期至少可维持8周（徐汉虹和赵善欢，1995）。使用5%肉桂油处理埃及伊蚊30、50和70 min后，对埃及伊蚊的驱避率依次为94%、83%和61%（Chang et al，2006）。丁香油不仅对烟草甲幼虫有较好的触杀活性，而且还有很好的驱避活性（王秀芳等，2011）。大蒜精油对赤拟谷盗的成虫有较强的驱避作用，同时对象甲的雄性和（或）雌性均具有驱避活性（边文波，2009）。大蒜精油对德国小蠊有较好的驱避活性（徐小玲，2004）。可见，大蒜精油、肉桂油和丁香油在驱虫方面具有广阔的应用潜力，结合本研究发现大蒜精油、丁香油和肉桂油对黑翅土白蚁均有较好的驱避作用，进一步表明大蒜精油、肉桂油和丁香油均可用于开发控制黑翅土白蚁的环境友好型驱避剂。虽然印楝素对各种害虫具有强烈的拒食、胃毒、抑制生长发育等作用 （李晓东和赵善欢，1996）。但本研究中印楝素油对黑翅土白蚁的驱避活性都较差，可能的原因是使用的印楝素油剂量不够高，导致对黑翅土白蚁的驱避作用较弱，这一结果与其对黑翅土白蚁的毒杀效果相似，因此其不适合选择用于防治黑翅土白蚁。

综上所述，（1）大蒜精油、肉桂油和丁香油对黑翅土白蚁有较强的触杀效果，大蒜精油、肉桂油和丁香油的浓度为5和10 mg·mL-1时，处理2 h后，黑翅土白蚁的校正死亡率达到100%，随处理时间延长，三种植物精油浓度降到1.25和2.5 mg·mL-1时，处理6 h后，黑翅土白蚁的校正死亡率仍能达到100%，说明三种植物精油的浓度对黑翅土白蚁的触杀效果随时间延长有所增强，所需剂量相应降低。（2）大蒜精油、丁香油和肉桂油在处理黑翅土白蚁2 h后，LC50值分别为1.572、1.05和1.03 mg·mL-1，说明三植物精油对黑翅土白蚁的触杀剂量低，其中肉桂油对黑翅土白蚁的毒性相对最大，触杀效果相对最好。（3）大蒜精油、丁香油和肉桂油三种植物精油对黑翅土白蚁均有显著的驱避活性，处理12 h后，三者驱避率均大于93%，但肉桂油和丁香油处理随时间延长，驱避效果稳定，大蒜精油驱避效果略有下降。总之，大蒜精油、肉桂油和丁香油在防治黑翅土白蚁方面应用前景很好，是开发绿色环保的白蚁防治药剂的可选材料。

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