大蒜精油对灰茶尺蠖的作用方式研究

涂 娟，谢 枫，吴月坤，董 方，李小飞，杨菲颖，董 越

（江西省农业科学院 园艺研究所，江西 南昌 330200）

灰茶尺蠖（Ectropis grisescensWarren）属鳞翅目尺蛾科（Geometridae）昆虫［1］，是我国南方茶园危害最严重的食叶害虫之一。灰茶尺蠖在江西1年发生6～7代，以幼虫取食叶片，暴发成灾时将茶园啃食一光，犹如火烧，对茶叶的产量和品质影响极大［2］。该害虫在暴发前期具有较高隐蔽性，不易被察觉，而一旦暴发，蔓延极其迅速，在短期内可将茶树叶片甚至嫩茎食尽。化学防治法因具有良好的速效性，仍是当前防治灰茶尺蠖的最常用手段，但长期大量使用化学农药易对茶叶质量及茶园生态环境安全带来风险［3］。绿色、生态是当前茶产业的发展方向，非常有必要研发绿色、安全的速效防治药剂。

大蒜精油为大蒜（Allium sativumLinnaeus）中提取的一种天然物质，主要成分为大蒜辣素、大蒜新素以及多种硫醚化合物［4］。近年的研究表明大蒜精油对害虫具有驱避、触杀、拒食、熏杀等多种抑制作用［5-9］。本团队在前期研究中采用大蒜精油对灰茶尺蠖进行了室内及田间药效试验［2］，结果表明：大蒜精油对灰茶尺蠖的致死浓度（LC50）为1038.60 mg/L，50%大蒜精油100～250倍液对灰茶尺蠖低龄幼虫具有良好的速效性和持效性。大蒜精油成分复杂，对灰茶尺蠖的抑制作用方式尚不明确。本研究拟在前期基础上进一步开展大蒜精油对灰茶尺蠖的作用方式研究，以期为大蒜精油灰茶尺蠖抑制剂的开发应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 供试药剂与试虫

50%大蒜精油购于江西恒诚天然香料油有限公司，采用水蒸气蒸馏法制得。

供试虫源为灰茶尺蠖2～3龄幼虫。试虫在养虫室内以茶树嫩梢饲养，培养条件为温度26±1℃、湿度75%、光周期L/D=14 h/10 h。

1.2 实验方法

1.2.1 胃毒作用的测定 将50%大蒜精油按100、250、500、750、1000、1250、1500倍稀释配制成多梯度浓度药液作为处理使用，并设清水为空白对照。将新鲜茶梢浸入各处理液中5 s，待药液干后，再分别置入放有20头2龄幼虫的500 mL玻璃瓶中。各浓度处理重复3次试验，药后1、3、7 d统计死虫数，计算虫口减退率、防治效果。虫口减退率和防治效果计算方法如下：

1.2.2 触杀作用的测定 采用点滴法［10］测定大蒜精油对灰茶尺蠖2龄幼虫的触杀作用。将配制好的药液使用微量进样器点滴0.5 μL点至虫体的前胸背板上，各种浓度药液重复5次试验，单次试验10头试虫，并另设空白对照。点滴处理后将试虫置于500 mL玻璃瓶中，用新鲜茶叶饲养。处理7 d后检查死虫数量，计算校正死亡率。

1.2.3 非选择性拒食作用的测定 采用叶碟法［11］测定大蒜精油对灰茶尺蠖2龄幼虫的非选择性拒食作用。采集新鲜茶树叶片（第3～5叶）并用打孔器取直径2 cm的圆片。叶碟放入处理液中浸3～5 s，自然晾干后将叶碟置入底部垫有湿润滤纸、直径10 cm培养皿中。每个培养皿放置4片叶碟，然后放入1头饥饿5 h的2龄灰茶尺蠖幼虫，并盖上盖子。各个处理组重复10次，另设空白对照。在幼虫取食任一种处理约50%的叶碟总面积（约2片叶碟）时停止该幼虫的取食选择（本试验为72 h），用坐标纸记录取食叶面积（cm2），非选择性拒食率的计算公式如下：

1.2.4 选择性拒食作用的测定 采用叶碟法［11］测定大蒜精油对灰茶尺蠖2龄幼虫的选择性拒食作用。采集新鲜茶树叶片（第3～5叶）用打孔器取直径2 cm圆片。叶碟放入处理液中浸3～5 s，自然晾干后放入底部垫有湿润滤纸、直径10 cm培养皿中，每皿放置4片叶碟，处理和对照的叶碟各2片，交叉排列置于同一培养皿中，然后放入1头饥饿5 h的2龄灰茶尺蠖幼虫，盖上盖子。每个处理10次重复，另设空白对照。在幼虫取食任一种处理约50%的叶碟总面积（约2片叶碟）时停止该幼虫的取食选择（本试验为48 h），用坐标纸记录取食叶面积（cm2）。选择性拒食率的计算公式如下：

1.2.5 驱避作用的测定 采用行为选择法［10］测试大蒜精油对灰茶尺蠖的驱避活性。将滤纸剪成等大的两片分别作为处理组和空白对照组，将两片滤纸相隔1.0 cm粘在直径为10 cm的培养皿中，处理组均匀喷洒大蒜精油稀释液500 μL。待溶剂挥发30 s后，然后将10头3龄灰茶尺蠖幼虫放在培养皿中心并盖上皿盖。试验均重复5次。分别在2 h和4 h后统计出现在不同区域内的试虫数量，计算驱避率PR为：

其中，Nc为出现在空白对照组区域的试虫数量，Nt为出现在处理组区域的试虫数量。1.2.6 杀卵作用的测定 采用浸卵法［12］测试大蒜精油对灰茶尺蠖的杀卵活性。将产下24 h内的卵分成单粒，粘贴于纸卡上做成卵卡，每张纸卡含20粒卵。将卵卡浸入处理液中10 s后取出，用滤纸吸取多余液后，放入10 cm培养皿内，置于25℃、空气相对湿度80%、光周期L/D=14 h/10 h的条件下培养，待卵发育至将要孵化时，加入新鲜叶片供孵化的幼虫取食。试验重复3次，另设空白对照。每天观察各组处理卵的孵化情况，待空白对照（清水）卵孵化后再观察7 d，计算虫卵的孵化率。

1.3 数据处理

应用Excel 2007与Origin 8.1软件绘制图表；应用SPSS 19.0软件对数据进行统计分析，并采用Duncan’s新复极差法对试验结果进行差异显著性分析，对选择性拒食试验中的取食叶面积进行t检验。

2 结果与分析

2.1 大蒜精油对灰茶尺蠖的胃毒作用

大蒜精油对灰茶尺蠖低龄幼虫具有较好防效，50%大蒜精油稀释100～250倍后对灰茶尺蠖1～2龄幼虫的药后1 d防效达到100%（表1）。较高浓度大蒜精油对灰茶尺蠖具有较好防效，100～750倍液对灰茶尺蠖的防效与对照相比具有显著性差异，但随着使用浓度下降防效也会随之下降，1000～1500倍液大蒜精油对灰茶尺蠖的防效与对照相比无差异显著性。

表1 不同稀释倍数大蒜精油对灰茶尺蠖的室内毒效结果

2.2 大蒜精油对灰茶尺蠖的触杀作用

大蒜精油对灰茶尺蠖2龄幼虫具有明显的触杀作用。从图1可知，100倍液处理7 d后的校正死亡率高达94%，其他几个剂量的死亡率分别为12%、10%、10%和26%。结果表明，随着处理剂量的增加，触杀作用显著提高。

图1 大蒜精油处理对灰茶尺蠖幼虫的触杀校正死亡率

2.3 大蒜精油对灰茶尺蠖的非选择性拒食作用

大蒜精油对灰茶尺蠖具有明显非选择性拒食作用。从图2可得出，相比于清水对照，50%大蒜精油100～500倍液处理后的叶碟被取食叶面积与处理液的浓度呈正相关。100～300倍液对2龄灰茶尺蠖幼虫具有明显的拒食作用，其中100倍液处理的试虫全部死亡，取食叶面积为0；但大于400倍液处理后的叶碟产生的非选择性拒食作用不明显，与CK相比无显著性差异。

图2 大蒜精油处理灰茶尺蠖幼虫对叶碟的取食叶面积

2.4 大蒜精油对灰茶尺蠖的选择性拒食作用

大蒜精油对灰茶尺蠖具有明显选择性拒食作用。从图3可得出，与CK对比，50%大蒜精油100～500倍液处理的叶碟被取食叶面积显著降低，且与处理液浓度呈负相关。100～300倍液处理的试虫全部死亡，处理后的叶碟被取食的叶面积为0。该结果说明高浓度大蒜精油液（本试验为50%大蒜精油100～300倍液）对灰茶尺蠖幼虫也具有较强的熏杀作用。

图3 大蒜精油处理灰茶尺蠖幼虫对叶碟的取食叶面积

2.5 大蒜精油对灰茶尺蠖的驱避作用

大蒜精油对灰茶尺蠖具有一定的驱避作用，2 h驱避率均高于64%，但不同稀释比例处理的作用无显著性差异（表2）。处理时间延长至4 h后，驱避率对比2 h的驱避效果有所降低，应该是大蒜精油挥发导致实际浓度出现下降所导致的。应进一步筛选和鉴定出大蒜精油对灰茶尺蠖具有显著驱避效果的挥发性成分，同时研发延缓挥发的剂型，提高大蒜精油制品的缓释效果，从而提高大蒜精油对灰茶尺蠖驱避作用的持效性。

表2 大蒜精油处理对灰茶尺蠖幼虫的驱避率

2.6 大蒜精油对灰茶尺蠖的杀卵作用

所有处理的灰茶尺蠖卵的孵化率均为0，CK的孵化率为85.3%，这表明在室内试验条件下，大蒜精油对灰茶尺蠖的杀卵作用明显，但在田间防效试验条件下的杀卵作用还有待后续进一步验证。

3 讨论

植物源杀虫剂作用方式多样，可通过毒杀、干扰昆虫正常的行为及生长发育等方式来达到控制害虫的效果［13］。本研究明确了大蒜精油对灰茶尺蠖具有胃毒、触杀、拒食、驱避、杀卵等多种作用方式。胃毒、触杀与非选择性拒食作用效果与处理浓度呈正相关，其中100～250倍液处理胃毒作用差异显著，100倍液处理触杀与非选择性拒食作用差异显著。各浓度处理大蒜精油对灰茶尺蠖具有选择性拒食作用，且在试验中发现其对灰茶尺蠖幼虫可能还具有较强的熏杀作用，有待在后续研究中进一步验证。各浓度处理大蒜精油对灰茶尺蠖具有驱避作用，但各处理间无差异显著性。所有处理的灰茶尺蠖卵的孵化率均为0，杀卵作用显著，但在田间防效试验条件下的杀卵作用还有待验证。

不同萃取方法得到的大蒜精油所含成分和比例存在较大差异，但其主要成分均为含硫化合物［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，俗称大蒜素［15］。Yang等［15］研究发现：大蒜精油对麦蛾和赤拟谷盗发挥抑制活性的主要成分为二烯丙基二硫醚和二烯丙基三硫醚。下一步应明确在大蒜精油对灰茶尺蠖的各作用方式中发挥主要作用的成分及其作用机理，为大蒜精油在灰茶尺蠖等虫害防治上的应用提供理论支撑。

大蒜精油对环境安全，但其易挥发、自然降解导致在使用时会产生强烈的刺激性气味，极大地限制了大蒜精油在植物病虫防治领域的应用。为减缓大蒜精油活性成分的挥发，增加其在运输和储存中的安全性和稳定性，减少不良气味对人体的刺激，需研发高效、无毒、稳定的大蒜精油剂型，如水乳剂［16］和微胶囊缓释剂［17］。另外，除了在植物虫害防治应用，大蒜精油在烟草花叶病毒［18］、辣椒疫病、炭疽病与根腐病［19］、黄瓜疫病［20］等植物病害防治领域也有较多成功的应用案例。下一步应评价大蒜精油对茶树病害的防控效果，进一步探索大蒜精油及其复配产品对病虫混发茶园的防控应用潜力。