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茄黄斑螟性信息素组分鉴定、田间应用以及影响性诱剂诱捕效率的因素研究

2015-12-03叶冰冰王富民邓建宇王宇磊

环境昆虫学报 2015年1期
关键词:诱剂三角板黄斑

叶冰冰,王富民,邓建宇,王宇磊

(浙江农林大学农业与食品科学学院植物保护系,浙江临安 311300)

茄子Solanum melongena L.是南亚以及东南亚地区主要经济作物之一,种植面积678000 hm2,产量可达1050 万吨左右,约占世界茄子总产量的37%(FAO,2007),在蔬菜生产中占有重要地位。茄黄斑螟Leucinodes orbonalis Guénee 又名茄螟,鳞翅目Lepidoptera,螟蛾科Pyralidae,是茄子的主要害虫之一。该虫在亚洲许多地区(包括印度、中国长江中下游地区、孟加拉、斯里兰卡、日本、菲律宾等)造成严重为害(陈方景,2005)。茄黄斑螟主要以幼虫危害,其幼虫钻蛀茄果内取食、排泄等,严重影响茄子的产量和品质,喷施常规化学农药难以达到有效防治,其危害给茄农造成较大经济损失,对茄子这一蔬菜产业构成严重威胁。利用昆虫信息素进行害虫防治是害虫生态控制的有效手段之一,而我国对茄黄斑螟性信息素的基础及应用研究的文献报道还相对较少。本文概述了国内外关于茄黄斑螟性信息素的组分鉴定、田间应用以及影响性诱剂诱捕效果的因素等方面的研究进展,并对未来发展作了展望。

1 茄黄斑螟性信息素组分的鉴定

Zhu 等(1987)鉴定出茄黄斑螟性信息素主组分反-11-十六碳烯乙酸酯(E11-16:Ac),并在实验室条件下利用自制组装的触角电位仪以及田间生测试验验证了这一性信息素组分的引诱活性。Attygalle 等(1989)随后鉴定出茄黄斑螟性信息素次要组分反-11-十六碳烯醇(E11-16:OH)。田间试验证实E11-16:Ac 和E11-16:OH 两个组分混合使用能够显著提高昆虫诱捕量(Cork and Hall,1998)。Srinivasan 和 Babu(2000)将E11-16:OH 单独组分进行田间诱捕试验,也证实其单独使用不具有诱集活性,当与E11-16:Ac 混合使用,则能显著增加昆虫诱捕量。图1 和图2 是茄黄斑螟两个性信息素组分的化学结构式。

图1 E11-16:Ac 的化学结构Fig.1 Chemical structure of(E)-11-Hexadecenyl acetate

图2 E11-16:OH 的化学结构Fig.2 Chemical structure of(E)-11-Hexadecen-1-ol

2 茄黄斑螟性信息素的应用

2.1 虫情监测

利用昆虫性信息素监测具有灵敏、高效及准确等特点,可用于种群季节性消长调查、发生期、发生量等预测,并可根据虫量分析害虫的扩散与迁移等,制定相应的防治对策。例如,2005-2006年,印度的密鲁特地区利用性诱剂害虫监测结果表明:茄黄斑螟种群在8月初开始发生,10月中旬出现第一个害虫发生高峰,11 中、下旬出现次级峰以及最高峰。2006-2007年,再次对该地区进行虫情监测,发现害虫发生高峰发生于11月初。通过蛾量结果分析表明,茄黄斑螟害虫的发生量以及危害面积可能与气候条件(温度、湿度等)有关(Tiwari,2009)。茄黄斑螟性信息素也在其它不同地区的虫情监测中发挥了重要的作用(Kumar and Babu,1997;Alam et al.,2003;Cork,2004;Chatterjee,2009;Nayak et al.,2012)。

2.2 干扰交配

Alam 等(2003)在室内比较了性信息素存在与否对茄黄斑螟交尾产卵的影响,试验结果表明,透明塑料箱里无性信息素的条件下成虫交配成功率高且雌虫的产卵数是存在性信息素时的10 倍左右;而在性信息素存在条件下明显干扰成虫交配,产卵数降低。于生棣等(1990)腺体提取物中发现存在不具引诱活性的性信息素主组分反-11-十六碳烯乙酸酯对映异构体顺-11-十六碳烯乙酸酯(Z11-16:Ac),其推测该组分可能是茄黄斑螟性信息素的抑制剂。有研究者对Z11-16:Ac的生物活性进行了深入的研究,进一步生测试验发现在该组分存在时,茄黄斑螟雌蛾产卵数量很少,平均约8 粒,且没有卵孵化;而未放置Z11-16:Ac 时,产卵量显著增加,其数量达到90 粒左右,卵孵化基本都达到70-94%。试验数据对比表明,性信息素异构体Z11-16:Ac 对茄黄斑螟具有显著地交配干扰作用,此化合物虽对茄黄斑螟雄虫无引诱作用,但作为害虫交配干扰剂在该虫的防治中具有非常大的应用前景(Alam et al.,2003)。

2.3 大量诱捕

利用大量诱捕法防治茄黄斑螟始于20 世纪80年代末。在大量诱捕法的情况下,处于生长期的作物的危害率从平均41.8%下降到22%,成熟收获期的作物危害率则从51.2%降低到了26.4%,增加约50% 的产量(Cork et al.,2001;Singh,2005)。在对诱捕器的设置高度、类型及诱芯剂量等一系列优化试验研究后,性诱剂大量诱捕技术对茄黄斑螟的控制作用显著提高,并在实际应用中也越来越受到重视(Kumar et al.,2006;Bhanu et al.,2007,Pawar et al.,2009;Witzgall et al.,2010;Dutta et al.,2011)。

2.4 与其它防治技术结合应用

为了实现对茄黄斑螟危害的有效控制,性信息素则与其他的防治技术相结合,并已形成许多防 治 策 略(Chatterjee,2009;Mandal et al.,2009;Rahman and Ali,2009;Rahman et al.,2009;Shah et al.,2011)。例如,2006年3月-9月,Chatterjee(2009)在试验中做了6种结合方式,分别是M1 机械去除虫株,M2 只放性信息素诱捕器,M3 性信息素诱捕器+机械去除,M4 性信息素诱捕器+植物性治疗药剂,M5 性信息素诱捕器+机械去除+植物性治疗药剂,M6 农民喷药20 次,M7 不做任何处理。试验结果表明,组合M5 的害虫防治效果最佳,能减少76.59%的茄子损害,与M6 的化学防治76.36%的效果相当。其他几种方法防治效果排列依次是M4(71.72%)>M3(67.64%)>M1(58.35%)>M2(46.41%)。

Rahman 等(2009)也开展了性信息素与其他防治措施结合进行害虫防治方面的试验工作。试验将性信息素的防治效果与不同农药的防治效果作对比,从而筛选出好的防治措施。从健康茄果与受害茄果每公顷的产量中看出Marshal ® 20 EC(丁硫克百威)处理的效果最好,估算能减少80%以上的蛾量。随后这项结果与性信息素、机械控制等结合来防治虫害,根据茄梢和茄果的受害率,未危害与危害的产量等参数来评判最佳组合,最后得出Marshal®20 EC(每两天喷洒一次)+机械控制+性信息素诱捕器的防治方法组合(Rahman and Ali,2009)。

2.5 性信息素诱剂商品化

由于性信息素诱剂在害虫控制中的良好应用前景,国外有印度与孟加拉国等国家已经将茄黄斑螟的性信息素诱剂商品化。在印度其商品名有“Leucinlure”、“Nomate”、“Luicy lure”等。在孟加拉国,性信息素的商品名也已经申请注册完毕(Talekar,2004)。

3 影响性信息素诱剂诱捕效率的因素

3.1 茄黄斑螟性信息素剂量

为了充分发挥性诱剂在害虫防治中的作用,学者们开始一系列如信息素剂量、诱捕器类型、诱芯种类等的优化工作。Zhu 等(1987)筛选出茄黄斑螟性信息素主组分E11-16:Ac,田间试验证实信息素剂量为300 μg 时诱蛾效果最好。而Gunawardena 等(1989)研究表明主组分E11-16:Ac 在剂量从10-1000 μg 都没有很好的诱蛾效果。在斯里兰卡试验中证实单组分E11-16:Ac在剂量300 μg 时诱蛾效果不佳,3000 μg 才是最佳剂量(Attygalle et al.,1988)。有研究者将主组分与增效组分混合,试验结果表明,二者比例为100∶1 时诱虫效果最佳,即3000 μg E11-16:Ac及30 μg E11-16:OH(Cork et al.,2001)。Kumar 等(2006)在布巴内斯瓦尔地区的试验结论是4 mg 剂量下性信息素(二组分比例为100∶1)能有效诱蛾。

3.2 性信息素的诱捕器类型及其放置高度

Cork 等(2003)在杰索尔地区进行筛选优化诱捕器试验,比较了粘性三角板、双层船形、圆桶形以及夜蛾型诱捕器的引诱效果,结果表明三角板型与双层船形诱捕器的诱蛾效果相当,并明显多于其余两类诱捕器,同时三角板诱捕器的粘性区域半径与诱捕力呈正相关;而在“开”三角板、水盆、漏斗以及三角板型诱捕器的试验中发现,“开”三角板型的诱捕效果最佳,其余三类诱捕器则诱蛾效果相当(Cork et al.,2005a)。对当地生产的水盆诱捕器进行改良(在诱捕器上增加三角形或矩形的口径)并没有提高害虫引诱率,但同比诱蛾量都比黏性三角板高;同时发现在水中加洗衣粉、液体洗涤剂、柴油和杀虫剂都能有效的提高诱蛾量,其中洗涤剂的效果最明显。在田间每100 m2放3-6个诱捕器能达到良好控制效果,其中放置数在4-6 之间并没有明显的差异(Cork et al.,2005b)。

Jhala 等(2005a)进行三类诱捕器比较,其中黏性三角板能最有效的捕捉蛾子并减少茄螟对茄果、梢的危害,但是其黏性保持时间有限,需频繁换置,在应用中并不是首选,建议使用漏斗形,并将高度设置在1 m 处。同年,又报道空矿泉水瓶或低酒精瓶组装诱捕器能提高诱蛾量,并推荐一种新的诱捕器-改良的套筒诱捕器(sleeve trap),其效果与漏斗形,水盆形不相上下,因其成本低和使用方便,可成为新的推广类型(Jhala et al.,2005b)。Kumar 等(2009)研究证实套筒诱捕器有良好的效果。Andagopal 等(2010)试验结果是利用Wota-T 诱捕器效果最好,而诱杀剂选取水混合煤油。由于不同地区具有地理条件差异(如温度、湿度、气候等),需筛选适宜相应地区的诱捕器类型。如Srinivasan(2008)报道,在南亚的古吉拉特邦三角板形比漏斗诱捕器诱蛾量更多,而在北方邦漏斗形比三角板形诱捕器的效果好。

与诱捕器类型一样,诱捕器的高度也具有很重要的应用研究价值。在孟加拉国所进行的试验表明诱捕器高度位于作物顶端1.5 m 处其诱捕量最大,显著高于作物顶端以上或以下0.5 m 处(Cork et al.,2003);在北方邦,Alam 等(2003)得出将诱捕器设置在高作物0.25 m 处较水平作物或低作物顶端0.25 m 的效果更好。除此之外,Mazumder 等(2010)试验得出诱芯离地面1 m 时有良好的引诱效果。

3.3 性信息素的诱芯类型及作用距离

诱芯类型与性信息素释放率密切相关,其释放速率在经济效益上有很大的影响。21 世纪初,学者研究的三类诱芯,分别是聚乙烯瓶,白色橡胶诱芯、黑色橡胶诱芯。试验表明这三类诱芯的效果都较好,其中聚乙烯瓶的诱蛾量最显著(Cork et al.,2001)。Kumar 等(2006)研究结果则是橡胶诱芯优于离心管诱芯和塑料诱芯。根据田间与风洞试验,E11-16:OH 在白色橡胶诱芯和聚乙烯瓶的释放速率接近于E11-16:Ac 两倍;在白橡胶诱芯上,两个组分的释放速率都增加一倍。聚乙烯瓶的释放速率较其他诱芯快,27℃下,半衰期约60 d(Cork et al.,2001)。Alam 等(2003)研究低密度聚乙烯瓶的释放速率较快,高密度聚乙烯瓶的半衰期约超过100 d;天然橡胶较与混合橡胶(如腈,硅)的释放速率相似,且都慢于聚乙烯瓶。

诱芯的作用距离和田间的放置方式也都会影响诱剂的诱虫效果。Prasad 等(2005)研究发现诱芯的摆放间距应在10 m 或少于10 m。Singh 等(2007)研究诱捕器离茄地0 m、150 m 以及300 m处都有一定的诱蛾效果,这使性引诱剂在非茄地也能诱捕茄螟成为可能。

4 问题与展望

茄黄斑螟不仅直接钻蛀茄果对其产量和品质造成严重影响,人们取食其为害后的茄果对身体健康也有不利的影响,同时幼虫蛀果危害也导致化学药剂防治效果不理想。而应用昆虫性信息素技术具有专一性强、不污染环境、不杀伤天敌以及不易产生抗药性等优点,对维护农田生态系统的平衡,保持农业可持续发展具有重要意义。由于不同地区茄黄斑螟的生活环境等都有所区别(主要是温度、湿度、光周期等地理条件),茄黄斑螟的性信息素可能存在着地理种群差异。此外,我国对茄黄斑螟的性信息素研究与国外存在着较大差距,在基础及应用研究方面还需要开展大量的相关研究工作。因此在下一步的研究中,可以从以下几个方面进行深入研究:(1)茄黄斑螟性信息素次要组分的鉴定;(2)茄黄斑螟性诱剂组分比例、剂量、及诱芯剂型的研究;(3)茄黄斑螟性诱剂的有效作用距离,诱捕器诱捕蛾量与化学防治适期以及危害损失的相关性研究;(4)诱捕器设置高度、密度、诱捕器类型,诱芯持效期的研究;(5)基于寄主植物气味茄黄斑螟性诱剂的增效剂的研究;(6)茄黄斑螟性信息素交配干扰技术;(7)茄黄斑螟性诱剂与其它防治技术相配套的技术等。从具体的实际情况开展作业,使性诱剂在田间的作用效果达到最佳。开发和完善性信息素的使用技术,对丰富茄黄斑螟的综合防治技术,以及减少或取代化学杀虫剂的应用都具有十分重要的意义。

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