2. 广州甘蔗糖业研究所广东省甘蔗改良与生物炼制重点实验室, 广东广州510316
2. Guangzhou Sugarcane Industry Research Institute, Guangdong Key Lab of Sugarcane Improvement & Biorefinery, Guangzhou 510316
白蚁不仅是农业、林业的大害,也是房屋建筑、 江河堤围、水库土坝、船舶桥梁、名胜古迹、仓库 物资、文物档案、室内装饰物等的大患。它还破坏 铁道枕木、地下电缆、园林绿化苗木、家具、衣服 等,因此白蚁与人类生活息息相关。目前,地球上 白蚁不少于3000 种,遍布全世界,特别是热带、 亚热带国家,为害面积约占全球总面积的50%[1]。 在我国,截止2000 年,有记载的白蚁种类已达476 种[2],除新疆、宁夏、青海、内蒙古、黑龙江、吉 林等6 个省、自治区外,其余地方均有分布,其最 高分布纬度为北纬40°N[3]。据美国的统计资料,每 年因白蚁为害造成的损失和维修建筑费用已超过火 灾、地震、龙卷风和其它自然灾害损失的总和。在 我国,白蚁为害造成的损失也很惊人,特别是长江 以南地区,蚁患尤为严重。据估算,湖广地区每年 白蚁为害造成的经济损失就达10 亿元人民币。由 于白蚁为害的隐蔽性强,难以发现,而一旦发现, 往往已对目标物构成为害。因此,白蚁不但为害严 重,造成的损失难以挽回,而且防治困难[4]。白蚁 是甘蔗的重要地下害虫之一,在我国的各个蔗区均 有发生,又以旱坡地、丘陵山地、毁林种蔗的蔗地 发生严重。我国为害甘蔗的白蚁有12 种以上,其 中黑翅土白蚁、海南土白蚁、家白蚁、黄翅大白蚁 等是为害甘蔗的常见种类。
由于白蚁与人类生存与发展密切关系,各国科 学家都在不遗余力地探讨有效遏制白蚁为害的防治 方法。目前, 利用化学药剂防治白蚁是减少白蚁为 害的主要手段。国内外在白蚁防治药物经历了砷剂 类→有机氯类→有机磷类→拟除虫菊酯类等一系列 的发展和演化过程。虽然砷剂类和有机氯类药物防 效好,但因其毒性大,残效期太长而被禁止使用。 毒死蜱由于毒性中等、性质稳定且防虫效果好而取 代有机氯成为世界范围内防治白蚁的重要有机磷防 白蚁药剂。但白蚁药剂的应用许多涉及公共安全敏 感问题,2000 年6 月8 日美国环境保护局指出, 毒死蜱会危害到儿童的健康安全,因此宣布于2000 年底停止在医院、学校、幼儿园等敏感地方使用; 2004 年底停止在新建筑物和住宅中使用[5]。根据 EPA 的意见,含有毒死蜱的产品在新西兰于2005 年12 月31 日停止用于白蚁的防治与控制。2011 年5 月14 日,南非政府宣布禁止将毒死蜱用在家 居和园艺中。在美国等发达国家,取而代之的是拟 除虫菊酯类药剂,目前这类药剂已成为预防及灭治 白蚁的主要药物。由于历史原因以及替代药物研究 的滞后,我国目前灭白蚁药物多以毒死蜱为主,拟 除虫菊酯类药物如联苯菊酯、氯菊酯、氟氯氰菊酯、 氰戊菊酯等的使用也正在逐渐普及。
由于白蚁药物的使用除了野外灭治,多半涉及 室内、住宅、建筑物和园林这些人类居住和活动频 繁的场所,因此毒杀型的化学农药对人类健康的直 接危害令人担忧,即使是一些毒性低的化学农药, 对人体神经以及内分泌的潜在影响也不可掉以轻 心,因此寻找新的安全环保型的白蚁药剂,如开发 利用具有天然防治白蚁成分的植物质制剂,以替代 化学农药等尤为重要。
人类利用杀虫植物防治害虫由来已久,而最著 名的杀虫作物是除虫菊。早在17 世纪就有应用除 虫菊粉防虫的历史,到上世纪70~80 年代,以除 虫菊中主要的杀虫活性成分除虫菊素为先导物仿生 合成了拟除虫菊酯类农药,并最终发展成为继有机 氯、有机磷类杀虫剂之后的第3 代高效杀虫剂。印 楝也是世界上公认的理想杀虫作物,其中的主要杀 虫成分印楝素活性高,杀虫作用强,杀虫谱广。而 有关植物质白蚁防治剂的深入研究始于上世纪80 年代后。
楝科植物的许多种类对白蚁具良好的毒杀作 用。黄友珍等(1989)通过试验证明,非洲印楝的木 材、皮质和种核中均含有不同程度对台湾乳白蚁起 致死作用的有毒物质,皮质、种核未受白蚁蛀侵, 木材仅轻微受蛀,白蚁死亡率100%。1992 年,Grace 和Yates 证实印楝素对家白蚁的行为有影响。苦楝 和川楝是我国主要的楝科杀虫植物,其有效成分均 为川楝素[6]。2%苦楝油20 天内对白蚁的毒杀效果 可达93%,而含3%和4%苦楝油在20 天内可致白 蚁100%死亡[7]。印楝素的主要成分是一种四环三 萜类的化合物。用印楝素处理10 天内,≥10 mg/m3 的滤纸,能明显影响家白蚁的趋向,导致工蚁的食 量明显减少,亦即印楝素较低浓度下就能对家白蚁 工蚁起忌避作用[8]。红椿中含有的化学成分对白蚁 亦具有高度的驱避作用或毒性[9]。目前以印楝素乳 油、川楝素乳油等为代表的一批以楝科植物主要活 性成分的植物质杀虫剂已走向商品化,并在害虫防 治中发挥重要作用[5]。卫矛科植物的雷公藤、苦皮 藤对白蚁亦有一定的灭治作用。苦皮藤对多种害虫 具有较强的生物活性的主要活性物质是苦皮藤素, 主要存在于根皮和种子中,主要作用于昆虫的神经 系统和消化系统等,目前已开发的产品有苦皮藤素 粉剂、苦皮藤素乳油等。林树青等以雷公藤为主要 材料制成的饵料,既可作为诱饵剂,又能作为灭蚁 剂,对白蚁的引诱力强,白蚁在取食后2 h 左右可 致全巢白蚁死亡[10]。雷公藤的主要杀虫活性物质雷 公藤碱,其生物活性很强。大戟科植物乌桕、油桐 等粗提液对白蚁具有毒杀作用,如将乌桕叶用水和 有机溶剂提取的物质对白蚁有一定的生物活性。油 桐的提取物对北美散白蚁和东方地下白蚁等均具有 较高的生物活性,而以木质部提取物生物活性最 强,可用作驱避、诱杀和毒饵等,用来局部土坯处 理和木材处理,可在48 h 内杀死所有被处理的白 蚁[11]。马兜铃科北细辛植物的醇提物对栖北散白蚁 具有良好的触杀作用,以3.0%以上浓度点滴处理 白蚁,药后5 d 死亡率超过95%,以药膜处理白蚁, 药后8 d 死亡率可达100%[12]。北细辛具触杀活性 是一种木脂素类化合物细辛脂素(Asarinia)[13]。莫建 初、张时妙等(2003)研究表明,细辛粉对黄胸散白 蚁有较好的毒杀作用和较强的驱避活性[14]。细辛挥 发油中的生物活性成分为甲基丁香酚(Methyleugenol), 对栖北散白蚁具有较强的驱避作用和一 定的熏蒸作用[13]。樟科植物中对白蚁防治具有开发 应用价值的种类主要有樟树、山苍子、山胡椒、肉 桂、油丹和檫木等。樟科植物所含的次生物质比较 丰富,有植物碱、苯甲酰酯、芳基丙醇、黄烷酮等, 还含有芳樟醇、樟脑、柠檬醛、桉叶油素等芳香油 [5]。樟树叶的水提取液对白蚁具有很好的驱避作 用,持效期可达1 年,从山苍子果实中提取的挥发 油对黑翅土白蚁忌避活性亦可长达1 年之久,其挥 发油主要成分为柠檬醛64%、高级醇19.4%以及有 机酸酯2%[15]。根据戴自容等研究,油丹和檫木中 所含的芳香油对白蚁有很高的毒性和驱避作用[9]。 由锡兰肉桂叶、山胡椒树皮提取的植物精油对白蚁 亦有很好的防治效果,如用浸有后者2%精油的滤 纸进行测试,药后24 h 可致白蚁全部死亡。蓼科 植物长青草含有的化学成分其生物活性是通过对白 蚁体内共生菌的抑制,达到灭杀白蚁的目的[16]。菊 科植物黄花蒿粗提物对黑翅土白蚁具有拒食作用, 稀释500 倍时的拒食率达93.15%[17]。
由于植物质白蚁药剂直接来源于植物提取的次 生化合物,因此,多数对人畜低毒、安全,且在环 境中残留低、易降解,与环境相容性好,虽在大田 使用中可能存在一定的难度,但对于涉及公共安全 敏感的地方如家庭、公园、幼儿园、医院等使用前 景广阔。
植物是天然产物农药的宝库,全世界已报道有 1600 多种具有控制有害生物的高等植物[18],容易 获取,且又属于可再生资源,通过大量种植、栽培 可源源不断获取。这些植物提取物质可来自植物的 叶、花、果、种子、根与树干等。
植物质杀虫有效成分的提取加工程序简单,容 易获取。提取的方法多种多样,如溶剂萃取法、水 蒸汽蒸馏法及升华法等。
由植物提取的活性成份含量低,结构复杂,表 现的杀虫活性也往往涉及2 种甚至多种成分的组合 表现,而非单一组分。因此目前植物质白蚁防治剂 多为粗制品,难以对活性成分定性或定量,产品的 质量难以控制,详细解析和结构鉴定仍有大量的工 作要做。
由于植物质白蚁药物的有效成分事自植物体, 一些活性成分的稳定性差,保存时间短,因此影响 其产品的应用效果。特别是要将植物质防白蚁剂应 用于大田还有待时日。
随着分析手段的日新月异,植物质防白蚁剂有 效成分的分离、鉴定工作将成为可能。白蚁防防药 物需要一定的残效期,大田应用更是如此,而植物 性杀虫剂很容易降解,除加强专用助剂的研究工作 外,开发缓释性制剂将是这类药剂的发展方向。深 入研究植物杀虫剂对标靶的作用点和作用机理,不 但可为新农药的提高理论依据,也可通过新的靶标 位点发现,寻找新的先导化合物,或对生物活性物 质进行化学改造或结构修饰,进行人工合成,开发 更高效、更环保的化学药剂。目前用于大田防治甘 蔗白蚁的专用药剂几乎没有,一些常用的杀虫剂不 仅毒性高,对白蚁的兼治效果也不稳定,因此,应 重视和加强甘蔗白蚁防治药剂特别是高效、低毒、 安全的植物质白蚁药剂的研究。
[1] | 中国白蚁防治中心.中国白蚁防治专业培训教程[M]. 北京:中国物价出版社,2004. (1) |
[2] | 黄复生,朱世模,平正明.中国动物志昆虫纲第十七卷等翅目[M]. 北京:科学出版社,2000. (1) |
[3] | 龚恒亮,安玉兴.中国糖料作物地下害虫[M]. 广州:暨南大学出版社,2010. (1) |
[4] | 刘晓燕,钟国华.白蚁防治剂的现状和未来[J]. 农药学学报,2002,4(2):14-22. (1) |
[5] | 刘炳荣,钟俊鸿,宗元.植物提取液防治白蚁的研究进展[J]. 森林保护,2008(6):25-27. (3) |
[6] | 黄珍友,张业光.不同树龄的苦楝对家白蚁的毒力试验[J]. 昆虫天敌,1991,13(3):15l-154. (1) |
[7] | 戴自容,黄珍友.木本楝科植物抗白蚁作用的初步观察[J]. 白蚁科技,1986,3(4):4-7. (1) |
[8] | 卢川川,钟浩泉.印楝素对家白蚁趋向和取事的影响[J]. 白蚁科技,1998,15(1):18-21. (1) |
[9] | 戴自容,谢杏扬.黄珍友.二十二种木材对家白蚁天然抗性的室内测定[J]. 昆虫学报,1985,28(2):238-240. (2) |
[10] | 林树青.宋晓钢。陈永法。1991.中草药防治白蚁的研究[J]. 白蚁科技,8(2):1-5. (1) |
[11] | 刘炳荣,钟俊鸿,宗元.植物提取液防治白蚁的研究进展[J]. 林业使用科学,2008(6):25-27. (1) |
[12] | 张向辉,彭心赋,孙叙.我国植物性杀虫剂防治白蚁的研究进展[G]. 第25届全国卫生杀虫药械学术交流暨产品展示会资料汇编,63-65. (1) |
[13] | 刘树民,罗明媚,杜心懿,等.细辛挥发油对栖北散白蚁毒效作用[J]. 中药材,2006,29(6):539-541. (2) |
[14] | 莫建初,张时妙,滕立,等.细辛对黄胸散白蚁的毒效[J]. 农药学学报,2003,5(4):80-84. (1) |
[15] | 伊可儿,林捷,叶功富,等.树木提取液对白蚁的忌避活性初探[J]. 中国生态农业学报,2005,13(2):56-58. (1) |
[16] | 刘军,曹迪,赵凯,等.从美国扁柏中分离内生菌[J]. 高师理科学刊,2008,28(4):62-64,88. (1) |
[17] | 朱芬,雷朝亮,王健.黄花蒿粗提物对几种害虫拒食性的初步研究[J]. 昆虫天敌,2003,25(1):16-19. (1) |
[18] | 赵善欢.植物化学保护[M] ,北京:中国农业出版社.2000.(1) |