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稻米是人类的重要主粮，将近50％的世界人口以大米为主食。从2009到2017年，估计约有4.7564亿吨大米被消费，其中亚洲人口消费量超过90％。中国是世界上最大的大米生产国和消费国，超过65％的中国人以大米为主食，每年种植水稻面积约为2.94千万公顷。为了应对人口的增长压力，中国水稻产量在2030年的产量需要比现在增加20％。但是，每年因害虫危害引起的产量下降和稻米品质降低严重减少了农民收入。水稻黑尾叶蝉（Nephotettix cincticeps）是中国和亚洲其他许多地区的一种水稻害虫。其每年多代的刺吸水稻汁液为害，严重影响了水稻产量。长期依靠化学农药防治，导致害虫产生抗药性的同时增加了对自然天敌在内的非靶标害虫风险。在害虫综合防治系统中，利用植物源精油防治黑尾叶蝉是减少常规化学农药防治的一种有效替代途径。
本研究在室内、温室和田间系统地评估了12种植物精油和两种含自植物精油中的单体化合物（芳樟醇和胡椒碱）对黑尾叶蝉雌成虫和3龄若虫的驱避活性。此外，在生理水平上，测定了精油对黑尾叶蝉体内谷胱甘肽-S-转移酶(Glutathione STranferase，GST)，羧基酯酶(Carboxyl esterase，CarE)和乙酰胆碱酯酶（Acetyl cholinesterase，AchE）活性的影响。在稻田生态系统中，拟环纹狼蛛（Licossa pseudannulata）是黑尾叶蝉的重要天敌，在调节黑尾叶蝉的种群密度上起到关键作用。在测定植物精油对黑尾叶蝉驱避活性的同时也在实验室和田间条件下评估了精油对拟环纹狼蛛的定向和捕食功能的影响。
在室内选择性试验中，每个塑料杯中放置两株水稻，处理组用0.5mL精油溶液（5mg/mL和10mg/mL）处理每株水稻，对照组用0.5mL溶剂(DMSO+蒸馏水和吐温20)，分别于喷施24小时和48小时后统计处理和对照植株上着落的黑尾叶蝉数量。单体化合物测定以相同的方式施用1ml化合物(1mg/mL，0.1mg/mL和0.01mg/mL)或溶剂作为对照，分别于喷施12小时和24小时后统计处理和对照植株上着落的黑尾叶蝉数量。而室内非选择性实验中，每个塑料杯仅放置1株水稻，以同样方式喷施植物精油、单体化合物或对照溶剂。室内条件下，评估了胡椒、山苍子及其混合物(1∶1)对拟环纹狼蛛取向和捕食功能的影响。取向测试中拟环纹狼蛛放置于透明塑料管中24小时观察在处理区和对照区的着落量，处理区将0.5mL精油溶液（1000，100，10或1ppm）施用滤纸上，对照区为0.5mL溶剂（DMSO+蒸馏水和吐温20）。捕食试验中20只活跃的叶蝉用(100ppm，10ppm或1ppm)精油预处理24小时后置于含有1只拟环纹豹蛛的养虫笼中，观察蜘蛛的捕食。研究结果表明:胡椒、山苍子、姜黄、花椒、百部、独活精油对黑尾叶蝉的成、若虫具有驱避作用。胡椒驱避效果最高而姜黄精油效果最低，趋驱避率分别为90±4.47％和19.3±2.23％。芳樟醇在化合物单体中驱避效果最好，驱避率为58.26±1.72％。10和100ppm的胡椒和山椒精油混合物可显著降低拟环纹豹蛛对黑尾叶蝉的捕食量（P＜0.001）。胡椒精油引起环纹豹蛛捕食的减少，但并没有影响其取向。山苍子精油对拟环纹豹蛛的取向和捕食均无影响。
取喂食处理过水稻24小时后的30-35头叶蝉成虫，按照试剂盒提供的说明书测定其体内酶活性。胡椒、山苍子、姜黄、花椒精油处理可显著增加叶蝉体内GST，CarE和AchE的活性。胡椒、山鸡椒、花椒和姜黄精油处理过的叶蝉体内GST活性分别比对照组高1.67、1.78、1.49和1.44倍，CarE活性分别比对照组叶蝉体内的CarE活性高2.78、2.04、1.43和1.42倍，AchE活性分别比对照组叶蝉体内的AchE活性高1.51、1.45、1.26和1.12倍。
在温室（选择性与非选择性试验）中，试验笼中每盆处理组植株喷洒10ml精油溶液(10mg/mL)，对照组喷洒10ml溶剂（对照组），分别于喷施24小时和48小时后统计处理和对照植株上着落的黑尾叶蝉数量。用与精油相同的方式喷洒20mL的1mg/mL单体化合物（芳樟醇和胡椒碱及其1∶1混合物），分别于喷施12小时和24小时后统计处理和对照植株上着落的黑尾叶蝉数量。温室试验中的选择实验表明，胡椒、山苍子、姜黄、花椒、百部、独活精油对黑尾叶蝉的成、若虫具有驱避作用，胡椒精油在精油实验中具有最高的驱避率(66.64±4.03％)。测试化合物中，芳樟醇和胡椒碱的混合物表现出最高驱避率(62.98±1.71％)。所有选择性试验处理中的植物精油和化合物单体对黑尾叶蝉驱避性高于非选择试验(P＜0.05)。
在实验室和温室条件下，百部精油对黑尾叶蝉产卵抑制率最高，分别为69.71±4.37％和56.66±4.23％。姜黄精油产卵抑制率最低，分别为17.34±2.13％和6.81±2.141％。
在田间试验中:分析了胡椒、山苍子精油及其混合物(1∶1)对黑尾叶蝉和拟环纹豹蛛影响。处理组喷洒7L精油溶液(20mg/mL)，对照组仅喷洒不含精油的溶剂。胡椒和山苍子椒精油1∶1混合物在喷洒后2、4、6和8天降低了叶蝉的种群密度(P＜0.05)，并在2和4天对拟环纹豹蛛有明显的引诱作用（P＜0.05）。
实验结果表明这些精油和化合物单体可开发成稻田中黑尾叶蝉驱避剂而参与到该虫的综合防治中，同时表明植物源精油和含自植物精油的单体化合物具有作为生态友好型水稻害虫黑尾叶蝉控制措施的可能性。同时，在筛选植物源害虫驱避性精油时，要考虑到对天敌昆虫的负面影响。
后续研究可进一步评估更多化合物对黑尾叶蝉的田间防治效果，同时评价精油及其化合物对黑尾叶蝉和拟环纹狼蛛的长期影响也是至关重要的。同时，施用害虫驱避剂可以与其他害虫控制方法相结合，作为害虫综合治理策略中的一部分，例如可利用“推拉式”方法提高稻田害虫生物防治的效率。
本研究在室内、温室和田间系统地评估了12种植物精油和两种含自植物精油中的单体化合物（芳樟醇和胡椒碱）对黑尾叶蝉雌成虫和3龄若虫的驱避活性。此外，在生理水平上，测定了精油对黑尾叶蝉体内谷胱甘肽-S-转移酶(Glutathione STranferase，GST)，羧基酯酶(Carboxyl esterase，CarE)和乙酰胆碱酯酶（Acetyl cholinesterase，AchE）活性的影响。在稻田生态系统中，拟环纹狼蛛（Licossa pseudannulata）是黑尾叶蝉的重要天敌，在调节黑尾叶蝉的种群密度上起到关键作用。在测定植物精油对黑尾叶蝉驱避活性的同时也在实验室和田间条件下评估了精油对拟环纹狼蛛的定向和捕食功能的影响。
在室内选择性试验中，每个塑料杯中放置两株水稻，处理组用0.5mL精油溶液（5mg/mL和10mg/mL）处理每株水稻，对照组用0.5mL溶剂(DMSO+蒸馏水和吐温20)，分别于喷施24小时和48小时后统计处理和对照植株上着落的黑尾叶蝉数量。单体化合物测定以相同的方式施用1ml化合物(1mg/mL，0.1mg/mL和0.01mg/mL)或溶剂作为对照，分别于喷施12小时和24小时后统计处理和对照植株上着落的黑尾叶蝉数量。而室内非选择性实验中，每个塑料杯仅放置1株水稻，以同样方式喷施植物精油、单体化合物或对照溶剂。室内条件下，评估了胡椒、山苍子及其混合物(1∶1)对拟环纹狼蛛取向和捕食功能的影响。取向测试中拟环纹狼蛛放置于透明塑料管中24小时观察在处理区和对照区的着落量，处理区将0.5mL精油溶液（1000，100，10或1ppm）施用滤纸上，对照区为0.5mL溶剂（DMSO+蒸馏水和吐温20）。捕食试验中20只活跃的叶蝉用(100ppm，10ppm或1ppm)精油预处理24小时后置于含有1只拟环纹豹蛛的养虫笼中，观察蜘蛛的捕食。研究结果表明:胡椒、山苍子、姜黄、花椒、百部、独活精油对黑尾叶蝉的成、若虫具有驱避作用。胡椒驱避效果最高而姜黄精油效果最低，趋驱避率分别为90±4.47％和19.3±2.23％。芳樟醇在化合物单体中驱避效果最好，驱避率为58.26±1.72％。10和100ppm的胡椒和山椒精油混合物可显著降低拟环纹豹蛛对黑尾叶蝉的捕食量（P＜0.001）。胡椒精油引起环纹豹蛛捕食的减少，但并没有影响其取向。山苍子精油对拟环纹豹蛛的取向和捕食均无影响。
取喂食处理过水稻24小时后的30-35头叶蝉成虫，按照试剂盒提供的说明书测定其体内酶活性。胡椒、山苍子、姜黄、花椒精油处理可显著增加叶蝉体内GST，CarE和AchE的活性。胡椒、山鸡椒、花椒和姜黄精油处理过的叶蝉体内GST活性分别比对照组高1.67、1.78、1.49和1.44倍，CarE活性分别比对照组叶蝉体内的CarE活性高2.78、2.04、1.43和1.42倍，AchE活性分别比对照组叶蝉体内的AchE活性高1.51、1.45、1.26和1.12倍。
在温室（选择性与非选择性试验）中，试验笼中每盆处理组植株喷洒10ml精油溶液(10mg/mL)，对照组喷洒10ml溶剂（对照组），分别于喷施24小时和48小时后统计处理和对照植株上着落的黑尾叶蝉数量。用与精油相同的方式喷洒20mL的1mg/mL单体化合物（芳樟醇和胡椒碱及其1∶1混合物），分别于喷施12小时和24小时后统计处理和对照植株上着落的黑尾叶蝉数量。温室试验中的选择实验表明，胡椒、山苍子、姜黄、花椒、百部、独活精油对黑尾叶蝉的成、若虫具有驱避作用，胡椒精油在精油实验中具有最高的驱避率(66.64±4.03％)。测试化合物中，芳樟醇和胡椒碱的混合物表现出最高驱避率(62.98±1.71％)。所有选择性试验处理中的植物精油和化合物单体对黑尾叶蝉驱避性高于非选择试验(P＜0.05)。
在实验室和温室条件下，百部精油对黑尾叶蝉产卵抑制率最高，分别为69.71±4.37％和56.66±4.23％。姜黄精油产卵抑制率最低，分别为17.34±2.13％和6.81±2.141％。
在田间试验中:分析了胡椒、山苍子精油及其混合物(1∶1)对黑尾叶蝉和拟环纹豹蛛影响。处理组喷洒7L精油溶液(20mg/mL)，对照组仅喷洒不含精油的溶剂。胡椒和山苍子椒精油1∶1混合物在喷洒后2、4、6和8天降低了叶蝉的种群密度(P＜0.05)，并在2和4天对拟环纹豹蛛有明显的引诱作用（P＜0.05）。
实验结果表明这些精油和化合物单体可开发成稻田中黑尾叶蝉驱避剂而参与到该虫的综合防治中，同时表明植物源精油和含自植物精油的单体化合物具有作为生态友好型水稻害虫黑尾叶蝉控制措施的可能性。同时，在筛选植物源害虫驱避性精油时，要考虑到对天敌昆虫的负面影响。
后续研究可进一步评估更多化合物对黑尾叶蝉的田间防治效果，同时评价精油及其化合物对黑尾叶蝉和拟环纹狼蛛的长期影响也是至关重要的。同时，施用害虫驱避剂可以与其他害虫控制方法相结合，作为害虫综合治理策略中的一部分，例如可利用“推拉式”方法提高稻田害虫生物防治的效率。