梨小食心蟲性信息素載體篩選與應(yīng)用優(yōu)化

孔維娜，王怡，牛國(guó)飛，郭永福，趙飛，馬瑞燕，范仁俊*

(1.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 植物保護(hù)研究所/農(nóng)業(yè)有害生物綜合治理山西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山西 太原 030031；2.山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，山西 太谷 030801)

梨小食心蟲Grapholitamolesta(Busck)，屬鱗翅目(Lepidoptera)、卷蛾科(Tortricidae)，是世界范圍內(nèi)薔薇科果樹的主要害蟲[1]。其為害具有鉆蛀性和隱蔽性[2，3]，噴施農(nóng)藥無法達(dá)到較好的防治效果，加之食品安全、農(nóng)藥殘留和環(huán)境污染等問題的日益凸顯，開發(fā)對(duì)環(huán)境友好的綠色防控手段受到研究者的普遍關(guān)注[4～6]。其中，性信息素在害蟲預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和防治中應(yīng)用廣泛，對(duì)梨小食心蟲起到了較好的防治效果[7～11]。利用性信息素防控害蟲時(shí)，需要其成分在害蟲的發(fā)生期內(nèi)可以穩(wěn)定持續(xù)的釋放，以保證性信息素持久的生物活性。

然而，一些因素會(huì)對(duì)昆蟲性信息的持效期和穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，造成持效期短、穩(wěn)定性差的問題。這些因素分為化學(xué)因素和物理因素。影響較大的，如，在紫外光和熱的作用下會(huì)對(duì)含有雙鍵的性信息素組分產(chǎn)生異構(gòu)化；光化學(xué)和熱的作用導(dǎo)致的氧化分解；載體，植物，土壤等對(duì)性信息素組分的吸收和解吸；以及pH值改變?cè)斐山M分的水解和金屬離子導(dǎo)致的聚合等等[12]。

不同材質(zhì)的載體對(duì)梨小食心蟲性信息素組分的吸收和解吸能力可能存在差異，從而影響性信息素使用過程中的穩(wěn)定性和持效性。梨小食心蟲性信息素的主要活性成分為順-8-十二碳烯醇醋酸酯，是一種不飽和的長(zhǎng)鏈酯，在空氣中容易受到氧化失去雙鍵，使性信息素組分的活性喪失。選擇適宜的釋放載體以及添加劑，一方面有保護(hù)性信息素免受環(huán)境氧化降解的能力，同時(shí)載體和添加劑本身不會(huì)對(duì)性信息素的釋放產(chǎn)生影響。橡膠塞和聚乙烯材質(zhì)的塑料制品是目前常用的固體型性信息素釋放載體[13～15]，聚乙烯離心管價(jià)格低廉，在經(jīng)濟(jì)成本方面適宜工業(yè)化生產(chǎn)和推廣使用。此外，在配置的誘芯中加入抗氧化劑，有利于抑制或者延緩有機(jī)化合物在空氣中氧化。

本文對(duì)比了2種釋放載體橡膠塞和聚乙烯離心管對(duì)梨小食心蟲性信息素引誘效果的影響，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了抗氧化的應(yīng)用優(yōu)化試驗(yàn)，以期從穩(wěn)定釋放和增加持效期2個(gè)方面提高性信息素交配干擾技術(shù)在防治梨小食心蟲中的使用效果，嘗試提出一種適用于性信息素交配干擾防治梨小食心蟲的新劑型。

1　材料與方法

1.1　試驗(yàn)材料

自制梨小食心蟲性信息素(順-8-十二碳烯醇醋酸酯：反-8-十二碳烯醇醋酸酯：順-8-十二碳烯醇：十二碳-1-醇=100∶6.8∶19.1∶5.4)，溶劑為正己烷，純度99%。

250 μL橡膠塞，購(gòu)于北京格瑞碧源科技有限公司。白色，直徑1 cm，高2 cm。將200 μg自制梨小食心蟲性信息素滴加入橡膠塞凹槽，靜置待液體滲入橡膠塞后使用。

1.5 mL的聚乙烯塑料離心管。將200 μg自制梨小食心蟲性信息素滴加入離心管后，用封口膜將管口密封，使用前用圓規(guī)在離心管管蓋上扎孔。

市售性誘芯(以下簡(jiǎn)稱PHD)，購(gòu)于北京中捷四方生物科技股份有限公司，內(nèi)含200 μg人工合成的梨小食心蟲雌蟲性信息素。

抗氧化劑BHT(2,6-二叔丁基對(duì)甲酚)，購(gòu)于成都格雷西亞化學(xué)技術(shù)有限公司，純度99%。

1.2　試驗(yàn)地選擇

選擇山西省中部的太谷縣(37°18＇N，112°29＇E，海拔824 m)西山底村桃園。主栽品種為大久保，平均樹齡6 a，平均株行距2.5 m×5 m。按照當(dāng)?shù)毓r(nóng)習(xí)慣進(jìn)行剪枝和噴灑殺蟲劑、殺菌劑和除草劑。

1.3　試驗(yàn)方法

1.3.1不同載體比較

設(shè)置以離心管為載體的性信息素誘芯、以橡膠塞為載體的性信息素誘芯和不放置誘芯的空白水盆對(duì)照3種處理，均使用水盆誘捕器，為防止相互干擾，每個(gè)誘捕器之間間距30 m，誘捕器懸掛于桃樹樹冠距地面1.5 m處；橡膠塞和離心管均懸掛距水面≤1 cm處。各處理均重復(fù)4次，共12個(gè)誘捕器，完全隨機(jī)懸掛于桃園(面積為3 600 m2)。試驗(yàn)于2012年8月6日至8月19日進(jìn)行，試驗(yàn)期內(nèi)，每天上午07:00 ～10:00統(tǒng)計(jì)各誘捕器誘蛾量，清除蟲體和雜物并加水。

1.3.2離心管載體應(yīng)用優(yōu)化

將1 g抗氧化劑BHT加入127 mL乙醇中(乙醇密度為0.789 g · mL-1，100 g乙醇的體積為127 mL)，配置成1%的BHT溶液，其濃度為7.9 g · L-1。分別將2.5、5.1、7.6和10.1 μL(即抗氧化劑BHT質(zhì)量約為20、40、60和80 μg)的BHT溶液加入含有200 μg性信息素的離心管中，配置成含抗氧化劑濃度分別為10%、20%、30%、40%的溶液。設(shè)置如下處理：

Ph：自制性信息素；Ph+B10：自制性信息素+10%抗氧化劑BHT；Ph+B20：自制性信息素+20%抗氧化劑BHT；Ph+B30：自制性信息素+30%抗氧化劑BHT；Ph+B40：自制性信息素+40%抗氧化劑BHT；PHD：市售的性誘芯；CK：無誘芯空白對(duì)照。其中，使用自制性信息素的處理，載體均為離心管。

各處理均使用水盆誘捕器，為防止相互干擾，每個(gè)誘捕器之間間距30 m，水盆誘捕器懸掛于桃樹樹冠距地面1.5 m處；離心管懸掛于距水面≤1 cm處。各處理均重復(fù)4次，共28個(gè)誘捕器，完全隨機(jī)懸掛于桃園(面積為6 300 m2)。試驗(yàn)于2013年6月28日至9月16日進(jìn)行。試驗(yàn)期內(nèi)，每隔3 d于上午07:00～10:00統(tǒng)計(jì)誘蛾量，清除蟲體和雜物并加水。

1.4　統(tǒng)計(jì)分析

利用Excel2016和SPSS19.0統(tǒng)計(jì)軟件處理數(shù)據(jù)。首先利用Shapiro-Wilk test檢測(cè)所有數(shù)據(jù)是否符合正態(tài)分布。對(duì)不符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)(2種載體和不同濃度抗氧化劑對(duì)誘蛾量的影響原始數(shù)據(jù))，進(jìn)行平方根轉(zhuǎn)換[16]。之后進(jìn)行方差分析，用Duncana進(jìn)行多重比較檢測(cè)。

2　結(jié)果與分析

2.1　不同載體比較試驗(yàn)

使用不同載體的性信息素誘捕器均能有效誘集梨小食心蟲雄性成蟲，差異不顯著(F=0.283 2; df=2, 11;P=0.581；圖1)。以離心管為載體的處理平均誘蛾總量(27.0±7.9)頭·誘捕器-1，小于橡膠塞處理的(36.3±16.1)頭·誘捕器-1。日誘蛾總量的動(dòng)態(tài)圖中我們可以看到，以離心管為載體的處理誘蛾量在8月10日之前高于橡膠塞，但8月10日之后低于橡膠塞，持效期較短(圖2)。

圖1　不同性信息素載體對(duì)梨小食心蟲誘蛾量的影響Fig.1　Effects of different release carriers of sex pheromone on mean catches of adult Grapholita molesta.注:不同字母表示差異顯著(P<0.05)。Note：Different letters show significant difference at the 0.05 level.

圖2　2012年山西太谷不同性信息素載體對(duì)梨小食心蟲日誘蛾總量的影響Fig.2　Dynamic of adult Grapholita molesta effected by different release carriers of sex pheromone.

2.2　應(yīng)用優(yōu)化試驗(yàn)

在以離心管為載體的性信息素中添加不同濃度的抗氧化劑后增加了梨小食心蟲的誘蛾效果(F=4.854, df=6, 27,P=0.003；圖3)，但田間添加抗氧化劑與未添加抗氧化劑之間差異不顯著。其中含有40%抗氧化劑的性信息素的總誘蛾量最大，且與PHD的誘蛾量差異不顯著。約為單獨(dú)性信息素Ph的3.8倍。

圖3　在性信息素中添加不同濃度的抗氧化劑(BHT)后田間引誘雄蛾效果的比較Fig.3　Effects of different concentration of sex pheromone antioxidant on mean catches of male Grapholita molesta.　　注:不同字母表示差異顯著(P<0.05)　　Note：Different letters show significant difference at the 0.05 level.

由圖4可知，單獨(dú)性信息素Ph誘捕器只在7月6日之前誘蛾效果較好，此后誘蛾量持續(xù)處于較低水平。含有抗氧化劑的性信息素誘捕器在8月27日之前，單日平均誘蛾量均低于使用市售性誘芯的處理。但8月27日之后含有抗氧化劑的性信息素誘捕器的誘蛾量持續(xù)高于市售性誘芯處理。整體而言，添加抗氧化劑的性信息素誘捕器誘蛾效果后期表現(xiàn)較好，含有30%和40%抗氧化劑的性信息素誘蛾量持效性優(yōu)于20%和10%。因此，延長(zhǎng)引誘梨小食心蟲持效期的抗氧化劑的最佳濃度范圍為30%至40%。

3　討論與結(jié)論

對(duì)比2種性信息素載體發(fā)現(xiàn)，以橡膠塞為載體的性信息素誘捕器總誘集量及持效期均優(yōu)于以離心管為載體的性信息素誘捕器。離心管載體的揮發(fā)性強(qiáng)于橡膠塞載體，使用前期誘蛾效果較好，但同時(shí)性信息素直接與空氣接觸，易受空氣氧化，造成持效期下降，影響使用后期的誘蛾效果。以離心管為載體的性信息素在實(shí)際應(yīng)用中需要提高其抗氧化性。

在離心管載體性信息素誘捕器應(yīng)用優(yōu)化試驗(yàn)中，添加抗氧化劑后，離心管為載體的性信息素誘捕器對(duì)梨小食心蟲的總誘捕量有所提高，并在使用后期逐漸超過使用市售性誘芯的誘捕器。試驗(yàn)所采用的抗氧化劑BHT(2,6-二叔丁基對(duì)甲酚)具有較強(qiáng)的抗氧化性、耐熱性、穩(wěn)定性及價(jià)格低廉的特點(diǎn)，在應(yīng)用效果和經(jīng)濟(jì)成本方面，適宜在性信息素產(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn)加工中使用。篩選出的抗氧化劑最佳濃度范圍可以幫助下一步繼續(xù)優(yōu)化性信息素的田間應(yīng)用，提高防治效果。市售梨小食心蟲誘芯2.5元/個(gè)。離心管為載體，同時(shí)添加抗氧化劑的自制誘芯，其成本約為0.05元·個(gè)-1(單個(gè)誘芯具體成本：離心管0.04元，性信息素0.006元，抗氧化劑BHT 0.172 8×10-4元)。離心管作為載體同時(shí)添加抗氧化劑的誘芯，在保證了防治效果的同時(shí)，有效的降低了性信息素使用的成本。同時(shí)，由于適當(dāng)?shù)难娱L(zhǎng)了持效期，在一定程度上也可減少更換性信息素的次數(shù)，節(jié)約人力。但是，在性信息素誘芯中添加抗氧化劑，前期會(huì)對(duì)性信息素的釋放產(chǎn)生抑制作用，抗氧化劑對(duì)性信息素誘芯的提效作用主要體現(xiàn)在使用后期。因此，在抗氧化劑的實(shí)際應(yīng)用中，建議適當(dāng)增加性信息素的使用量，以保證前期的使用效果。

圖4　加入抗氧化劑(BHT)后性信息素田間持效期的比較Fig.4　Effects of different concentration of antioxidant on holding period of sex pheromone.

此外，梨小食心蟲性信息素在使用過程中持效期短和穩(wěn)定性差的問題，在一定程度上是由于載體的吸收和解吸以及空氣的氧化作用，但任然受到其他因素的影響，需要下一步繼續(xù)進(jìn)行優(yōu)化研究。對(duì)性信息素在使用過程中的穩(wěn)定性和持效性進(jìn)行優(yōu)化，有利于保證性信息素持續(xù)的生物活性，提高性信息素交配干擾技術(shù)在防治梨小食心蟲中的使用效果。