植物揮發(fā)性化合物對(duì)椰心葉甲的忌避行為及測(cè)報(bào)應(yīng)用

張華峰

(1.廈門(mén)市綠化中心，福建 廈門(mén) 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(chóng)，是棕櫚科（Arecaceae）植物最具危險(xiǎn)性害蟲(chóng)之一[1-3]。該蟲(chóng)主要危害以椰子（Cocos nucifera）為主的25個(gè)屬，約34種棕櫚科植物[4]。1999年以來(lái)，該蟲(chóng)陸續(xù)在廣東、海南、廣西、福建、臺(tái)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(chóng)以幼蟲(chóng)和成蟲(chóng)聚集在棕櫚科植物的未展開(kāi)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(shù)勢(shì)減弱，引起次期性害蟲(chóng)進(jìn)一步危害，導(dǎo)致植物心部逐漸腐爛，無(wú)新葉抽出，直至整株枯死[5-7]。在該蟲(chóng)的防治上，彭正強(qiáng)等[8]用啶蟲(chóng)脒、殺蟲(chóng)單和高效氯氰菊酯等化學(xué)農(nóng)藥開(kāi)展了防治研究；朱國(guó)權(quán)等[9]采用印楝素和煙堿等植物源殺蟲(chóng)劑防治該蟲(chóng)；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(chóng)，徐超等[11]開(kāi)展了應(yīng)用病原細(xì)菌和綠僵菌生物防治該蟲(chóng)的研究；李洪等[12]研究了薇甘菊次生物質(zhì)對(duì)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(chóng)監(jiān)測(cè)和防治十分困難。

昆蟲(chóng)驅(qū)避劑是一類具有驅(qū)避昆蟲(chóng)作用的化學(xué)物質(zhì)，其本身并沒(méi)有殺蟲(chóng)特性，僅通過(guò)氣味分子信息驅(qū)避昆蟲(chóng)[13]。近年來(lái)，昆蟲(chóng)驅(qū)避劑在城市衛(wèi)生害蟲(chóng)防控中研究和應(yīng)用得較多[14-16]。美國(guó)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(chóng)驅(qū)避劑，對(duì)昆蟲(chóng)和其它節(jié)肢動(dòng)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(duì)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(chóng)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(chóng)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(duì)樟子松球果象甲成蟲(chóng)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(duì)椰心葉甲的忌避行為，評(píng)價(jià)不同植物揮發(fā)化合物對(duì)該害蟲(chóng)驅(qū)避效果，為該蟲(chóng)的監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)以及防控提供有效途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

2020年7 月，在廈門(mén)市島內(nèi)外綠地和綠化帶共設(shè)置8個(gè)試驗(yàn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，其中島內(nèi)4個(gè)，島外4個(gè)，受椰心葉甲危害的植物為老人葵（Washingtonia filifera），平均樹(shù)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(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)點(diǎn)概況Tab.1 Overview of the test site

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 供試藥品

在室內(nèi)應(yīng)用昆蟲(chóng)觸角電位儀(EAG)進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試[21]，篩選出對(duì)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(cè)昆蟲(chóng)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(duì)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(duì)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(duì)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(gè)處理，以石蠟油作為對(duì)照，每種處理做5個(gè)重復(fù)。噴藥后即開(kāi)始計(jì)時(shí)，分別記錄1 min、5 min、10 min、15 min、20 min、30 min逃逸出來(lái)的椰心葉甲數(shù)量。

1.2.3 植物揮發(fā)性化合物對(duì)椰心葉甲的測(cè)報(bào)應(yīng)用

在8個(gè)試驗(yàn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)中，分別在每個(gè)監(jiān)測(cè)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(chóng)與各齡幼蟲(chóng)數(shù)量。隨后，再隨機(jī)選擇10株沒(méi)有噴藥處理的植株，從每株植株上用手掰開(kāi)3片心葉，統(tǒng)計(jì)心葉中的各蟲(chóng)齡蟲(chóng)口數(shù)量，作為對(duì)照。按公式（1）計(jì)算分析測(cè)報(bào)準(zhǔn)確率。

測(cè)報(bào)準(zhǔn)確率（%）=[1－（人工調(diào)查各蟲(chóng)齡的比例－脅迫外逃各蟲(chóng)齡的比例）/人工調(diào)查各蟲(chóng)齡的比例]×100%（1）

1.3 數(shù)據(jù)分析

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(shí)間內(nèi)對(duì)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(duì)照間對(duì)椰心葉甲不同蟲(chóng)態(tài)的忌避影響，以評(píng)估其測(cè)報(bào)準(zhǔn)確率。

2 結(jié)果與分析

2.1 植物揮發(fā)化合物對(duì)椰心葉甲脅迫作用

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(duì)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(duì)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(shí)，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(lái)。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(kāi)始增多，5 min到15 min時(shí)達(dá)到高峰期。20 min后，出逃的椰心葉甲數(shù)量開(kāi)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(lái)。

2.2 肉桂醛在椰心葉甲監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

本研究在8個(gè)椰心葉甲監(jiān)測(cè)點(diǎn)，對(duì)樣株噴施植物揮發(fā)化合物肉桂醛，觀測(cè)不同蟲(chóng)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(chóng)和各齡幼蟲(chóng)數(shù)量占比，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1。結(jié)果表明，肉桂醛對(duì)椰心葉甲成蟲(chóng)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(chóng)齡比例分別為成蟲(chóng)85.17%、1~2齡幼蟲(chóng)0.82%、3~4齡幼蟲(chóng)2.60%、5齡以上幼蟲(chóng)11.41%；而不施藥情況下，人工撥開(kāi)心葉，調(diào)查椰心葉甲各蟲(chóng)齡比例分別為成蟲(chóng)93.58%、1~2齡幼蟲(chóng)5.65%、3~4齡幼蟲(chóng)2.91%、5齡以上幼蟲(chóng)10.30%。經(jīng)t-檢驗(yàn)結(jié)果顯示，除低齡1~2齡幼蟲(chóng)（t=3.9865，P=0.0053＜0.01）外，3~4齡幼蟲(chóng)（t=0.6296，P=0.5489＞0.01）、5齡以上幼蟲(chóng)（t=1.1177，P=0.3006＞0.01）和成蟲(chóng)（t=3.4280，P=0.0110＞0.01），由肉桂醛氣味脅迫外逃的各蟲(chóng)齡比例與人工調(diào)查各蟲(chóng)齡比例差異不大，說(shuō)明3齡以上幼蟲(chóng)和成蟲(chóng)對(duì)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(duì)于成蟲(chóng)測(cè)報(bào)準(zhǔn)確率達(dá)91.01%，對(duì)于3齡以上幼蟲(chóng)，測(cè)報(bào)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(duì)椰心葉甲各蟲(chóng)齡的測(cè)報(bào)效果Fig.1 The effect of cinnamaldehyde on the forecast of different instars

3 小結(jié)與討論

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(mén)樹(shù)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(chóng)，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(chóng)，幾乎一生藏匿于棕櫚科植物的心葉中生長(zhǎng)、發(fā)育和活動(dòng)[22]，不易發(fā)現(xiàn)，準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)、分析預(yù)測(cè)各蟲(chóng)態(tài)的發(fā)生期、發(fā)生量和發(fā)生范圍等蟲(chóng)情動(dòng)態(tài)十分困難[23]。

林方輝等[24]在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)開(kāi)展椰心葉甲對(duì)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(duì)椰心葉甲成蟲(chóng)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(duì)人畜安全等特性[22]，且對(duì)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(duì)照組相比效果明顯，其中肉桂醛、雙戊烯和香茅醛等對(duì)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(duì)于成蟲(chóng)監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確率達(dá)91.01%，對(duì)于3齡以上椰心葉甲幼蟲(chóng)，監(jiān)測(cè)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(kāi)的心葉中聚集取食危害，藥物無(wú)法直接接觸到蟲(chóng)體，造成防治效果差，防治后復(fù)發(fā)性強(qiáng)，無(wú)法徹底根除，這給該蟲(chóng)的監(jiān)測(cè)與防治帶來(lái)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(chóng)的作用，一般不會(huì)造成害蟲(chóng)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(shí)機(jī)，利用高效化學(xué)殺蟲(chóng)劑進(jìn)行靶標(biāo)精準(zhǔn)防治，也可讓其蟲(chóng)體表面攜帶綠僵菌，返回心葉中，通過(guò)害蟲(chóng)個(gè)體間相互接觸傳染，持續(xù)感染，提高生物菌劑殺蟲(chóng)效果。本課題組后續(xù)將圍繞昆蟲(chóng)驅(qū)避劑和生物殺蟲(chóng)劑結(jié)合，開(kāi)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！