棉田綠盲蝽誘殺色板的研究

　　研究的緣起
　　2009年暑假期間家長(zhǎng)帶我到滄州獻(xiàn)縣探親時(shí)，農(nóng)民伯伯告訴我，棉田會(huì)受到盲蝽象的危害，如果不及時(shí)打藥，會(huì)導(dǎo)致棉葉破裂、蕾鈴脫落、棉尖變禿，嚴(yán)重影響棉花產(chǎn)量。目前盲蝽象對(duì)棉花生產(chǎn)的危害已經(jīng)超過了當(dāng)年棉鈴蟲的危害，是棉農(nóng)的一塊“心病”。
　　從親戚家回來，我心里一直想著農(nóng)民伯伯說的話。對(duì)生物學(xué)一直有濃厚興趣的我能不能在這方面做些事情呢？后來，長(zhǎng)期從事農(nóng)業(yè)害蟲研究的有關(guān)專家教授向我介紹了棉田盲蝽象的發(fā)生規(guī)律和防治現(xiàn)狀等，給我找了《農(nóng)業(yè)昆蟲學(xué)》等幾本參考書和相關(guān)科學(xué)網(wǎng)站。
　　通過學(xué)習(xí)參考書籍和查閱相關(guān)網(wǎng)站，我了解到我國(guó)北方棉田的盲蝽象以綠盲蝽（Apolygus lucorum MeyerDur，見圖1）為主。綠盲蝽在我國(guó)北方棉區(qū)一年發(fā)生5代，主要危害棗樹和棉田。早春4月中下旬一直到6月上旬危害棗樹，從6月上旬一直到10月上旬危害棉田，9月下旬陸續(xù)轉(zhuǎn)移到棗樹上產(chǎn)卵越冬。綠盲蝽已成為當(dāng)前我國(guó)北方抗蟲棉田主要害蟲，對(duì)棉花生產(chǎn)造成了重大損失。多年來，棉農(nóng)只能用農(nóng)藥如有機(jī)磷、菊酯類藥劑防治棉田綠盲蝽。由于生產(chǎn)上缺乏防治綠盲蝽的其他有效替代方法，造成了化學(xué)農(nóng)藥的嚴(yán)重不合理使用現(xiàn)象，帶來農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留超標(biāo)、生態(tài)惡化、環(huán)境污染等重大問題。
　　我在田間觀察中發(fā)現(xiàn)，綠盲蝽常常在植物的花里面出沒，通過查閱資料，了解到植物花香氣味物質(zhì)中有一種主要成分——苯乙醛，在資料里面發(fā)現(xiàn)在防治其他害蟲研究中苯乙醛對(duì)昆蟲有一定的引誘作用，而這一物質(zhì)對(duì)綠盲蝽的引誘活性研究還未見報(bào)道。
　　苯乙醛（phenylacetaldehyde）是最簡(jiǎn)單的芳香醛，分子式為C8H8O（見圖2），以游離狀態(tài)存在于一些植物的香精油中，為無色低熔點(diǎn)晶體，具有良好的揮發(fā)性。
　　同時(shí)，綠盲蝽也具有趨光性，對(duì)顏色具有選擇趨性。基于此，我在老師的指導(dǎo)下設(shè)計(jì)了棉田綠盲蝽誘殺色板的研究方案，并于2009年8月開始了研究工作。
　　
　　圖1 綠盲蝽成蟲
　　
　　圖2 苯乙醛化學(xué)式
　　材料與方法
　　本項(xiàng)目研究過程中所用到的所有儀器設(shè)備、化學(xué)試劑、實(shí)驗(yàn)藥品、供試?yán)ハx、工具器具等均由河北省農(nóng)林科學(xué)院植物保護(hù)研究所提供。
　　苯乙醛對(duì)綠盲蝽引誘作用的初探
　　配制供試藥劑。用移液槍量取5mL丙酮放入25mL容量瓶?jī)?nèi)，取0.25mL苯乙醛放入該容量瓶中，并補(bǔ)充丙酮至25mL刻度線，得到苯乙醛的100倍稀釋液。以苯乙醛100倍稀釋液作為母液，取2.5mL該母液，放入另一25mL容量瓶?jī)?nèi)，配制成為苯乙醛1 000倍稀釋液備用。
　　準(zhǔn)備nH81RptGhx8d/EBgx+lOoQ==綠盲蝽成蟲。供試?yán)ハx為河北省植保所養(yǎng)蟲室內(nèi)人工飼養(yǎng)的綠盲蝽。挑取活潑、健康、大小一致的綠盲蝽成蟲備用，并于實(shí)驗(yàn)前饑餓2小時(shí)。
　　“Y”形嗅覺儀準(zhǔn)備。“Y”形嗅覺儀的組成見圖3。它包括1個(gè)用玻璃制成的“Y”形管，其基部長(zhǎng)20cm，內(nèi)徑2.5cm，兩臂長(zhǎng)約15cm，兩臂夾角110°，每臂分別由兩節(jié)玻璃管套嵌而成?！癥”形管內(nèi)置1根“Y”形鐵絲，鐵絲端部穿過紗網(wǎng)。兩臂分別依次接流速計(jì)（用于控制氣流的流速）、裝有活性炭和清水的廣口瓶（用于凈化空氣）、氣泵等。
　　引誘作用測(cè)定。將氣泵電源接通，調(diào)節(jié)流速計(jì)，使兩邊的氣流速度相同，均為500mL/min?！癥”形管兩端放入濾紙，分別點(diǎn)滴1000倍苯乙醛丙酮稀釋液200mL和丙酮200mL。挑選健壯活潑的試蟲，將1頭試蟲接到“Y”形嗅覺儀出氣端的鐵絲上，使其逆氣流而上，觀察其行為。連續(xù)測(cè)試120頭試蟲。所有測(cè)試都在空氣潔凈、光線均勻、通風(fēng)良好、相對(duì)封閉的實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行。測(cè)試時(shí)室內(nèi)溫度為20?25℃，相對(duì)濕度為40%?60%。統(tǒng)計(jì)結(jié)果，采用如下公式分析各物質(zhì)對(duì)綠盲蝽化學(xué)趨性的差異。
　　反應(yīng)率（%）=（誘集蟲數(shù)+趨避蟲數(shù)）/實(shí)驗(yàn)總用蟲數(shù)×100%
　　誘集率（%）= 誘集蟲數(shù)/（誘集蟲數(shù)+趨避蟲數(shù)）×100%
　　苯乙醛應(yīng)用濃度范圍的確定
　　測(cè)試方法同引誘作用測(cè)定。供試苯乙醛丙酮液的稀釋倍數(shù)分別為1 000、10 000、100 000、1 000 000和10 000 000倍。采用前述計(jì)算方法計(jì)算出不同濃度苯乙醛丙酮稀釋液對(duì)綠盲蝽的引誘效果。
　　不同顏色粘板對(duì)綠盲蝽田間誘殺效果實(shí)驗(yàn)
　　分別在棗樹和棉田兩種實(shí)驗(yàn)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。將紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)和紫色的誘蟲板雙面均涂上粘蟲膠分別置于棉田上方20～30 cm處和棗林（懸掛）內(nèi)，7種顏色的誘蟲板隨機(jī)排列，其中每2塊誘蟲板的間隔不少于5m。在誘蟲板懸掛5天后統(tǒng)計(jì)粘在各色誘蟲板上的綠盲蝽成蟲總數(shù)。
　　黃色誘蟲板涂抹苯乙醛適宜濃度（丙三醇稀釋）的篩選實(shí)驗(yàn)
　　在棉田間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，苯乙醛采用丙三醇稀釋，分別稀釋2 000、4 000、6 000、8 000和10 000倍，并設(shè)單獨(dú)涂抹丙三醇處理，以黃色誘蟲板（不涂抹處理）為空白對(duì)照，共計(jì)7個(gè)處理，重復(fù)3次。分別于誘蟲板懸掛5天后統(tǒng)計(jì)粘在誘蟲板上的綠盲蝽成蟲總數(shù)。
　　苯乙醛誘殺黃板的田間誘殺實(shí)驗(yàn)效果和對(duì)天敵的保護(hù)作用
　　實(shí)驗(yàn)地設(shè)在河北重要棉區(qū)滄州市獻(xiàn)縣西城鄉(xiāng)蔡西村。
　　實(shí)驗(yàn)共設(shè)3個(gè)處理，分別為苯乙醛（6 000倍）黃色誘蟲板、丙三醇黃色誘蟲板和黃色誘蟲板，重復(fù)4次。每次重復(fù)4塊誘蟲板，誘蟲板置于棉田上方20~30 cm處，每2塊誘蟲板的間隔不少于20m。
　　懸掛誘蟲板5天后統(tǒng)計(jì)粘在誘蟲板上的綠盲蝽成蟲總數(shù)。以誘蟲板上綠盲蝽成蟲的數(shù)量表示誘殺效果。
　　懸掛誘蟲板5天后調(diào)查誘蟲板5m2范圍內(nèi)的綠盲蝽活蟲數(shù)和天敵瓢蟲數(shù)量。同時(shí)選擇實(shí)驗(yàn)地相隔50m的棉田作為對(duì)照，調(diào)查3塊5m2范圍內(nèi)的綠盲蝽活蟲數(shù)和天敵瓢蟲數(shù)量，以益害比為指標(biāo)評(píng)價(jià)對(duì)天敵的影響。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果
　　苯乙醛對(duì)綠盲蝽引誘作用初探。在老師的指導(dǎo)下，我利用“Y”形嗅覺儀測(cè)定了苯乙醛1 000倍稀釋液對(duì)綠盲蝽成蟲的引誘作用。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，苯乙醛對(duì)綠盲蝽成蟲是具有較明顯的引誘作用的，但其確切的濃度范圍尚需通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步探索。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著苯乙醛濃度變化，其對(duì)綠盲蝽的引誘作用也有較大的差異。其中苯乙醛100 000倍對(duì)綠盲蝽的引誘效果最好，誘集率達(dá)到了70%以上。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，綠盲蝽對(duì)黃色和橙色區(qū)域的敏感性最強(qiáng)，在這兩個(gè)色段范圍內(nèi)，其誘殺效果明顯高于其他色段。根據(jù)棗樹上不同色彩粘板的誘蟲效果和棉田不同色彩粘板的誘蟲效果，我選擇了黃色誘蟲板進(jìn)行進(jìn)一步的研究。
　　從處理5天后實(shí)驗(yàn)調(diào)查結(jié)果來看，苯乙醛用丙三醇稀釋6 000倍左右對(duì)綠盲蝽成蟲具有較高的誘殺效果。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，苯乙醛黃色誘殺色板處理田塊益害比值達(dá)到了0.06366，比其他3個(gè)處理田塊的益害比值均高，是常規(guī)防治田塊益害比值的4.29倍，能夠很好地保護(hù)天敵瓢蟲，保持了良好的生態(tài)環(huán)境。
　　結(jié)果分析
　　本研究采用測(cè)定昆蟲趨性的專用儀器——“Y”形嗅覺儀，室內(nèi)明確了苯乙醛對(duì)綠盲蝽成蟲的引誘作用，并進(jìn)一步確定了苯乙醛對(duì)綠盲蝽具有強(qiáng)引誘活性的濃度范圍約為稀釋100 000倍左右。
　　本研究利用綠盲蝽的特性，制作了苯乙醛黃色誘殺色板并明確了其對(duì)綠盲蝽成蟲的田間誘殺效果和對(duì)天敵的保護(hù)作用。明確了苯乙醛用丙三醇稀釋6 000倍左右涂抹黃色誘蟲板對(duì)綠盲蝽的誘殺效果最好。苯乙醛黃色誘蟲板（苯乙醛6 000倍）對(duì)綠盲蝽具有一定的引誘效果，且其益害比與常規(guī)化學(xué)藥劑防治棉田相比要高4~5倍，也就是說其對(duì)天敵具有較強(qiáng)的保護(hù)作用。
　　苯乙醛黃色誘蟲板的研究豐富了綠盲蝽的防治手段，既可以作為其他防治方法的補(bǔ)充來提高防治效果，又可以作為單獨(dú)防治方法進(jìn)行應(yīng)用。如果我們的技術(shù)應(yīng)用推廣200萬畝（河北省種植面積的20%），就可以節(jié)省開支1 600萬元；同時(shí)減少使用200噸以上化學(xué)農(nóng)藥，取得保護(hù)天敵、減少污染的效果，具有重大的生態(tài)效益和環(huán)保效益。
　　結(jié)論
　　本研究采用測(cè)定昆蟲趨性的專用儀器——“Y”形嗅覺儀，室內(nèi)明確了苯乙醛對(duì)綠盲蝽成蟲的引誘作用。本研究首次開展了苯乙醛黃色誘殺色板防治綠盲蝽的田間實(shí)驗(yàn)研究，證實(shí)其在綠盲蝽防治上具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　本研究結(jié)果表明，苯乙醛黃色誘殺色板對(duì)棉田綠盲蝽具有較強(qiáng)的誘殺效果，而且操作簡(jiǎn)便、易于掌握，因而具有較強(qiáng)的應(yīng)用性；苯乙醛黃色誘殺色板應(yīng)用成本低，與常規(guī)防治相比較具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益；且研究表明，苯乙醛黃色誘殺色板能夠保護(hù)害蟲的天敵——瓢蟲，因而是真正綠色、對(duì)環(huán)境安全的實(shí)用技術(shù)，具有重大的生態(tài)效益和環(huán)保效益。
　　展望
　　昆蟲的信息化學(xué)物質(zhì)的研究為當(dāng)前研究中的熱點(diǎn)問題，該技術(shù)前景廣闊。在本研究中，發(fā)現(xiàn)了苯乙醛對(duì)棉田綠盲蝽的較強(qiáng)引誘作用，明確了其具體的濃度范圍，并制作了苯乙醛黃色誘殺色板進(jìn)行了田間效果的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，初步明確了其防治效果和安全性，在田間小范圍內(nèi)進(jìn)行了應(yīng)用。但本研究尚處于研究的初步階段，接下來，本研究還應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行應(yīng)用技術(shù)的研究、田間應(yīng)用技術(shù)的影響因子研究等，為苯乙醛黃色誘殺色板的田間大面積推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
　　該項(xiàng)目獲得第26屆全國(guó)青少年科技創(chuàng)新大賽創(chuàng)新成果競(jìng)賽項(xiàng)目中學(xué)組動(dòng)物學(xué)一等獎(jiǎng)。
　　專家評(píng)語
　　該項(xiàng)目通過實(shí)驗(yàn)室和野外田間實(shí)驗(yàn)對(duì)不同濃度苯乙醛對(duì)綠盲蝽的引誘作用進(jìn)行了研究。此項(xiàng)目研究成果具有很強(qiáng)的實(shí)用性，同時(shí)也有一定的科研創(chuàng)新，反映了該生較強(qiáng)的科學(xué)思維能力。論文寫作流暢，文字規(guī)范。