運用螞蟻費洛蒙來誘捕害蟲減少殺蟲劑於作物的噴灑
2020/11/24 @國際
摘要
切葉蟻原本是熱帶地區的農、林業害蟲，但英國的研究單位應用配位高分子中的金屬有機框架、切葉蟻的費洛蒙與電腦模型進行運動模式的試驗結果，並慢慢調整化學基團，進而改變費洛蒙的釋放速度，可以讓費洛蒙中的化學分子緩慢釋出，並且找出最佳的釋放效率。該研究對於作物噴灑大量灑農藥的爭議得以平息，目前正以英國的果園進行田野研究，希望能快速應用到高單價作物上並且控制農藥施用之用量。
示意圖
切葉蟻（Leaf-cutting ants）是許多熱帶地區農、林業的主要害蟲，在巴西估計每年對桉樹產業造成約80億美元的損失。傳統農藥會迅速降解，並且不限定於特定害蟲，對其他昆蟲可能會產生有害影響，進而導致殺蟲劑的浪費以及環境污染。
來自英格蘭巴斯大學（University of Bath）和蘇塞克斯大學（University of Sussex）科學家們開發了一種新系統，可以緩慢釋放螞蟻費洛蒙，吸引害蟲進入殺蟲誘餌中，這意味著可以放置誘捕器於特定區域，取代大面積向作物噴灑殺蟲劑，以獲得更針對性的保護。巴斯大學的研究團隊使用了稱為金屬有機框架材料（metal-organic frameworks, MOF）的分子海綿，吸收了切葉蟻的警戒費洛蒙（alarm pheromones），然後將它們緩慢釋放吸引昆蟲進到陷阱裡。
除了實驗以外，研究員們還運用電腦模型來模擬費洛蒙分子在MOF孔洞內的運動模式，以預測哪種結構能提供最佳的施放能力，並發現透過改變基本框架結構中的化學基團，他們可以調整費洛蒙的釋放速度，能使化學物質在幾個月內持續釋放，而不是在幾天內結束。另一邊蘇塞克斯大學的研究人員在巴西的一個桉樹種植園對此系統進行了現場試驗，結果顯示，裝有費洛蒙的MOF在吸引螞蟻到誘捕裝置上具有相當理想的效果，而該研究的成果發表在《道爾頓彙刊》（Dalton Transactions）雜誌上。【延伸閱讀】從中草藥發現新型天然農藥化合物
巴斯大學化學系主任兼大學永續與循環技術中心的無機化學教授表示，昆蟲費洛蒙在以前就曾被運用來吸引害蟲，但其主要問題為容易揮發，因此作用時間並不會持續很久，而金屬有機框架就像是一種海綿，可以將費洛蒙封裝於孔隙中，並隨著時間流逝緩慢釋放，其原理經研究驗證表明，這些材料可以有效地釋放費洛蒙，而且昆蟲對它的反應也如預期，這個系統可以減少在作物上噴灑大量農藥，對於種植面積小的高單價作物尤其有用。目前科學家們正在研究一系列的昆蟲費洛蒙，包含可用於控制英國果園中有害蛾類的化學產品。
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