徐智文 孔伟浩 周艳涛 严善春

(东北林业大学,哈尔滨,150040)

天牛属昆虫纲、鞘翅目、天牛科(Cerambycidae)，分布广，种类多，全世界已知的天牛种类有13个亚科[1]，共有约45 000种，我国已记载有3 100余种[2]。天牛对植物的危害主要以幼虫期为主，成虫虽然由于补充营养取食枝叶，也能引起危害，但一般并不严重。树木常因干部被幼虫蛀食钻坑，造成正常生长受阻，树势衰弱，生长量降低。在危害严重时，能导致树木迅速死亡。树木被天牛蛀食后，常易遭受其他害虫及病菌的入侵，并易被大风吹折[3]。所以，监测和控制天牛类害虫的扩散和传播是保护森林生态安全的必要措施，受到国内外的普遍重视。

昆虫信息素及寄主挥发物等化学物质，在昆虫进行生境选择、寄主选择、配偶选择，以及交配过程中都发挥着重要作用[4]。目前对天牛类昆虫，已在天牛亚科(Cerambycinae)[5]、椎天牛亚科(Spondylidinae)[6]、锯天牛亚科(Prioninae)[7]、沟胫天牛亚科(Lamiinae)[8]和花天牛亚科(Lepturinae)[9]中的一些种类中分离并鉴定出了性信息素和聚集信息素组分，其中，松墨天牛(Monochamusalternatus)的性信息素在林间诱捕中的应用技术及工业生产已趋于完善，日益成为监控、防治松墨天牛的重要手段[10]。昆虫信息素与寄主植物挥发物的组合诱芯，会增强诱捕效果[11-12]。α-蒎烯是松树挥发物的一个主要成分。樊建庭等的野外试验证明，α-蒎烯是松墨天牛取食及产卵的重要引诱物质[13-14]。衰弱木往往会释放乙醇，对以衰弱木为寄主的天牛具有诱集效果[15]。将α-蒎烯与适量乙醇混合可以极大地增强对天牛的引诱效果[16]。

美国加利福尼亚大学河边分校Jocelyn Millar教授对北美洲及欧洲一些天牛种类的信息素进行了鉴定和人工合成。利用这些人工合成的天牛信息素，在美国进行林间诱捕试验，发现其他非目标天牛种类对这些诱芯有趋性[17]，即这些人工合成的天牛信息素诱芯可以诱捕到没有用来提取这些信息素的天牛种类。为揭示这些信息素诱芯对我国天牛的诱捕效果，同时，为了探明利它素和植物源挥发物对这些人工合成信息素诱捕效果的影响，进行了林间诱捕试验。比较分析信息素、利它素和植物源挥发物不同搭配组合诱芯对天牛的诱捕效果，以期筛选出对我国天牛具有最佳诱捕效果的诱芯，为林内天牛种类及种群数量的监测提供生态安全、便捷高效的技术支撑。

1 材料与方法

1.1 诱捕器和诱芯选择

诱捕器为飞行拦截挡板式诱捕器(美国俄勒冈州波特兰AlphaScents公司)。

信息素由美国加利福尼亚大学河边分校昆虫学系Jocelyn Millar教授提供，12种信息素化合物组合成6组诱芯(表1)。将各组信息化合物溶解在45 mL异丙醇中，配成质量浓度为100 g·L-1的信息素异丙醇溶液。取1 mL信息素异丙醇溶液即100 mg信息素，置于透明的聚乙烯塑料袋中，制成信息素诱芯。在林间试验条件下检测信息素的释放率为12 mg·d-1。

墨天牛属商业化诱芯由加拿大信息化合物公司(Synergy Semiochemicals)提供，其诱芯组分为：墨天牛属信息素monochamol(十一氧基乙醇)，再加2种利它素(小蠹虫聚集信息素)，即小蠹烯醇和2-甲基-3-丁烯-2-醇。3个组分的比例为1∶1∶1[18]。含有利它素的诱芯在林间试验条件下释放率为1 mg·d-1。

植物源挥发物混合诱芯的制备：分别取1 mL浓度为75%的乙醇和99%的α-蒎烯置于透明的聚乙烯塑料袋中，制成植物源混合诱芯。植物源混合诱芯的释放率为113 mg·d-1。

表1 由12种信息素化合物组成的6种诱芯的组分配比 g

1.2 试验地点与设计

首年(2013年)诱捕试验设置在3个地点：①哈尔滨市东北林业大学城市林业示范基地，样地设在30年生兴安落叶松(Larixgmelinii)林内；②东北林业大学凉水实验林场，样地设置在20年生红松(Pinuskoraiensis)林内；③东北林业大学帽儿山实验林场老山观测站，样地设置在30年生兴安落叶松林内。3块样地的相对位置见图1。首年试验采用完全随机区组设计，每处样地设置3个区组，每区组含6种不同的诱芯(表1)，3块样地共9个区组54个诱捕器。诱捕器悬挂于树干一侧，昆虫收集杯距地面1.5～2.0 m，各诱捕器之间的间隔距离为12～15 m。诱捕试验于6月上旬开始，8月下旬结束，期间每周检查一次诱捕器，每5周更换一次诱芯；并在每次更换诱芯时，轮换诱捕器的位置，即将第1个位置的诱捕器悬挂到第2个诱捕器的位置上，第2个诱捕器悬挂到第3个诱捕器的位置上，以此类推，最后一个诱捕器悬挂到第1个诱捕器的位置，以起到随机悬挂的效果。

根据首年试验结果，混合4对墨天牛属有显著的诱捕效果，故次年试验采用混合4墨天牛属信息素monochamol作为独立诱芯，以及其与利它素、植物源挥发物搭配成的组合诱芯(表2)，对墨天牛属进行林间诱捕试验。试验地点设在帽儿山实验林场老山观测站2块林分状况相近的30年生云杉纯林内，分别标记为样地A与样地B，样地的相对位置见图2。在A、B样地，诱捕器搭载的诱芯种类见表2。每种诱芯各设置4次重复，空白对照搭载无引诱剂的空白聚乙烯塑料袋。诱捕器悬挂方法同上。样地内每个诱捕器之间的间隔为8～10 m。诱捕试验于6月上旬开始，9月上旬结束。每40 d更换1次信息素诱芯，每4～5 d更换1次植物源混合诱芯，同时检查诱捕器收集杯，记录诱捕到的天牛数量。将诱捕到的天牛置于样品袋内，编号后带回到实验室，制作成针插标本，进行种类鉴定及计数。

表2 天牛诱捕试验的组合诱芯

注：各组合诱芯的载体为透明的聚乙烯塑料袋。信息素A成分为Monochamol；信息素B成分为Monochamol+2种利它素(小蠹烯醇+2-甲基-3-丁烯-2-醇)；植物源挥发物成分为乙醇+α-蒎烯。

图1 首年天牛诱捕试验样地的相对位置

图2 老山观测站天牛诱捕试验各样地的相对位置

1.3 数据处理

统计诱捕到的天牛数量，采用Kolmogorov-Smimov法检验试验原始数据的正态性。6种诱芯对于不同属天牛的诱捕效果采用Cochran Q检验法进行差异显著性检验；同一诱芯对不同属天牛的诱捕效果采用Duncan检验法进行差异显著性检验；采用2个独立样本t检验方法比较2种信息素诱捕结果的差异显著性。采用广义线性模型中的正交分析法分析信息素与植物源挥发物结合的诱捕效果差异显著性。Kolmogorov-Smimov检验结果显示，首年试验原始数据部分不服从正态分布，试验数据均采ln(x+1)转换处理；次年各试验中原始数据均服从正态分布，因此采用原始数据进行各项统计分析。所有统计分析均通过SPSS 17.0进行。

2 结果与分析

2.1 信息素诱芯对天牛科昆虫的诱捕效果

6种信息素诱芯对天牛科昆虫诱捕效果见表3。由表3可见，6种信息素诱芯共诱到4个属的天牛93头。6种诱芯对墨天牛属(Monochamus)的诱捕效果差异极显著(P=0<0.01)，对其他3个属天牛均无显著差异。诱芯混合2诱捕到了全部4个属的天牛，对于4个属的诱捕效果无显著差异(P=0.274>0.05)。混合5只诱到了1个属，其他4组诱芯均诱到2个属。混合4诱捕到的天牛数量最多(59头)，诱捕效果显著高于其他5组诱芯(P=0.005<0.01)。

试验期间共诱捕到墨天牛属天牛67头，其中云杉小黑天牛(M.sutor)16头、云杉大黑天牛(M.urussori)8头、云杉花墨天牛(M.saltuarius)43头；诱捕到脊虎天牛属(Xylotrechus)天牛22头，全部为桦脊虎天牛(X.clarinus)；断眼天牛属(Tetropium)3头，均为光胸断眼天牛(T.castaneum)；花天牛属(Leptura)1头，均为曲纹花天牛(L.arcuata)。混合4诱捕到墨天牛属58头，诱捕效果极显著高于其余5组诱芯(P=0<0.01)。6种诱芯均诱捕到了脊虎天牛属的天牛，但各组诱芯的诱捕效果无显著差异(P=0.146>0.05)。

2.2 混合4对于墨天牛属不同种类的诱捕效果

试验期间混合4共诱捕到58头墨天牛属天牛，其中17头雄虫，41头雌虫；诱捕到的云杉花墨天牛最多，共42头(雄虫12头，雌虫30头)，云杉小黑天牛次之，为12头(雄虫2头，雌虫10头)，云杉大黑天牛4头(雄虫3头，雌虫1头)(表4)。混合4对云杉花墨天牛的诱捕效果显著优于云杉小黑天牛和云杉大黑天牛(P=0.019<0.05、P=0.008<0.05)，且对于墨天牛属雌性的诱捕效果显著高于雄性(P=0.022<0.05)。

2.3 墨天牛属信息素与利它素、植物源挥发物的组合诱芯对墨天牛属的诱捕效果

在林间诱捕试验期间，在A、B两块样地上，6种诱芯诱捕到的天牛均为云杉花墨天牛(表5)，未诱捕到其他种类的天牛，空白对照未诱捕到天牛。

表3 天牛信息素诱芯对不同属天牛的诱捕效果

注：*表示不同诱芯对于该属天牛的诱捕效果差异极显著；对于5个以下的样本，由于样本数量太少，故不进行差异显著性分析。

表4 信息素混合4对墨天牛属3种天牛的诱捕效果

注：*号表示对同一种天牛雄性和雌性的诱捕量差异显著(n=4)。

表5 组合诱芯对云杉花墨天牛的诱捕效果

注：*号表示同一诱芯对雄雌天牛诱捕量差异显著(n=4)。

两块样地中的植物源挥发物诱芯，即混合2和混合5诱芯分别诱捕到12头(雄性6头，雌性6头)和4头(雄性2头，雌性2头)，说明在样地A的云杉花墨天牛种群数量多于样地B。混合3信息素A+植物源挥发物诱芯诱捕到的云杉花墨天牛数量最多，共23头(雄性10头，雌性13头)。混合1信息素A(Monochamol)诱芯的诱捕量次之，为14头(雄性4头，雌性10头)。混合4信息素B(Monochamol+2种利它素)和混合6信息素B+植物源挥发物诱芯分别诱捕到4头(雄性2头，雌性2头)和9头(雄性5头，雌性4头)。在2块样地中，信息素诱芯与植物源挥发物诱芯，即混合1与混合2，混合4与混合5的诱捕效果差异不显著，然而信息素与植物源挥发物的组合诱芯，诱捕效果在2块样地都有所提升，且对雄性的诱捕效果提升显著(P=0.042、0.039<0.05)。说明植物源挥发物可以增强信息素对云杉花墨天牛的诱捕效果，且对雄性诱捕效果的增强更为显著。在样地A，混合1与混合3对于雌性的诱捕效果均显著高于雄性(P=0.038<0.05、P=0.045<0.05)；但在样地B，在信息素中加入利它素后，即混合4与混合6，其诱捕量分别相较于混合1、混合3显著降低，对雌、雄的诱捕效果无显著性差异。诱捕效果降低的原因是因样地B云杉花墨天牛种群数量低，还是因利它素在某种程度上降低了信息素的诱捕效果，有待进一步研究。

3 结论与讨论

本研究首年使用的6组信息素诱芯共诱到分属于不同天牛亚科的4个属的天牛种类，其中一组信息素诱芯，即混合2诱捕到了全部4个属的天牛。近年来越来越多的文献表明，利用天牛不同种间信息素的相似性，可以同时诱捕多个种类[19-20]，Millar在美国的林间诱捕试验[17]也得到了类似的结果。因此，混合2诱芯组份可能是多种天牛信息素中的相似部分，对于天牛科昆虫具有广泛的诱集作用，但诱捕效果有待提高。混合4诱芯对于墨天牛属云杉花墨天牛的诱捕效果显著高于其他种类天牛。

墨天牛属信息素Monochamol与植物源挥发物的组合诱芯对云杉花墨天牛的诱捕具有增效作用，对雄性云杉花墨天牛的诱捕效果提升显著。Meng et al.对光肩星天牛(Anoplophoraglabripennis)进行的林间诱捕试验证明，将聚集性信息素与植物源挥发物搭配使用，诱捕效果明显优于单独使用聚集性信息素或植物源挥发物[21]，本试验结果与之一致。Saint-Germain et al.研究报道，相对于雌性天牛，雄性天牛更加偏好于植物源挥发物，其目的是定位到合适的寄主植物后，释放性信息素吸引雌性天牛，为雌性天牛的产卵提供更便利的条件[22]。在诱芯中添加利它素(小蠹烯醇、2-甲基-3-丁烯-2-醇)后，对云杉花墨天牛的诱捕量显著降低。樊建庭报道小蠹信息素会抑制植物挥发物对松墨天牛引诱效果[14]。本研究中，信息素+利它素组合诱芯诱捕量显著降低的原因，是因样地B云杉花墨天牛种群数量低，还是因利它素在某种程度上降低了信息素的诱捕效果，有待进一步研究。

综上，在一般性天牛科昆虫调查和种群监测时，推荐使用混合2诱芯；对于某地区墨天牛属天牛进行调查时，可以使用混合4诱芯；而对云杉花墨天牛进行诱捕时，推荐使用信息素Monochamol与植物源挥发物组合诱芯。