性誘劑在昆蟲性信息素傳遞中的應(yīng)用

斜形夜蟲是一種嚴(yán)重的嗜水性害蟲，間歇性很長(zhǎng)，有許多寄生蟲。它主要屬于青椒、茄子、茄子、卷心菜、甘草、西瓜、豆類等。湖南一年發(fā)生5~6代,2002和2003年曾在我省部分地區(qū)暴發(fā)成災(zāi),在辣椒等多種作物上猖獗危害,損失慘重。斜紋夜蛾以幼蟲取食危害辣椒葉片、花及果實(shí),1、2齡低齡幼蟲群集葉背啃食葉片,3齡后分散危害,4齡后晝伏夜出,老齡幼蟲可蛀食果實(shí),啃食嫩枝,大發(fā)生時(shí)可將全田辣椒吃成光稈。由于該蟲繁殖力強(qiáng),幼蟲食量大,農(nóng)藥的大量使用不僅已導(dǎo)致該蟲抗藥性增強(qiáng),而且造成了蔬菜農(nóng)殘超標(biāo)和環(huán)境污染。如何有效地控制其危害,仍是一個(gè)亟待解決的問題。昆蟲性信息素防治害蟲是近年發(fā)展起來的一項(xiàng)利用害蟲性引誘殺滅的防控技術(shù),具有成本低廉、使用方便、專一性強(qiáng)、安全有效、保護(hù)天敵、節(jié)省能源、保護(hù)環(huán)境等優(yōu)點(diǎn),深受人們歡迎。特別是近年來在無公害農(nóng)產(chǎn)品和綠色食品生產(chǎn)中,昆蟲性信息素防控技術(shù)已被大面積應(yīng)用于害蟲的綜合防治。1昆蟲性誘劑的應(yīng)用很早以前人們就已知道昆蟲的“氣味語言”,在維持昆蟲種群繁衍及行為活動(dòng)中發(fā)揮極為重要的作用。但只是近二十多年來,由于微量化學(xué)及分析儀器的發(fā)展,才對(duì)昆蟲這種“氣味語言”的本質(zhì)有了深入的了解,這種傳遞信息的化學(xué)物質(zhì)稱為信息素。最早人們就觀察發(fā)現(xiàn)把一頭雌蛾放入網(wǎng)籠內(nèi),遠(yuǎn)處許多同種的雄蛾就會(huì)飛來,這種引誘同種異性成蟲趕來尋找配偶的化學(xué)物質(zhì)就稱為昆蟲性信息素。昆蟲還有其它一些信息素,如許多蟻類在它們爬過的地方會(huì)留下一種刺激性很強(qiáng)的氣味,用這種方法形成一條回巢之路,并指示其它同伴可跟蹤而來,這種化學(xué)物質(zhì)稱為追蹤信息素;還有一些昆蟲在找到食物時(shí)會(huì)散發(fā)出一種特殊氣味,招呼它的同伴們趕快聚集起來共同享用食物,這種物質(zhì)稱為集結(jié)信息素;也有一些昆蟲(螞蟻、蜜蜂等)當(dāng)受到驚擾時(shí)便放出某種化學(xué)物質(zhì),引起其它個(gè)體的警戒,逃避或防衛(wèi)等行為,這種物質(zhì)稱為告警信息素。昆蟲信息素的種類很多,它們的共同特點(diǎn)是均由昆蟲體內(nèi)所分泌,生物活性高,不同特點(diǎn)是各種信息素各自發(fā)揮不同的作用,專屬性很強(qiáng)。目前研究最深入,應(yīng)用最廣泛的是昆蟲性信息素。利用昆蟲性信息素來誘殺害蟲,聚而殲之,這是一種理想的治蟲方法。因人們觀察到放在籠中的雌蛾能夠從遠(yuǎn)處引來許多雄蛾,很早人們便有利用雌蛾能放出性引誘物的特點(diǎn),設(shè)法誘捕同種異性昆蟲的想法。大多數(shù)昆蟲是由雌性分泌性信息物質(zhì)來引誘雄性,如鱗翅目昆蟲中的蛾類,它們分泌的性信息物質(zhì)作用距離較遠(yuǎn),引誘力也很強(qiáng)。雌蛾釋放性信息素的腺體大多數(shù)位于腹部的第八和第九節(jié)的節(jié)間膜內(nèi),蛾類常以伸縮腺體的方法來控制性信息素的釋放。它們所釋放出的性信息物質(zhì)僅對(duì)同種的異性昆蟲發(fā)生作用,而對(duì)其它種的昆蟲則不產(chǎn)生任何影響,這樣才能保持昆蟲種群繁衍和生殖隔離,因此專一性極強(qiáng)。那么,當(dāng)某種雌蛾釋放出性信息素后而同種的雄蛾又是如何感知的呢?我們前面說過,在室外把一只雌蛾放在網(wǎng)籠內(nèi),它可以把遠(yuǎn)處的雄蛾引來;但如果把雌蛾放在透明的玻璃容器內(nèi),雄蛾的眼睛雖然完全可以看到里面的雌蛾,卻毫無反應(yīng),即并不能感覺到雌蛾的存在。然而雄蛾則是怎樣感知到雌蛾發(fā)出的性信息物質(zhì)呢?一個(gè)極為簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)就可以解答這個(gè)問題。當(dāng)剪掉這只雄蛾頭部的兩個(gè)觸角,于是它就再也不能找到雌蛾了;如果把蟲膠涂在雄蛾的觸角上,使不與空氣接觸,也發(fā)生同樣的現(xiàn)象。但如果只部分地剪除雄蛾的觸角或涂以蟲膠,則它仍然能夠感覺到雌蛾的存在。因此實(shí)驗(yàn)表明,雄蛾頭部的觸角是對(duì)異性雌蛾發(fā)出性信息物質(zhì)產(chǎn)生感應(yīng)的重要器官。在自然界中,如斜紋夜蛾雌蛾在性成熟后,就會(huì)釋放出一種叫性信息素的化合物,吸引并刺激該蟲雄蛾觸角中的化學(xué)感應(yīng)器,并引起雄性個(gè)體的性沖動(dòng),從而引誘雄蛾向釋放源定向飛行,最終與釋放性信息素的雌蛾交配繁衍后代。昆蟲性誘劑是一種仿生學(xué)的高科技產(chǎn)品。對(duì)于那些不是存在于昆蟲體內(nèi),而是用人工合成的具有性引誘作用的昆蟲性信息素或類似的化學(xué)物質(zhì)則稱為性引誘劑,簡(jiǎn)稱為性誘劑。斜紋夜蛾性誘劑,就是模擬自然界危害農(nóng)作物的主要害蟲斜紋夜蛾雌蛾釋放的性信息素成份、結(jié)構(gòu)、原理及生物活性物質(zhì)制成的。將人工合成的斜紋夜蛾高活性信息物質(zhì)溶滲于硅橡膠塞內(nèi),批量生產(chǎn)制成一枚枚小顆粒的誘芯。蔬菜田間通過在設(shè)置的誘捕器里誘芯緩慢而均勻地釋放出人工合成的斜紋夜蛾雌蛾性信息素化合物,引誘該蟲雄蛾至誘捕器中聚而殲之。造成田間斜紋夜蛾雌雄比例大量失調(diào),有效減少了雌雄之間的交配行為,大量降低了成蟲的自然交配率,從而促使斜紋夜蛾后代種群數(shù)量的大幅度下降,達(dá)到大量減少化學(xué)農(nóng)藥用量,保證農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全和保護(hù)農(nóng)作物免受該蟲危害的目的。2田間成蟲誘殺斜紋夜蛾性誘劑的使用是以誘捕器作為防治工具,誘捕器由誘芯和捕蟲器兩部分組成,誘芯為人工合成的硅橡膠塞,即斜紋夜蛾性信息素,捕蟲器為盛水盆和用木棍支撐的三角架,也稱為誘捕器,在田間應(yīng)用斜紋夜蛾性信息素誘芯時(shí)必須與誘捕器統(tǒng)一設(shè)置和配合使用。近年來,國(guó)內(nèi)已逐步開發(fā)出了斜紋夜蛾、煙青蟲、棉鈴蟲、小地老虎等辣椒主要害蟲的高活性防治誘芯,利用誘芯在田間設(shè)置一定數(shù)量的誘捕器來大量誘殺田間成蟲(雄蛾)。防治的具體方法是根據(jù)當(dāng)?shù)乩苯分饕οx,正確選用靶標(biāo)害蟲性信息素誘芯,在田間通常設(shè)置的是水盆式誘捕器。將斜紋夜蛾等靶標(biāo)害蟲性信息素誘芯懸掛于直徑為20~30cm的水盆中央,盆內(nèi)盛約八分滿的水,水里加入少許洗衣粉,以降低水的表面張力,使掉進(jìn)水面的蟲子容易下沉。每盆中只懸掛1枚誘芯,誘芯用細(xì)鐵絲拴緊懸掛在盆口水面上約1~2cm處,然后分別把水盆放置在田間約1.0~1.5m高的木棍或竹稈支撐的三角架上。當(dāng)辣椒田間靶標(biāo)害蟲的成蟲陸續(xù)羽化后,雄蛾受誘芯所釋放的性信息素引誘自動(dòng)投入到水盆中溺死。誘芯的有效期一般為30d左右,田間盆式誘捕器的設(shè)置一般每667m2為2~3個(gè),誘捕器的間隔距離為60~80m,當(dāng)晚盆內(nèi)誘集的成蟲第二天上午必須撈出盆外,便于第二天晚上繼續(xù)誘殺。在斜紋夜蛾等靶標(biāo)害蟲的成蟲發(fā)生期間,成規(guī)模地大面積統(tǒng)一放置誘捕器誘殺效果最好,因?yàn)槲覀兯捎玫氖谴罅空T捕法,在田間只有通過大量設(shè)置斜紋夜蛾等靶標(biāo)害蟲性信息素誘捕器,誘殺絕大部分的雄蛾后,才能有效降低子代種群密度,從而收到較好的防治效果。由于各種昆蟲性誘劑的成份與結(jié)構(gòu)不同,其性質(zhì)與作用也不同,僅對(duì)同種異性昆蟲產(chǎn)生引誘作用,而對(duì)其它昆蟲則無影響,如斜紋夜蛾性誘劑只能誘殺該蟲雄蛾,而不能誘殺其它任何害蟲或益蟲,因此,昆蟲性誘劑是有很大專屬性的。3田間誘捕器誘殺效果比較斜紋夜蛾在湘北岳陽地區(qū)每年6月份以前發(fā)生量很少,危害也很輕。通過設(shè)置在辣椒田的斜紋夜蛾性誘劑三個(gè)盆式誘捕器系統(tǒng)觀察,2008年成蟲羽化期6月14日、15日、16日、17日和18日平均日誘蛾量每盆分別為3.0頭、1.5頭、5.3頭、4.7頭和1.6頭;6月27日、28日、29日和30日平均日誘蛾量每盆分別為1.0頭、5.0頭、4.0頭和2.0頭。7月份種群數(shù)量也不大,7月25日、26日、27日、28日和29日平均日誘蛾量每盆分別為3.0頭、4.0頭、2.5頭、2.0頭和5.3頭。8月份種群數(shù)量上升,平均日誘蛾量每盆為5.0—16.0頭。9月份種群數(shù)量明顯增加,平均日誘蛾量每盆為18.0—35.0頭。10月份是斜紋夜蛾的發(fā)生高峰,發(fā)生量大,危害嚴(yán)重,10月19日、20日、21日、22日和23日平均日誘蛾量每盆分別為249頭、229頭、202頭、103頭和157頭。2007年10月10日至28日斜紋夜蛾成蟲羽化盛期,田間六個(gè)該蟲性誘劑誘捕器的日誘蛾量(表1),成蟲羽化高峰期10月10日、11日、12日和13日田間誘捕器平均日誘蛾量每盆分別為1578頭、1125頭、489頭和209頭;最高日誘蛾量每盆分別為2320頭、1520頭、912頭和457頭。試驗(yàn)結(jié)果表明:性信息素對(duì)斜紋夜蛾具有很好的誘殺作用,在成蟲羽化期間由于誘殺了大量雄蛾,已導(dǎo)致田間雌雄比例失調(diào),極大地減少了雌雄之間的交配機(jī)率,有效減少了田間卵量和幼蟲密度,已造成下一代蟲口密度大幅度降低。設(shè)置性誘劑示范區(qū)的辣椒與鄰近不施藥對(duì)照區(qū)比較,斜紋夜蛾百蔸卵量分別減少75.3%;百蔸蟲量分別減少86.4%,再與鄰近常規(guī)施藥區(qū)比較,農(nóng)藥用量減少80.7%,農(nóng)藥成本節(jié)省81.5%。在田間為了節(jié)省誘盆和捕蟲器,我們進(jìn)一步探討了在同一個(gè)盆式誘捕器中裝置多種害蟲誘芯的試驗(yàn)。斜紋夜蛾、甜菜夜蛾、小菜蛾三種害蟲性信息素誘芯不同設(shè)置處理的誘蟲效果比較(表2)。在誘捕器水盆裝置單盆一蟲誘芯、單盆二蟲誘芯、單盆三蟲誘芯的試驗(yàn)結(jié)果,以斜紋夜蛾單盆一蟲誘芯的誘殺效果最好,誘蟲量最高;斜紋夜蛾、甜菜夜蛾、小菜蛾單盆二蟲誘芯和三蟲誘芯的誘殺效果極差,誘蟲量很少。10月10日、11日、12日、13日和14日田間盆式誘捕器,斜紋夜蛾一蟲誘芯比斜紋夜蛾和甜菜夜蛾二蟲誘芯每盆誘蟲量分別高94.6%、86.7%、92.5%、97.8%和98.9%;比斜紋夜蛾、甜菜夜蛾和小菜蛾三蟲誘芯每盆誘蟲量分別高97.1%、96.5%、98.8%、99.6%和100%。另外,在斜紋夜蛾和小菜蛾二蟲誘芯使用期間因小菜蛾當(dāng)時(shí)沒有發(fā)生,則沒有誘到小菜蛾,而斜紋夜蛾誘集量仍然很高。由于昆蟲性信息素具有昆蟲種類的特異性和專一性,不同種類的昆蟲有不同種的性信息素化合物,它們才能選擇性地誘殺不同種類的害蟲。例如,斜紋夜蛾性信息素不僅具有種的特異性,而且專一性很強(qiáng),田間誘捕器每盆只能裝置該蟲的一蟲誘芯才能發(fā)揮最大的誘惑作用,誘殺蟲量大,且效果好。如果在同一盆里裝置斜紋夜蛾和甜菜夜蛾或小菜蛾二蟲誘芯或三蟲誘芯后,由于同盆釋放出的性信息素會(huì)出現(xiàn)二蟲或三蟲的信息素混合,這會(huì)對(duì)斜紋夜蛾雄蛾觸角的感受器造成混亂和錯(cuò)覺,嚴(yán)重干擾了昆蟲種內(nèi)信息的交流,從而使斜紋夜蛾雄蛾不能很好地感知和識(shí)別同類雌蛾性信息素而極大地降低了誘殺效果,這就是斜紋夜蛾誘捕器中一蟲誘芯誘蟲量顯著高于二蟲誘芯和三蟲誘芯誘蟲量的主要原因。因此在生產(chǎn)上必須注意每個(gè)誘捕器盆中只能裝置一蟲誘芯一枚或兩枚,而決不能裝置二蟲誘芯或三蟲誘芯,否則會(huì)造成害蟲性信息素的相互干擾而嚴(yán)重影響誘殺效果。隨著綠色植保概念的提出,使得性信息素等害蟲行為調(diào)控技術(shù)越來越受到重視。昆蟲性信息素具有活性高,特異性強(qiáng),使用方便,不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn),對(duì)于農(nóng)業(yè)害蟲的生物及物理防治和生態(tài)調(diào)控都具有重大的實(shí)踐意義,并為害蟲的可持續(xù)治理提供了一條新的防治途徑。但是,從目前看來,昆蟲性信