趙寧,澤桑梓,楊斌*
(1.西南林業(yè)大學(xué),西南山地森林資源保育與利用省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,云南昆明 650224;2.云南省林業(yè)科學(xué)院森林保護(hù)研究所,云南昆明 650204)
植食性昆蟲在尋找寄主植物的過(guò)程中不可避免的會(huì)遇到非寄主植物或非寄主植物釋放出的次生代謝物質(zhì)的干擾,這些物質(zhì)影響昆蟲的寄主定向和逃避行為,求偶和產(chǎn)卵行為及取食行為,甚至影響昆蟲的發(fā)育和存活[1-5]。研究表明,非寄主植物揮發(fā)性物質(zhì)對(duì)昆蟲寄主選擇和取食有明顯干擾作用。Wilson等[6]室內(nèi)試驗(yàn)顯示,非寄主闊葉植物散發(fā)的氣味物質(zhì)能有效地干擾針葉害蟲黑山大小蠹Dendroctonus ponderosae對(duì)引誘劑的反應(yīng);曹兵[7]的研究表明非寄主臭椿Ailanthus altissima提取物對(duì)光肩星天牛Anoplophora glabripennis具有驅(qū)避作用;劉志龍[8]的研究表明蕓香科吳茱萸 Tetradium ruticarpum的揮發(fā)性物質(zhì)對(duì)玉米象Sitophilus zeamais成蟲和赤擬谷盜Tribolium castaneum成蟲和幼蟲有拒食作用。楊群芳[9]、岳峰[10-12]等的室內(nèi)研究也表明,非寄主植物釋放的揮發(fā)性化學(xué)物質(zhì)能夠影響縱坑切梢小蠹Tomicus piniperda對(duì)寄主云南松Pinus yunnanensis的選擇。但是,大部分研究都是室內(nèi)試驗(yàn),其結(jié)果還沒(méi)有得到林間試驗(yàn)的驗(yàn)證,尚不知道非寄主氣味物質(zhì)能否在林間顯現(xiàn)出相同的干擾作用。岳峰[13]等通過(guò)野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)云南松與藏柏Cupressus torulosa混交對(duì)縱坑切梢小蠹有較好的抗性,基于此,作者利用藏柏提取物進(jìn)行野外林間試驗(yàn),研究藏柏提取物對(duì)縱坑切梢小蠹侵害松梢的影響。
1.1 材料 采集藏柏鮮葉,用蒸餾水清洗葉片表面的灰塵后加入適量的乙醇浸泡15 d,然后采用減壓濃縮蒸餾濃縮提取物。
1.2 方法 試驗(yàn)在云南省沾益縣九龍山林場(chǎng)進(jìn)行。用乙醇配制5%,10%,20%的藏柏提取物。設(shè)定20 m×30 m的標(biāo)準(zhǔn)樣地,按對(duì)角線隨機(jī)抽取20~25年生、胸徑10~15 cm的云南松15株,將藏柏提取物均勻地噴在云南松主側(cè)枝以下20 cm處,每個(gè)濃度噴5株。選擇遠(yuǎn)離試驗(yàn)樣地的云南松純林噴施乙醇和不作處理作為對(duì)照組。分別于噴后1個(gè)月及2個(gè)月統(tǒng)計(jì)處理組、對(duì)照組的受害梢以及試驗(yàn)株5 m和5~10 m半徑范圍內(nèi)的云南松梢頭受害情況。
受害梢率(%)=受害梢數(shù)/調(diào)查梢總數(shù)×100;
受害梢增長(zhǎng)率(%)=(后期調(diào)查受害梢數(shù)-前期調(diào)查受害梢數(shù))/前期調(diào)查受害梢數(shù)×100。
數(shù)據(jù)分析均利用SPSS 13.0進(jìn)行。
2.1 不同濃度藏柏提取物對(duì)縱坑切梢小蠹侵害寄主梢頭的影響 噴藥1個(gè)月后,5%,10%,20% 提取物處理的云南松,松梢受害率分別增加了5.7%,3.9%和1.7%,而噴乙醇的云南松松梢受害率增加了7.8%,未處理的云南松松梢受害率增加了7.4%,效果最好的20%藏柏提取物處理后松梢受害率與噴乙醇對(duì)照相比增長(zhǎng)率低了78.2%。在噴施2個(gè)月后,云南松松梢受害率增加明顯加快,效果最好的20%提取物松梢受害率跟上月相比增加3.8%,對(duì)照松梢受害率增加6.2%,是處理組的2倍左右(表1)。10%和20%提取物處理后云南松松梢受害率跟對(duì)照相比具有差異性(P<0.05)。
表1 不同濃度藏柏提取物對(duì)縱坑切梢小蠹侵害云南松梢頭的影響
2.2 不同空間距離對(duì)藏柏提取物作用的影響 不同濃度的藏柏提取物處理云南松后隨著空間距離和處理時(shí)間的延長(zhǎng),松梢的受害梢率也逐漸增大。處理1個(gè)月后,在空間距離5 m和5~10 m范圍內(nèi),10%和20%藏柏提取物處理的松梢被害增長(zhǎng)率與對(duì)照組的松梢被害增長(zhǎng)率差異顯著(P<0.05)。20%的藏柏提取物處理1個(gè)月后,在5 m范圍內(nèi)松梢被害增長(zhǎng)率比噴乙醇對(duì)照組低22.3%,在5~10 m范圍內(nèi)松梢被害增長(zhǎng)率比噴乙醇對(duì)照組低28.1%(圖1)。用藏柏提取物處理2個(gè)月后,在5 m和5~10 m的范圍內(nèi),藏柏提取物處理組與對(duì)照組松梢被害增長(zhǎng)率沒(méi)有明顯差異(P>0.05)(圖2)。
圖1 不同濃度的藏柏提取物處理1個(gè)月后空間距離對(duì)提取物作用的影響
圖2 不同濃度的藏柏提取物處理2個(gè)月后空間距離對(duì)提取物作用的影響
藏柏提取物對(duì)云南松縱坑切梢小蠹侵害松梢有明顯的干擾作用,干擾強(qiáng)度與提取物劑量濃度、提取物噴施持續(xù)時(shí)間和提取物輻射范圍有關(guān)。本研究采用乙醇作為溶劑,研究藏柏提取物對(duì)云南松縱坑切梢小蠹影響。溶劑乙醇在室內(nèi)試驗(yàn)中對(duì)縱坑切梢小蠹沒(méi)有明顯嗅覺(jué)影響,野外試驗(yàn)用噴施乙醇溶劑作為對(duì)照,也證實(shí)乙醇對(duì)小蠹蟲取食和遷移沒(méi)有明顯影響。20%的藏柏提取物對(duì)縱坑切梢小蠹侵害松梢干擾效果最好,處理1個(gè)月后,處理株云南松松梢的受害率為18.4%,對(duì)照株的松梢受害率為24.6%,處理株受害梢增長(zhǎng)率比對(duì)照株低78.2%。在用藏柏提取物處理1個(gè)月后,5 m和5~10 m范圍內(nèi)的云南松松梢被害增長(zhǎng)率跟對(duì)照組相比具有明顯的差異性,5 m范圍內(nèi)松梢被害增長(zhǎng)率比對(duì)照組低22.3%,5~10 m范圍內(nèi)松梢被害增長(zhǎng)率比對(duì)照組低28.1%。藏柏提取物處理2個(gè)月后,5 m和5~10 m范圍內(nèi)的云南松松梢被害增長(zhǎng)率跟對(duì)照組相比沒(méi)有差異性。
昆蟲主要是借助化學(xué)感受器來(lái)鑒別植物的信號(hào)物質(zhì),在昆蟲與植物的關(guān)系中,化學(xué)識(shí)別占中心地位[1,3-4]。昆蟲對(duì)于寄主植物有趨性并且嗜食,對(duì)非寄主植物趨性不明顯或忌避[14-19]。研究顯示藏柏提取物中的揮發(fā)性物質(zhì)主要是烯烴類、脂肪酸類和芳香烴類等化合物[20-21],這些物質(zhì)中的某些成分可能干擾了縱坑切梢小蠹對(duì)寄主植物的定位或阻礙其取食,但究竟是哪種或哪幾種物質(zhì)起的作用,以及藏柏提取物中干擾縱坑切梢小蠹有效成分的緩慢釋放等都有待于進(jìn)一步的研究,同時(shí)藏柏提取物是否對(duì)其它害蟲具有驅(qū)避作用也還有待于進(jìn)一步研究。
[1] 欽俊德.昆蟲與植物的關(guān)系——論昆蟲與植物的相互作用及其演化[M].北京:科學(xué)出版杜,1987:113-123.
[2] 閻鳳鳴.化學(xué)生態(tài)學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社,2003:149-160.
[3] 畢擁國(guó),王志剛,黃大莊,等.植物次生性物質(zhì)對(duì)植食性昆蟲的抗蟲作用及其分析方法[J].河北林果研究,2006,21(4):373-377.
[4] 盧偉,侯茂林,文吉輝,等.植物揮發(fā)性次生物質(zhì)對(duì)植食性昆蟲的影響[J].2007,33(3):7 -11.
[5] 朱麟,古德祥.昆蟲對(duì)植物次生性物質(zhì)的適應(yīng)策略[J].生態(tài)學(xué)雜志,2000,19(3):36 -45.
[6] Wilson I M,Borden J H,Gries R,et al.Green leaf volatiles as antiaggregants for the mountain pine beetle,Dendroctonus ponderosae Hopkins(Coleoptera:Scolytidae) [J].J Chem Ecol,1996,22(10):1 861 -1 875.
[7] 曹兵,李治中,姬學(xué)龍,等.臭椿提取物對(duì)光肩星天牛的驅(qū)避作用[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2004,28(1):47-49.
[8] LIU Z L,HO S H.Bioactivity of the essential oil extracted from Evodia rutaecarpa Hook f.et Thomas against the grain storage insects,Sitophilus zeamais Motsch and Tribolium castaneum(Herbst) [J].Journal of Stored Products Research,1999,35(4):317-323.
[9] 楊群芳,周祖基,李慶.植物精油對(duì)云南松縱坑切梢小蠹的驅(qū)避活性研究[J].西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2003,25(4):357-359.
[10] 岳鋒,楊斌.云南切梢小蠹對(duì)不同非寄主植物的嗅覺(jué)反應(yīng)[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2011,39(24):14 649 -14 651.
[11] 岳鋒,楊斌.不同非寄主植物對(duì)云南切梢小蠹嗅覺(jué)行為的影響[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué),2011,(3):65-67.
[12] 岳鋒,楊斌.3種非寄主植物對(duì)云南縱坑切梢小蠹嗅覺(jué)行為的影響[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2011,20(8):190 -193.
[13] 岳鋒,楊斌,馮丹,等.云南松混交林抗云南切梢小蠹的效果研究[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2011,39(4):159 -161.
[14] 任立云,曾玲,陸永躍,等.馬纓丹揮發(fā)油成分及其對(duì)美洲斑潛蠅成蟲產(chǎn)卵、取食行為的影響[J].廣西農(nóng)業(yè)生物科學(xué),2006,25(1):43 -47.
[15] 趙濤,李麗莎,周楠.云南松對(duì)松小蠹的引誘能力及揮發(fā)物組成[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2002,30(4):47 -49.
[16] 閻雄飛,李曉娟,駱有慶,等.光肩星天牛成蟲對(duì)原寄主枝條揮發(fā)物趨向的測(cè)定[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2008,30(3):80-84.
[17] 嚴(yán)善春,程紅,楊慧,等.青楊脊虎天牛對(duì)植物源揮發(fā)物的EAG 和行為反應(yīng)[J].昆蟲學(xué)報(bào),2006,49(5):759 -767.
[18] 嚴(yán)善春,孫江華,遲徳富,等.植物揮發(fā)性物質(zhì)對(duì)落葉松球果花蠅的驅(qū)避效果[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2003,23(2):314 -319.
[19] 嚴(yán)善春,張丹丹,遲德富.植物揮發(fā)性物質(zhì)對(duì)昆蟲作用的研究進(jìn)展[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2003,14(2):310 -313.
[20] 彭華昌.藏柏葉精油化學(xué)成分的研究[J].貴州林業(yè)科技,1989,17(1):65 -67.
[21] 岳峰.基于嗅覺(jué)反應(yīng)的抗云南切梢小蠹混交模式實(shí)驗(yàn)室研究[D].昆明:西南林業(yè)大學(xué),2011:38-40.