溴氰虫酰胺对红火蚁工蚁的毒杀活性及行为影响

周艺凡，卢彦蓉，马千里，张志祥

（天然农药与化学生物学教育部重点实验室/华南农业大学农学院，广东 广州 510642）

红火蚁（Solenopsis invicta Buren）属于膜翅目（Hymenoptera）蚁科（Formicidae）切叶蚁亚科（Mymicinae）火蚁属（Solenopsis），原产于南美洲巴拉那纳河流域［1］，是杂食性土栖蚁类［2］，其能造成重大经济损失，社会危害和环境影响［3］，已被国际上列为最具入侵性和破坏性的百种外来有害生物之一［4］。自2004年以来，红火蚁入侵了我国广东、广西、湖南等省以及港澳局部地区，其中以广东地区最为严重［5］。

目前，国内对于红火蚁的防治研究在化学防治、物理防治和生物防治方面均有涉及［6-8］，化学防治是研究最多、应用最广的一种防治方法，取得了显著的研究效果，但是化学药剂的使用会对环境（如土壤、水源等）造成一定的污染［9］。为发展多样化的红火蚁防治剂，同时探索一种安全、低毒、环境友好的化学防治方法［9］，我们探究了溴氰虫酰胺对红火蚁的毒杀活性以及行为能力的影响。溴氰虫酰胺（cyantraniliprole，又称氰虫酰胺，CAS：736994-63-1）［11］，是美国杜邦公司继氯虫苯甲酰胺之后成功开发的第2代鱼尼丁受体抑制剂类杀虫剂［12］。溴氰虫酰胺作用范围广泛，可用于防治鳞翅目、鞘翅目和半翅目害虫［13］，通过激活害虫的鱼尼丁受体而防治害虫［11，14-15］，具有高效、低毒、作用机制新颖、对非靶标生物安全、对现有杀虫剂无交互抗性等特点［11］。本试验配制了不同浓度的溴氰虫酰胺溶液，探究其对红火蚁的毒杀活性以及攀爬能力、抓附力、攻击力、行走率、行走速率和聚集率等生物指标的影响，为该药科学防控红火蚁提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试药剂95.6%溴氰虫酰胺原药，湖北康宝泰精细化工有限公司生产。

红火蚁于2017年9月采自华南农业大学校园内。用大塑料桶带土从室外带到室内，放置3～5 d后，采用水滴法，让红火蚁自动浮出蚁巢。用纱网将红火蚁转移到涂有聚四氟乙烯乳液的塑料盒中饲养。塑料盒中放有人工蚁巢、水试管、蜂蜜水和黄粉虫。于养虫室人工饲养2周后供试。养虫室温度为24～28℃，湿度为60%～80%，采用大小一致平均头宽为0.7（±0.1） mm的小型工蚁进行试验。

1.2 试验方法

1.2.1 溴氰虫酰胺溶液配制方法 用丙酮溶解溴氰虫酰胺原药，加水配制成1 mg/L和5 mg/L溴氰虫酰胺溶液，溶液中丙酮含量为0.1%。对照为0.1%丙酮水溶液。

1.2.2 溴氰虫酰胺对红火蚁工蚁的毒杀活性 用水试管喂毒［16］方法测定了溴氰虫酰胺对红火蚁毒杀活性。将药液加入直径0.5 cm、长1.5 cm的小试管中，用棉花封口，棉花用量以刚好湿润堵住试管口不漏水为标准。在干燥的塑料杯杯口至以下2 cm的杯壁抹一层1∶2聚四氟乙烯乳液（1份聚四氟乙烯乳液，2份蒸馏水），以防红火蚁逃脱。1 d后，每个杯子接入30头工蚁（大小一致），饥渴处理3 h 后，把水试管分别放入对应编号的杯子，以适量新鲜火腿肠喂食。每个处理3次重复。处理完毕后，将试虫置于养虫室，温度为24～27℃，湿度为60%～80%。处理后 1、3、5、7、9、12 h调查结果，计算死亡率和校正死亡率，利用Excel 2010计算标准误并进行组间单因素方差分析。

1.2.3 溴氰虫酰胺对红火蚁工蚁攀爬能力的影响 红火蚁处理方法同1.2.2。每个杯子接入40头工蚁。分别于药后1、3、5、7、9、12 h进行观察。参照李梓豪等［10］方法，观察时震动塑料杯使红火蚁分散于杯底，用细竹签轻触虫体，红火蚁能顺着竹签爬行大于2.0 cm即认定为具有攀爬能力，计算红火蚁攀爬率和校正攀爬率，利用Excel 2010计算标准误，方差分析方法同1.2.2。

1.2.4 溴氰虫酰胺对红火蚁工蚁抓附能力的影响 红火蚁处理方法同1.2.2。每个杯子接入40头工蚁。分别于药后1、3、5、7、9、12 h进行观察。调查方法参照文献［17］：把红火蚁挑入另一塑料杯，震动塑料杯使红火蚁分散于杯底，在杯口放置一张白纸，倒转塑料杯，使杯口垂直向下，3 s后观察掉落到白纸上的红火蚁数量，计算红火蚁抓附率和校正抓附率，利用Excel 2010计算标准误，方差分析方法同1.2.2。

1.2.5 溴氰虫酰胺对红火蚁工蚁行走率和行走速率的影响 红火蚁处理方法同1.2.2。每个杯子接入40头工蚁。测定行走率和行走速率时分别于药后 1、3、5、7、9、12 h进行观察。调查方法：将工蚁直接倒在平放于桌面的坐标纸（规格：50 cm × 35 cm）中间，在工蚁正常行走时，利用手机录像拍摄红火蚁行走，统计红火蚁在3 s 内走过的路程。若红火蚁3 s 内不移动，则定为无行走能力。每个处理3次重复，每个重复40只工蚁。计算行走率、校正行走率和行走速率，利用Excel 2010计算标准误，方差分析方法同1.2.2。

1.2.6 溴氰虫酰胺对红火蚁工蚁聚集率的影响 红火蚁处理方法同1.2.2。每个杯子接入40头工蚁。分别于药后1、3、5、7、9、12 h对2工蚁进行杯底聚集情况的观察：若3只以上聚集成团，则视为聚集。每个处理3次重复，每个重复40只工蚁。计算聚集率和校正聚集率，利用Excel 2010计算标准误，方差分析方法同1.2.2。

2 结果与分析

2.1 溴氰虫酰胺对红火蚁的毒杀活性

采用水试管法测定溴氰虫酰胺对红火蚁小型工蚁的毒杀活性，结果见图1。由图1可知，在试验浓度下，溴氰虫酰胺对红火蚁具有明显的毒杀活性，红火蚁校正死亡率随着浓度的升高和时间的延长而提高。对照处理后1～3 h，红火蚁死亡率为0，12 h后，红火蚁死亡率为16.67%；1 mg/L和5 mg/L溴氰虫酰胺处理后1～5 h，二者对红火蚁毒杀活性相差不大，分别为15.90%和18.57%，12 h后，红火蚁校正死亡率分别为34.74%和62.82%，方差分析结果显示F=3.031、P=0.078，与对照差异不显著。

图1 溴氰虫酰胺对红火蚁小型工蚁的毒杀活性

2.2 溴氰虫酰胺对红火蚁攀爬能力的影响

采用水试管法测定溴氰虫酰胺对红火蚁小型工蚁攀爬率的影响，结果见图2。由图2可知，在试验浓度下，溴氰虫酰胺对红火蚁的攀爬能力有显著的降低作用，且这种作用随着浓度的升高和时间的延长表现更为显著。对照处理后12 h，红火蚁攀爬率为80.00%；1 mg/L溴氰虫酰胺处理后12 h，红火蚁校正攀爬率为68.05%；5 mg/L溴氰虫酰胺处理后1～12 h，校正攀爬率为30.43%，方差分析结果显示F=5.314、P=0.018，与对照差异显著，攀爬率显著低于对照。

图2 溴氰虫酰胺对红火蚁小型工蚁攀爬能力的影响

2.3 溴氰虫酰胺对红火蚁抓附力的影响

图3 溴氰虫酰胺对红火蚁小型工蚁抓附能力的影响

采用水试管法测定溴氰虫酰胺对红火蚁小型工蚁抓附率的影响，结果见图3。由图3可知，在试验浓度下，溴氰虫酰胺对红火蚁的抓附能力具有明显的降低作用，且这种作用随着浓度的升高和时间的延长表现更为显著。对照处理12 h后，红火蚁抓附率为80.00%；1 mg/L和5 mg/L溴氰虫酰胺处理12 h后，红火蚁校正抓附率分别为58.45%和30.38%，方差分析结果显示F=5.841、P=0.013，与对照差异显著，抓附力明显低于对照。

2.4 溴氰虫酰胺对红火蚁行走率和行走速率的影响

采用水试管法测定溴氰虫酰胺对红火蚁小型工蚁行走率和行走速率的影响，结果见图4和图5。由图4、图5可知，在试验浓度下，溴氰虫酰胺对红火蚁的行走率和行走速率均具有显著的降低作用。对照处理后12 h，红火蚁行走率为91.67%；1 mg/L溴氰虫酰胺处理后1～7 h，红火蚁校正行走率为71.10%，处理后7～12 h效果趋于稳定，处理后12 h，为70.97%；5 mg/L溴氰虫酰胺处理后9 h，红火蚁校正行走率为0，方差分析结果表明F=6.664、P=0.008，显著低于对照。对于行走速率的测定，对照处理后12 h，红火蚁行走速率为2.07 cm/s，1 mg/L和5 mg/L溴氰虫酰胺处理后12 h，红火蚁行走速率分别下降到1.07 cm/s和0 cm/s，方差分析结果显示F=10.748、P=0.000，明显低于对照。

图4 溴氰虫酰胺对红火蚁小型工蚁行走能力的影响

图5 溴氰虫酰胺对红火蚁小型工蚁行走速率的影响

2.5 溴氰虫酰胺对红火蚁聚集率的影响

采用水试管法测定溴氰虫酰胺对红火蚁小型工蚁聚集率的影响，结果见图6。由图6可知，对照处理12 h后，红火蚁聚集率为92.86%；1 mg/L溴氰虫酰胺处理后12 h，红火蚁校正聚集率为86.35%；5 mg/L溴氰虫酰胺处理12 h后，红火蚁校正聚集率为39.40%，具有明显的下降，方差分析结果显示F=6.145、P=0.021，与对照差异显著。

图6 溴氰虫酰胺对红火蚁小型工蚁聚集率的影响

3 结论与讨论

本试验结果表明，溴氰虫酰胺对红火蚁工蚁具有良好的杀虫活性，对红火蚁工蚁的攀爬能力、抓附能力、行走能力、行走速率和聚集能力等具有显著的影响。

红火蚁是社会性昆虫，具有强大的竞争力［18］，并且生性凶猛，攻击力强，能够捕食其他物种，对入侵地区蚂蚁种群的影响极大［19］，破坏当地的生态平衡。此外，红火蚁生活环境复杂，如地面凹凸不平，存在食物竞争对手等，因此，攀爬能力、抓附能力、行走能力、行走速率和聚集能力等对于红火蚁的生存都具有重要意义［10，20］。

溴氰虫酰胺于2012年9月正式在我国登记，通过激活昆虫肌肉细胞内的鱼尼丁受体，使细胞内钙库中钙离子无限释放，导致昆虫肌肉麻痹、瘫痪，停止取食，最后死亡。其具有靶标独特、低毒，兼具触杀性与内吸性的特点，对哺乳动物安全，与环境相容性好［21］。本试验结果显示，5 mg/L的溴氰虫酰胺药剂对红火蚁工蚁的校正死亡率达62.82%，在短时间内可以显著降低红火蚁的数量；5 mg/L溴氰虫酰胺药剂处理后12 h，可使红火蚁的攀爬率降低到30.43%，抓附率降低到30.38%；处理后9 h，可使红火蚁几乎丧失行走能力；处理后12 h，可使红火蚁的聚集力降低到39.40%，可在一定程度上扰乱群体的群集，影响群体的社会活动，降低群体对外界环境的适应能力，从而降低其生存能力，达到防治红火蚁的效果。

综上所述，溴氰虫酰胺绿色环保，对红火蚁具有较好的防治效果，在红火蚁的防治方面具有广阔的开发应用前景。

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