2. 中南林业科技大学林学院, 长沙 410004
2. College of Forestry, Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004, China
致倦库蚊Culex pipiens quinquefasciatus是传播登革热和班氏丝虫病等多种虫媒病的重要媒介,广泛分布于我国各地,种群数量大,活动季节长,成蚊吸食人血,严重影响人们的日常生活,是公共卫生的主要防治对象之一。长期以来主要使用化学药物对其进行防治,虽然灭蚊效果好,但是抗药性问题日益突出[1, 2, 3],安全性也备受质疑。因此,研究开发高效、安全的新型卫生害虫防控剂替代产品已成为生产生活中的迫切需要。
杀虫植物能产生自我防卫的活性物质[4],由于这些物质天然形成,对环境无污染,选择性高,对人畜安全,且不易产生抗性,因此近年来植物性杀虫剂得到了广泛的研究[5, 6, 7]。目前已知有明显杀虫作用的植物至少有1 000种[8],而有关植物精油类杀虫活性的研究大多集中在单一植物精油方面[9, 10, 11],有关不同植物精油混配杀虫增效的研究报道则比较少。孙红霞研究了花椒精油、艾蒿精油等5种精油对小菜蛾幼虫的触杀活性及其与毒死蜱、氟虫氰等杀虫剂混配的杀虫效果[12];耿玉川等研究了紫苏精油、荆芥精油和丁香精油与右旋丙烯菊酯及丙炔菊酯复配的增效作用[13];冉晓敏等的研究结果表明,香樟叶和香樟籽精油中均含有杀灭蚊虫的活性成分[14];本研究组申鸽等曾报道天竺桂精油对白纹伊蚊4龄期幼虫和蛹的LC50值分别为75.47和87.51 μg/mL[15]。为了进一步探究植物精油的杀虫活性以及不同精油混配的增效作用,笔者研究了香樟叶精油、香樟果实精油及天竺桂叶精油3种精油及其混配制剂对致倦库蚊成蚊的熏蒸效果及增效作用。结果报道如下。
1 材料与方法 1.1 供试精油
香樟Cinnamomum camphora(L.) Prest.鲜叶、香樟新鲜果实和天竺桂Cinnamomum pedunculatum 鲜叶,于2012年10月采自中南林业科技大学(湖南长沙),分别洗净后,将香樟叶片和天竺桂叶片剪成约2 cm×1 cm大小,香樟果实无需处理。取200~300 g供试材料放入1 000 mL圆底烧瓶中,加入300~400 mL蒸馏水,进行水蒸气蒸馏,蒸馏时间约为6 h。香樟叶精油、香樟果实精油、天竺桂叶精油的得率(油/鲜重,质量分数)分别为0.46%、0.78%和0.52%,密度分别为0.869、0.954和 0.960 g/mL,精油经无水硫酸钠干燥后收集于棕色试剂瓶内,于4 ℃冰箱中贮存备用。
1.2 供试蚊虫
致倦库蚊Culex pipiens quinquefasciatus,由湖南省疾病预防控制中心提供。饲养条件:室温(26±2) ℃,相对湿度75%±5%,光周期14 L∶10 D,按照曾冬琴等[16]的方法饲养,取羽化后3~5 d、雌雄比1∶1的致倦库蚊成蚊供试。
1.3 熏蒸活性测试
在文献[17]的基础上,参考文献[18, 19, 20]的试验方法,并作部分修改,用自制的密闭圆筒(高43 cm,内径20 cm)测定3种精油及其混剂对致倦库蚊成蚊的室内熏蒸活性。
实验室大小为5 m×5 m×3 m,室内温度为(26±2) ℃,相对湿度为75%±5%;通过装置顶部直径2 cm的小孔,将30只羽化后3 d未吸血的成蚊放入容积为13 500 cm3的透明密闭塑料圆筒中,用橡胶塞将小孔密封。分别将一定剂量的待测精油滴加于无杀虫作用的空白电热蚊香原纸片上,将其安装到市售电热蚊香加热器上,置于圆筒底部,密封。通电加热1 min后切断电源,记录每2 min击倒的蚊虫数,共记录20 min。20 min后,将密闭圆筒内的全部蚊虫移入1 000 mL干燥的大烧杯中,用白纱布封口。用质量分数为5%的葡萄糖水饲养,24 h后记录蚊虫的死亡数。试验设5个重复,以不加精油的电热蚊香片作空白对照。用于测试半数击倒时间(KT50值)的精油剂量为60 μL/13 500 cm3,用于测试LC50值的熏蒸剂量梯度见表 1。
| 表 1 精油及其混剂熏蒸剂量 Table 1 Fumigation dosage gradient of essential oils and their mixtures |
1.4 混配增效作用评价
采用孙云沛的方法[21]对混合精油进行共毒系数的计算和毒性效果评价,若共毒系数明显高于100(如120以上)则为增效作用,接近100为相加作用,明显低于100(如80以下)为拮抗作用。
1.5 数据处理
采用概率值分析方法对熏蒸活性测定结果进行分析,用SPSS18.0统计软件分别计算出LC50值、KT50值、95%置信区间和毒力回归方程,并对毒力回归方程进行卡方检验(χ2)(显著水平为α=0.01)。对于熏蒸活性测定试验,试虫24 h的死亡数为5次重复的平均值,24 h校正死亡率用Abbott公式[22]计算。
2 结果与分析 2.1 精油及其混剂对致倦库蚊的熏蒸击倒作用
供试3种精油及其混剂在60 μL/13 500 cm3剂量下对致倦库蚊的击倒作用(KT50)见表 2。3种精油对致倦库蚊的击倒活性由强到弱依次为:香樟果实精油、香樟叶精油和天竺桂叶精油,KT50值分别为:15.91、16.62和16.98 min。香樟叶精油和香樟果实精油分别与天竺桂叶精油以体积比1∶9、3∶7、5∶5、7∶3 和 9∶1混配后,均比其单剂对致倦库蚊成蚊的熏蒸击倒作用强。
| 表 2 精油及其混剂对致倦库蚊的熏蒸击倒作用Table 2 Fumigation knockdown effect of essential oils and their mixtures against adults of Culex pipiens quinquefasciatus |
表 3显示,3种精油对致倦库蚊成蚊均具有较强的熏蒸毒杀活性,其中活性最强的为香樟果实精油,24 h LC50值为4.92 μg/cm3,其次是天竺桂叶精油,最后是香樟叶精油。将香樟叶精油与天竺桂叶精油以体积比1∶9、3 ∶7和5∶5 混配,共毒系数分别为152.09、158.20和152.86,表现为增效作用;将香樟果实精油与天竺桂叶精油以体积比1∶9、5∶5 和 7∶3 混配,共毒系数分别为145.73、146.30和139.79,也具有增效作用。
| 表 3 精油及其混剂对致倦库蚊的熏蒸毒杀活性Table 3 Fumigation insecticidal activity of essential oils and their mixtures against adults of Culex pipiens quinquefasciatus |
3 结论与讨论
已有研究表明,多种植物精油对蚊、蝇均具有良好的熏蒸毒杀活性[23]。Kiran等[24]报道,东印度缎木Chloroxylon swietenia叶精油对冈比亚按蚊Anopheles gambiae、致倦库蚊C. pipiens quinquefasciatus和埃及伊蚊Aedes aegypti成蚊具有明显的熏蒸活性,其LD50值分别为1.0、1.2和1.7×10-3 mg/cm3;王桂清等[25]的研究表明,辽细辛Asarum heterotropoidesc var. mandshuricum精油对淡色库蚊Culex pipiens pallens的熏蒸KT50值为19.33 min;曾冬琴等[26]研究显示,广藿香精油对白纹伊蚊成蚊具有快速熏蒸活性,在18、36、54 μg/cm3 3种熏蒸剂量下,其KT50值分别为14.69、16.53和14.81 min。对于混配精油,张保华等[27]研究了砂地柏精油与樟油、天然冬青油、柠檬草油和冷杉油对蚊蝇的熏蒸活性,在其二元混配体积比分别为 12.2∶1、6.2∶1、4.4∶1、23.5∶1时,其共毒系数(CTC)分别为 142.46、126.17、320.50和117.76, 均具有增效作用;马卫宾等[28]研究发现,柠檬草油与天然除虫菊素以质量比8∶1混配,对家蝇的增效比值为1.567。本研究结果表明:香樟叶精油、香樟果实精油和天竺桂叶精油均对致倦库蚊成蚊具有显著的熏蒸活性,将其以适当比例混配后具有增效作用。所得结果与这3种植物精油对致倦库蚊的熏蒸效果及其混配增效作用与以往研究报道的其他植物精油的结果接近[25-27]。
对环境无污染、对人体相对安全的植物源灭蚊剂正不断受到人们的关注,而植物资源的有限性在一定程度上阻碍了植物性灭蚊剂的实际应用,筛选出具有杀虫活性的植物精油并对其进行混配研究,有利于高效利用植物资源研制环保型灭蚊剂。根据相关国家标准[17],当KT50≤4 min时,该电热蚊香液为A级,当KT50≤8 min时为B级。但大多数的植物精油的击倒速度均达不到与化学杀虫剂相同的标准[23],本研究中,采用13 500 cm3的熏蒸容器熏蒸60 μL 精油,精油单剂的KT50值均在16 min左右,混剂在13 min左右。虽然其击倒速度并未达到国家标准,但其对蚊虫的毒杀效果明显。今后可通过调整熏蒸剂量以及研制合适的剂型等方法提高其击倒速度。
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