路露 劉遠 儲國林 杜孟祥 汪勝 羅永旭 錢晶晶

(安徽科技學(xué)院,滁州,239000)

近年來,農(nóng)林害蟲呈現(xiàn)多發(fā)、頻發(fā)、重發(fā)態(tài)勢,直接影響農(nóng)業(yè)、農(nóng)村發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計,2019年我國林業(yè)蟲害發(fā)生面積達600萬hm2[1],2012年以后農(nóng)作物害蟲年平均發(fā)生面積超過2.5億hm2[2]。多數(shù)害蟲具有種類繁多、分布廣泛、繁殖迅速、對環(huán)境適應(yīng)性強和防治困難等特點,常以取食植株和傳播病毒為害,影響植株正常生長,嚴(yán)重時還會造成植株死亡,給農(nóng)林生產(chǎn)帶來了巨大的經(jīng)濟損失。其中,榆紫葉甲(AmbrostomaquadriimpressumMotschlsky)是鞘翅目林業(yè)害蟲,每年春季高發(fā),成蟲因取食榆樹的葉片、嫩芽造成樹勢衰弱,嚴(yán)重影響榆樹的生長及發(fā)育[3-4];黃粉蟲(Tenebriomolitor)是鞘翅目倉儲害蟲[5],嚴(yán)重危害糧食和動物飼料的儲存;蚜蟲(Aphidoidea)是同翅目食葉類害蟲,常取食嫩葉,對農(nóng)作物危害極大[6]。

目前多采用非生物防治法和生物防治法對害蟲進行防治?；瘜W(xué)防治和人工防治等非生物防治法雖然可以減輕害蟲對農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)的危害,但是長期使用化學(xué)防治易使害蟲產(chǎn)生抗藥性、造成污染環(huán)境、破壞生態(tài)平衡,過度使用化學(xué)農(nóng)藥甚至?xí)绊懭祟惿眢w健康[7-9];人工防治雖然綠色環(huán)保、簡單易行,但耗時耗工、不適合大面積推廣。相較于非生物防治,生物防治是一種經(jīng)濟高效,前景廣闊的防治手段,它能有效減少害蟲數(shù)量,避免害蟲產(chǎn)生抗藥性,降低環(huán)境污染,其安全性、選擇性較高。研究表明生物防治法可以有效抑制病蟲害的發(fā)生,減少害蟲數(shù)量。在害蟲防治中,銀杏葉次生代謝產(chǎn)物對美國白蛾幼蟲有較好的拒食作用[10]、銀杏外種皮提取物對甜菜夜蛾有較好的防治效果[11]。因此,為了更好地利用銀杏揮發(fā)性化合物對榆紫葉甲、黃粉蟲、蚜蟲進行生物防治,本研究通過Y型嗅覺儀測定了3種代表性害蟲的趨避反應(yīng)。

1 材料與方法

2019年6—8月在鳳陽縣采集榆紫葉甲和蚜蟲成蟲,黃粉蟲置于實驗室中進行人工飼養(yǎng)。選擇健壯、生活力旺盛的成蟲進行試驗。

榆紫葉甲成蟲的標(biāo)準(zhǔn):體長10.5～11.0 mm,寬2.0～3.0 mm,近橢圓形。

黃粉蟲的成蟲標(biāo)準(zhǔn):長11.0～14.0 mm,寬5.0～7.0 mm,甲殼較為完整堅硬有光澤。

蚜蟲的成蟲標(biāo)準(zhǔn):體長1.5～4.9 mm,寬0.03～0.05 mm,近圓圈形,罕見橢圓形。

主要儀器見表1。

供試銀杏揮發(fā)性化合物的名稱、化學(xué)式、純度見表2,所有藥品購自國藥集團化學(xué)試劑有限公司和上海融禾醫(yī)藥科技有限公司。使用前用蒸餾水作為稀釋劑,稀釋比例為T1(1/2 000)、T2(1/4 000)、T3(1/6 000)、T4(1/8 000)、T5(1/10 000)。

表1 材料與儀器

表2 供試化合物的化學(xué)式及純度

“Y”型嗅覺儀生物測定:將捕捉的榆紫葉甲、黃粉蟲或蚜蟲成蟲放在Y型嗅覺儀中,將含有氣味源的試劑瓶作為處理臂,將含有等量蒸餾水的試劑瓶作為對照臂,每種稀釋比例化合物測試5只成蟲,4次重復(fù),共計20只成蟲,試驗過程為5 min。5 min內(nèi)進入某一臂,定為對這一側(cè)有趨性,進入與氣味源瓶相連接的一臂記作該試蟲對這種氣味源有引誘性;進入與蒸餾水瓶相連接的一臂記作該試蟲對該氣味源有驅(qū)避性,沒有進入臂中的記作無反應(yīng)。更換不同氣味源時,用蒸餾水擦洗“Y”型管的內(nèi)、外壁,自然晾干,然后繼續(xù)進行生測。

采用Microsoft Excel 2010、DPS 7.05軟件對數(shù)據(jù)進行分析。

“Y”型嗅覺儀測試驅(qū)避率、引誘率及反應(yīng)率計算公式如下:

驅(qū)避率=(對照臂內(nèi)的總蟲數(shù)/測試的總蟲數(shù))×100%;

引誘率=(處理臂內(nèi)的總蟲數(shù)/測試的總蟲數(shù))×100%;

反應(yīng)率=((對照臂內(nèi)的總蟲數(shù)+處理臂內(nèi)的總蟲數(shù))/測試的總蟲數(shù))×100%。

匯總結(jié)果,將紀(jì)錄的所有數(shù)據(jù)用Excel軟件處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 榆紫葉甲對銀杏揮發(fā)性化合物的行為反應(yīng)

利用“Y”型嗅覺儀測定了榆紫葉甲成蟲對丁香酚、二苯甲酮、軟脂酸、4-二甲氨基吡啶、正丁酸、α-蒎烯、水楊醛、水楊酸、槲皮素共9種銀杏揮發(fā)性化合物不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的行為反應(yīng)結(jié)果(表3)。榆紫葉甲成蟲對1/2 000倍液的二苯甲酮和1/8 000、1/10 000倍液的軟脂酸驅(qū)避率最大,達到100%;對1/2 000、1/8 000倍液的水楊醛引誘率最大,達到35%。數(shù)據(jù)顯示,榆紫葉甲成蟲對9種銀杏揮發(fā)性化合物的反應(yīng)有引誘效果,但是引誘率不高,均未超過50%。由表4可知,軟脂酸和正丁酸對榆紫葉甲的驅(qū)避率達到了92%,與丁香酚、α-蒎烯和槲皮素間有顯著差異;水楊醛對榆紫葉甲的引誘率達到了19%,和其他處理無顯著差異。綜上所述,對榆紫葉甲防治效果最好的銀杏揮發(fā)性化合物為1/10 000倍液軟脂酸。

表3 3種害蟲對不同稀釋比例銀杏揮發(fā)性化合物的行為反應(yīng)

續(xù)(表3)

表4 3種害蟲對不同銀杏揮發(fā)性化合物的行為反應(yīng)

2.2 黃粉蟲對銀杏揮發(fā)性化合物的行為反應(yīng)

利用“Y”型嗅覺儀測定了黃粉蟲成蟲對丁香酚、二苯甲酮、軟脂酸、4-二甲氨基吡啶、正丁酸、α-蒎烯、水楊醛、水楊酸、槲皮素共9種銀杏揮發(fā)性化合物不同稀釋比例的行為反應(yīng)結(jié)果(表3)。黃粉蟲成蟲對1/6 000倍液的水楊醛驅(qū)避率最大,達到80%;對1/10 000倍液的槲皮素引誘率最大,達到55%。黃粉蟲成蟲對水楊醛5個稀釋比例的反應(yīng)率均達到75%以上。由表4可知,水楊醛對黃粉蟲的驅(qū)避率達到了71%,與丁香酚、軟脂酸、槲皮素差異顯著;槲皮素對黃粉蟲的引誘率達到了36%,與正丁酸、α-蒎烯、水楊醛、水楊酸差異顯著;黃粉蟲對水楊醛的反應(yīng)率達到了81%,但與其他銀杏揮發(fā)性化合物無顯著差異。綜上所述,對黃粉蟲防治效果最好的銀杏揮發(fā)性化合物為1/6 000倍液水楊醛。

2.3 蚜蟲對銀杏揮發(fā)性化合物的行為反應(yīng)

利用“Y”型嗅覺儀測定了蚜蟲成蟲對丁香酚、二苯甲酮、軟脂酸、4-二甲氨基吡啶、正丁酸、α-蒎烯、水楊醛、水楊酸、槲皮素共9種銀杏揮發(fā)性化合物不同稀釋比例的行為反應(yīng)結(jié)果(表3)。蚜蟲成蟲對1/6 000倍液的α-蒎烯驅(qū)避率最大,達到80%;對1/8 000倍液的軟脂酸引誘率最大,達到65%。由表4可知,α-蒎烯對蚜蟲的驅(qū)避率達到了68%,與二苯甲酮、軟脂酸、4-二甲氨基吡啶、槲皮素差異顯著;槲皮素對蚜蟲的引誘率達到了52%,與丁香酚、二苯甲酮、4-二甲氨基吡啶、正丁酸、α-蒎烯、水楊醛、水楊酸差異顯著。綜上所述,對蚜蟲防治效果最好的銀杏揮發(fā)性化合物為1/6 000倍液α-蒎烯。

3 結(jié)論與討論

植物揮發(fā)物是植食性昆蟲與寄主植物間通訊聯(lián)系的重要化學(xué)信號,能夠引誘昆蟲產(chǎn)生取食、引誘、驅(qū)避等行為反應(yīng),昆蟲會利用植物釋放的揮發(fā)物質(zhì)定位寄主,在寄主定位的過程中,昆蟲會通過嗅覺和視覺的協(xié)同作用來對生境和寄主植物實現(xiàn)遠距離定向[12-13]。研究顯示,銀杏葉和外種皮中含有多種活性物質(zhì),銀杏提取物對農(nóng)業(yè)害蟲有較好的防治效果,其中銀杏外種皮提取物對小菜蛾有較好的殺蟲活性[14]、對小菜蛾幼蟲具有一定的拒食作用和毒殺作用[15];一定質(zhì)量濃度的銀杏酸具有抑制蘋果蠹蛾幼蟲攝食的作用[16]。為了更加有效、針對性的利用銀杏揮發(fā)性化合物對害蟲展開防治,本試驗利用9種銀杏揮發(fā)性化合物在榆紫葉甲、黃粉蟲、蚜蟲上做了具體研究。

已有研究顯示一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的α-蒎烯可以抑制玉米象未成熟階段的發(fā)育[17],槲皮素影響并降低了美國白蛾的生長發(fā)育和繁殖力[18],水楊醛對酪蠅有較好的驅(qū)避效果[19]。本研究表明:1/2 000倍液二苯甲酮和1/8 000、1/10 000倍液軟脂酸對榆紫葉甲的驅(qū)避率達100%,1/2 000、1/8 000倍液水楊醛對榆紫葉甲成蟲的引誘率達35%;1/6 000倍液水楊醛對黃粉蟲成蟲的驅(qū)避率達80%,1/10 000倍液槲皮素對黃粉蟲成蟲的引誘率達55%;1/6 000倍液的α-蒎烯對蚜蟲成蟲的驅(qū)避率達80%,1/8 000倍液軟脂酸對蚜蟲成蟲的引誘率達65%。但9種銀杏揮發(fā)性化合物的組間分析表明:9種銀杏揮發(fā)性化合物對榆紫葉甲、黃粉蟲、蚜蟲的引誘效果較差,最大引誘率分別才達到19%、36%、52%,所以不應(yīng)利用以上9種銀杏揮發(fā)性化合物對3種害蟲進行引誘,另外由于二苯甲酮對榆紫葉甲的整體驅(qū)避率小于軟脂酸,所以應(yīng)選擇1/10 000倍液軟脂酸對榆紫葉甲進行防治、1/6 000倍液水楊醛對黃粉蟲進行防治、1/6 000倍液的α-蒎烯對蚜蟲進行防治。

實際生產(chǎn)中害蟲對不同種類、不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的銀杏揮發(fā)性化合物會產(chǎn)生不同的行為反應(yīng),所以關(guān)鍵是如何利用最佳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的銀杏揮發(fā)性化合物對農(nóng)林蟲害進行生物防治。因此,正確有效利用銀杏揮發(fā)性化合物進行害蟲生物防治具有重要的意義。另外,在實際生產(chǎn)中應(yīng)用銀杏揮發(fā)性化合物對榆紫葉甲、黃粉蟲、蚜蟲進行生物防治是否能有效達到化學(xué)農(nóng)藥防治的效果,還有待進一步明確。