呋虫胺对红火蚁工蚁的毒杀活性及行为影响

卢彦蓉，周艺凡，张志祥

(天然农药与化学生物学教育部重点实验室/华南农业大学农学院, 广州 510642)

红火蚁SolenopsisinvictaBuren是一种危害严重的外来入侵物种，在美国南部、加利福尼亚和世界其他地区均有分布(Ascunceetal.，2011)，于2004年入侵我国广东省，对农林业、基础设施等产生严重威胁，造成生态干扰和经济损害，并危害人类健康(黄俊等，2012；Zhangetal.，2017；Lietal.，2018)，被列入世界100种最具有危害性的外来入侵种之一，主要随着苗木等运输作长距离扩散传播(曾玲等，2005；陆永跃和曾玲，2015；林伟坚和尤江海，2018)。目前红火蚁的防治以化学防治为主，具有多种剂型，其中毒饵是控制红火蚁最有效的剂型(高倩妮，2011；邓铁军和梁旻雯，2013)。毒饵对环境的影响小，传毒效果良好，可减少红火蚁转移，达到红火蚁的有效防控。国外红火蚁毒饵常见有效成分有苯氧威、氟蚁腙、阿维菌素、氟虫腈等(黄俊，2008)，这些药剂具有用量少、对环境影响小、容易和食物及其他载体做成制剂等特性，目前国内红火蚁防控药剂较少，已登记的主要有氟蚁腙、高效氯氰菊酯、毒死蜱。

呋虫胺(dinotefuran)为日本三井化学公司开发的第三代烟碱类杀虫剂(张亦冰，2003)，该药剂具有良好的内吸性和广谱性，低剂量即表现出高杀虫活性，对害虫有良好防治效果(吴鸿飞等，2013)。新烟碱类杀虫剂对社会性昆虫具良好毒杀活性，适合作为红火蚁的防治药剂(Wangetal.，2015)，且新烟碱类杀虫剂除了引起红火蚁直接死亡外，其亚致死浓度可以对红火蚁的行为产生负面影响，对红火蚁的有效防控具有良好的参考意义(Panetal.，2017)。已有研究表明呋虫胺饵剂对红火蚁有较好的胃毒作用(黎淳锋，2015)，但呋虫胺的其它制剂毒杀活性效果未知。研究呋虫胺对红火蚁的行为影响和毒杀活性，可以为红火蚁的化学防控提供新思路。

本文研究了呋虫胺对红火蚁中型工蚁的毒杀活性及对其爬杆、抓附、行走、攻击等行为指标能力的影响，为该药科学防控红火蚁提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

1.1.1供试药剂

98%呋虫胺原药(中山凯中有限公司生产)。

1.1.2供试生物

红火蚁于2017年10月采自华南农业大学校园。参考吕利华等(2006),将采集的带土红火蚁蚁巢装入桶壁抹上滑石粉的塑料桶中，采用滴水慢灌的方式，将红火蚁诱出装入塑料盒，塑料盒壁涂一层滑石粉，置于黑暗环境，以水试管、火腿肠和黄粉虫饲养，1周后供试。养虫室温度23～27℃，湿度65%～85%。

1.2 试验方法

1.2.1呋虫胺溶液配制方法

以呋虫胺原药为溶质，蒸馏水为溶剂，配置5 mg/L、1 mg/L的呋虫胺水溶液，空白对照为蒸馏水。

1.2.2呋虫胺对红火蚁工蚁毒杀活性的测定

本试验采用水试管喂毒法(Zhangetal.，2013)进行呋虫胺对红火蚁中型工蚁毒杀活性测定。分别将呋虫胺溶液或空白对照加入容量为2 mL的小试管，在试管口塞上棉花，保证试管中溶液不流出即可。将装着溶液的小试管分别放入干燥的塑料杯(高9 cm，直径7 cm)，并在杯口至以下4 cm抹上滑石粉。待试红火蚁饥饿10 h后接入塑料杯中，每个杯子接入30头中型工蚁(头宽0.65～0.90 mm)。每个处理设置3个重复。在处理后第1、3、5、7、9 h观察结果，计算死亡率和校正死亡率。校正死亡率(%)=(试验死亡数-对照死亡数)/(试验总数-对照死亡数)×100。

1.2.3呋虫胺对红火蚁工蚁爬杆率、抓附率、行走率、攻击率的测定

红火蚁处理方法同本文1.2.2。分别于药后1、3、5、7、9 h进行观察，每个时间段调查完毕后，将红火蚁工蚁转接回塑料杯中。本文仅在活虫数大于10头时进行调查，以保证调查结果可靠性。

爬杆率测定参考李梓豪等(2015)，用细竹竿轻触塑料杯中红火蚁工蚁，使其在竹竿上爬行，能爬行5 cm的红火蚁工蚁定为有爬杆能力。爬杆率计算公式：爬杆率(%)=(爬杆工蚁数/工蚁总数)×100

抓附率测定参考肖春霞等(2018)，将红火蚁工蚁挑入塑料杯中，盖上纸片后倒扣，5 s后未下落到纸片上的红火蚁工蚁定为有抓附能力。抓附率计算公式：抓附率(%)=(未下落工蚁数/工蚁总数)×100

行走率测定参考周艺凡等(2018)，将红火蚁工蚁挑到纸板上，红火蚁3 s内移动3 cm定为有行走能力。行走率计算公式：行走率(%)=(行走工蚁数/工蚁总数)×100

攻击率测定方法为：将红火蚁挑入塑料杯中，放入1头黄粉虫2龄幼虫，红火蚁爬上黄粉虫虫体上攻击定为具有攻击能力。攻击率计算公式：攻击率(%)=(攻击黄粉虫工蚁数/工蚁总数)×100

1.2.4数据分析

利用SPSS计算标准误，对测定的红火蚁中型工蚁死亡率、爬杆率、抓附率、行走率和攻击率数据进行反正弦转换后，使用无交互双因素方差分析法，并使用Tukey(HSD)法在α=0.05时进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 呋虫胺对红火蚁工蚁的毒杀活性

呋虫胺对红火蚁具有良好的毒杀活性。5 mg/L呋虫胺水溶液处理后1、3、5、7、9 h，红火蚁中型工蚁校正死亡率分别为0.00%、4.44%、11.11%、26.67%、66.67%。1 mg/L呋虫胺水溶液处理后不同时间段，校正死亡率为：0.00%、0.00%、4.44%、8.89%、26.67%(图1)。1 mg/L 和5 mg/L的呋虫胺水溶液处理13 h后，所有时间段两个处理组差异显著(F6，34=40.093，P=0.000)。

结果表明，高浓度呋虫胺处理比低浓度处理红火蚁工蚁毒杀活性更加显著。

图 1 5 mg/L和1 mg/L呋虫胺水溶液对红火蚁中型工蚁的毒杀活性Fig.1 Toxicities of 5 mg/L and 1 mg/L dinotefuran aqueous solution to medium workers of Solenopsis invicta Buren

2.2 呋虫胺对红火蚁工蚁爬杆能力影响

呋虫胺对红火蚁爬杆能力具有显著影响。对照组处理后，红火蚁中型工蚁爬杆率为100%，5 mg/L 和1 mg/L呋虫胺水溶液对红火蚁中型工蚁爬杆率均有较好的抑制，所有不同时间段两个处理组与对照组差异显著(F5，46=16.121，P=0.000)。5 mg/L呋虫胺处理1、3、5、7、9 h后红火蚁中型工蚁爬杆率分别为：98.89%、84.44%、42.22%、15.56%、7.78%；1 mg/L呋虫胺处理后不同时间段红火蚁中型工蚁爬杆率分别为：100.00%、96.67%、68.89%、64.44%、45.56%(图2)。所有时间段对照组与1 mg/L、5 mg/L呋虫胺处理组间差异显著(P=0.000)，1 mg/L 与5 mg/L呋虫胺处理两组间差异显著(P=0.001)。

结果表明，呋虫胺能显著降低红火蚁工蚁爬杆能力，且高浓度呋虫胺处理比低浓度处理红火蚁工蚁爬杆能力下降显著。

图 2 5 mg/L和1 mg/L呋虫胺水溶液对红火蚁中型工蚁的爬杆能力影响Fig.2 The effects of 5 mg/L and 1 mg/L dinotefuran aqueous solution on climbing abilities of medium workers of Solenopsis invicta Buren

2.3 呋虫胺对红火蚁中型工蚁抓附能力影响

呋虫胺对红火蚁抓附能力具有显著的影响。对照组处理后不同时间段，红火蚁中型工蚁抓附率为100%，1 mg/L和5 mg/L对红火蚁中型工蚁的抓附率均有良好抑制效果，所有时间段两个处理组与对照组差异显著(F5，46=16.575，P=0.000)，呋虫胺处理后1、3、5、7、9 h，5 mg/L组的红火蚁中型工蚁抓附率分别为：94.44%、83.33%、37.78%、22.22%、15.56%；1 mg/L组的红火蚁中型工蚁抓附率分别为100.00%、91.11%、82.22%、74.44%、33.33%(图3)。所有时间段对照组与1 mg/L、5 mg/L呋虫胺处理组间差异显著(P=0.000)，1 mg/L与5 mg/L呋虫胺处理两组间差异显著(P=0.000)。

结果表明，呋虫胺能显著降低红火蚁工蚁抓附能力，且高浓度呋虫处理比低浓度处理抓附能力下降显著。

图3 5 mg/L和1 mg/L呋虫胺水溶液对红火蚁中型工蚁的抓附能力影响Fig.3 The effects of 5 mg/L and 1 mg/L dinotefuran aqueous solution on adhesive ability of medium workers of Solenopsis invicta Buren

2.4 呋虫胺对红火蚁工蚁行走能力影响

呋虫胺对红火蚁行走能力具有显著的影响。对照组处理后不同时间段内，红火蚁中型工蚁行走率为100%，1 mg/L和5 mg/L呋虫胺水溶液处理后红火蚁行走率明显降低，所有时间段两个处理组与对照组差异显著(F5，46=15.127，P=0.000)。呋虫胺处理后1、3、5、7、9 h，5 mg/L组的红火蚁中型工蚁行走率分别为：100.00%、82.22%、66.67%、44.44%、25.56%；1 mg/L组的红火蚁中型工蚁行走率分别为：100.00%、98.89%、83.33%、60.00%、42.22%(图4)。所有时间段对照组与1 mg/L、5 mg/L呋虫胺处理组间差异显著(P=0.000)，1 mg/L与5 mg/L呋虫胺两组间差异显著(P=0.029)。

结果表明，呋虫胺能显著降低红火蚁工蚁行走能力，且高浓度呋虫处理比低浓度处理行走能力下降显著。

图 4 5 mg/L和1 mg/L呋虫胺水溶液对红火蚁中型工蚁的行走能力影响Fig.4 The effects of 5 mg/L and 1 mg/L dinotefuran aqueous solution on walking ability of medium workers of Solenopsis invicta Buren

2.5 呋虫胺对红火蚁工蚁攻击能力影响

对照处理9 h后，红火蚁的攻击率为100%。呋虫胺对红火蚁工蚁的行走能力影响显著，5 mg/L和1 mg/L呋虫胺水试管处理对红火蚁攻击力有良好抑制效果，所有时间段2个处理组与对照组差异显著(F3，30=14.758，P=0.000)。呋虫胺处理3～9 h后，5 mg/L处理组的红火蚁中型工蚁攻击率为：55.56%、41.11%、3.33%、0.00%。1 mg/L处理组的红火蚁中型工蚁攻击率为：78.89%、71.11%、57.78%、36.67%(图5)。所有时间段对照组与1 mg/L、5 mg/L呋虫胺处理组间差异显著(P=0.000)，1 mg/L与5 mg/L呋虫胺处理两组间差异显著(P=0.000)。

结果表明，呋虫胺能显著降低红火蚁工蚁攻击能力，且高浓度呋虫处理比低浓度处理攻击能力下降更显著。

图5 5 mg/L和1 mg/L呋虫胺水溶液对红火蚁中型工蚁的攻击能力影响Fig.5 The effects of 5 mg/L and 1 mg/L dinotefuran aqueous solution on attack ability of medium workers of Solenopsis invicta Buren

3 结论与讨论

本文测定了5 mg/L和1 mg/L呋虫胺水溶液对红火蚁工蚁的毒杀活性及其对红火蚁爬杆能力、抓附能力、行走能力和攻击能力等行为影响。研究表明，呋虫胺对红火蚁工蚁毒杀活性良好，能显著降低红火蚁工蚁爬杆能力、抓附能力、行走能力和攻击能力等行为能力。

呋虫胺在红火蚁防治中具有良好的生态安全性和应用安全性，具有良好胃毒活性和极强的内吸性，使用水试管喂毒法可以反映出呋虫胺的胃毒活性(边红伟，2017；陈红娜等，2017；方辉等，2017；陈刘阳，2017；贾曼婷等，2017；Bartlettetal.，2018；Watanabeetal.，2018)。据黎淳锋(2015)报道，50 μg/g呋虫胺饵剂药后1 d对红火蚁的毒杀活性不明显，死亡率21%以下。而本实验1 mg/L和5 mg/L呋虫胺处理13 h后，红火蚁中型工蚁校正死亡率分别为55.56%、97.78%，与其研究有所不同。原因可能与工蚁大小的选择不同有关。据莫让瑜(2010)报道，一些新烟碱药剂对不同体型的红火蚁工蚁具有不同毒杀效果。呋虫胺对不同体型红火蚁可能具有不同毒杀活性。红火蚁毒饵药剂用量少，但对红火蚁防治效果良好。低浓度呋虫胺即表现出良好杀虫活性，表明呋虫胺制成毒饵用量低，具有良好应用前景。

红火蚁是一种社会性昆虫，其在蚁巢中爬行移动和在蚁巢外的生存活动中均需要良好的爬杆能力、抓附能力和行走能力，这些行为能力对红火蚁生存和觅食行为具有重要意义(Czaczkesetal.，2013)。同时红火蚁是一种捕食性害虫，攻击能力对其争夺食物和攻击天敌均具有重要意义(高燕等，2011)。呋虫胺能显著降低红火蚁行为能力，与Pan等(2017)的研究结果相符。5 mg/L呋虫胺处理9 h后，红火蚁爬杆率、行走率和抓附率降低至25%以下，1 mg/L呋虫胺处理9 h后降低至50%以下，表明高浓度呋虫胺对红火蚁的行为影响比低浓度更加显著，呋虫胺对红火蚁的防控有良好应用前景。但本研究并未进行田间试验，呋虫胺对红火蚁田间毒杀活性需进一步研究。

综上所述，呋虫胺对红火蚁中型工蚁具有良好毒杀活性和行为影响，在红火蚁防控上具有良好应用前景。