热处理对红火蚁工蚁的致死效果评估_王裕华.pdf

环境昆虫学报，（）：王裕华，李群臣，王刚，吕利华，何余容，王德森 热处理对红火蚁工蚁的致死效果评估 环境昆虫学报，（）：热处理对红火蚁工蚁的致死效果评估王裕华，李群臣，王 刚，吕利华，何余容，王德森（华南农业大学植物保护学院昆虫学系，广州；广东省农业科学院植物保护研究所，广州）摘要：热处理作为一种无污染、无残留、环境友好型防治措施，在红火蚁 （：）防控中具有广阔的应用前景。然而，目前有关热处理对红火蚁防治效果的研究相对较少，致死温度和致死时间的最佳组合仍值得进一步探究。为此，本研究在实验室条件下，采用干热（、和）和热水（、和）处理红火蚁工蚁 ，记录工蚁的击倒率、及处理后 的存活情况。结果显示，热处理温度越高、时间越长，红火蚁工蚁的击倒率和死亡率越高。干热处理过程中，高温处理 、高温处理 、或 高温处理 均可杀死 的工蚁。采用热水处理时，或热水处理、热水处理 便可杀死全部的工蚁。因此，作为一种安全、高效的物理防治措施，热处理可用于红火蚁的有效防控。关键词：红火蚁；干热处理；热水处理；击倒率；致死率中图分类号：；文献标识码：文章编号：（）基金项目：国家重点研发计划项目（）共同第一作者：王裕华，女，年生，广东信宜人，硕士研究生，研究方向为农业昆虫与害虫防治，：；李群臣，男，年生，山东潍坊人，博士研究生，研究方向为昆虫化学生态学、入侵生物防控，：通讯作者 ：王德森，男，博士，讲师，主要研究方向为城市昆虫学和害虫生物防治，：收稿日期：；接受日期：，（：），（，；，）：，（：），（），（）（，）（，），环境昆虫学报 Journal of Environmental Entomology44 卷heat treatment at 48 for 4 minutes，49 for 3 minutes，50 or 51 for 2 minutes caused 100%mortality of workers;when hot water treatment was used，45 or 46 hot water treatment for 5 minutesand 48 hot water treatment for 2 minutes could kill all workers.Thus，as a safe and efficient controlmeasure，heat treatment can be used for the effective control of IFAKey words:Solenopsis invicta Buren;dry heat treatment;hot water treatment;thermal knockdown rate;mortality rate红火蚁 Solenopsis invicta Buren(Hymenoptera:Formicidae)是世界上最具危险性的入侵生物之一(Xu et al，2022)。该虫具有繁殖力强、攻击性强、扩散速度快等特点，能够在新入侵区域迅速定殖、扩散和暴发成灾。目前，红火蚁已从原产地南美洲巴拉那河流域扩散到了全世界 24 个国家和地区，截止 2022 年 7 月已入侵我国大陆 12 个省区 579 个县区，对入侵地的农林业生产、人畜健康、公共安全以及生态环境造成严重危害(陆永跃和曾玲，2015;陆永跃等，2019;Wang et al，2020;王磊等，2022)。药剂浸泡、药剂熏蒸、毒饵诱杀、药剂灌巢、粉剂撒施等化学防治方法见效快、使用方便，成为了红火蚁检疫阻截和野外防治中最常用的措施(Williams et al，2001;王磊等，2011;王磊等，2012;周爱明等，2011;于鑫等，2015)。然而，化学药剂的不当使用极易导致红火蚁迁巢或分巢，长期使用同一类或相近的药剂还可能使该虫产生抗药性;此外，化学药剂的大量施用会对土壤、水体等生态环境造成不同程度的污染;甚至还会对非靶标生物的生存构成极大威胁(刘杰等，2006;于鑫等，2015;陆永跃等，2019)。随着人们环保意识和自身健康意识的逐渐增强，探讨高效、安全的红火蚁防治方法成为当前人们普遍关注的焦点。昆虫属于变温动物，其存活、生长发育、生殖等各项生命活动均与环境温度关系密切。当温度超过一定阈值，昆虫的生命活动将会遭受严重影响;高温的出现会引起昆虫表皮蜡质层瓦解、油脂融化、表皮渗透性增加以及虫体大量失水，较高的温度还会直接导致昆虫死亡(杜尧等，2007)。因此，基于高温胁迫的热处理措施逐渐被人们所认可，并在害虫绿色、高效防控中展现出广阔的应用前景。热处理通常包括干热处理、热水处理和热蒸汽处理，其中后两者的杀虫效果优于前者(杨杏等，2007)。目前，热处理已在仓储害虫(Mahroof et al.，2005;Tang et al.，2007)、家居 害 虫(Doggett et al.，2012;Wang et al.，2018a;Kong et al.，2022)，以及农林业害虫(杨杏 等，2007;Oliver-Villanuevaetal.，2013;Uzunovic et al.，2013;Massa et al.，2017;Shiet al.，2018)的防治中得到了广泛应用。红火蚁对环境温度十分敏感，温度耐受上限为 41.8(暴露时间不超过 4 h)(Xu et al.，2009)。此外，研究表明红火蚁对高温的耐受性与其筑巢地点和体型大小均存在一定的联系。在太阳直射区域筑巢的红火蚁对高温的耐受性明显高于阴暗区域筑巢的红火蚁(Boyles et al.，2009)。随着体型增大，红火蚁工蚁对高温 的 耐 受 能 力 逐 渐 增 强(Wendt and Verble-Pearson，2016;陈芳等，2018)。热水灌巢被认为是一种理想的热处理措施，可对野外 的 红 火 蚁 巢 进 行 定 点 清 除(King andTschinkel，2006;Tschinkel and King，2007)。其中，合适的热水处理温度和处理时间对于彻底杀灭红火蚁起着至关重要的作用。余玉婷等(2013)研究显示:18.21热水浸泡10 h 可引起至少7.04%的红火蚁死亡，35浸泡 10 h 对红火蚁的致死率可达 100%。周爱明等(2011)发现，随着热水温度升高，导致红火蚁被完全杀死的时间逐渐缩短;当水温为 38时，浸泡处理 50 min 后红火蚁才会全部死亡;而 41.8 热水处理时则仅需要 5 min。上述研究主要集中于探究红火蚁耐高温的上限、水浸与温度的联合致死效应，以及高温处理在红火蚁检疫处理中的作用等;而对于干热处理的致死温度和时间联合作用、热水即杀处理的致死温度与时间关系则未曾有详尽报道。在水源保护地、居民社区、鱼塘和海岛等生态脆弱或生态敏感区域，采用热处理防控红火蚁既能有效避免化学防治所导致的环境污染，又可达到消除红火蚁危害的理想效果。然而，在热处理防治红火蚁过程中，处理温度和处理时间的最佳组合还需进一步探究，以便因地制宜地制定合理的红火蚁防控策略。为此，本研究将通过生物测定的方法评估干热及热水处理对红火蚁的致死效果，研究结果将为生态敏感区域内采用热处理防治红火蚁提供理论依据和技术支撑。45516 期王裕华等:热处理对红火蚁工蚁的致死效果评估1材料与方法1.1供试虫源红火蚁供试蚁巢于2020 年12 月20 日和2021 年2 月 4 日采自广东省广州市增城区小楼镇新樟村(E:113.816485，N:23.398945)、(E:113.816434，N:23.398909)。野外采集红火蚁、分离和饲养方法参照吕利华等(2006)和 Chen(2007)。采集后的红火蚁在室内(温度 26 1、相对湿度70%5%、光周期 12 L 12 D)用 30%蜂蜜水和黄粉虫幼虫饲养。实验开始前，从红火蚁人工饲养盒内随机挑取工蚁放入 10 mL 塑料离心管中备用，每管约38 头工蚁。管口内壁轻涂 1 cm 宽的特氟龙带，防止供试工蚁逃逸。1.2干热处理红火蚁工蚁的最佳温度及处理时间测定拟通过生物测定的方法，明确干热处理防控红火蚁过程中的最佳处理温度和处理时间。干热处理的温度采用恒温水浴锅进行控制，水浴温度通过 0 100 水银温度计校准。试验开始前，先在水浴锅中放置试管架(孔直径 3.1 cm)，再将内壁涂抹特氟龙的玻璃指形管(直径 3 cm)置于试管架上。待水浴温度达到实验所需温度时，预热玻璃指形管 20 min。将供试工蚁迅速倒进指形管中，开始计时。热处理后，将工蚁置于内壁涂有特氟龙的带盖塑料盒(直径 7 cm、高 7 cm)中，并立刻记录红火蚁的击倒率(不能爬行或者足、触角仍抖动者记为热击倒个体)。处理后 12 h 统计红火蚁的存活情况(软镊子触碰无任何反应的个体记为死亡)。共设置两个实验。实验一设定 6 个处理温度:45.5、46、46.5、47、47.5 和 48，每个温度处理 5 min，以 26处理 5 min 作为对照，实验重复5 6 次。实验二包括 48、49、50 和 51这 4 个温度处理，每个温度分别处理 0.5、1、2、3 和4 min，对照组为26处理相应的时间，实验重复5 8 次。1.3热水处理红火蚁工蚁的最佳温度及处理时间测定拟采用生物测定的方法，探究热水处理防控红火蚁过程中的最佳热水温度和处理时间。采用水浴锅作为热水处理的实验装置，水温采用0 100水银温度计校准。待水温达到设定实验温度后，将事先挑入离心管中的供试工蚁迅速倒进自制带纱网的塑料盒内(口径 4 cm、高 3.2 cm、底径 3 cm，塑料盒底部和盖换成 40 目铁纱网)。将装有供试工蚁的塑料盒缓慢(以避免塑料盒内产生气泡)放入水浴锅中，待塑料盒完全浸泡在水中开始计时。处理一定时间后，将塑料盒从热水中取出，将 盒 中 工 蚁 倒 在 玻 璃 培 养 皿(直 径12 cm、高 2 cm)中的滤纸上，培养皿内壁涂上聚四氟乙烯防止工蚁逃逸。当工蚁体表的水被风干后(大约需要 5 min)，立即倒入内壁涂有聚四氟乙烯的带盖塑料盒内(直径 7 cm、高 7 cm)。参照 1.2 的方法记录红火蚁的击倒率，以及处理后12 h 红火蚁的存活情况。本研究包括两个实验。实验一设置 5 个热水处理温度:41、41.5、42.5、43 和 45，每个温度处理 5 min，以 26 温水处理 5 min 作为对照，实验重复6 8 次。实验二设置4 个热水温度:45、46、47 和48，每个温度分别处理1、2 和3 min，26温水处理相应的时间作为对照，实验重复 5 8 次。1.4数据分析红火蚁工蚁的击倒率和死亡率计算公式如下:击倒率(%)=(被击倒工蚁数/供试工蚁数)100;死亡率(%)=(死亡工蚁数/供试工蚁数)100;校正击倒率(%)=(处理组击倒率 对照组击倒率)/(1 对照组击倒率)100;校正死亡率(%)=(处理组死亡率 对照组死亡率)/(1 对照组死亡率)100(Abbott，1925)。论文中的结果如没有特殊说明，均采用校正后的数据进行统计分析。通过单因素方差分析比较不同温度热处理(干热/热水处理)所导致的红火蚁工蚁击倒率和死亡 率 差 异，均 值 通 过 Tukeys HSD(honestsignificant difference)检验进行多重比较。利用双因素方差分析评估不同温度和不同处理时间热处理对工蚁击倒率和校正死亡率的影响，其中，热处理的温度和处理时间为两个影响因子，均值通过 Tukeys HSD 检验进行多重比较。方差分析前，工蚁的击倒率和死亡率先进行反正弦平方根转换。采用线性回归分析红火蚁工蚁击倒率/死亡率与热处理温度(和处理时间)间的线性关系。统计分析采用 SPSS 22.0 软件进行。5551环境昆虫学报 Journal of Environmental Entomology44 卷2结果与分析2.1干热处理红火蚁工蚁的最佳温度及处理时间测定实验一结果表明，47、47.5 和