張華峰
(1.廈門市綠化中心,福建 廈門 361004;2.福建農(nóng)林大學(xué)林學(xué)院,福建 福州 350002)
椰心葉甲(Brontispa longissima)屬鞘翅目(Coleoptera)鐵甲科(Hispidae)潛甲亞科(Anisoderinae)昆蟲,是棕櫚科(Arecaceae)植物最具危險性害蟲之一[1-3]。該蟲主要危害以椰子(Cocos nucifera)為主的25個屬,約34種棕櫚科植物[4]。1999年以來,該蟲陸續(xù)在廣東、海南、廣西、福建、臺灣等地區(qū)被發(fā)現(xiàn),并隨棕櫚科植物苗木的人為調(diào)運(yùn),快速地向寄主植物種植地區(qū)擴(kuò)散、蔓延[2]。該害蟲以幼蟲和成蟲聚集在棕櫚科植物的未展開心葉中取食危害,被取食葉片呈現(xiàn)褐色病斑[1-4]。植株受害后,輕則樹勢減弱,引起次期性害蟲進(jìn)一步危害,導(dǎo)致植物心部逐漸腐爛,無新葉抽出,直至整株枯死[5-7]。在該蟲的防治上,彭正強(qiáng)等[8]用啶蟲脒、殺蟲單和高效氯氰菊酯等化學(xué)農(nóng)藥開展了防治研究;朱國權(quán)等[9]采用印楝素和煙堿等植物源殺蟲劑防治該蟲;吳悅歡等[10]施放椰甲截脈姬小蜂(Ascodes hispinarum)、彭正強(qiáng)等[8]施放椰心葉甲嚙小蜂(Tetrastichus brontispae)等天敵生物防治該害蟲,徐超等[11]開展了應(yīng)用病原細(xì)菌和綠僵菌生物防治該蟲的研究;李洪等[12]研究了薇甘菊次生物質(zhì)對椰心葉甲的忌避活性。由于椰心葉甲藏匿在棕櫚科植物心葉中取食危害,早期不易發(fā)現(xiàn),且受棕櫚植物心葉的保護(hù),造成該蟲監(jiān)測和防治十分困難。
昆蟲驅(qū)避劑是一類具有驅(qū)避昆蟲作用的化學(xué)物質(zhì),其本身并沒有殺蟲特性,僅通過氣味分子信息驅(qū)避昆蟲[13]。近年來,昆蟲驅(qū)避劑在城市衛(wèi)生害蟲防控中研究和應(yīng)用得較多[14-16]。美國默克公司研制的伊默寧(IR3535),又叫驅(qū)蚊酯,主要成分為丁基乙酰氨基丙酸乙酯,是一種廣譜、高效的昆蟲驅(qū)避劑,對昆蟲和其它節(jié)肢動物具有很好的驅(qū)避效用[17]。N,N-二乙基間甲苯甲酰胺(DEET)對蚊、蠓有較好的驅(qū)避效果,仍是目前較廣泛使用且效果較穩(wěn)定的昆蟲驅(qū)避劑[18]。馬曉乾等[19]在室內(nèi)和林間防治樟子松球果象甲(Pissodes validirostris)成蟲試驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)風(fēng)油精、樟腦和花露水按一定比例混配,對樟子松球果象甲成蟲有良好的驅(qū)避作用。本研究應(yīng)用9種植物揮發(fā)化合物噴施于棕櫚科植物心葉,用刺激性氣味驅(qū)趕藏匿在心葉中的椰心葉甲,研究植物揮發(fā)性化合物對椰心葉甲的忌避行為,評價不同植物揮發(fā)化合物對該害蟲驅(qū)避效果,為該蟲的監(jiān)測預(yù)報以及防控提供有效途徑。
2020年7 月,在廈門市島內(nèi)外綠地和綠化帶共設(shè)置8個試驗(yàn)監(jiān)測點(diǎn),其中島內(nèi)4個,島外4個,受椰心葉甲危害的植物為老人葵(Washingtonia filifera),平均樹高3.3 m。老人葵受害程度參考海南省地方標(biāo)準(zhǔn)《椰心葉甲種群數(shù)量調(diào)查和防治指標(biāo)》[20]進(jìn)行劃分,試驗(yàn)點(diǎn)概況見表1。
表1 試驗(yàn)點(diǎn)概況Tab.1 Overview of the test site
1.2.1 供試藥品
在室內(nèi)應(yīng)用昆蟲觸角電位儀(EAG)進(jìn)行試驗(yàn)測試[21],篩選出對椰心葉甲有一定刺激、脅迫作用的9種氣味化合物(表2),作為待測昆蟲驅(qū)避劑。每種驅(qū)避劑用石蠟油稀釋10 μL·mL-1,充分搖勻后備用,以石蠟油作為對照。
表2 試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)化合物Tab.2 List of test standard compounds
1.2.2 植物揮發(fā)性化合物對椰心葉甲忌避行為
在試驗(yàn)地內(nèi)隨機(jī)選擇受椰心葉甲危害的老人葵50株,試驗(yàn)人員爬上人字梯,用裝有驅(qū)避劑的噴壺,對準(zhǔn)受害植株心葉部位,每次均勻噴灑5 mL藥液,每種化合物為一個處理,以石蠟油作為對照,每種處理做5個重復(fù)。噴藥后即開始計(jì)時,分別記錄1 min、5 min、10 min、15 min、20 min、30 min逃逸出來的椰心葉甲數(shù)量。
1.2.3 植物揮發(fā)性化合物對椰心葉甲的測報應(yīng)用
在8個試驗(yàn)監(jiān)測點(diǎn)中,分別在每個監(jiān)測點(diǎn)隨機(jī)選取20株樣株,選擇驅(qū)避效果較好的一種植物揮發(fā)化合物按1.2.2方法噴霧,噴施在樣株的心葉上,記錄30 min內(nèi)從心葉中逃逸出的成蟲與各齡幼蟲數(shù)量。隨后,再隨機(jī)選擇10株沒有噴藥處理的植株,從每株植株上用手掰開3片心葉,統(tǒng)計(jì)心葉中的各蟲齡蟲口數(shù)量,作為對照。按公式(1)計(jì)算分析測報準(zhǔn)確率。
測報準(zhǔn)確率(%)=[1-(人工調(diào)查各蟲齡的比例-脅迫外逃各蟲齡的比例)/人工調(diào)查各蟲齡的比例]×100%(1)
采用Excel 2011和SPSS 22.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析。采用鄧肯新復(fù)極差法分析各處理間差異(不同植物揮發(fā)性化合物在不同時間內(nèi)對椰心葉甲的忌避影響);采用獨(dú)立樣本t-檢驗(yàn),分析植物揮發(fā)性化合物和空白對照間對椰心葉甲不同蟲態(tài)的忌避影響,以評估其測報準(zhǔn)確率。
由表3可知,所選9種植物揮發(fā)化合物均可脅迫椰心葉甲從心葉里向外逃逸,與對照相比效果明顯(P=0.0001<0.05),其中肉桂醛、雙戊烯和香茅醛等植物揮發(fā)化合物對椰心葉甲驅(qū)避、脅迫效果較好,從心葉里外逃的椰心葉甲數(shù)量較多;尤其肉桂醛的驅(qū)避、脅迫效果最好,在5 min和10 min時,為逃逸數(shù)量高峰,平均分別有36頭和34頭椰心葉甲從心葉里逃逸出來。大部分植物揮發(fā)化合物噴藥1 min后,外逃的椰心葉甲數(shù)量開始增多,5 min到15 min時達(dá)到高峰期。20 min后,出逃的椰心葉甲數(shù)量開始慢慢減少,30 min后,椰心葉甲均基本再次返回到受害的老人葵心葉中藏匿起來。
本研究在8個椰心葉甲監(jiān)測點(diǎn),對樣株噴施植物揮發(fā)化合物肉桂醛,觀測不同蟲齡椰心葉甲的逃逸情況,并人工調(diào)查不施藥情況下心葉中成蟲和各齡幼蟲數(shù)量占比,試驗(yàn)結(jié)果見圖1。結(jié)果表明,肉桂醛對椰心葉甲成蟲有強(qiáng)烈的驅(qū)避和脅迫作用,用肉桂醛氣味脅迫椰心葉甲外逃的各蟲齡比例分別為成蟲85.17%、1~2齡幼蟲0.82%、3~4齡幼蟲2.60%、5齡以上幼蟲11.41%;而不施藥情況下,人工撥開心葉,調(diào)查椰心葉甲各蟲齡比例分別為成蟲93.58%、1~2齡幼蟲5.65%、3~4齡幼蟲2.91%、5齡以上幼蟲10.30%。經(jīng)t-檢驗(yàn)結(jié)果顯示,除低齡1~2齡幼蟲(t=3.9865,P=0.0053<0.01)外,3~4齡幼蟲(t=0.6296,P=0.5489>0.01)、5齡以上幼蟲(t=1.1177,P=0.3006>0.01)和成蟲(t=3.4280,P=0.0110>0.01),由肉桂醛氣味脅迫外逃的各蟲齡比例與人工調(diào)查各蟲齡比例差異不大,說明3齡以上幼蟲和成蟲對肉桂醛氣味敏感,應(yīng)激反應(yīng)迅速。根據(jù)公式(1)計(jì)算,對于成蟲測報準(zhǔn)確率達(dá)91.01%,對于3齡以上幼蟲,測報準(zhǔn)確率達(dá)85%以上,在生產(chǎn)中可以推廣應(yīng)用。
圖1 肉桂醛對椰心葉甲各蟲齡的測報效果Fig.1 The effect of cinnamaldehyde on the forecast of different instars
棕櫚科植物以其別致的形態(tài)特征、獨(dú)特的風(fēng)格,成為園林綠化景觀常用熱門樹種,在熱帶和亞熱帶地區(qū)廣泛種植[21]。椰心葉甲作為棕櫚科植物毀滅性害蟲,隨著棕櫚科植物的種植和調(diào)運(yùn)在種植區(qū)域內(nèi)廣泛傳播[3-4]。由于椰心葉甲屬負(fù)趨光性昆蟲,幾乎一生藏匿于棕櫚科植物的心葉中生長、發(fā)育和活動[22],不易發(fā)現(xiàn),準(zhǔn)確監(jiān)測、分析預(yù)測各蟲態(tài)的發(fā)生期、發(fā)生量和發(fā)生范圍等蟲情動態(tài)十分困難[23]。
林方輝等[24]在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)開展椰心葉甲對植物揮發(fā)化合物的觸角電位與行為反應(yīng)研究,認(rèn)為肉桂醛對椰心葉甲成蟲有較強(qiáng)刺激和脅迫作用。本研究所選的9種供試藥品均為植物源揮發(fā)性氣味化合物,具有環(huán)境友好、應(yīng)用較廣、對人畜安全等特性[22],且對椰心葉甲有明顯行為反應(yīng)。供試化合物均可脅迫椰心葉甲從心葉向外逃逸,與對照組相比效果明顯,其中肉桂醛、雙戊烯和香茅醛等對椰心葉甲驅(qū)避、脅迫效果較好,從心葉里外逃的椰心葉甲數(shù)量較多。9種供試藥品中肉桂醛的驅(qū)避、脅迫效果最好,對于成蟲監(jiān)測準(zhǔn)確率達(dá)91.01%,對于3齡以上椰心葉甲幼蟲,監(jiān)測準(zhǔn)確率達(dá)85%以上,在生產(chǎn)中可以推廣應(yīng)用。
在生產(chǎn)實(shí)踐中,棕櫚科植物一般植株高大,而且椰心葉甲主要是在尚未展開的心葉中聚集取食危害,藥物無法直接接觸到蟲體,造成防治效果差,防治后復(fù)發(fā)性強(qiáng),無法徹底根除,這給該蟲的監(jiān)測與防治帶來很大的困難。植物揮發(fā)化合物持效期僅有20~30 min,只能起到驅(qū)趕害蟲的作用,一般不會造成害蟲死亡。當(dāng)藥效揮發(fā)減弱后,椰心葉甲迅速返回心葉躲藏。因此,在椰心葉甲防治前,建議先使用忌避劑噴灑棕櫚科植物心葉5~15 min后,利用椰心葉甲外逃、暴露的最佳時機(jī),利用高效化學(xué)殺蟲劑進(jìn)行靶標(biāo)精準(zhǔn)防治,也可讓其蟲體表面攜帶綠僵菌,返回心葉中,通過害蟲個體間相互接觸傳染,持續(xù)感染,提高生物菌劑殺蟲效果。本課題組后續(xù)將圍繞昆蟲驅(qū)避劑和生物殺蟲劑結(jié)合,開展防治椰心葉甲相關(guān)研究。
致謝:本研究得到福建農(nóng)林大學(xué)童應(yīng)華教授的大力幫助,謹(jǐn)此致謝!