光肩星天牛誘捕器顏色的改進及其引誘劑最佳緩釋量的確定*

周艷濤 李 碩 孟昭軍 王嘉冰 劉英勝 張愛軍 嚴善春

(1.東北林業(yè)大學林學院 哈爾濱 150040； 2.國家林業(yè)局森林病蟲害防治總站 沈陽 110034； 3.衡水市林業(yè)局森林病蟲害防治檢疫站 衡水 053000； 4.美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究服務中心外來入侵昆蟲生物防控及行為實驗室 貝茨維爾 MD 20705)

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光肩星天牛誘捕器顏色的改進及其引誘劑最佳緩釋量的確定*

周艷濤1,2李 碩2孟昭軍1王嘉冰1劉英勝3張愛軍4嚴善春1

(1.東北林業(yè)大學林學院 哈爾濱 150040； 2.國家林業(yè)局森林病蟲害防治總站 沈陽 110034； 3.衡水市林業(yè)局森林病蟲害防治檢疫站 衡水 053000； 4.美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究服務中心外來入侵昆蟲生物防控及行為實驗室 貝茨維爾 MD 20705)

【目的】 研究顏色改進型暗褐色攔截擋板誘捕器誘捕效果； 將緩釋的1-戊醇和2-戊醇單獨或與信息素組合后，結(jié)合顏色改進型暗褐色誘捕器進行田間誘捕試驗，探究對光肩星天牛的引誘效果，以期開發(fā)監(jiān)測光肩星天牛的有效工具?！痉椒ā?在每個樣地用尼龍繩分別將32個誘捕器(4種引誘劑×4種釋放率×2種顏色)懸掛在柳樹枝干上，3個樣地共懸掛96個誘捕器。每天檢查一遍誘捕器，統(tǒng)計、鑒定誘捕到的光肩星天牛的雌、雄數(shù)量。【結(jié)果】 誘捕器顏色顯著影響對光肩星天牛的引誘效果，暗褐色誘捕器的平均誘捕量為1.521頭，顯著高于黑色誘捕器的平均誘捕量1.063頭(t=4.854，P=0.047)，暗褐色誘捕器誘捕到的天牛雌性比為0.58，黑色誘捕器誘捕到的雌性比僅為0.45。在大約8周的田間誘捕期內(nèi)，緩釋量為135 mg·d-1的1-戊醇和2-戊醇與褐色誘捕器組合，誘捕到的光肩星天牛數(shù)量均最多(8頭)，誘到天牛的雌性比分別為0.50和0.63。添加雄性信息素后，進一步增強了緩釋量為135 mg·d-1的1-戊醇或2-戊醇與褐色誘捕器組合對光肩星天牛的誘捕效果，尤其增強對雌性的誘捕效果，使誘到天牛的雌性比分別提高到0.55和0.67?！窘Y(jié)論】 可將暗褐色誘捕器與添加雄性信息素的釋放量為135 mg·d-1的1-戊醇或2-戊醇組合，作為監(jiān)測光肩星天牛發(fā)生動態(tài)的有效工具。

光肩星天牛； 誘捕器； 顏色； 緩釋引誘劑； 引誘效果

光肩星天牛(Anoplophoraglabripennis)，又名亞洲天牛(Asian longhorned beetle，ALB), 隸屬于鞘翅目(Coleoptera)天牛科(Cerambycidae)，是闊葉林重要的蛀干害蟲(王倫等， 2015)。該蟲廣泛分布在我國各個省區(qū)市，危害楊屬(Populus)、榆屬(Ulmus)、桑屬(Morus)、槭屬(Acer)和柳屬(Salix)、樺木屬(Betula)等多種落葉性闊葉樹種。該蟲頻繁暴發(fā)，已經(jīng)造成嚴重的經(jīng)濟和生態(tài)損失(范麗清等， 2013； 金幼菊等， 2000； 李繼泉等， 2003； Morewoodetal., 2003)。由于該蟲生活隱蔽，借助一般的防治方法很難到達預期防治效果(羅亞萍， 2013； 魏可等， 2015)，需要有效的監(jiān)測手段監(jiān)測其發(fā)生動態(tài)，以便做到及時發(fā)現(xiàn)及時防控。

在昆蟲視覺線索中，顏色在昆蟲尋求配偶、寄主和食物源等方面起著重要作用(Bruntonetal., 1995； Jigginsetal., 2011； Harrisetal., 1983； Kelberetal., 2003； Zaccardietal., 2006)。一些鞘翅目昆蟲對不同的顏色刺激能作出比較明顯的行為反應(Hausmannetal., 2004； Doringetal., 2007； Campbelletal., 2006)。Strom 等(2001) 通過研究不同顏色誘捕器對松大小蠹(Dendroctonusfrontalis)的引誘作用發(fā)現(xiàn)，與白色或黃色漏斗形誘捕器相比，黑色、藍色、暗褐色、紫色、綠色和紅色誘捕器能引誘更多松大小蠹成蟲。失明的馬鈴薯甲蟲(Leptinotarsadecemlineata)很難對其寄主進行定位(Jermy, 2011)。2013年，筆者在室內(nèi)通過Y型嗅覺儀進行選擇試驗發(fā)現(xiàn)，與紅色、綠色、黑色和黃色相比，光肩星天牛雌雄成蟲對暗褐色表現(xiàn)出更強烈的行為反應(另文發(fā)表)。

許多學者研究發(fā)現(xiàn)，寄主植物揮發(fā)物在光肩星天牛對寄主選擇和定位中具有重要作用(金幼菊等， 2000； 李繼泉等， 2003； 李建光， 2001； 閻雄飛等， 2008)。Zhang等(2002)發(fā)現(xiàn)雄性光肩星天牛產(chǎn)生的信息素由2種物質(zhì)組成，即4-(正庚氧基)丁烷基-1-醇、4-(正庚氧基)-1-丁醛，當兩者按體積比1∶1的比例存在時，對光肩星天牛兩性成蟲都具有一定的吸引作用。Nehme等(2009)通過Y管嗅覺生測試驗發(fā)現(xiàn)：相對于雄蟲，雄性信息素對雌蟲的引誘作用更大； 而植物揮發(fā)物對雄蟲的引誘作用較雌蟲更強； 且芳樟醇+雄性信息素、順-3-己烯醇+雄性信息素誘到的雄成蟲數(shù)量明顯比單獨雄性信息素誘到的多；通過田間誘捕試驗發(fā)現(xiàn)，1-戊醇和2-戊醇對光肩星天牛成蟲具有較強的引誘作用，但其最佳釋放率尚未見報道。理想的誘芯釋放量應該是，在天牛的活躍期，有效活性物質(zhì)的釋放速率應相對穩(wěn)定并且保持長時間有效(王新花等， 2015)。

本研究在林間檢驗顏色改進型暗褐色攔截誘捕器是否比黑色的對光肩星天牛具有更好的誘捕效果；另外，將緩釋的1-戊醇和2-戊醇單獨或與信息素組合后，結(jié)合顏色改進型誘捕器進行田間誘捕試驗，探究對光肩星天牛的引誘效果，以期開發(fā)監(jiān)測光肩星天牛的有效工具。

1 材料與方法

1.1 樣地概況 2014年6月中下旬，光肩星天牛田間誘捕試驗在河北省衡水市北部開發(fā)區(qū)(115°19′30″—115°32′41″E, 37°20′32″—37°19′46″N)農(nóng)田防護林內(nèi)進行，主要樹種為13年生旱柳(Salixmatsudana)，胸徑25～35 cm。防護林的一側(cè)為道路，另一側(cè)為玉米(Zeamays)、大豆(Glycinemax)、小麥(Triticumaestivum)等農(nóng)作物。根據(jù)防護林面積的大小，將其分為3個樣地，每個樣地之間相距8～10 m，每個樣地內(nèi)至少包含40棵旱柳。

1.2 試驗方法 1) 顏色改進型誘捕器 根據(jù)室內(nèi)生測結(jié)果得知光肩星天牛雌雄成蟲更加偏好暗褐色，將美國俄勒岡州波特蘭APTIV公司的黑色飛行攔截擋板式誘捕器改進為暗褐色。誘捕器顏色改進方法依據(jù)嚴善春等(2015a)實用新型專利進行改進。

2) 植物源引誘劑的緩釋 根據(jù)室內(nèi)Y型嗅覺儀生測結(jié)果，選擇對光肩星天牛具有較好引誘效果的2種植物源揮發(fā)物1-戊醇(≥99%，Sigma-Aidrich)和2-戊醇(98%，Sigma-Aidrich)作為引誘劑的有效成分，并對其進行緩釋處理。1-戊醇或2-戊醇的緩釋率均各設為160，135，115和70 mg·d-1，其有效作用時間分別可以維持4，6，7和11天。緩釋方法依據(jù)嚴善春等(2015b)發(fā)明專利。

3) 光肩星天牛雄性信息素及其配制 光肩星天牛雄性信息素由一種醇類物質(zhì)[4-(正庚氧基)丁烷基-1-醇]和一種醛類物質(zhì)[4-(正庚氧基)-1-丁醛]組成，由張愛軍研究員(美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究中心)合成并提供。當信息素2組分體積比為1∶1時，對光肩星天牛成蟲具有較強的引誘作用(Zhangetal., 2002)。

誘芯制備的方法： 信息素的載體橡膠墊(rubber septum)，容積為50～80 μL，表面涂有抗氧化劑1076； 溶劑為正己烷，純度為97%，以上均由Sigma-Aldrich提供。取100 μg且2組分體積比為1∶1的雄性信息素，將其置于載體橡膠墊中，然后加入幾滴正己烷，將信息素浸入橡膠墊中。觀察10 min，待正己烷揮發(fā)后，輕輕敲擊橡膠墊，然后將橡膠墊裝入聚氟乙烯塑料袋中，低溫保存，備用。

4) 田間誘捕試驗 2014年6月18日，在每個樣地內(nèi)懸掛32個誘捕器，即4種引誘劑(2種單獨或分別與信息素混合)×4種釋放率×2種顏色誘捕器(暗褐色和黑色)，每個誘捕器之間相距6～8 m(根據(jù)樣地大小而定)，用尼龍繩將誘捕器懸掛在柳樹枝干上，距離地面2.5～4.5 m，3個樣地共懸掛96個誘捕器(圖1)。每天檢查1遍誘捕器，統(tǒng)計、鑒定誘捕到的光肩星天牛的雌、雄數(shù)量。在各種緩釋率引誘劑達到各自維持作用時間后，更換誘芯，每次更換誘芯時，將圖1中“位置1”處的8個誘捕器懸掛到 “位置2”處，“位置2”處的懸掛到“位置3”處，依次類推，“位置4”處的誘捕器懸掛到“位置1”處，以起到隨機掛放的效果(Nehmeetal., 2009)。

圖1 田間誘捕試驗設計示意Fig.1 Schematic of test design in field trapping 1P：1-戊醇1-pentanol;2P：2-戊醇2-pentanol; PH：雄性信息素Male pheromone.

1.3 數(shù)據(jù)分析 采用Kolmogorov-Smimov法檢驗試驗原始數(shù)據(jù)的正態(tài)性，結(jié)果顯示各試驗中大多數(shù)原始數(shù)據(jù)均服從正態(tài)分布，故采用原始數(shù)據(jù)進行各項統(tǒng)計分析。采用廣義線性模型(generalized linear model)中的正交分析法分析4種引誘劑之間平均誘捕效果的差異性。采用2個獨立樣本t檢驗方法比較2種顏色誘捕器誘捕效果的差異性； 比較同種引誘劑對雌雄天牛誘捕效果的差異性。所有統(tǒng)計分析均通過SPSS17.0軟件完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 誘捕器顏色對雌、雄天牛引誘量及雌性引誘比的影響 誘捕器顏色的差異顯著影響對光肩星天牛的引誘效果(圖2)。在大約8周的田間誘捕期內(nèi)，與不同釋放率1-戊醇或2-戊醇結(jié)合后，褐色誘捕器對天牛的誘捕總量為73頭，平均誘捕量為1.521頭； 黑色誘捕器的誘捕總量為51頭，平均誘捕量為1.063頭，褐色的誘捕量顯著高于黑色(t=4.854，P=0.047)。褐色誘捕器對雌性天牛的平均引誘量顯著高于黑色誘捕器(t=3.647，P=0.033)； 2種顏色誘捕器對雄性天牛的平均誘捕量相當，差異不顯著(t=2.741，P=0.236)。褐色誘捕器對雌性天牛的誘捕量為42頭，顯著高于雄性的誘捕量(31頭)，差異顯著(t=2.136，P=0.039)，雌性引誘比為0.58±0.23。黑色誘捕器對雌雄天牛的誘捕量相當，雌性23頭，雄性28頭，差異不顯著(t=3.502，P=0.062)，雌性的引誘比僅為0.45±0.19。

圖2 不同顏色誘捕器的光肩星天牛平均誘捕量Fig.2 Mean numbers of ALB caught by different color traps誤差線表示標準誤差的大小。不同字母表示在P<0.05水平下，2種顏色誘捕器對同一性別天牛的引誘效果差異顯著； *表示同一顏色誘捕器對雌雄天牛引誘效果之間差異顯著。Error bars represent SEM. Letters over bars represent significantly different means at the 95% confidence level across trap colors for each sex，asterisk represents significantly different means between males and females captured by the same color trap.

圖3 不同顏色誘捕器與1-戊醇或1-戊醇+信息素組合對雌雄天牛的平均誘捕量Fig.3 Mean numbers of male and female ALB caught by combination of different color traps and 1-pentanol or 1-pentanol + male pheromone誤差線表示標準誤差大小。不同字母表示在P<0.05水平下，不同釋放率引誘劑與誘捕器組合對天牛引誘效果差異顯著，大寫字母代表雌性天牛，小寫字母代表雄性天牛； *表示釋放率相同時，引誘劑對雌雄天牛引誘效果差異顯著，P<0.05； 下同。 Error bars represent SEM. Different letters over bars represent significantly different means at the 95% confidence level across combination of vision traps and different release 1-pentanol for each sex, capital letters for females and lowercase letters for males. An asterisk over the bar represents significantly different means at the 95% confidence level between females and males. The same below.

2.2 誘捕器與1-戊醇或1-戊醇+信息素組合對天牛的誘捕效果 黑色誘捕器與135 mg·d-1和160 mg·d-1的1-戊醇組合對雌性和雄性天牛引誘量相等，且顯著高70 mg·d-1對雌性和雄性的誘捕量(GLM： χ2=3.76，df=1，P=0.037； χ2=2.55，df=1，P=0.041，圖3A)； 添加信息素后，增強了160 mg·d-1和135 mg·d-11-戊醇對雌性天牛的引誘量，且對雄性的引誘量均顯著高于115 和70 mg·d-11-戊醇的引誘量(GLM： χ2=5.09，df=1，P=0.044，圖3B)，但4種釋放率1-戊醇或1-戊醇+信息素對雌、雄天牛引誘效果之間差異不顯著。黑色誘捕器與135 mg·d-1的1-戊醇組合誘捕的雌性比為0.40； 添加信息素后，誘捕的雌性比為0.50。褐色誘捕器與釋放量為135 mg·d-1的1-戊醇組合共誘捕到4頭雌性天牛，顯著高于115 和70 mg·d-1的1-戊醇對雌性誘捕量(GLM： χ2=5.82，df=1，P=0.044； χ2=5.51，df=1，P=0.039，圖3C)； 褐色誘捕器與135 mg·d-11-戊醇的組合誘捕到的雄性天牛數(shù)量也為4頭，顯著高于釋放量為70 mg·d-1的1-戊醇誘捕量(GLM： χ2=5.41，df=1，P=0.024，圖3C)。褐色誘捕器與135 mg·d-11-戊醇的組合誘捕到的雌性天牛數(shù)量顯著高于雄性天牛的誘捕量，差異顯著(t=4.133，P=0.039，圖3C)； 添加信息素后，增強了褐色誘捕器與1-戊醇組合對雌性天牛的引誘效果，與雄性天牛引誘效果相比，差異顯著(t=5.267，P=0.034，圖3D)，且與70 mg·d-1對雌性天牛引誘效果相比，差異也顯著(GLM： χ2=6.22，df=1，P=0.041)。褐色誘捕器與135 mg·d-1的1-戊醇組合誘捕的雌性比為0.50； 添加信息素后，誘捕的雌性比為0.55。

2.3 誘捕器與2-戊醇或2-戊醇+信息素組合對天牛的誘捕效果 黑色誘捕器與135 mg·d-1的2-戊醇組合對雄性天牛的誘捕量顯著高于115,70 mg·d-1的雄性誘捕量(GLM： χ2=4.68，df=1，P=0.048，χ2=3.52，df=1，P=0.034)，且與雌性誘捕量相比，差異也顯著(t=3.662，P=0.041)； 添加信息素后，增強了160 mg·d-1和135 mg·d-1的2-戊醇對雌性的誘捕量，尤其增強了160 mg·d-1雌性誘捕量，且與雄性誘捕量相比，差異顯著(t=4.122，P=0.046)。135 mg·d-1的2-戊醇對雌性引誘比僅為0.25，添加信息素后，引誘雌性比為0.50(圖4A、B)。與褐色誘捕器組合后， 135 mg·d-1的2-戊醇對雌性天牛誘捕量最多(5頭)，顯著高于釋放量為70 mg·d-1的誘捕量(GLM： χ2=4.68，df=1，P=0.034)，且與雄性誘捕量相比，差異也顯著(t=3.822，P=0.044)，引誘雌性比為0.63； 添加信息素后，顯著增強了135 mg·d-1的2-戊醇對雌性天牛的誘捕量，雌性引誘比達到0.67(圖4C、D)。

圖4 不同顏色誘捕器與2-戊醇或2-戊醇+信息素組合對雌雄天牛的平均誘捕量Fig.4 Mean numbers of male and female ALB caught by combination of different color traps and 2-pentanol or 2-pentanol + male pheromone

3 討論

昆蟲在尋找寄主進行取食和產(chǎn)卵時，視覺刺激(visual stimuli)起著一定的調(diào)節(jié)作用。Lefuleselen等(2011) 在研究溝芫菁(Hycleusapicicornis)對不同顏色寄主定位選擇中發(fā)現(xiàn)，與寄主形狀相比，顏色在視覺刺激中起著更重要的作用。伍蘇然等(2010)通過田間誘捕試驗研究發(fā)現(xiàn)，褐色誘捕器對松墨天牛(Monochamusalternatus)的引誘量明顯高于其他顏色誘捕器，并且對雌性天牛的引誘量最高。本研究結(jié)果表明，誘捕器顏色能顯著影響對光肩星天牛的誘捕效果，褐色誘捕器與引誘劑組合能顯著增強對雌性天牛的引誘效果，誘捕到的天牛雌性比為0.58，而黑色誘捕器誘捕到的天牛雌性比僅為0.45。據(jù)張宏世等(2002)報道，自然界中光肩星天牛的平均雌性比為0.49。進一步證明了該研究結(jié)果。

褐色誘捕器與135 mg·d-1的1-戊醇或2-戊醇組合對光肩星天牛的誘捕效果最佳，均為8頭，誘捕到的天牛雌性比分別為0.50和0.63。釋放量為135 mg·d-1的1-戊醇+雄性信息素或2-戊醇+雄性信息素與褐色誘捕器組合對天牛的誘捕量最高，均為9頭，雌性比分別提高為0.55和0.67。說明控制1-戊醇或2-戊醇的釋放量及添加信息素后，不同程度地增強了褐色誘捕器對光肩星天牛的誘捕效果，尤其對雌性天牛的誘捕效果?？刂普T芯的釋放量還可以延長其有效誘捕時間，節(jié)約害蟲治理成本。如果將1-戊醇與2-戊醇混合后，使釋放量控制為135 mg·d-1，單獨或與雄性信息素組合作為引誘劑，能否再度增強對光肩星天牛的引誘效果，有待進一步研究驗證。

4 結(jié)論

添加信息素且釋放率為135 mg·d-1的1-戊醇和2-戊醇引誘劑對雌雄天牛的引誘效果最好； 暗褐色誘捕器也能顯著增強對雌雄天牛的誘捕量。因此，可將暗褐色誘捕器與添加雄性信息素的釋放量為135 mg·d-1的1-戊醇或2-戊醇組合，作為監(jiān)測光肩星天牛發(fā)生動態(tài)的有效工具。

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(責任編輯 朱乾坤)

Improvement of Trap Color forAnoplophoraglabripennisandDetermination of the Optimus Sustained-Release Amount of Attractants

Zhou Yantao1, 2Li Shuo2Meng Zhaojun1Wang Jiabing1Liu Yingsheng3Zhang Aijun4Yan Shanchun1

(1.CollegeofForestry,NortheastForestryUniversityHarbin150040; 2.GeneralStationofForestPestManagementofStateForestryAdministrationShenyang110034; 3.ControlandQuarantineStationofHengshuiForestryBureau,HebeiProvinceHengshui053000;4.USDA-ARS,InvasiveInsectBiocontrolandBehaviorLaboratory,BARC-WestBeltsvilleMD 20705)

【Objective】This study aims to test trap efficiency of an improved brown color trap for baitingAnoplophoraglabripennis(Asian longhorned beetle, ALB), this experiment was conducted in the field with sustained-releasing 1-pentanol or 2-pentanol, combined with male pheromone, to develop an efficiency tool for monitoring and control ALB. 【Method】Thirty-two traps (four attractants × four releases × two color traps) were hung with nylon ropes on branches ofSalixmatsudanain each sample plot, and there were ninety-six traps in three sample plots. The traps were checked and recorded for the numbers of males and females captured every day. 【Result】Trap color had a significant effect on efficiency of capturing beetles. Compared with no-modified color traps (with which the average number of captured beetles was 1.063), the average number of brown modified traps captured beetles was significantly higher (t=4.854，P=0.047) with 1.521 individuals and the female ratio of 0.58. When 1-pentanol or 2-pentanol was 135 mg·d-1at sustained-release rate, with brown traps, the highest number of ALB captured was eight and female ratio was 0.50 and 0.63, respectively. Addition of the male pheromone significantly enhanced the trap efficiency of ALB, and the female ratio was 0.55 and 0.67, respectively. 【Conclusion】The brown trap with 1-pentanol, or 2-pentanol at release rate of 135 mg·d-1, combined with male pheromone was a useful tool for monitoring and controlling ALB in the field.

Asian longhorn beetle； trap； color； slow release lure； efficiency trapping

10.11707/j.1001-7488.20170620

2016-05-23;

2016-12-20。

948項目(2013-4-64)。

S763.306

A

1001-7488(2017)06-0168-07

*嚴善春為通訊作者。