呋蟲胺對紅火蟻工蟻的毒殺活性及行為影響

盧彥蓉，周藝凡，張志祥

(天然農藥與化學生物學教育部重點實驗室/華南農業大學農學院, 廣州 510642)

紅火蟻SolenopsisinvictaBuren是一種危害嚴重的外來入侵物種，在美國南部、加利福尼亞和世界其他地區均有分布(Ascunceetal.，2011)，于2004年入侵我國廣東省，對農林業、基礎設施等產生嚴重威脅，造成生態干擾和經濟損害，并危害人類健康(黃俊等，2012；Zhangetal.，2017；Lietal.，2018)，被列入世界100種最具有危害性的外來入侵種之一，主要隨著苗木等運輸作長距離擴散傳播(曾玲等，2005；陸永躍和曾玲，2015；林偉堅和尤江海，2018)。目前紅火蟻的防治以化學防治為主，具有多種劑型，其中毒餌是控制紅火蟻最有效的劑型(高倩妮，2011；鄧鐵軍和梁旻雯，2013)。毒餌對環境的影響小，傳毒效果良好，可減少紅火蟻轉移，達到紅火蟻的有效防控。國外紅火蟻毒餌常見有效成分有苯氧威、氟蟻腙、阿維菌素、氟蟲腈等(黃俊，2008)，這些藥劑具有用量少、對環境影響小、容易和食物及其他載體做成制劑等特性，目前國內紅火蟻防控藥劑較少，已登記的主要有氟蟻腙、高效氯氰菊酯、毒死蜱。

呋蟲胺(dinotefuran)為日本三井化學公司開發的第三代煙堿類殺蟲劑(張亦冰，2003)，該藥劑具有良好的內吸性和廣譜性，低劑量即表現出高殺蟲活性，對害蟲有良好防治效果(吳鴻飛等，2013)。新煙堿類殺蟲劑對社會性昆蟲具良好毒殺活性，適合作為紅火蟻的防治藥劑(Wangetal.，2015)，且新煙堿類殺蟲劑除了引起紅火蟻直接死亡外，其亞致死濃度可以對紅火蟻的行為產生負面影響，對紅火蟻的有效防控具有良好的參考意義(Panetal.，2017)。已有研究表明呋蟲胺餌劑對紅火蟻有較好的胃毒作用(黎淳鋒，2015)，但呋蟲胺的其它制劑毒殺活性效果未知。研究呋蟲胺對紅火蟻的行為影響和毒殺活性，可以為紅火蟻的化學防控提供新思路。

本文研究了呋蟲胺對紅火蟻中型工蟻的毒殺活性及對其爬桿、抓附、行走、攻擊等行為指標能力的影響，為該藥科學防控紅火蟻提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1供試藥劑

98%呋蟲胺原藥(中山凱中有限公司生產)。

1.1.2供試生物

紅火蟻于2017年10月采自華南農業大學校園。參考呂利華等(2006),將采集的帶土紅火蟻蟻巢裝入桶壁抹上滑石粉的塑料桶中，采用滴水慢灌的方式，將紅火蟻誘出裝入塑料盒，塑料盒壁涂一層滑石粉，置于黑暗環境，以水試管、火腿腸和黃粉蟲飼養，1周后供試。養蟲室溫度23～27℃，濕度65%～85%。

1.2 試驗方法

1.2.1呋蟲胺溶液配制方法

以呋蟲胺原藥為溶質，蒸餾水為溶劑，配置5 mg/L、1 mg/L的呋蟲胺水溶液，空白對照為蒸餾水。

1.2.2呋蟲胺對紅火蟻工蟻毒殺活性的測定

本試驗采用水試管喂毒法(Zhangetal.，2013)進行呋蟲胺對紅火蟻中型工蟻毒殺活性測定。分別將呋蟲胺溶液或空白對照加入容量為2 mL的小試管，在試管口塞上棉花，保證試管中溶液不流出即可。將裝著溶液的小試管分別放入干燥的塑料杯(高9 cm，直徑7 cm)，并在杯口至以下4 cm抹上滑石粉。待試紅火蟻饑餓10 h后接入塑料杯中，每個杯子接入30頭中型工蟻(頭寬0.65～0.90 mm)。每個處理設置3個重復。在處理后第1、3、5、7、9 h觀察結果，計算死亡率和校正死亡率。校正死亡率(%)=(試驗死亡數-對照死亡數)/(試驗總數-對照死亡數)×100。

1.2.3呋蟲胺對紅火蟻工蟻爬桿率、抓附率、行走率、攻擊率的測定

紅火蟻處理方法同本文1.2.2。分別于藥后1、3、5、7、9 h進行觀察，每個時間段調查完畢后，將紅火蟻工蟻轉接回塑料杯中。本文僅在活蟲數大于10頭時進行調查，以保證調查結果可靠性。

爬桿率測定參考李梓豪等(2015)，用細竹竿輕觸塑料杯中紅火蟻工蟻，使其在竹竿上爬行，能爬行5 cm的紅火蟻工蟻定為有爬桿能力。爬桿率計算公式：爬桿率(%)=(爬桿工蟻數/工蟻總數)×100

抓附率測定參考肖春霞等(2018)，將紅火蟻工蟻挑入塑料杯中，蓋上紙片后倒扣，5 s后未下落到紙片上的紅火蟻工蟻定為有抓附能力。抓附率計算公式：抓附率(%)=(未下落工蟻數/工蟻總數)×100

行走率測定參考周藝凡等(2018)，將紅火蟻工蟻挑到紙板上，紅火蟻3 s內移動3 cm定為有行走能力。行走率計算公式：行走率(%)=(行走工蟻數/工蟻總數)×100

攻擊率測定方法為：將紅火蟻挑入塑料杯中，放入1頭黃粉蟲2齡幼蟲，紅火蟻爬上黃粉蟲蟲體上攻擊定為具有攻擊能力。攻擊率計算公式：攻擊率(%)=(攻擊黃粉蟲工蟻數/工蟻總數)×100

1.2.4數據分析

利用SPSS計算標準誤，對測定的紅火蟻中型工蟻死亡率、爬桿率、抓附率、行走率和攻擊率數據進行反正弦轉換后，使用無交互雙因素方差分析法，并使用Tukey(HSD)法在α=0.05時進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 呋蟲胺對紅火蟻工蟻的毒殺活性

呋蟲胺對紅火蟻具有良好的毒殺活性。5 mg/L呋蟲胺水溶液處理后1、3、5、7、9 h，紅火蟻中型工蟻校正死亡率分別為0.00%、4.44%、11.11%、26.67%、66.67%。1 mg/L呋蟲胺水溶液處理后不同時間段，校正死亡率為：0.00%、0.00%、4.44%、8.89%、26.67%(圖1)。1 mg/L 和5 mg/L的呋蟲胺水溶液處理13 h后，所有時間段兩個處理組差異顯著(F6，34=40.093，P=0.000)。

結果表明，高濃度呋蟲胺處理比低濃度處理紅火蟻工蟻毒殺活性更加顯著。

圖 1 5 mg/L和1 mg/L呋蟲胺水溶液對紅火蟻中型工蟻的毒殺活性Fig.1 Toxicities of 5 mg/L and 1 mg/L dinotefuran aqueous solution to medium workers of Solenopsis invicta Buren

2.2 呋蟲胺對紅火蟻工蟻爬桿能力影響

呋蟲胺對紅火蟻爬桿能力具有顯著影響。對照組處理后，紅火蟻中型工蟻爬桿率為100%，5 mg/L 和1 mg/L呋蟲胺水溶液對紅火蟻中型工蟻爬桿率均有較好的抑制，所有不同時間段兩個處理組與對照組差異顯著(F5，46=16.121，P=0.000)。5 mg/L呋蟲胺處理1、3、5、7、9 h后紅火蟻中型工蟻爬桿率分別為：98.89%、84.44%、42.22%、15.56%、7.78%；1 mg/L呋蟲胺處理后不同時間段紅火蟻中型工蟻爬桿率分別為：100.00%、96.67%、68.89%、64.44%、45.56%(圖2)。所有時間段對照組與1 mg/L、5 mg/L呋蟲胺處理組間差異顯著(P=0.000)，1 mg/L 與5 mg/L呋蟲胺處理兩組間差異顯著(P=0.001)。

結果表明，呋蟲胺能顯著降低紅火蟻工蟻爬桿能力，且高濃度呋蟲胺處理比低濃度處理紅火蟻工蟻爬桿能力下降顯著。

圖 2 5 mg/L和1 mg/L呋蟲胺水溶液對紅火蟻中型工蟻的爬桿能力影響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 呋蟲胺對紅火蟻中型工蟻抓附能力影響

呋蟲胺對紅火蟻抓附能力具有顯著的影響。對照組處理后不同時間段，紅火蟻中型工蟻抓附率為100%，1 mg/L和5 mg/L對紅火蟻中型工蟻的抓附率均有良好抑制效果，所有時間段兩個處理組與對照組差異顯著(F5，46=16.575，P=0.000)，呋蟲胺處理后1、3、5、7、9 h，5 mg/L組的紅火蟻中型工蟻抓附率分別為：94.44%、83.33%、37.78%、22.22%、15.56%；1 mg/L組的紅火蟻中型工蟻抓附率分別為100.00%、91.11%、82.22%、74.44%、33.33%(圖3)。所有時間段對照組與1 mg/L、5 mg/L呋蟲胺處理組間差異顯著(P=0.000)，1 mg/L與5 mg/L呋蟲胺處理兩組間差異顯著(P=0.000)。

結果表明，呋蟲胺能顯著降低紅火蟻工蟻抓附能力，且高濃度呋蟲處理比低濃度處理抓附能力下降顯著。

圖3 5 mg/L和1 mg/L呋蟲胺水溶液對紅火蟻中型工蟻的抓附能力影響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 呋蟲胺對紅火蟻工蟻行走能力影響

呋蟲胺對紅火蟻行走能力具有顯著的影響。對照組處理后不同時間段內，紅火蟻中型工蟻行走率為100%，1 mg/L和5 mg/L呋蟲胺水溶液處理后紅火蟻行走率明顯降低，所有時間段兩個處理組與對照組差異顯著(F5，46=15.127，P=0.000)。呋蟲胺處理后1、3、5、7、9 h，5 mg/L組的紅火蟻中型工蟻行走率分別為：100.00%、82.22%、66.67%、44.44%、25.56%；1 mg/L組的紅火蟻中型工蟻行走率分別為：100.00%、98.89%、83.33%、60.00%、42.22%(圖4)。所有時間段對照組與1 mg/L、5 mg/L呋蟲胺處理組間差異顯著(P=0.000)，1 mg/L與5 mg/L呋蟲胺兩組間差異顯著(P=0.029)。

結果表明，呋蟲胺能顯著降低紅火蟻工蟻行走能力，且高濃度呋蟲處理比低濃度處理行走能力下降顯著。

圖 4 5 mg/L和1 mg/L呋蟲胺水溶液對紅火蟻中型工蟻的行走能力影響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 呋蟲胺對紅火蟻工蟻攻擊能力影響

對照處理9 h后，紅火蟻的攻擊率為100%。呋蟲胺對紅火蟻工蟻的行走能力影響顯著，5 mg/L和1 mg/L呋蟲胺水試管處理對紅火蟻攻擊力有良好抑制效果，所有時間段2個處理組與對照組差異顯著(F3，30=14.758，P=0.000)。呋蟲胺處理3～9 h后，5 mg/L處理組的紅火蟻中型工蟻攻擊率為：55.56%、41.11%、3.33%、0.00%。1 mg/L處理組的紅火蟻中型工蟻攻擊率為：78.89%、71.11%、57.78%、36.67%(圖5)。所有時間段對照組與1 mg/L、5 mg/L呋蟲胺處理組間差異顯著(P=0.000)，1 mg/L與5 mg/L呋蟲胺處理兩組間差異顯著(P=0.000)。

結果表明，呋蟲胺能顯著降低紅火蟻工蟻攻擊能力，且高濃度呋蟲處理比低濃度處理攻擊能力下降更顯著。

圖5 5 mg/L和1 mg/L呋蟲胺水溶液對紅火蟻中型工蟻的攻擊能力影響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 結論與討論

本文測定了5 mg/L和1 mg/L呋蟲胺水溶液對紅火蟻工蟻的毒殺活性及其對紅火蟻爬桿能力、抓附能力、行走能力和攻擊能力等行為影響。研究表明，呋蟲胺對紅火蟻工蟻毒殺活性良好，能顯著降低紅火蟻工蟻爬桿能力、抓附能力、行走能力和攻擊能力等行為能力。

呋蟲胺在紅火蟻防治中具有良好的生態安全性和應用安全性，具有良好胃毒活性和極強的內吸性，使用水試管喂毒法可以反映出呋蟲胺的胃毒活性(邊紅偉，2017；陳紅娜等，2017；方輝等，2017；陳劉陽，2017；賈曼婷等，2017；Bartlettetal.，2018；Watanabeetal.，2018)。據黎淳鋒(2015)報道，50 μg/g呋蟲胺餌劑藥后1 d對紅火蟻的毒殺活性不明顯，死亡率21%以下。而本實驗1 mg/L和5 mg/L呋蟲胺處理13 h后，紅火蟻中型工蟻校正死亡率分別為55.56%、97.78%，與其研究有所不同。原因可能與工蟻大小的選擇不同有關。據莫讓瑜(2010)報道，一些新煙堿藥劑對不同體型的紅火蟻工蟻具有不同毒殺效果。呋蟲胺對不同體型紅火蟻可能具有不同毒殺活性。紅火蟻毒餌藥劑用量少，但對紅火蟻防治效果良好。低濃度呋蟲胺即表現出良好殺蟲活性，表明呋蟲胺制成毒餌用量低，具有良好應用前景。

紅火蟻是一種社會性昆蟲，其在蟻巢中爬行移動和在蟻巢外的生存活動中均需要良好的爬桿能力、抓附能力和行走能力，這些行為能力對紅火蟻生存和覓食行為具有重要意義(Czaczkesetal.，2013)。同時紅火蟻是一種捕食性害蟲，攻擊能力對其爭奪食物和攻擊天敵均具有重要意義(高燕等，2011)。呋蟲胺能顯著降低紅火蟻行為能力，與Pan等(2017)的研究結果相符。5 mg/L呋蟲胺處理9 h后，紅火蟻爬桿率、行走率和抓附率降低至25%以下，1 mg/L呋蟲胺處理9 h后降低至50%以下，表明高濃度呋蟲胺對紅火蟻的行為影響比低濃度更加顯著，呋蟲胺對紅火蟻的防控有良好應用前景。但本研究并未進行田間試驗，呋蟲胺對紅火蟻田間毒殺活性需進一步研究。

綜上所述，呋蟲胺對紅火蟻中型工蟻具有良好毒殺活性和行為影響，在紅火蟻防控上具有良好應用前景。