3種害蟲(chóng)對(duì)9種銀杏揮發(fā)性化合物的行為反應(yīng)1)

路露 劉遠(yuǎn) 儲(chǔ)國(guó)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(lái),農(nóng)林害蟲(chóng)呈現(xiàn)多發(fā)、頻發(fā)、重發(fā)態(tài)勢(shì),直接影響農(nóng)業(yè)、農(nóng)村發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì),2019年我國(guó)林業(yè)蟲(chóng)害發(fā)生面積達(dá)600萬(wàn)hm2[1],2012年以后農(nóng)作物害蟲(chóng)年平均發(fā)生面積超過(guò)2.5億hm2[2]。多數(shù)害蟲(chóng)具有種類繁多、分布廣泛、繁殖迅速、對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)和防治困難等特點(diǎn),常以取食植株和傳播病毒為害,影響植株正常生長(zhǎng),嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成植株死亡,給農(nóng)林生產(chǎn)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。其中,榆紫葉甲(AmbrostomaquadriimpressumMotschlsky)是鞘翅目林業(yè)害蟲(chóng),每年春季高發(fā),成蟲(chóng)因取食榆樹(shù)的葉片、嫩芽造成樹(shù)勢(shì)衰弱,嚴(yán)重影響榆樹(shù)的生長(zhǎng)及發(fā)育[3-4];黃粉蟲(chóng)(Tenebriomolitor)是鞘翅目倉(cāng)儲(chǔ)害蟲(chóng)[5],嚴(yán)重危害糧食和動(dòng)物飼料的儲(chǔ)存;蚜蟲(chóng)(Aphidoidea)是同翅目食葉類害蟲(chóng),常取食嫩葉,對(duì)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(duì)害蟲(chóng)進(jìn)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(chóng)對(duì)農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)的危害,但是長(zhǎng)期使用化學(xué)防治易使害蟲(chóng)產(chǎn)生抗藥性、造成污染環(huán)境、破壞生態(tài)平衡,過(guò)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(jiǎn)單易行,但耗時(shí)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(jì)高效,前景廣闊的防治手段,它能有效減少害蟲(chóng)數(shù)量,避免害蟲(chóng)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(chóng)害的發(fā)生,減少害蟲(chóng)數(shù)量。在害蟲(chóng)防治中,銀杏葉次生代謝產(chǎn)物對(duì)美國(guó)白蛾幼蟲(chóng)有較好的拒食作用[10]、銀杏外種皮提取物對(duì)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(duì)榆紫葉甲、黃粉蟲(chóng)、蚜蟲(chóng)進(jìn)行生物防治,本研究通過(guò)Y型嗅覺(jué)儀測(cè)定了3種代表性害蟲(chóng)的趨避反應(yīng)。

1 材料與方法

2019年6—8月在鳳陽(yáng)縣采集榆紫葉甲和蚜蟲(chóng)成蟲(chóng),黃粉蟲(chóng)置于實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行人工飼養(yǎng)。選擇健壯、生活力旺盛的成蟲(chóng)進(jìn)行試驗(yàn)。

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

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

蚜蟲(chóng)的成蟲(chóng)標(biāo)準(zhǔn):體長(zhǎng)1.5～4.9 mm,寬0.03～0.05 mm,近圓圈形,罕見(jiàn)橢圓形。

主要儀器見(jiàn)表1。

供試銀杏揮發(fā)性化合物的名稱、化學(xué)式、純度見(jiàn)表2,所有藥品購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)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(jué)儀生物測(cè)定:將捕捉的榆紫葉甲、黃粉蟲(chóng)或蚜蟲(chóng)成蟲(chóng)放在Y型嗅覺(jué)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(duì)照臂,每種稀釋比例化合物測(cè)試5只成蟲(chóng),4次重復(fù),共計(jì)20只成蟲(chóng),試驗(yàn)過(guò)程為5 min。5 min內(nèi)進(jìn)入某一臂,定為對(duì)這一側(cè)有趨性,進(jìn)入與氣味源瓶相連接的一臂記作該試蟲(chóng)對(duì)這種氣味源有引誘性;進(jìn)入與蒸餾水瓶相連接的一臂記作該試蟲(chóng)對(duì)該氣味源有驅(qū)避性,沒(méi)有進(jìn)入臂中的記作無(wú)反應(yīng)。更換不同氣味源時(shí),用蒸餾水擦洗“Y”型管的內(nèi)、外壁,自然晾干,然后繼續(xù)進(jìn)行生測(cè)。

采用Microsoft Excel 2010、DPS 7.05軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

“Y”型嗅覺(jué)儀測(cè)試驅(qū)避率、引誘率及反應(yīng)率計(jì)算公式如下:

驅(qū)避率=(對(duì)照臂內(nèi)的總蟲(chóng)數(shù)/測(cè)試的總蟲(chóng)數(shù))×100%;

引誘率=(處理臂內(nèi)的總蟲(chóng)數(shù)/測(cè)試的總蟲(chóng)數(shù))×100%;

反應(yīng)率=((對(duì)照臂內(nèi)的總蟲(chóng)數(shù)+處理臂內(nèi)的總蟲(chóng)數(shù))/測(cè)試的總蟲(chóng)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(duì)銀杏揮發(fā)性化合物的行為反應(yīng)

利用“Y”型嗅覺(jué)儀測(cè)定了榆紫葉甲成蟲(chóng)對(duì)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(chóng)對(duì)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(dá)到100%;對(duì)1/2 000、1/8 000倍液的水楊醛引誘率最大,達(dá)到35%。數(shù)據(jù)顯示,榆紫葉甲成蟲(chóng)對(duì)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(guò)50%。由表4可知,軟脂酸和正丁酸對(duì)榆紫葉甲的驅(qū)避率達(dá)到了92%,與丁香酚、α-蒎烯和槲皮素間有顯著差異;水楊醛對(duì)榆紫葉甲的引誘率達(dá)到了19%,和其他處理無(wú)顯著差異。綜上所述,對(duì)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(chóng)對(duì)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(chóng)對(duì)不同銀杏揮發(fā)性化合物的行為反應(yīng)

2.2 黃粉蟲(chóng)對(duì)銀杏揮發(fā)性化合物的行為反應(yīng)

利用“Y”型嗅覺(jué)儀測(cè)定了黃粉蟲(chóng)成蟲(chóng)對(duì)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(chóng)成蟲(chóng)對(duì)1/6 000倍液的水楊醛驅(qū)避率最大,達(dá)到80%;對(duì)1/10 000倍液的槲皮素引誘率最大,達(dá)到55%。黃粉蟲(chóng)成蟲(chóng)對(duì)水楊醛5個(gè)稀釋比例的反應(yīng)率均達(dá)到75%以上。由表4可知,水楊醛對(duì)黃粉蟲(chóng)的驅(qū)避率達(dá)到了71%,與丁香酚、軟脂酸、槲皮素差異顯著;槲皮素對(duì)黃粉蟲(chóng)的引誘率達(dá)到了36%,與正丁酸、α-蒎烯、水楊醛、水楊酸差異顯著;黃粉蟲(chóng)對(duì)水楊醛的反應(yīng)率達(dá)到了81%,但與其他銀杏揮發(fā)性化合物無(wú)顯著差異。綜上所述,對(duì)黃粉蟲(chóng)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(chóng)對(duì)銀杏揮發(fā)性化合物的行為反應(yīng)

利用“Y”型嗅覺(jué)儀測(cè)定了蚜蟲(chóng)成蟲(chóng)對(duì)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(chóng)成蟲(chóng)對(duì)1/6 000倍液的α-蒎烯驅(qū)避率最大,達(dá)到80%;對(duì)1/8 000倍液的軟脂酸引誘率最大,達(dá)到65%。由表4可知,α-蒎烯對(duì)蚜蟲(chóng)的驅(qū)避率達(dá)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(duì)蚜蟲(chóng)的引誘率達(dá)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(duì)蚜蟲(chóng)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(chóng)與寄主植物間通訊聯(lián)系的重要化學(xué)信號(hào),能夠引誘昆蟲(chóng)產(chǎn)生取食、引誘、驅(qū)避等行為反應(yīng),昆蟲(chóng)會(huì)利用植物釋放的揮發(fā)物質(zhì)定位寄主,在寄主定位的過(guò)程中,昆蟲(chóng)會(huì)通過(guò)嗅覺(jué)和視覺(jué)的協(xié)同作用來(lái)對(duì)生境和寄主植物實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)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(duì)農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)有較好的防治效果,其中銀杏外種皮提取物對(duì)小菜蛾有較好的殺蟲(chóng)活性[14]、對(duì)小菜蛾幼蟲(chóng)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(píng)果蠹蛾幼蟲(chóng)攝食的作用[16]。為了更加有效、針對(duì)性的利用銀杏揮發(fā)性化合物對(duì)害蟲(chóng)展開(kāi)防治,本試驗(yàn)利用9種銀杏揮發(fā)性化合物在榆紫葉甲、黃粉蟲(chóng)、蚜蟲(chóng)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(guó)白蛾的生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖力[18],水楊醛對(duì)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(duì)榆紫葉甲的驅(qū)避率達(dá)100%,1/2 000、1/8 000倍液水楊醛對(duì)榆紫葉甲成蟲(chóng)的引誘率達(dá)35%;1/6 000倍液水楊醛對(duì)黃粉蟲(chóng)成蟲(chóng)的驅(qū)避率達(dá)80%,1/10 000倍液槲皮素對(duì)黃粉蟲(chóng)成蟲(chóng)的引誘率達(dá)55%;1/6 000倍液的α-蒎烯對(duì)蚜蟲(chóng)成蟲(chóng)的驅(qū)避率達(dá)80%,1/8 000倍液軟脂酸對(duì)蚜蟲(chóng)成蟲(chóng)的引誘率達(dá)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(duì)榆紫葉甲、黃粉蟲(chóng)、蚜蟲(chóng)的引誘效果較差,最大引誘率分別才達(dá)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(duì)3種害蟲(chóng)進(jìn)行引誘,另外由于二苯甲酮對(duì)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(duì)榆紫葉甲進(jìn)行防治、1/6 000倍液水楊醛對(duì)黃粉蟲(chóng)進(jìn)行防治、1/6 000倍液的α-蒎烯對(duì)蚜蟲(chóng)進(jìn)行防治。

實(shí)際生產(chǎn)中害蟲(chóng)對(duì)不同種類、不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的銀杏揮發(fā)性化合物會(huì)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(duì)農(nóng)林蟲(chóng)害進(jìn)行生物防治。因此,正確有效利用銀杏揮發(fā)性化合物進(jìn)行害蟲(chóng)生物防治具有重要的意義。另外,在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用銀杏揮發(fā)性化合物對(duì)榆紫葉甲、黃粉蟲(chóng)、蚜蟲(chóng)進(jìn)行生物防治是否能有效達(dá)到化學(xué)農(nóng)藥防治的效果,還有待進(jìn)一步明確。