花椒油素作为稻飞虱驱避剂的应用的制作方法

本发明涉及害虫绿色防控领域，具体涉及一种植物源的花椒油素作为稻飞虱驱避剂的应用。

背景技术：

水稻是世界第二大粮食作物，在水稻的生产过程中，各生育期均有害虫为害，致使水稻的产量和品质下降。近年来，严重为害我国水稻的害虫主要有稻飞虱类，稻纵卷叶螟和二化螟等害虫，此类害虫常年为害水稻引起的产量损失达15％-25％。稻飞虱主要有三种，即褐飞虱、白背飞虱和灰飞虱，三种飞虱均属于同翅目飞虱科害虫。稻飞虱主要以刺吸式口器刺吸水稻韧皮部汁液，消耗水稻营养成分，导致水稻整株枯萎，田间严重发生时产生虱烧症状。同时稻飞虱在刺吸水稻汁液的同时，还传播多种水稻病毒病，给水稻造成了严重的危害。

作为水稻整个生育期的重要害虫，稻飞虱的防治主要依赖化学防治。长期大量单一的使用某种农药，导致稻飞虱对一些常用农药的抗药性水平不断提高，增加了防治难度和防治成本，同时带来了污染环境和大量杀伤天敌昆虫等负面影响。据报道，多地的三种稻飞虱种群已经对毒死蜱，噻嗪酮，吡蚜酮和吡虫啉等常规化学杀虫剂产生中等或极高水平抗性。因此，涵待开发绿色安全有效的稻飞虱防控技术。

在害虫和植物的长期协同进化过程中，植物可以通过产生一些次生化学物质等途径以驱避和杀死害虫而防御害虫攻击。因此，人们可以根据害虫和植物间的化学联系而采用“推-拉”策略进行害虫绿色防控。“推”策略主要是采用植物源驱避剂等途径把害虫赶出目标田或不能侵入目标田，而“拉”策略主要是采用天敌引诱剂等途径吸引天敌入驻目标田而控制害虫。在植物源驱避剂方面，由于其环境友好性、成本低廉和效果显著等优势而促进科学家们进行了大量的筛选工作。在过去50年内，数以千计的植物作为驱避和防治卫生害虫，仓储害虫和农业害虫等的潜在资源而被用来大量筛选，已经有多种植物精油产品获得研发和应用。植物精油驱避害虫的原理为其含有大量有活性的植物源驱避性化合物，筛选开发植物源化合物作为害虫驱避剂可以更加有效的防治害虫。

花椒油素是一种酰胺类化合物，一般可以从花椒果皮，乌桕根皮和艾纳香叶片中提取。英文通用名称为xanthoxylin，分子量为196.2，外观为白色针状结晶。其化学结构式如下：

现有研究表明，花椒油素可抑制药物引起的肌肉收缩和血小板凝聚，可引起小鼠心肌的自发搏动等。此外，花椒油素及其衍生物还具有杀菌，抗微生物和防霉的作用。作为花椒等植物中的一种活性成分，花椒油素在防治稻飞虱等农业害虫方面的应用尚未报道。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种花椒油素作为稻飞虱驱避剂方面的应用，其作为驱避剂具有驱避效果好、配制简单、绿色安全有效、对环境友好的优点。

本发明的花椒油素，其化学结构式如下：

优选地，所述花椒油素在100-1000ppm的使用浓度下作为稻飞虱驱避剂。

优选地，所述花椒油素在1000ppm的使用浓度下作为稻飞虱的驱避剂。

优选地，将花椒油素用溶剂溶解后，加入表面活性剂制成母液，再加水稀释至花椒油素浓度为10-1000ppm作为稻飞虱的驱避剂，用于茎株喷雾。

优选地，所述溶剂为丙酮，乙醇或石油醚；所述表面活性剂为吐温20、或曲拉通100。优选所述花椒油素与溶剂的质量比为1：1，所述母液中吐温20含量为1wt％。

所述稻飞虱为褐飞虱、白背飞虱和/或灰飞虱。

针对背景技术中存在的问题，发明人研究发现花椒油素对防治稻飞虱具有显著的效果，将其稀释成10-1000ppm的工作液后，采用最为简单的茎株喷雾法即可实现对稻飞虱驱避。由于花椒油素活性高、针对性强，较低浓度下即可实现对稻飞虱的驱避。所述稻飞虱驱避化合物使用时加水至花椒油素的浓度为10-1000ppm(质量体积比)，优选100-1000ppm，过高会导致相同的防效情况下成本浪费问题。

所述花椒油素可以采用常规的方法从花椒果皮和乌桕根皮等天然植物中提取，也可以通过合成或其他方法制备，此为现有技术，不作详述。

本发明中花椒油素为植物源，用于作为防治稻飞虱的驱虫剂时，具有驱避效果好、配制简单、绿色安全有效、对环境友好的优点。

附图说明

图1花椒油素对稻飞虱驱避活性测定的装置；

图2花椒油素对褐飞虱雌成虫的驱避活性；

图3花椒油素对褐飞虱若虫的驱避活性；

图4花椒油素对黑肩绿盲蝽的驱避活性；

图5花椒油素对白背飞虱雌成虫的驱避活性；

图6花椒油素对白背飞虱若虫的驱避活性；

图7花椒油素对灰飞虱雌成虫的驱避活性；

图8花椒油素对灰飞虱若虫的驱避活性。

具体实施方式

实施例1：花椒油素对褐飞虱和飞虱类天敌黑肩绿盲蝽的驱避活性测定

1.1材料与方法

供试昆虫为褐飞虱和黑肩绿盲蝽室内种群，褐飞虱分别取3龄若虫和7日龄雌成虫进行驱避试验，黑肩绿盲蝽分别取3龄若虫和7日龄雌雄成虫进行驱避试验；供试化合物为花椒油素，购自日本东京化成工业株式会社。对照驱避剂为实验室提取的花椒乙醇提取物，为较易溶解的油状浓缩物。

生物活性测定方法：

采用茎株喷雾法进行驱避活性测定，相关驱避活性测试装置见图1。将30cm高两株水稻以12cm间距移栽入直径18cm花盆中，上面套一两端开口透明圆柱形聚氯乙烯桶。取适量花椒油素，按1:1的质量比例加入丙酮溶解后添加吐温20制成含1wt％吐温20的20mg/ml花椒油素母液，然后添加清水分别稀释成10，100和1000ppm的工作液。花椒乙醇提取物对照为含1％吐温20的10mg/ml(10000ppm)工作液。取0.5ml的不同浓度工作液喷雾于测试装置中一株水稻上以作为处理株，另一株喷施0.5ml仅含等量丙酮和吐温20的工作液以作为对照株。晾干30min后，每个装置接入20头成虫或20头三龄若虫进行驱避活性测试。圆柱形塑料桶上部开口用橡皮筋捆绑塑料纱网以防止试虫逃逸。每个浓度处理重复6次。褐飞虱接虫后6，12和24h观察着落在处理株和对照株上的落虫量，以观察计算驱避活性；黑肩绿盲蝽仅观测24h时落虫量以检测驱避活性。

数据统计与分析方法：

驱避率(r％)＝[(nc-nt)/(nc+nt)]×100

nt-处理植株上虫数；nc-对照植株上虫数

驱避活性通过成对样本t测验检测其驱避显著性，同浓度不同观察时间内的驱避效果差异利用单因素方差分析进行统计分析。

1.2花椒油素对褐飞虱和黑肩绿盲蝽的驱避活性

分别喷施10，100和1000ppm的花椒油素后，在6，12和24小时内观察褐飞虱雌成虫和3龄若虫在处理株和对照株上的落虫量。从图2和图3的驱避结果可以看出，花椒油素在10-1000ppm范围内，喷施24h内对褐飞虱雌成虫和若虫均有显著的驱避效果(p<0.05)。通过计算驱避率，在10，100和1000ppm花椒油素处理24小时后，对褐飞虱成虫的驱避率分别为36.06±3.04％、51.14±3.88％和81.21±2.31％，对褐飞虱3龄若虫的驱避率分别为30.64±3.82％、49.58±2.63％和67.91±3.54％。而10000ppm(10mg/ml)花椒乙醇提取物的驱避活性要低于1000ppm的花椒油素，说明提纯后的花椒油素相对于花椒提取物，驱避活性可以提高10倍以上(表1)。

为检测花椒油素对飞虱类的特异性，及使用后对其他昆虫尤其是天敌昆虫的影响，检测了花椒油素对稻飞虱天敌黑肩绿盲蝽的影响。从图4的检测结果可以发现，10，100和1000ppm的花椒油素均对黑肩绿盲蝽无显著影响，即无驱避或引诱活性。

综合分析，10-1000ppm花椒油素可以显著驱避褐飞虱而对稻飞虱天敌黑肩绿盲蝽无显著影响。相比于含有花椒油素的天然植物精油-花椒乙醇提取物，花椒油素对褐飞虱的驱避活性提高10倍以上。

表1花椒油素对褐飞虱的驱避活性

实施例2：花椒油素对白背飞虱的驱避活性测定

2.1材料与方法

供试昆虫为白背飞虱室内种群，分别取3龄若虫和7日龄雌成虫进行驱避试验；供试化合物为花椒油素，购自日本东京化成工业株式会社。

生物活性测定方法：

采用茎株喷雾法进行相关驱避活性测定，相关驱避活性测试装置见图1。将30cm高两株水稻以12cm间距移栽入直径18cm花盆中，上面套一两端开口透明圆柱形聚氯乙烯桶。取适量花椒油素，按1:1质量比例加入丙酮溶解后添加吐温20制成含1wt％吐温20的20mg/ml花椒油素母液，然后添加清水分别稀释成10，100和1000ppm的工作液。取0.5ml的不同浓度工作液喷雾于测试装置中一株水稻上以作为处理株，另一株喷施0.5ml仅含等量丙酮和吐温20的工作液以作为对照株。晾干30min后，每个装置接入20头白背飞虱雌成虫或20头三龄幼虫进行驱避活性测试。圆柱形塑料桶上部开口用橡皮筋捆绑塑料纱网以防止试虫逃逸。每个浓度处理重复6次。接虫后6，12和24h观察着落在处理株和对照株上的落虫量，以观察计算驱避活性。

数据统计与分析方法：

驱避率(r％)＝[(nc-nt)/(nc+nt)]×100

nt-处理植株上虫数；nc-对照植株上虫数

驱避活性通过成对样本t测验检测其驱避显著性，同浓度不同观察时间内的驱避效果差异利用单因素方差分析进行统计分析。

2.2花椒油素对白背飞虱的驱避活性

分别喷施10，100和1000ppm的花椒油素后，在6，12和24小时内观察白背飞虱雌成虫和3龄若虫在处理株和对照株上的落虫量。从图5和图6的驱避结果可以看出，花椒油素在10-1000ppm范围内，喷施24h内对白背飞虱雌虫和若虫均有显著的驱避效果(p<0.05)。通过计算驱避率，在10，100和1000ppm花椒油素处理24小时后，对白背飞虱成虫驱避率分别为30.89±1.49％、47.65±2.94％和77.50±2.35％，对白背飞虱3龄若虫驱避率分别为23.98±2.95％、42.58±2.60％和56.45±2.87％(表2)。综合分析，1000ppm花椒油素对白背飞虱成若虫的驱避率最高。

表2花椒油素对白背飞虱的驱避活性

实施例3：花椒油素对灰飞虱的驱避活性测定

3.1材料与方法

供试昆虫为灰飞虱室内种群，分别取3龄若虫和7日龄雌成虫进行驱避试验；供试化合物花椒油素，购自日本东京化成工业株式会社。

生物活性测定方法：

采用茎株喷雾法进行相关驱避活性测定，相关驱避活性测试装置见图1。将30cm高两株水稻以12cm间距移栽入直径18cm花盆中，上面套一两端开口透明圆柱形聚氯乙烯桶。取适量花椒油素，按1:1质量比例加入丙酮溶解后添加吐温20制成含1wt％吐温20的20mg/ml花椒油素母液，然后添加清水分别稀释成10，100和1000ppm的工作液。取0.5ml的不同浓度工作液喷雾于测试装置其中一株水稻上以作为处理株，另一株喷施0.5ml仅含等量丙酮和吐温20的工作液作为对照株。晾干30min后，每个装置接入20头灰飞虱雌成虫或20头三龄幼虫进行驱避活性测试。圆柱形塑料桶上部开口用橡皮筋捆绑塑料纱网以防止试虫逃逸。每个浓度处理重复6次。接虫后6，12和24h观察着落在处理株和对照株上的落虫量，以观察计算驱避活性。

数据统计与分析方法：

驱避率(r％)＝[(nc-nt)/(nc+nt)]×100

nt-处理植株上虫数；nc-对照植株上虫数

驱避活性通过成对样本t测验检测其驱避显著性，同浓度不同观察时间内的驱避效果差异利用单因素方差分析进行统计分析。

3.2花椒油素对灰飞虱的驱避活性

分别喷施10，100和1000ppm的花椒油素后，在6，12和24小时内观察灰飞虱雌成虫和3龄若虫在处理株和对照株上的落虫量。从图7和图8的驱避结果可以看出，花椒油素在10-1000ppm范围内，喷施24h内对灰飞虱雌虫和若虫均有显著的驱避效果(p<0.05)。通过计算驱避率，在10，100和1000ppm花椒油素处理24小时后，对灰飞虱成虫的驱避率分别为26.71±3.61％、45.70±1.96％和65.23±2.60％，对灰飞虱3龄若虫的驱避率分别为15.82±2.68％、30.08±2.18％和60.36±0.81％(表3)。综合分析，1000ppm花椒油素对灰飞虱成若虫的驱避率最高。

表3花椒油素对灰飞虱的驱避活性