植物挥发物对调节植物、害虫、天敌间的关系,以及害虫种群消长都起着重要作用。人们很早就开始利用这些化学信息进行害虫防治,迄今已发展形成了诱集植物、诱集枝把、食诱剂(也称“植物源引诱剂”)、“推-拉”防治技术等一系列的害虫防控技术。其中,害虫食诱剂高效、操作简单,避免了诱集植物、诱集枝把所需的大量人工操作,是在害虫防治中应用最广、发挥作用最大的一类利用植物挥发物的防控技术。
目前,国内外茶树植保科研工作者已针对茶小绿叶蝉、茶尺蠖、茶丽纹象甲、茶天牛、茶小卷叶蛾、茶卷叶蛾等害虫开展了食诱剂研究,并在茶天牛、茶小卷叶蛾、茶卷叶蛾食诱剂研究中取得了成功。在传统食诱剂方面,上世纪80年代,日本利用清酒酒粕诱捕茶小卷叶蛾、茶卷叶蛾获得成功。诱捕到的茶小卷叶蛾、茶卷叶蛾中,雌蛾均占60%以上且95%已完成交配。我国利用糖醋酒液、蜂蜜水、白糖水等研制出茶天牛食诱剂,成虫虫口高峰期诱虫量可达90头/周,且雌虫数量是雄虫的2倍。糖醋酒液、蜂蜜水对茶天牛的诱捕效果相仿,白糖水略差。茶天牛食诱剂技术已在浙江绍兴推广应用300 hm²,诱杀天牛55万头,极大缓解了当地茶天牛的为害。
注:不同字母表示添加不同农药和空白对照下诱捕器中茶天牛的诱捕量上存在显著性差异 (P<0.05) 。
研究人员在新型食诱剂方面开展了大量研究,初步提出了茶尺蠖、茶丽纹象甲、茶小绿叶蝉、茶小卷叶蛾等害虫的食诱剂配方,但还未达到实际应用的需求。其中,茶小绿叶蝉食诱剂开展的研究工作最多,先后共提出7个配方(表1)。
它们的提出主要通过2种途径,即模拟天然植物挥发物和筛选、组配引诱物质。研究显示茶树嫩梢、桃树嫩梢、葡萄藤新梢的挥发物吸引茶小绿叶蝉,且桃树、葡萄的引诱活性强于茶树,这为研制高效叶蝉食诱剂提供了便利。
经一系列叶蝉嗅觉行为反应测定,提出了基于桃树、葡萄挥发物的茶小绿叶蝉食诱剂配方。这两个配方的组成与茶梢挥发物相似,但均存在特异性组分,分别为苯甲醛、苯甲酸乙酯。室内无论在Y型嗅觉仪还是风洞中,这2个配方均对茶小绿叶蝉展现出强烈的引诱活性,且强于茶梢挥发物。多次田间验证试验显示,配方-3对茶小绿叶蝉具有良好的引诱效果,可使粘虫色板诱虫量提高80%。
未来茶树害虫食诱剂的研发策略
Future Tactics
首先,要重视茶园背景气味对食诱剂造成的干扰。
(1)在复杂背景气味中进行食诱剂的配方组配。通常室内洁净气味中得到的“最优配方”往往丢失了某些看似不重要的物质,但是它们有可能在抵抗田间背景气味干扰中发挥着重要作用。
(2)对田间背景气味的分析。由于田间背景气味来源复杂,主栽作物挥发物并不能代表田间背景气味。茶小绿叶蝉食诱剂配方-4的关键组分苯甲醛,仅能被茶树少量释放,但茶园背景气味中却检测出了高浓度的苯甲醛。
(3)利用多种植物挥发物研发食诱剂。研发中一个巨大的挑战就是食诱剂对目标害虫的引诱活性要强于主栽作物,为此我们可利用多种植物挥发物进行研发,使最终得到的配方含有不同植物的挥发物。这方面最典型的例子就是棉铃虫食诱剂。
其次,要深入研究害虫寄主定位行为和挥发物缓释特征。
害虫的寄主定位行为常分为寄主定向(远距离)、降落(近距离)和接触3个阶段。这一过程中,除嗅觉外,昆虫还依靠视觉、触觉和味觉等感觉器官不断收集来自植物的各种信息,然后对正、负作用因素进行综合评价,最后作出对植物的取舍决定。目前为了快速筛查出具有引诱活性的挥发性物质,大多数研究只进行了昆虫短距离的嗅觉反应测试,仅得到了昆虫对某种气味的反应结果。这样的研究方法过于简单,不能详细解析昆虫寄主定位过程中所依赖的各种信息和昆虫嗅觉反应的行为特征。为此,将来的研究应加强风洞、半田间、田间等较大范围内的行为测定,同时结合视频追踪、雷达、无线电遥测等技术记录、分析害虫定位过程的行为路径。已有研究显示诱杀装置的形状、颜色、高度、大小等都可极大影响食诱剂对目标害虫的吸引,最为典型的就是涂有丁酸己酯的红色诱蝇球。
同时,要充分了解害虫、植物的生物信息和生态学信息。
充分掌握害虫、植物的生物信息和生态学信息,对食诱剂研发有很大帮助。这些信息包括:目标植物对靶标害虫的田间引诱效果、靶标害虫的活跃周期、目标植物的物候学信息等。同时,要选用可代表田间实际情况的植物、害虫材料进行试验。采用田间收集的虫子进行室内行为测定,可使试虫在种内多样性、表型可塑性、田间环境适应性等方面更接近田间。同样,植物挥发物释放受各种生物、非生物胁迫影响,室内供试植物的挥发物释放往往与田间生长的植物不一致。为此,要明确两者间的差异。
本文节选自《中国茶叶》2022年第4期,P8-16,《茶树挥发物的生态功能与茶树害虫实诱剂研发策略》,作者:蔡晓明。
来源:中国茶叶
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