油茶害蟲植物源引誘劑篩選及其誘集的昆蟲種群動態(tài)

劉 俊, 周德明, 周國英

(中南林業(yè)科技大學(xué),森林有害生物防控湖南省重點實驗室,經(jīng)濟(jì)林培育與保護(hù)教育部重點實驗室, 長沙 410004)

油茶害蟲植物源引誘劑篩選及其誘集的昆蟲種群動態(tài)

劉 俊, 周德明, 周國英*

(中南林業(yè)科技大學(xué),森林有害生物防控湖南省重點實驗室,經(jīng)濟(jì)林培育與保護(hù)教育部重點實驗室, 長沙 410004)

通過16種植物提取物對油茶林昆蟲進(jìn)行誘捕,篩選出2種對油茶害蟲引誘效果較好的植物提取物,并在油茶林進(jìn)行引誘效果及誘集昆蟲種群動態(tài)的研究。結(jié)果表明,2016年4月-8月的引誘試驗中,共誘集到昆蟲7 455頭。其中油茶葉片水提粗提物誘集到昆蟲數(shù)量最多,達(dá)4 368頭,誘蟲譜較廣,誘集到23種昆蟲,可以誘集為害油茶林的害蟲主要有假眼小綠葉蟬、瓊凹大葉蟬、大青葉蟬、白痣廣翅蠟蟬、茶角胸葉甲等;其次為油茶乙醇粗提物,誘集到2 078頭昆蟲,且對八點廣翅蠟蟬、小蠹類害蟲的誘捕效果最佳。植物提取物作為引誘劑,可為油茶林害蟲的發(fā)生期、發(fā)生量的監(jiān)測預(yù)報提供直接的、客觀的依據(jù)。

油茶; 害蟲; 引誘劑; 種群動態(tài)

油茶Camelliaoleifera是中國特有油料樹種,也是世界上四大木本食用油料樹種之一[1]。近年來油茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛,隨著茶農(nóng)對油茶的開發(fā)力度日益擴(kuò)大,油茶病蟲害的發(fā)生也日趨嚴(yán)重。油茶病蟲害不僅導(dǎo)致大量落花落葉落果,甚至可致全株枯死,嚴(yán)重影響油茶產(chǎn)量與質(zhì)量[2]。蟲害的發(fā)生往往會增加感染病菌的幾率,致使更多病害的發(fā)生。我們在調(diào)查研究中發(fā)現(xiàn),油茶害蟲活動相對隱蔽,調(diào)查和監(jiān)測難度較大,明顯有癥狀顯露時,已失去有利防治時機(jī)。近年來,生產(chǎn)中所使用的油茶蟲害的防治方法主要包括營林措施[2]、燈光誘殺[3]、藥劑防治[4]、生物防治[5-6]等,這些措施不僅成本高,而且操作不便[3-4]。因此急需探尋新方法來代替這些已成型,但仍需完善的防治油茶林害蟲的方法。

寄主植物中大量的次生代謝產(chǎn)物對昆蟲的定位和取食、產(chǎn)卵等行為有很大影響[7-8],該領(lǐng)域的多位學(xué)者認(rèn)為定位、識別、接受這三個聯(lián)系緊密的環(huán)節(jié)共同構(gòu)建了植食性昆蟲對寄主的選擇過程[9-14]。本文從油茶害蟲寄主植物出發(fā),根據(jù)文獻(xiàn)資料及調(diào)查研究,選擇對油茶害蟲具有較好引誘作用的物質(zhì),以及油茶害蟲的本土寄主植物的提取物,開展了植物源引誘劑篩選及其誘捕油茶害蟲的種類、種群動態(tài)的研究,以明確對油茶害蟲具有較好引誘效果的物質(zhì),為油茶害蟲生物防治奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

油茶葉片、山茶CamelliajaponicaL.葉片、香樟Cinnamomumcamphora(L.) Presl.葉片、打碗花CalystegiahederaceaWall.葉片、金銀花LonicerajaponicaThunb.葉片、茶枯，于2016年3月-4月采集于湖南省株洲市攸縣天華油茶林場及中南林業(yè)科技大學(xué)周邊。二氯甲烷、50%乙醇、水楊酸甲酯、葉醇、β-石竹烯、乙酸葉醇酯、芳樟醇、α-法尼烯均為分析純，混合物M1由α-法尼烯、芳樟醇、葉醇、β-石竹烯組成，混合物M2由芳樟醇、乙酸葉醇酯、水楊酸甲酯組成。白砂糖、白醋購于市場。

1.2 植物粗提物制備

用水蒸氣蒸餾法提取上述6種植物葉片揮發(fā)物。將新鮮的植物葉片用剪刀剪碎，每次稱取50 g葉片裝入500 mL燒瓶中，加水至燒瓶的2/3，進(jìn)行水蒸氣蒸餾，蒸餾時間為1～2 h。所得油水混合物用二氯甲烷萃取，無水Na2SO4干燥，過濾，并將溶劑揮發(fā)，所得粗提物保存于4℃冰箱中備用。另外，以50%乙醇為溶劑，用水蒸氣蒸餾法制備油茶葉片乙醇粗提物。

1.3 誘捕裝置及誘芯制作

誘捕裝置為自制簡易環(huán)保型誘捕裝置，由色板和裁剪的礦泉水瓶制成的誘捕瓶組成。

試驗共選用16種揮發(fā)物作為誘芯。包括植物水提物6種，乙醇提取物1種，化合物單體及化合物混合物8種，糖醋液1種。植物提取物使用時用二氯甲烷配成飽和液裝入誘捕瓶中?；衔飭误w及化合物混合物使用時取500 μL至容積為50 mL的離心管內(nèi)，填入脫脂棉并浸透，使用時敞開管口，放入誘捕瓶中。糖醋液需現(xiàn)配現(xiàn)用，使用前按白砂糖∶白醋∶50%乙醇∶水=1∶1∶2∶0.5配制，每次取200 mL放入誘捕瓶中。

1.4 誘捕試驗

誘捕試驗于2016年4月-8月進(jìn)行,試驗地位于湖南省株洲市攸縣天華油茶林場。誘捕器在林中以平行的方式掛置,用繩子懸掛在兩棵樹之間,每個引誘源設(shè)3次重復(fù),以清水為對照。各誘捕器間相距50 m。從4月2日開始掛置誘捕裝置,每7 d往誘劑瓶補(bǔ)充1次引誘劑,并對誘捕器誘捕害蟲進(jìn)行分類鑒定。4月進(jìn)行4次試驗后篩選出對油茶害蟲引誘效果較好或者誘集到種類較多的引誘劑,并用其進(jìn)行連續(xù)5個月的引誘試驗,同時記錄每天天氣情況。

1.5 昆蟲鑒定

將誘捕到的昆蟲標(biāo)本裝入收集瓶,標(biāo)明采集時間、地點、誘捕器編號。帶回實驗室后,將標(biāo)本倒入20目篩并在水龍頭下輕輕沖洗30～60 s,除去枝葉、蒼蠅等,通過生物解剖鏡將標(biāo)本與已定名的標(biāo)本對照初步確定所屬范圍,再利用檢索表逐項檢索,結(jié)合《油茶病蟲害診斷與防治原色生態(tài)圖譜》《茶樹病蟲害防治彩色圖冊》等相關(guān)專著及文獻(xiàn),確定誘集昆蟲中為害油茶的種類及分類學(xué)地位。最后請有關(guān)專家復(fù)核確定。

1.6 數(shù)據(jù)分析

根據(jù)誘集昆蟲情況進(jìn)行個體、種類的統(tǒng)計。群落中某一物種的多度占所有物種的多度之和的百分比用于統(tǒng)計物種相對多度[14]。進(jìn)行油茶林間主要昆蟲種群數(shù)量變化分析時,每7 d進(jìn)行數(shù)量統(tǒng)計,所捕獲的蟲量以3個誘捕器的誘捕量之和計算[1]。數(shù)據(jù)分析及作圖通過Excel軟件完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 油茶害蟲植物源引誘劑的篩選

在2016年4月的引誘試驗中,共誘集到6個科,9種昆蟲。與清水對照相比,植物源提取物對不同昆蟲的誘捕效果都高于清水對照。油茶葉片水提粗提物誘集到昆蟲數(shù)量和種類最多,共7種,337頭,包括假眼小綠葉蟬Empoascavitis(G?the)、瓊凹大葉蟬BothrogoniaqionganaYang & Li、大青葉蟬Cicadellaviridis(Linnaeus)、茶角胸葉甲BasileptamelanopusLefevre、茶小卷葉蛾AdoxophyesoranaFischer von R?slerstamm、茶蠶AndracabipunctataWalker、油桐尺蠖BuzurasuppressariaGuenée;其次是油茶葉片乙醇粗提物,誘集到5種,其誘集到的暗翅材小蠹XyleborussemiopacusEichhoff、茶材小蠹XyleborusfornicatusEichhoff最多(表1)。

表116種揮發(fā)物誘捕結(jié)果1)

Table1Trapresultsof16kindsofvolatiles

引誘劑Attractant引誘數(shù)量/頭 Numberoftrappedpests葉蟬科Cicadellidae假眼小綠葉蟬E．vitis瓊凹大葉蟬B．qiongana大青葉蟬C．viridis葉甲科Chrysomelidae茶角胸葉甲B．melanopus卷蛾科Tortricidae茶小卷葉蛾A．orana蠶蛾科Bombycidae茶蠶A．bipunctata尺蛾科Geometridae油桐尺蠖B．suppressaria小蠹科Scolytidae暗翅材小蠹X．semiopacus茶材小蠹X．fornicatus個體總數(shù)/頭Individuals物種總數(shù)/頭Species油茶葉片水提粗提物C．oleiferaleafwaterextracts22659151331110003377油茶葉片乙醇粗提物C．oleiferaleafethanolextracts4418900003251275山茶葉片水提粗提物C．japonicaleafwaterextracts762130000001003香樟葉片水提粗提物C．camphoraleafwaterextracts1981981000002264打碗花葉片水提粗提物C．hederacealeafwaterextracts1531100000001642金銀花水提粗提物L(fēng)．japonicaleafwaterextracts4670000000532茶枯水提粗提物Sasanquacakewaterextracts5860000000642水楊酸甲酯Methylsalicylate59164000000793葉醇cis?3?hexen?1?ol164200000001662β?石竹烯β?caryophyllene1681020000001803乙酸葉醇酯cis?3?hexenylacetate1814260000002293芳樟醇Linalool2011770000002253α?法尼烯α?farnesene1171400000001312M1604800000001082M2645200000001162糖醋液Sweetandsourmixture35170000000522清水對照Water44110000000552

1) 混合物M1由α-法尼烯、芳樟醇、葉醇、β-石竹烯組成,混合物M2由芳樟醇、乙酸葉醇酯、水楊酸甲酯組成。 M1 was composed ofα-farnesene, linalool,cis-3-hexen-1-ol,β-Caryophyllene; M2 was composed of linalool,cis-3-hexenyl acetate, methyl salicylate.

2.2 油茶葉片水提粗提物和乙醇粗提物誘集到的昆蟲種類

根據(jù)4月引誘試驗的結(jié)果,選擇油茶水提粗提物、油茶乙醇粗提物對油茶林昆蟲進(jìn)行監(jiān)測。在連續(xù)5個月的引誘試驗中,誘集到的昆蟲共有26種,隸屬于3目16科。其中葉蟬科Cicadellidae 3種;角蟬科Membracidae待鑒定1種;廣翅蠟蟬科Ricaniidae 4種;沫蟬科Cercopidae 1種;盲蝽科Miridae 1種;卷蛾科Tortricidae 1種;蠶蛾科Bombycidae 1種;刺蛾科Limacodidae 1種;尺蛾科Geometridae 1種;葉甲科Chrysomelidae 1種;麗金龜科Rutelidae 1種;鰓金龜科Melolonthidae 2種;小蠹科Scolytidae 2種;花蚤科Mordellidae待鑒定1種;瓢蟲科Coccinellidae 3種;虎甲科Cicindelidae 1種。假眼小綠葉蟬、瓊凹大葉蟬、大青葉蟬、眼紋疏廣蠟蟬Euricaniaocellus(Walker)、八點廣翅蠟蟬Ricaniaspeculum(Walker)、白痣廣翅蠟蟬RicanulasublimataJacobi、緣紋廣翅蠟蟬Ricaniamarginalis(Walker)、東方麗沫蟬Cosmoscartaheros(Fabricius)、綠盲蝽Apolyguslucorum(Meyer-Dür)為油茶刺吸類害蟲;茶小卷葉蛾、茶蠶、扁刺蛾Thoseasinensis(Walker)、油桐尺蠖、茶角胸葉甲為食葉類害蟲;銅綠麗金龜、暗黑鰓金龜、瑪絹金龜Maladerasp.為食葉、地下害蟲;茶材小蠹XyleborusfornicatusEichhoff、暗翅材小蠹XyleborussemiopacusEichhoff為枝干類害蟲;六條瓢蟲Cheilomenessexmaculata(Fabricius)、二星瓢蟲Adaliabipunctata(Linnaeus)、龜紋瓢蟲Propyleajaponica(Thunberg)、深山小虎甲CylinderakaleeaBates為天敵昆蟲。

捕獲量最多的是假眼小綠葉蟬(4 453頭),占標(biāo)本總數(shù)的59.73%,屬于優(yōu)勢種類。瓊凹大葉蟬、大青葉蟬、八點廣翅蠟蟬、白痣廣翅蠟蟬、緣紋廣翅蠟蟬、茶角胸葉甲、暗翅材小蠹個體數(shù)量均占標(biāo)本總數(shù)的1%以上,總計占總數(shù)的32.62%,屬于常見種類,其余的17種昆蟲的個體數(shù)量均少于標(biāo)本總數(shù)的1%,總計占7.63%,為稀有種類。

從總的捕獲量來看,油茶葉片水提粗提物誘集到的昆蟲種類和數(shù)量最多,達(dá)23種,合計4 368頭,其對假眼小綠葉蟬、瓊凹大葉蟬、大青葉蟬、白痣廣翅蠟蟬、茶角胸葉甲等油茶害蟲的誘捕效果明顯高于油茶葉片乙醇粗提物;油茶葉片乙醇粗提物誘集到2 078頭昆蟲,其對八點廣翅蠟蟬、小蠹類害蟲的誘捕效果優(yōu)于油茶葉片水提粗提物(表2)。

表22016年4月-8月不同引誘劑誘集昆蟲情況比較

Table2ComparisonoftrappingeffectofdifferentinsectattractantsfromApriltoAugustin2016

輪作模式/(2014-2015-2016)Rotationpattern土壤中的蟲口密度(卵+J2)/個·g-1 DensitiesofeggsandJ2inpergramsoil2015年播種前Beforesowing收獲后Afterharvest一年減退率/%Reducingrateinoneyear2016年收獲后Afterharvest兩年減退率/%Reducingrateintwoyear油菜?油菜?油菜Rape?rape?rape4．79±2．52．81±1．241．34b0．13±0．197．29a小麥?蠶豆?油菜Wheat?broadbean?rape20．21±3．75．92±0．870．71a2．62±0．987．04b小麥?蠶豆?蠶豆Wheat?broadbean?broadbean20．21±3．75．92±0．870．71a0．44±0．297．82a小麥?蠶豆?馬鈴薯Wheat?broadbean?potato20．21±3．75．92±0．870．71a0．99±0．395．10a小麥?馬鈴薯?油菜Wheat?potato?rape14．53±4．34．03±1．472．26a2．36±0．583．76bc小麥?馬鈴薯?蠶豆Wheat?potato?broadbean14．53±4．34．03±1．472．26a0．78±0．594．63a小麥?馬鈴薯?馬鈴薯Wheat?potato?potato14．53±4．34．03±1．472．26a0．39±0．197．32a小麥?蠶豆?小麥Wheat?broadbean?wheat20．21±3．75．92±0．870．71a15．14±2．125．09f小麥?馬鈴薯?小麥Wheat?potato?wheat14．53±4．34．03±1．472．26a12．59±2．513．35g小麥?小麥?油菜Wheat?wheat?rape10．23±3．111．55±2．6-12．90c3．36±0．967．16e小麥?小麥?蠶豆Wheat?wheat?broadbean10．23±3．111．55±2．6-12．90c2．62±0．574．39e小麥?小麥?馬鈴薯Wheat?wheat?potato10．23±3．111．55±2．6-12．90c2．11±0．879．37cd小麥?小麥?小麥Wheat?wheat?wheat10．23±3．111．55±2．6-12．90c16．32±2．9-59．53h

2.3 油茶林間主要昆蟲種群數(shù)量變化分析

2.3.1 油茶葉片水提粗提物誘集的優(yōu)勢種及常見種的種群動態(tài)

油茶葉片水提粗提物誘集的優(yōu)勢種種群動態(tài):假眼小綠葉蟬成蟲為油茶水提粗提物誘集的優(yōu)勢種類,在2016年4月-8月,該種種群數(shù)量于4月9日至5月7日間處于較穩(wěn)定狀態(tài),后漸增,6月11日左右出現(xiàn)1個峰值,隨后種群數(shù)量漸減,7月23日至8月13日間,種群數(shù)量一直處于低水平并保持較穩(wěn)定狀態(tài), 8月13日之后種群數(shù)量漸增,預(yù)計將達(dá)到第二個峰值(圖1)。

圖1 2016年4月-8月油茶水提粗提物誘集昆蟲優(yōu)勢種假眼小綠葉蟬種群動態(tài)Fig.1 Population dynamics of the dominant insect Empoasca vitis trapped by crude extracts of Camellia oleifera from April to August in 2016

油茶葉片水提粗提物誘集到的常見種種群動態(tài):瓊凹大葉蟬成蟲在2016年4月-8月間出現(xiàn)了1次峰值,最高峰出現(xiàn)在6月25日左右,隨后種群數(shù)量漸減,到7月中下旬后,種群數(shù)量一直處于低水平并保持較穩(wěn)定狀態(tài)。大青葉蟬成蟲在2016年4月-8月的引誘試驗中出現(xiàn)了5次峰值,最高峰出現(xiàn)在7月16日左右,隨后種群數(shù)量漸減。白痣廣翅蠟蟬成蟲始見于5月14日左右,在4月-8月期間誘獲種群出現(xiàn)5次峰值,最高峰出現(xiàn)在6月9日左右。在誘捕期間,緣紋廣翅蠟蟬成蟲始見期為6月4日左右,該種群共出現(xiàn)3次峰值,最高峰在7月16日左右。茶角胸葉甲成蟲始見于4月16日左右,隨后種群數(shù)量漸增,于5月28日左右達(dá)到峰值,后漸減(圖2)。

圖2 2016年4月-8月油茶水提粗提物誘集昆蟲常見種種群動態(tài)Fig.2 Population dynamics of the common insect species trapped by crude extracts of Camellia oleifera from April to August in 2016

2.3.2 油茶葉片乙醇粗提物誘集常見種種群動態(tài)

八點廣翅蠟蟬成蟲始見于7月9日左右,期間出現(xiàn)了2次峰值,最高峰出現(xiàn)在7月30日左右。暗翅材小蠹成蟲在2016年4月-8月期間種群數(shù)量出現(xiàn)3次峰值,最高峰出現(xiàn)在6月4日左右(圖3)。

3 結(jié)論與討論

在株洲市攸縣天華油茶林場通過使用16種植物源提取物對油茶林昆蟲進(jìn)行引誘,得出油茶葉片水提粗提物和乙醇粗提物引誘效果最好。在持續(xù)5個月的引誘試驗中,2種植物源提取物對油茶害蟲均有引誘作用,但誘捕效果存在差異。從總的捕獲量來看,油茶葉片水提粗提物誘集到的昆蟲種類和數(shù)量最多,達(dá)23種,合計4 368頭,其對假眼小綠葉蟬、瓊凹大葉蟬、大青葉蟬、白痣廣翅蠟蟬、茶角胸葉甲、銅綠麗金龜?shù)扔筒韬οx的誘捕效果明顯高于油茶乙醇粗提物;而油茶葉片乙醇粗提物對八點廣翅蠟蟬、小蠹類害蟲的誘捕效果最佳。誘捕效果的差異可能是由兩種不同溶劑提取到的油茶葉片揮發(fā)物的不同成分造成的,但具體是哪些成分引起的誘捕差異,還需要進(jìn)一步研究。

圖3 2016年4月-8月油茶乙醇粗提物誘集昆蟲常見種種群動態(tài)Fig.3 Population dynamics of the common insect species trapped by ethanol extracts of Camellia oleifera from April to August in 2016

目前用植物源引誘劑對林間害蟲進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測及誘殺已經(jīng)有很多很好的實例[14-18],植物源引誘劑能持續(xù)監(jiān)測林間害蟲的組成結(jié)構(gòu)和種群動態(tài),為油茶林害蟲的發(fā)生期、發(fā)生量的監(jiān)測預(yù)報提供直接的、客觀的依據(jù)。自然界中的溫度、濕度、降雨、光照等氣候因素相互影響,并作用于昆蟲,從而影響昆蟲的生長、發(fā)育、繁殖、存活、分布、行為和種群數(shù)量動態(tài)等。生產(chǎn)中可以利用昆蟲種群變化與溫度的關(guān)系,采取有效措施對有害昆蟲進(jìn)行防治[16]。本研究僅記錄了引誘劑對油茶林昆蟲進(jìn)行5個月誘捕的昆蟲種類及種群數(shù)量動態(tài),油茶林昆蟲種群動態(tài)及其與氣候因子的關(guān)系、引誘劑與油茶林昆蟲間的關(guān)系仍需持續(xù)研究。

油茶葉片水提粗提物對油茶害蟲的誘蟲譜最廣,可以根據(jù)本次試驗的篩選結(jié)果,將油茶水提粗提物加工成適當(dāng)劑型,用于油茶林害蟲監(jiān)控。對油茶葉片水提粗提物及油茶葉片乙醇粗提物成分進(jìn)行分析鑒定及對比,推測出對不同油茶害蟲行為具有調(diào)控功能的活性成分,并將活性成分用于具體油茶害蟲進(jìn)行行為研究,可篩選出精簡高效的專性害蟲引誘劑配方。

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(責(zé)任編輯： 楊明麗)

ScreeningofattractantsofplantoriginforpestsofCamelliaoleiferaandthepopulationdynamicsofthetrappedpests

Liu Jun, Zhou Deming, Zhou Guoying

(HunanProvincialKeyLaboratoryforControlofForestDiseasesandPests,KeyLaboratoryofMinistryofEducationforNon-TimberProductForestSilvicultureandProtection,CentralSouthUniversityofForestryandTechnology,Changsha410004,China)

16 kinds of plant extracts were used to trap the pests ofCamelliaoleifera, among them, Water extracts and ethanol extracts fromC.oleiferahad the good attractant effect. Furthermore, the attractant effect and the pest population dynamics ofC.oleiferatrapped by the water and ethanol extracts from plant were investigated in the field. The results showed that a total of 7 455 individuals of insects were captured from April to August in 2016.C.oleiferaleaf extract could trap the largest number of insects, up to 4 368 individuals, and the attractant spectrum ofC.oleiferaleaf extract was wider, with 23 species. The main trapped insect pests includedEmpoascavitis(G?the),BothrogoniaqionganaYang & Li,Cicadellaviridis(Linnaeus),RicanulasublimataJacobi,BasileptamelanopusLefevre.C.oleiferaleaf ethanol extract ranked the second place, which trapped 2 078 individuals of insects. It had the best trapping effect onRicaniaspeculum(Walker) and Scolytidae insects. Thus, plant extracts could be recommended to be used as a lure for monitoring and forecasting of insect pests inC.oleifera.

Camelliaoleifera; pest; attractant; population dynamics

S 763.7

： ADOI： 10.3969/j.issn.0529-1542.2017.05.030

2016-11-22

： 2017-01-10

林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(201304403)

* 通信作者 E-mail: gyzhou2118@163.com