胡天義,趙旭東,耿薏舒,張龍娃,李逢良,郝德君

(1.南京林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，江蘇 南京 210037； 2.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與園林學(xué)院，安徽 合肥 230036；3.安徽省蚌埠市五河縣林業(yè)局，安徽 五河 233300)

美國白蛾Hyphantriacunea(Drury)是世界性的檢疫害蟲，由于其寄主廣、取食量大、繁殖力強、傳播速度快等特點，被列入全國林業(yè)危險性有害生物名單[1]。自1979年首次在遼寧省丹東市發(fā)現(xiàn)美國白蛾以來，到2021年3月已擴散至安徽、江蘇、上海等13個省(直轄市)607個縣(區(qū))[2]，危害包括林木、果樹、花卉及農(nóng)作物在內(nèi)的49科300多種植物。美國白蛾幼蟲取食寄主植物葉片，造成樹勢衰弱；大面積暴發(fā)時，植物葉片被食光，嚴(yán)重影響林木生長，甚至導(dǎo)致其死亡[3-4]，對我國森林資源及生態(tài)安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

為控制美國白蛾擴散和危害，對其進行日常蟲情監(jiān)測，是開展防治的依據(jù)和基礎(chǔ)。性信息素具有特異性強、監(jiān)測靈敏準(zhǔn)確等優(yōu)點，成為生產(chǎn)單位廣泛使用的監(jiān)測手段[5]。20世紀(jì)70年代，世界各國學(xué)者開始研究美國白蛾性信息素，先后鑒定出(9Z,12Z)-十八碳二烯醛、(9Z,12Z,15Z)-十八碳三烯醛等5種組分，按照不同配比進行林間試驗顯示出較好的引誘活性[6-7]。蘇茂文 等[8]鑒定出美國白蛾中國種群的性信息素組分有4種化合物，明確了不同組分的構(gòu)成比例，證明了林間引誘活性,但由于(3Z,6Z,9S,10R)-9,10-環(huán)氧-1,3,6-二十一碳三烯等關(guān)鍵組分合成難度大，一直未能實現(xiàn)批量生產(chǎn)。目前生產(chǎn)中應(yīng)用的性信息素均從國外進口。筆者在前期美國白蛾性信息素組分人工合成的基礎(chǔ)上，擬通過林間試驗，比較自主研發(fā)的性信息素與進口性信息素的引誘效果和誘芯持效時間，研究自主合成性信息素誘芯在美國白蛾種群監(jiān)測中的應(yīng)用，以期為美國白蛾的監(jiān)測和防控提供理論依據(jù)與實踐指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地選在安徽省蚌埠市五河縣城關(guān)鎮(zhèn)黃盆窯村(33°14′36″N，118°03′24″E)，主要樹種楊樹Populus，平均樹高30 m，平均胸徑32 cm，樹齡18 a。年均氣溫14.7 ℃，年均降雨量896.3 mm，年均日照時數(shù)2 306.7 h。

1.2 試驗材料

美國白蛾性信息素組分(3Z,6Z,9S,10R)-9,10-環(huán)氧-3,6-二十一碳二烯、(3Z,6Z,9S,10R)-9,10-環(huán)氧-1,3,6-二十一碳三烯、(9Z,12Z,15Z)-十八碳三烯醛，均自主人工合成。按質(zhì)量比例將性信息素組分溶解于100 μL重蒸二氯甲烷中，配制成溶液[9]，置于冰箱內(nèi)-20 ℃保存?zhèn)溆谩＿x擇袖口式橡膠塞[10-11]作為性信息素載體，并進行改進；誘芯制備前，將橡膠塞用無水乙醇清洗后，自然晾干，然后使用微量注射器取 20 μL性信息素溶液注入到橡膠塞的凹槽內(nèi)，制成誘芯。以進口的美國白蛾性信息素誘芯為對照。

誘捕器為Unitrap型，江蘇功成生物科技有限公司提供。誘捕器由上蓋、誘芯籠、漏斗形連接蓋和集蟲桶4部分組成。集蟲桶長13 cm、上部直徑17 cm、下部直徑14 cm，誘芯籠長4.5 cm、口徑2 cm；漏斗形連接蓋開口直徑9 cm。誘芯籠四周柵欄式開口，使用時將誘芯放置于誘芯籠中并掛設(shè)林間。為防止誘捕器內(nèi)的美國白蛾逃逸，在誘集桶內(nèi)加入適量洗衣粉水。

1.3 自主合成與進口美國白蛾性信息素誘芯的誘捕量比較

2021年4月30日，在試驗樣地通風(fēng)條件較好處，掛設(shè)一個自主合成美國白蛾性信息素誘芯，同時以進口的性信息素誘芯為對照，作為一個處理組，兩個誘捕器間距50 m，懸掛高度不低于2 m，共設(shè)置5個處理組重復(fù)，處理組的間距為100 m。每天檢查1次，記錄誘捕的美國白蛾雄成蟲數(shù)量。每次檢查時調(diào)換各個處理的誘捕器位置，以減少誘捕器位置對誘捕結(jié)果的影響。于美國白蛾第1代羽化高峰期后(2021年6月25日)更換各誘捕器內(nèi)的性信息素誘芯。

1.4 性信息素誘芯發(fā)生期監(jiān)測及持效期對比

選擇自主合成和進口的美國白蛾性信息素誘芯，每個處理重復(fù)5次，于第1代美國白蛾羽化高峰期后(2021年6月25日)在各處理內(nèi)新增掛設(shè)每種誘芯和誘捕器各1個，原誘芯不更換。新掛設(shè)誘芯誘捕數(shù)據(jù)用于監(jiān)測美國白蛾發(fā)生期，同時與原誘芯誘捕數(shù)據(jù)比較，以明確誘芯持效時間。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

林間試驗數(shù)據(jù)用 Excel 2019 整理匯總。利用SPSS 22.0軟件對數(shù)據(jù)進行處理和統(tǒng)計分析，使用Origin 2021制作圖表，由于成蟲發(fā)生期監(jiān)測時間較長，使用每3 d誘捕數(shù)據(jù)疊加作圖。不同類型性信息素誘芯誘捕的美國白蛾數(shù)量的差異顯著性采用獨立樣本T檢驗分析比較，不同類型誘芯的持效期用廣義線性模型(generalized linear model,GLM)分析，以美國白蛾種群數(shù)量為響應(yīng)變量，誘芯類型、更換誘芯與否為解釋變量，差異顯著性的水平為0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 美國白蛾成蟲發(fā)生期監(jiān)測

2021年5月3日，自主合成美國白蛾性信息素誘芯引誘到美國白蛾雄成蟲，越冬代羽化高峰期為5月3日左右至5月12日，羽化末期6月5日；第1代羽化期開始于6月23日，7月2—20日為羽化高峰期，7月26日為羽化末期，成蟲持續(xù)期為33 d；第2代成蟲出現(xiàn)在8月1日，8月13—16日為羽化高峰期，8月28日為羽化末期，成蟲持續(xù)期為28 d。

進口性信息素誘芯誘捕的美國白蛾越冬代羽化高峰期為5月3日左右至5月15日，羽化末期為5月27日；第1代羽化期開始于6月20日，7月2—17日為羽化高峰期，7月26日為羽化末期，持續(xù)期為36 d。第2代羽化期開始于8月7日，8月13—16日為羽化高峰期，8月31日為羽化末期，持續(xù)期為24 d。

自主合成和進口美國白蛾性信息素誘芯的誘捕曲線趨勢基本一致。(圖1)

2.2 自主合成與進口美國白蛾性信息素誘芯的誘捕量

根據(jù)誘捕動態(tài)峰值將成蟲分成3個世代，越冬代成蟲發(fā)生期為2021年4月30日—6月5日，第1代6月20日—7月26日，第2代8月1—31日。自主合成與進口性信息素誘芯對不同世代的美國白蛾誘捕量差異不顯著(越冬代t=1.100，P=0.303>0.05；第1代t=0.407，P=0.695>0.05；第2代t=1.370，P=0.208 >0.05)(表1)。

圖1 兩種性信息素誘芯監(jiān)測美國白蛾雄成蟲發(fā)生動態(tài)比較Fig.1 Comparison of occurrence dynamics of H.cunea male adults by two sex pheromone lures

表1 美國白蛾兩種性信息素誘芯的誘捕量Tab.1 Trapping amount of two kinds of sex pheromone lures of H.cunea 頭

2.3 美國白蛾性信息素誘芯持效期

自主合成美國白蛾性信息素新掛設(shè)誘芯和原誘芯的野外誘蛾量在8月13日開始出現(xiàn)顯著差異(P<0.05)，原誘芯在野外懸掛105 d時，與新掛誘芯的野外引誘效果出現(xiàn)顯著差異(P<0.05)；進口性信息素新掛誘芯和原誘芯的野外誘蛾量在8月25日開始出現(xiàn)顯著差異(P<0.05)，原誘芯在掛設(shè)117 d后和新掛設(shè)誘芯野外誘捕效果顯著差異(P<0.05)。(表2)

表2 兩種性信息素誘芯不同掛設(shè)時間的誘捕效果比較Tab.2 Trapping effect of two kinds of sex pheromone lures at different time

3 結(jié)論與討論

利用昆蟲性信息素進行害蟲監(jiān)測和防治具有高效、無毒、無污染、不傷害天敵等優(yōu)點，已經(jīng)成為農(nóng)林害蟲綠色防控的重要措施[12]。我國針對美國白蛾的性信息素分離鑒定與人工合成開展了大量研究，然而，近年來監(jiān)測和誘殺美國白蛾仍然以使用進口性信息素誘芯為主。本研究中，自主合成與進口的美國白蛾性信息素誘芯對不同世代美國白蛾的誘捕量之間無顯著差異，且自主合成性信息素誘芯對越冬代和第1代成蟲的誘捕總量均高于進口的。因此，自主合成的性信息素誘芯可以用于生產(chǎn)中美國白蛾的監(jiān)測和誘殺。

應(yīng)用性信息素監(jiān)測成蟲的發(fā)生期及種群動態(tài)已被研究證明其有效性[13-14]。筆者通過在林間長期布設(shè)誘捕器監(jiān)測美國白蛾的發(fā)生期，發(fā)現(xiàn)美國白蛾在安徽省蚌埠市1 a發(fā)生3代。由于試驗開始時間稍晚于越冬代羽化時間，推測越冬代在5月3日之前羽化；第1代和第2代羽化的時間間隔短于越冬代與第1代羽化的時間間隔，可能是由于不同世代的生物學(xué)和環(huán)境因素的影響，引起同一世代發(fā)育不同步，導(dǎo)致世代重疊現(xiàn)象[15]。本研究結(jié)果與安徽省發(fā)布的2021年美國白蛾的發(fā)生趨勢預(yù)測[16]基本吻合，表明自主合成的性信息素誘芯適用于美國白蛾種群動態(tài)及發(fā)生期監(jiān)測。

本研究中，自主合成性信息素誘芯在美國白蛾成蟲期的不同時間段內(nèi)均可誘捕到雄成蟲，反映了美國白蛾的林間蟲口數(shù)量和發(fā)生動態(tài)，也表明自主合成的性信息素誘芯用于監(jiān)測美國白蛾發(fā)生期和發(fā)生量具有可靠性。昆蟲性信息素誘芯的緩釋期長，能夠減少誘芯更換次數(shù)，降低使用成本。但是，如果誘芯的更換時間過長，引誘數(shù)量減少，不能準(zhǔn)確反映林間的蟲口數(shù)量，達不到精準(zhǔn)監(jiān)測的目的。自主合成誘芯在掛設(shè)105 d后與新掛誘芯和進口誘芯誘捕效果顯著差異，此時為第2代美國白蛾羽化始盛期，表明自主合成的性信息素誘芯高效持效期為105 d；進口誘芯在掛設(shè)117 d時與新掛誘芯和自主合成新掛誘芯誘捕效果顯著差異，此時為第2代美國白蛾羽化盛末期，表明進口性信息素誘芯高效持效期為117 d。無論是進口性信息素誘芯還是自主合成性信息素誘芯的持效期均超過100 d，但更換后的新掛誘芯和不更換的原誘芯誘捕數(shù)量差異顯著，所以需根據(jù)美國白蛾不同世代間隔時間科學(xué)更換誘芯。此外，誘芯持效期的差異可能是由于誘芯緩釋載體的不同，因為載體本身的物理性質(zhì)對性信息素的釋放速率會產(chǎn)生一定影響[17]。在性信息素中加入抗氧化劑可以提高誘芯的持效期，在黃斑卷蛾Aclerisfimbriana性信息素中加入5%～10%的抗氧化劑BHT(2,6-二叔丁基對甲酚)，持效期延長了6～8周[18]；在梨小食心蟲Grapholitamolesta性信息素中添加40%的抗氧化劑BHT，持效期是單獨添加性信息素的3.8倍[19]。后續(xù)將研究添加抗氧化劑對誘芯持效期的影響，進一步優(yōu)化誘芯相關(guān)配套使用技術(shù)，推動自主合成的性信息素誘芯在美國白蛾種群監(jiān)測和防控中的推廣應(yīng)用。