d-檸檬烯混合油劑對紅火蟻的毒力及滅巢效果

倫演鵬，田偉金，楊悅屏，唐 孜，曾環標，莊天勇，柯云玲（.廣州市花都區農業技術管理中心，廣東 廣州 50800；2.廣州粵昆源生物科技發展有限公司，廣東 廣州 50260；.廣東省昆蟲研究所，廣東 廣州 50260）

d-檸檬烯混合油劑對紅火蟻的毒力及滅巢效果

倫演鵬1，田偉金2，3，楊悅屏2，3，唐 孜1，曾環標2，3，莊天勇3，柯云玲3
（1.廣州市花都區農業技術管理中心，廣東 廣州 510800；2.廣州粵昆源生物科技發展有限公司，廣東 廣州 510260；
3.廣東省昆蟲研究所，廣東 廣州 510260）

d-檸檬烯是從蕓香科植物中提取出的一種具有殺蟲活性的天然單萜烯類化合物。以d-檸檬烯為有效成分并配以食品級植物油制成的80%、85%和90% d-檸檬烯混合油劑對紅火蟻有翅繁殖蟻、工蟻、卵和蛹均具有良好的毒殺作用，其中90% d-檸檬烯混合油劑的效果最理想。各濃度d-檸檬烯混合油劑對紅火蟻工蟻的作用時間均遠小于有翅繁殖蟻。以單蟻巢處理的方式施用90% d-檸檬烯混合油劑，每蟻巢投放吸收了10 mL混合油劑的海綿，藥后7 d滅巢率達97.44%（±2.56）%，與對照藥劑0.1%氟蟲腈粉劑滅巢率97.22%（±2.78）%差異不顯著。以該方法施用90% d-檸檬烯混合油劑滅殺紅火蟻巢效果顯著，而且比傳統的灌巢方法更簡便。

d-檸檬烯；紅火蟻；毒力；單蟻巢處理

倫演鵬，田偉金，楊悅屏，等.d-檸檬烯混合油劑對紅火蟻的毒力及滅巢效果［J］.廣東農業科學，2016，43（7）：93-99.

紅火蟻（Solenopsis invicta Buren）是一種對人畜健康、農業生產、生態環境和公共設施危害極大的入侵性害蟲，被列為世界上最具入侵性和破壞性的100種有害生物之一。紅火蟻對人畜具有極強的攻擊性，嚴重時可致人休克甚至死亡，而且紅火蟻對環境適應性強，具有極強的繁殖和擴散能力。我國大陸于2004年首次發現紅火蟻，隨后在廣東省多個市縣以及廣西、湖南、福建等地陸續發現，受害面積不斷擴大。當前能有效控制紅火蟻的措施仍主要依賴于化學手段［1-5］。雖然目前使用的防控紅火蟻的化學農藥多為低毒的，但某些藥物仍有可能在人體或動物體內積累，同時長期施用化學農藥也必然會對生態環境帶來破壞。因此，尋求既能有效滅殺紅火蟻又可快速降解、對人畜和環境安全的植物源藥劑，是今后防控紅火蟻藥劑的發展方向。田偉金等以植物魚藤為殺蟲有效成分，以植物淀粉、引誘劑和粘附劑等助劑和填料配制成魚藤根粉劑，采用單蟻巢撒施的方法滅殺紅火蟻巢，取得了良好的防控效果［1，6］。植物源防控紅火蟻藥劑對環境友好，有著廣闊的開發和應用前景。

檸檬烯是一種天然的單萜烯類，廣泛存在于蕓香科植物如柑橘、檸檬等的果皮中，是這類植物精油的主要生物活性物質，以其右旋異構體即d-檸檬烯普遍存在［7-10］，可通過從植物中提取獲得。d-檸檬烯被廣泛應用于食品和化工行業，被美國食品藥物管理局（FDA）認定為GRAS（安全）級，不僅對人體毒性低，還具有止咳、平喘、溶解結石、鎮靜中樞神經等藥理學作用，甚至還具有抗腫瘤的活性作用，是人類臨床用藥的主要成分，目前已應用于制藥行業［7，9-12］。d-檸檬烯具有強烈的揮發性和滲透性，在農業上一般作為殺蟲劑的助劑或增效劑使用［8-9］。同時，d-檸檬烯具有一定的抗菌殺蟲作用，其殺蟲活性早已被應用于防治動物的寄生性害蟲，并被證實對多種微生物、螨類和昆蟲具有藥效作用［13-17］。廖坤宏等［9］、Barr［13］、Vogt等［15］分別以灌巢或灌巢結合噴霧的施藥方法，使用含橙油的藥劑（藥效成分為d-檸檬烯）或d-檸檬烯來滅殺紅火蟻巢，取得了一定的防治效果，表明d-檸檬烯具有滅殺紅火蟻的生物活性作用。以含d-檸檬烯的藥劑灌巢可快速、有效地滅殺紅火蟻巢［18］。

田偉金等［19］以d-檸檬烯為殺蟲藥效成分配制成d-檸檬烯混合油劑，并獨創出與藥劑配套使用的單蟻巢滅殺紅火蟻的施藥技術，獲得了國家發明專利授權。本研究測試了該自主研發的d-檸檬烯混合油劑對紅火蟻的毒力作用及其野外滅巢效果，為進一步利用以d-檸檬烯為殺蟲活性成分的植物源防控紅火蟻藥劑提供理論依據。

1 材料與方法

1.1試驗材料

供試紅火蟻采自廣州市花都區花山鎮一閑置荒地的成熟紅火蟻巢。從蟻巢內采集蟻卵、蛹、成年工蟻和有翅繁殖蟻等各個品級，連蟻巢土一起放于塑料箱內，以火腿腸飼養。

供試藥劑d-檸檬烯（純度為95.3%），由上海九橙實業有限公司提供；0.1%氟蟲腈粉劑（紅蟻凈），由廣州粵昆源生物科技發展有限公司提供；食用植物油。

1.2試驗方法

1.2.1d-檸檬烯混合油劑的配制 按體積比將d-檸檬烯與植物油充分混合，配成80%、85% 和90%等3個濃度的d-檸檬烯混合油劑。

1.2.2室內毒力篩選 將從野外采回的紅火蟻中挑選活躍正常的各個品級蟻，連同蟻巢土一起放入帶蓋透明塑料瓶（高15 cm、直徑10cm）中，蟻巢土約占塑料瓶體積2/5。每瓶中各品級紅火蟻均自同一蟻巢，每瓶含工蟻約500頭、有翅繁殖蟻10頭、蛹20頭及卵約300粒。將配制好的80%、85%和90%等3個濃度的d-檸檬烯混合油劑分別吸取0.5 mL，滴于1/2濾紙片（直徑7 cm）上。待濾紙片略干后，放入裝有各品級紅火蟻的塑料瓶中，平放于蟻巢土表面，每瓶放濾紙片1塊。觀察并記錄瓶內各品級紅火蟻對d-檸檬烯混合油劑的反應，以植物油為空白對照。

1.2.3野外滅巢試驗 從1.2.2篩選出對紅火蟻毒力效果較好的d-檸檬烯混合油劑濃度作為田間試驗處理藥劑的濃度，對照藥劑為0.1%氟蟲腈粉劑（紅蟻凈），另設不施藥的空白對照。

滅巢試驗在廣州市花都區花山鎮李溪村一荒地進行，試驗地人為干擾少，地表有低矮雜草。試驗期間天氣晴朗干燥，溫度27（± 2）℃。將試驗地劃分成面積約100 m2的試驗小區7個，其中處理藥劑和對照藥劑的試驗小區各3個，空白對照1個。各小區之間以5 m寬的緩沖帶相隔，隨機排列。在每個小區內挑選直徑20～30 cm的成熟活動蟻巢10個以上作為試驗蟻巢，用紅色小旗標記，小區內其他較大的蟻巢和新建蟻巢用黃色小旗作標記以區分。

處理藥劑蟻巢處理方法：用鐵棒（直徑3 cm、高80 cm）在蟻丘頂部中心處垂直往下插至蟻巢底部，迅速拔出鐵棒后，立即用鑷子將吸收了10 mL d-檸檬烯混合油劑的海綿塊塞進孔內并迅速用泥土封住孔口。對照藥劑的蟻巢處理按藥劑使用說明進行：用工具將蟻巢破壞，待工蟻大量涌出時迅速將0.1%氟蟲腈粉劑均勻撒于工蟻身上，每蟻巢用粉劑20～30 g。空白對照的蟻巢不作任何處理。緩沖帶內所有紅火蟻巢均用0.1%氟蟲腈粉劑滅殺，但其結果不予統計。

藥后7 d挖巢檢查滅巢效果，方法是：從蟻丘中心一直挖至蟻巢底部，邊挖邊檢查蟻尸，然后再挖蟻丘邊緣檢查是否有工蟻存活，最后檢查蟻丘外圍2 m以內是否出現新蟻巢。

用Excel 2007對試驗數據進行整理和初步統計，用SPSS 17.0對數據進行統計分析和差異性比較。

滅巢效果參照國家標準《農藥田間藥效試驗準則（二）第149部分：殺蟲劑防治紅火蟻》（GB/T 17980.149-2009）中活蟻巢防治效果的計算方法。

2　結果與分析

2.1d-檸檬烯混合油劑配制

純度為95.3%的d-檸檬烯與食品級植物油混合后，得到澄清的淡黃色油劑，有特殊香氣，靜置30 min后未出現分層，混合油劑的分散性和穩定性良好。

2.2d-檸檬烯混合油劑對各品級紅火蟻的室內毒力效果

室內毒力篩選結果表明，80%、85%和90% 等3種濃度的d-檸檬烯混合油劑對紅火蟻卵、蛹、工蟻和有翅繁殖蟻等各個品級均具有較好的擊倒力和毒殺作用，其中90% d-檸檬烯混合油劑的效果較理想。

90% d-檸檬烯混合油劑可在藥后6 h內迅速使紅火蟻卵和蛹的性質發生改變，對蟻卵和蛹的擊倒力與85%濃度的混合油劑相近：藥后6 h，85%和90% d-檸檬烯混合油劑處理瓶內的紅火蟻卵和蛹的表面色澤變灰暗，輕觸其表面可感覺其彈性差。而較低濃度的80% d-檸檬烯混合油劑處理的蟻卵和蛹在藥后6 h表面色澤仍正常，至藥后10 h蟻蛹和卵表面顏色變灰暗且彈性差。但3種濃度的d-檸檬烯混合油劑對紅火蟻卵和蛹的毒殺作用在時間上基本相近：至藥后72 h，3種濃度混合油劑處理的蟻卵和蛹均死亡，并長出霉菌。

90%、85%、80% d-檸檬烯混合油劑分別在藥后60、60、100 min內可將紅火蟻工蟻完全殺滅，而完全殺滅有翅繁殖蟻則分別需要240、300、360 min（表1、表2、圖1）。90% d-檸檬烯混合油劑處理紅火蟻后，藥后20 min內可致工蟻嚴重中毒，并使部分工蟻死亡，而致有翅繁殖蟻嚴重中毒則大約需60 min，使部分有翅繁殖蟻死亡則需約120 min。90% d-檸檬烯混合油劑完全殺滅紅火蟻工蟻的時間僅為有翅繁殖蟻的1/4。85%和80% d-檸檬烯混合油劑處理紅火蟻工蟻后，分別在藥后30、50 min內使工蟻嚴重中毒，藥后50、80 min內致部分工蟻死亡，使有翅繁殖蟻嚴重中毒則分別需60、120 min，致部分繁殖蟻死亡分別需120、180 min。

表1 紅火蟻工蟻在不同濃度d-檸檬烯混合油劑毒力作用下的行為反應

表2 紅火蟻有翅繁殖蟻在不同濃度d-檸檬烯混合油劑毒力作用下的行為反應

圖1 不同濃度d-檸檬烯混合油劑對紅火蟻工蟻和有翅繁殖蟻的毒力效果比較

CK瓶內的工蟻和有翅繁殖蟻在觀察期間活動正常，部分工蟻在濾紙上停留并舔食濾紙上的植物油，各蟲態正常。至藥后72 h試驗結束，仍未發現有工蟻或有翅繁殖蟻死亡，蟻卵和蛹表面色澤鮮亮，輕觸有彈性。

2.3d-檸檬烯混合油劑田間滅殺紅火蟻巢效果

根據1.2.2試驗結果，篩選出對紅火蟻毒力效果較理想的90% d-檸檬烯混合油劑進行田間滅巢試驗。藥后7 d挖巢檢查，結果顯示：90% d-檸檬烯混合油劑3個試驗小區共處理紅火蟻巢37個，其中36個蟻巢內蟻尸結成塊狀，蟻巢內及蟻丘邊緣未見活動工蟻，表明蟻巢已死，死亡蟻巢數為處理蟻巢總數的97.3%，其中，72.2%的死巢（26巢）已長出大量霉菌。經混合油劑處理的蟻丘外圍2 m內未發現新蟻巢。對照藥劑0.1%氟蟲腈粉劑（紅蟻凈）處理的38個紅火蟻巢中有37巢死亡，占處理蟻巢總數的97.4%，部分死巢長出霉菌，蟻丘外圍2 m內未見新蟻巢。90% d-檸檬烯混合油劑處理紅火蟻巢，平均滅巢率為97.44（±2.56）%，對照藥劑0.1%氟蟲腈粉劑（紅蟻凈）平均滅巢率為97.22（±2.78）%，兩者差異不顯著。

檢查不施藥空白對照區的紅火蟻巢，輕輕觸動蟻丘后有大量紅火蟻迅速涌出，巢內紅火蟻活動正常。

3　結論與討論

本研究配制的d-檸檬烯混合油劑配方中使用食品級植物油作為配料，混合后不出現分層，形成的混合油劑分散程度和穩定性較好，具有良好的混合效果。d-檸檬烯為脂溶性液體，極難溶于水，可溶于乙醇、丙酮等有機溶劑［7-8］，其揮發性氣味對多數昆蟲具有驅避性［9，14，17］。本研究的配方中使用植物油作為配料，一方面可與d-檸檬烯形成分散性能好的穩定的混合液，另一方面，植物油為紅火蟻的食料，以其作配料可有助于降低d-檸檬烯的揮發性氣味對紅火蟻的驅避性，同時也有助于使殺蟲活性成分d-檸檬烯更好地附著于紅火蟻身上。

本試驗結果表明，d-檸檬烯混合油劑對紅火蟻工蟻、有翅繁殖蟻、卵和蛹等各個品級均具有良好的防治效果。室內毒力觀察結果表明，紅火蟻工蟻在藥后1 min即表現出活動加劇、身體失衡、喪失方向感等中毒癥狀，藥后20 min中毒癥狀加重，行動緩慢，部分個體死亡。Barr［13］指出，d-檸檬烯可引致靶標害蟲產生感覺神經和運動神經的自發性動作，害蟲身體出現抽搐、痙攣，行動缺乏協調性，身體麻痹，進而被擊倒甚至死亡。這與本研究中紅火蟻工蟻和有翅繁殖蟻所表現的中毒癥狀基本一致。

90% d-檸檬烯混合油劑可在60 min內使受藥工蟻全部死亡，然而在相同濃度下使受藥有翅繁殖蟻全部死亡則需大約240 min，是工蟻死亡時間的4倍。在其他濃度下使受藥工蟻全部死亡所需時間也均遠小于有翅繁殖蟻。廖坤宏［9］認為，雌性繁殖蟻對d-檸檬烯藥液特別敏感，比工蟻更容易被滅殺。然而本研究結果卻與其結論相反：在相同藥劑濃度作用下，有翅繁殖蟻在受藥工蟻100%死亡后才出現嚴重中毒。究其原因，可能是由于工蟻對d-檸檬烯混合油劑比有翅繁殖蟻更敏感，或者可能是工蟻因舔食了混合油劑而加快了中毒的緣故。無論何種原因，仍有待作進一步深入研究。

本研究使用的90% d-檸檬烯混合油劑以及采用的獨特的投放藥劑海綿的施藥技術為國內外首創，并已獲得國家發明專利授權［19］。本研究以鉆孔投藥的施藥方法將吸收了d-檸檬烯混合油劑的海綿直接投放到紅火蟻巢內，藥后7 d滅巢率達97.44%，與對照藥劑0.1%氟蟲腈粉劑的滅巢效果無差異，處理區內未發現新蟻巢。使用90% d-檸檬烯混合油劑及其配套使用的施藥技術滅殺紅火蟻巢效果顯著。廖坤宏、Barr、Vogt等以灌巢或灌巢結合噴霧的施藥方法，分別使用含橙油藥劑（藥效成分為d-檸檬烯）和d-檸檬烯來滅殺紅火蟻巢，防治效果有差異，并且有蟻巢遷移的現象：用稀釋的橙油藥液灌巢3.8 L，滅巢率約80%［15］；每個紅火蟻巢灌5% d-檸檬烯1.5 gal（約5.68 L），藥后7 d滅巢率達93%［13］；用中心灌巢結合周邊噴霧的方法處理蟻巢，每巢灌入稀釋5倍的97% d-檸檬烯乳劑藥液3 L，藥后2 d蟻巢衰退率為86.7%，重復灌巢后藥后7 d蟻巢衰退率達93.3%［9］。Drees［20］提出，采用灌巢方法滅治紅火蟻，施藥者應在蟻丘以及以蟻丘為圓心直徑0.9～1.2 m范圍內的土壤上均須施以藥液。在上述研究中，廖坤宏、Barr、Vogt等的灌巢藥液量分別為3.8、5.68、3 L。由此可見，使用灌巢方法，每蟻巢需施用的藥量很大。折算投放的d-檸檬烯用量，Barr［13］和廖坤宏［9］使用的d-檸檬烯藥量分別為0.284、0.5 L/巢。相比之下，在本研究中，施用90% d-檸檬烯混合油劑并配以使用獨創的投放藥劑海綿的方法，每個中等的成熟紅火蟻巢約投d-檸檬烯混合油劑10 mL即可獲得理想的滅巢效果（97.44%），平均每巢投放d-檸檬烯（純度為95.3%）僅需9 mL，該用量遠遠低于廖坤宏［9］和Barr［13］的用量。由此可見，本研究采用的施藥技術比灌巢方法更簡單方便，避免了因施藥區遠離水源而給防治帶來的限制，同時投放的d-檸檬烯藥量也顯著低于灌巢方法。

迄今為止，利用d-檸檬烯防治紅火蟻的研究不多，對其作用機理仍未有確切的定論。Ware［21］指出，d-檸檬烯對昆蟲的作用方式類似于除蟲菊，可作用于昆蟲外周神經細胞鈉通道。Barr［13］認為，d-檸檬烯可引致紅火蟻產生感覺神經和運動神經的自主性動作如抽搐、痙攣，使蟻喪失行動的協調性，身體逐漸麻痹，最后被擊倒致死。廖坤宏［9］則認為，d-檸檬烯滅殺紅火蟻的作用機理是通過其呼吸系統進行的，可能是直接穿過紅火蟻脂溶性膜與特定受體結合，或是直接破壞紅火蟻呼吸系統的表面細胞而使其喪失氧交換能力，從而使紅火蟻缺氧窒息死亡。本研究中，d-檸檬烯混合油劑能有效滅殺紅火蟻巢，對其作用方式，目前初步推斷是由于d-檸檬烯具有強大的揮發性和滲透性。由于混合油劑中d-檸檬烯的含量高，其揮發性仍十分強烈，當將混合油劑投放入蟻巢后，藥效成分d-檸檬烯迅即以其良好的揮發作用在蜂窩狀結構的蟻巢內彌漫，并迅速充滿整個蟻巢；同時，d-檸檬烯以其強大的滲透性破壞蟻巢內各品級個體的表面蠟質層，造成紅火蟻氣孔阻塞并致其窒息死亡。對于后者，仍有待作進一步研究。

d-檸檬烯是一種植物源的具殺蟲活性的天然化合物，化學性質十分活潑，在自然界中可自動氧化分解。純凈的d-檸檬烯對人和動物幾乎沒有影響，在人皮膚中的吸收量低于1%，經口攝入能被機體迅速吸收利用，在人體和動物體內可迅速完全代謝，不在機體內積累［7，10，22-23］。d-檸檬烯早已被廣泛用作食品添加劑，被美國食品藥物管理局（FDA）認定為GRAS（安全）級［7-8，10］；在合理使用下可用于化妝品［24］；同時，d-檸檬烯也是一些人類臨床用藥的主要成分，目前被應用于制藥行業［7-8］。國際癌癥研究機構（IARC）以及世界衛生組織（WHO）早于20世紀90年代已對d-檸檬烯的安全性作出了“檸檬烯無基因、免疫及生殖毒性，對人類無致癌性”的綜合評價［10］。因此，d-檸檬烯對人體和動物是安全的。Barr［13］使用d-檸檬烯防治紅火蟻，每蟻巢灌1.5 gal（約5.68 L）5% d-檸檬烯，藥后引起蟻巢周邊植被出現明顯藥害。然而，廖坤宏［9］在其野外滅巢試驗中并未發現有其他生物因施用d-檸檬烯而死亡，也未出現其他不正常現象，因此認為d-檸檬烯對環境是安全的，是一種安全的植物源生物殺蟲劑。在本研究中，每紅火蟻巢投放d-檸檬烯不足10 mL，藥后未發現蟻丘周圍植物出現藥害，對周邊環境植被也未見造成傷害。對90% d-檸檬烯混合油劑的毒力檢測結果顯示，90% d-檸檬烯混合油劑對雌雄性SD大鼠的急性吸入LC50均大于2 204.7 mg/m3（2 h），其急性吸入毒性為低毒級（未公開發表數據）。因此，本研究中使用以d-檸檬烯為殺蟲成分、配以食品級植物油制成的d-檸檬烯混合油劑防控紅火蟻，僅需少量即可達到有效滅治紅火蟻的目的，同時對人類、動物以及生態環境安全，是一種綠色環保、高效安全的植物源防控紅火蟻藥劑。

綜上所述，本研究使用d-檸檬烯混合油劑防治紅火蟻，一方面獨創的施藥技術可達到有效滅殺紅火蟻巢的防治目的，另一方面簡便的操作技術可解決水源問題對防治措施的限制，以及降低氣候環境因素對施藥效果的影響，同時還可顯著減少藥劑的使用量，降低藥劑對敏感人群、禽畜以及周邊環境植被的影響，充分發揮了植物源藥劑所具有的既有效滅治有害生物又保護人類、動植物和生態的環境友好型生物制劑的效能。

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（責任編輯 楊賢智）

Toxicity and individual mound treatment effect of d-limonene on red imported fire
ant（Solenopsis invicta Buren）

LUN Yan-peng1，TIAN Wei-jin2，3，YANG Yue-ping2，3，TANG Zi1，
ZENG Huan-biao2，3，ZHUANG Tian-yong3，KE Yun-ling3
（1. Agricultural Technology Management Center of Huadu District，Guangzhou 510800，China；2. Guangzhou Yuekunyuan Biotechnology Development Co.，Ltd.，Guangzhou 510260，China；3. Guangdong Entomological Institute，Guangzhou 510260，China）

D-limonene is a Rutacea plant-derived monoterpene with pesticide properties. A formulation containing d-limonene（as active ingredient） and edible plant oil was assessed on its efficacy on red imported fire ant（Solenopsis invicta Buren）. The toxicity of mixtures containing 80%，85% and 90% d-limonene on fire ants was evaluated in laboratory. All mixtures demonstrated excellent insecticidal effects on reproductive alates，workers，eggs and pupae of fire ants，and the effect of the mixture containing 90% d-limonene was the best. The time of all mixtures for killing workers was much shorter than that for killing alates. The effect of the mixture containing 90% d-limonene as an individual mound treatment was then evaluated. The mixture was applied by a unique method，that a sponge soaking up 10 mL mixture was immediately put into the core of ant mound after rapidly poking a Φ 3 cm hole intothe mound with an iron bar. 97.44（±2.56）% ant mounds on average were dead after application for 7 d，which was not statistically different（P ＞ 0.05） from the mean death rate of ant mounds by pesticide control，0.1% fipronil dust97.22%（±2.78）%. The unique application of the mixture containing 90% d-limonene exhibited excellent effect of killing ant mounds，which was much more convenient and laborsaving than the traditional mound drench，that applied d-limonene to kill red imported fire ants.

d-limonene；Solenopsis invicta Buren；toxicity；individual mound treatment

S482.3+9；Q965.9

A

1004-874X（2016）07-0093-07

2016-01-22

國家農業科技成果轉化資金項目（2011GB2E000009）；廣東省科技計劃項目（2011B020308005）；廣東省植物防疫檢疫研究專項（2011KY002）

倫演鵬（1967-），男，農藝師，E-mail：lyplu4002@163.com

田偉金（1956-），男，研究員，E-mail：tianwj@gdei.gd.cn