油茶害虫植物源引诱剂筛选及其诱集的昆虫种群动态

刘 俊, 周德明, 周国英

(中南林业科技大学,森林有害生物防控湖南省重点实验室,经济林培育与保护教育部重点实验室, 长沙 410004)

油茶害虫植物源引诱剂筛选及其诱集的昆虫种群动态

刘 俊, 周德明, 周国英*

(中南林业科技大学,森林有害生物防控湖南省重点实验室,经济林培育与保护教育部重点实验室, 长沙 410004)

通过16种植物提取物对油茶林昆虫进行诱捕,筛选出2种对油茶害虫引诱效果较好的植物提取物,并在油茶林进行引诱效果及诱集昆虫种群动态的研究。结果表明,2016年4月-8月的引诱试验中,共诱集到昆虫7 455头。其中油茶叶片水提粗提物诱集到昆虫数量最多,达4 368头,诱虫谱较广,诱集到23种昆虫,可以诱集为害油茶林的害虫主要有假眼小绿叶蝉、琼凹大叶蝉、大青叶蝉、白痣广翅蜡蝉、茶角胸叶甲等;其次为油茶乙醇粗提物,诱集到2 078头昆虫,且对八点广翅蜡蝉、小蠹类害虫的诱捕效果最佳。植物提取物作为引诱剂,可为油茶林害虫的发生期、发生量的监测预报提供直接的、客观的依据。

油茶; 害虫; 引诱剂; 种群动态

油茶Camelliaoleifera是中国特有油料树种,也是世界上四大木本食用油料树种之一[1]。近年来油茶产业发展迅猛,随着茶农对油茶的开发力度日益扩大,油茶病虫害的发生也日趋严重。油茶病虫害不仅导致大量落花落叶落果,甚至可致全株枯死,严重影响油茶产量与质量[2]。虫害的发生往往会增加感染病菌的几率,致使更多病害的发生。我们在调查研究中发现,油茶害虫活动相对隐蔽,调查和监测难度较大,明显有症状显露时,已失去有利防治时机。近年来,生产中所使用的油茶虫害的防治方法主要包括营林措施[2]、灯光诱杀[3]、药剂防治[4]、生物防治[5-6]等,这些措施不仅成本高,而且操作不便[3-4]。因此急需探寻新方法来代替这些已成型,但仍需完善的防治油茶林害虫的方法。

寄主植物中大量的次生代谢产物对昆虫的定位和取食、产卵等行为有很大影响[7-8],该领域的多位学者认为定位、识别、接受这三个联系紧密的环节共同构建了植食性昆虫对寄主的选择过程[9-14]。本文从油茶害虫寄主植物出发,根据文献资料及调查研究,选择对油茶害虫具有较好引诱作用的物质,以及油茶害虫的本土寄主植物的提取物,开展了植物源引诱剂筛选及其诱捕油茶害虫的种类、种群动态的研究,以明确对油茶害虫具有较好引诱效果的物质,为油茶害虫生物防治奠定基础。

1 材料与方法

1.1 供试材料

油茶叶片、山茶CamelliajaponicaL.叶片、香樟Cinnamomumcamphora(L.) Presl.叶片、打碗花CalystegiahederaceaWall.叶片、金银花LonicerajaponicaThunb.叶片、茶枯，于2016年3月-4月采集于湖南省株洲市攸县天华油茶林场及中南林业科技大学周边。二氯甲烷、50%乙醇、水杨酸甲酯、叶醇、β-石竹烯、乙酸叶醇酯、芳樟醇、α-法尼烯均为分析纯，混合物M1由α-法尼烯、芳樟醇、叶醇、β-石竹烯组成，混合物M2由芳樟醇、乙酸叶醇酯、水杨酸甲酯组成。白砂糖、白醋购于市场。

1.2 植物粗提物制备

用水蒸气蒸馏法提取上述6种植物叶片挥发物。将新鲜的植物叶片用剪刀剪碎，每次称取50 g叶片装入500 mL烧瓶中，加水至烧瓶的2/3，进行水蒸气蒸馏，蒸馏时间为1～2 h。所得油水混合物用二氯甲烷萃取，无水Na2SO4干燥，过滤，并将溶剂挥发，所得粗提物保存于4℃冰箱中备用。另外，以50%乙醇为溶剂，用水蒸气蒸馏法制备油茶叶片乙醇粗提物。

1.3 诱捕装置及诱芯制作

诱捕装置为自制简易环保型诱捕装置，由色板和裁剪的矿泉水瓶制成的诱捕瓶组成。

试验共选用16种挥发物作为诱芯。包括植物水提物6种，乙醇提取物1种，化合物单体及化合物混合物8种，糖醋液1种。植物提取物使用时用二氯甲烷配成饱和液装入诱捕瓶中。化合物单体及化合物混合物使用时取500 μL至容积为50 mL的离心管内，填入脱脂棉并浸透，使用时敞开管口，放入诱捕瓶中。糖醋液需现配现用，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放入诱捕瓶中。

1.4 诱捕试验

诱捕试验于2016年4月-8月进行,试验地位于湖南省株洲市攸县天华油茶林场。诱捕器在林中以平行的方式挂置,用绳子悬挂在两棵树之间,每个引诱源设3次重复,以清水为对照。各诱捕器间相距50 m。从4月2日开始挂置诱捕装置,每7 d往诱剂瓶补充1次引诱剂,并对诱捕器诱捕害虫进行分类鉴定。4月进行4次试验后筛选出对油茶害虫引诱效果较好或者诱集到种类较多的引诱剂,并用其进行连续5个月的引诱试验,同时记录每天天气情况。

1.5 昆虫鉴定

将诱捕到的昆虫标本装入收集瓶,标明采集时间、地点、诱捕器编号。带回实验室后,将标本倒入20目筛并在水龙头下轻轻冲洗30～60 s,除去枝叶、苍蝇等,通过生物解剖镜将标本与已定名的标本对照初步确定所属范围,再利用检索表逐项检索,结合《油茶病虫害诊断与防治原色生态图谱》《茶树病虫害防治彩色图册》等相关专著及文献,确定诱集昆虫中为害油茶的种类及分类学地位。最后请有关专家复核确定。

1.6 数据分析

根据诱集昆虫情况进行个体、种类的统计。群落中某一物种的多度占所有物种的多度之和的百分比用于统计物种相对多度[14]。进行油茶林间主要昆虫种群数量变化分析时,每7 d进行数量统计,所捕获的虫量以3个诱捕器的诱捕量之和计算[1]。数据分析及作图通过Excel软件完成。

2 结果与分析

2.1 油茶害虫植物源引诱剂的筛选

在2016年4月的引诱试验中,共诱集到6个科,9种昆虫。与清水对照相比,植物源提取物对不同昆虫的诱捕效果都高于清水对照。油茶叶片水提粗提物诱集到昆虫数量和种类最多,共7种,337头,包括假眼小绿叶蝉Empoascavitis(Göthe)、琼凹大叶蝉BothrogoniaqionganaYang & Li、大青叶蝉Cicadellaviridis(Linnaeus)、茶角胸叶甲BasileptamelanopusLefevre、茶小卷叶蛾AdoxophyesoranaFischer von Röslerstamm、茶蚕AndracabipunctataWalker、油桐尺蠖BuzurasuppressariaGuenée;其次是油茶叶片乙醇粗提物,诱集到5种,其诱集到的暗翅材小蠹XyleborussemiopacusEichhoff、茶材小蠹XyleborusfornicatusEichhoff最多(表1)。

表116种挥发物诱捕结果1)

Table1Trapresultsof16kindsofvolatiles

引诱剂Attractant引诱数量/头 Numberoftrappedpests叶蝉科Cicadellidae假眼小绿叶蝉E．vitis琼凹大叶蝉B．qiongana大青叶蝉C．viridis叶甲科Chrysomelidae茶角胸叶甲B．melanopus卷蛾科Tortricidae茶小卷叶蛾A．orana蚕蛾科Bombycidae茶蚕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个体总数/头Individuals物种总数/头Species油茶叶片水提粗提物C．oleiferaleafwaterextracts22659151331110003377油茶叶片乙醇粗提物C．oleiferaleafethanolextracts4418900003251275山茶叶片水提粗提物C．japonicaleafwaterextracts762130000001003香樟叶片水提粗提物C．camphoraleafwaterextracts1981981000002264打碗花叶片水提粗提物C．hederacealeafwaterextracts1531100000001642金银花水提粗提物L．japonicaleafwaterextracts4670000000532茶枯水提粗提物Sasanquacakewaterextracts5860000000642水杨酸甲酯Methylsalicylate59164000000793叶醇cis⁃3⁃hexen⁃1⁃ol164200000001662β⁃石竹烯β⁃caryophyllene1681020000001803乙酸叶醇酯cis⁃3⁃hexenylacetate1814260000002293芳樟醇Linalool2011770000002253α⁃法尼烯α⁃farnesene1171400000001312M1604800000001082M2645200000001162糖醋液Sweetandsourmixture35170000000522清水对照Water44110000000552

1) 混合物M1由α-法尼烯、芳樟醇、叶醇、β-石竹烯组成,混合物M2由芳樟醇、乙酸叶醇酯、水杨酸甲酯组成。 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 油茶叶片水提粗提物和乙醇粗提物诱集到的昆虫种类

根据4月引诱试验的结果,选择油茶水提粗提物、油茶乙醇粗提物对油茶林昆虫进行监测。在连续5个月的引诱试验中,诱集到的昆虫共有26种,隶属于3目16科。其中叶蝉科Cicadellidae 3种;角蝉科Membracidae待鉴定1种;广翅蜡蝉科Ricaniidae 4种;沫蝉科Cercopidae 1种;盲蝽科Miridae 1种;卷蛾科Tortricidae 1种;蚕蛾科Bombycidae 1种;刺蛾科Limacodidae 1种;尺蛾科Geometridae 1种;叶甲科Chrysomelidae 1种;丽金龟科Rutelidae 1种;鳃金龟科Melolonthidae 2种;小蠹科Scolytidae 2种;花蚤科Mordellidae待鉴定1种;瓢虫科Coccinellidae 3种;虎甲科Cicindelidae 1种。假眼小绿叶蝉、琼凹大叶蝉、大青叶蝉、眼纹疏广蜡蝉Euricaniaocellus(Walker)、八点广翅蜡蝉Ricaniaspeculum(Walker)、白痣广翅蜡蝉RicanulasublimataJacobi、缘纹广翅蜡蝉Ricaniamarginalis(Walker)、东方丽沫蝉Cosmoscartaheros(Fabricius)、绿盲蝽Apolyguslucorum(Meyer-Dür)为油茶刺吸类害虫;茶小卷叶蛾、茶蚕、扁刺蛾Thoseasinensis(Walker)、油桐尺蠖、茶角胸叶甲为食叶类害虫;铜绿丽金龟、暗黑鳃金龟、玛绢金龟Maladerasp.为食叶、地下害虫;茶材小蠹XyleborusfornicatusEichhoff、暗翅材小蠹XyleborussemiopacusEichhoff为枝干类害虫;六条瓢虫Cheilomenessexmaculata(Fabricius)、二星瓢虫Adaliabipunctata(Linnaeus)、龟纹瓢虫Propyleajaponica(Thunberg)、深山小虎甲CylinderakaleeaBates为天敌昆虫。

捕获量最多的是假眼小绿叶蝉(4 453头),占标本总数的59.73%,属于优势种类。琼凹大叶蝉、大青叶蝉、八点广翅蜡蝉、白痣广翅蜡蝉、缘纹广翅蜡蝉、茶角胸叶甲、暗翅材小蠹个体数量均占标本总数的1%以上,总计占总数的32.62%,属于常见种类,其余的17种昆虫的个体数量均少于标本总数的1%,总计占7.63%,为稀有种类。

从总的捕获量来看,油茶叶片水提粗提物诱集到的昆虫种类和数量最多,达23种,合计4 368头,其对假眼小绿叶蝉、琼凹大叶蝉、大青叶蝉、白痣广翅蜡蝉、茶角胸叶甲等油茶害虫的诱捕效果明显高于油茶叶片乙醇粗提物;油茶叶片乙醇粗提物诱集到2 078头昆虫,其对八点广翅蜡蝉、小蠹类害虫的诱捕效果优于油茶叶片水提粗提物(表2)。

表22016年4月-8月不同引诱剂诱集昆虫情况比较

Table2ComparisonoftrappingeffectofdifferentinsectattractantsfromApriltoAugustin2016

轮作模式/(2014-2015-2016)Rotationpattern土壤中的虫口密度(卵+J2)/个·g-1 DensitiesofeggsandJ2inpergramsoil2015年播种前Beforesowing收获后Afterharvest一年减退率/%Reducingrateinoneyear2016年收获后Afterharvest两年减退率/%Reducingrateintwoyear油菜⁃油菜⁃油菜Rape⁃rape⁃rape4．79±2．52．81±1．241．34b0．13±0．197．29a小麦⁃蚕豆⁃油菜Wheat⁃broadbean⁃rape20．21±3．75．92±0．870．71a2．62±0．987．04b小麦⁃蚕豆⁃蚕豆Wheat⁃broadbean⁃broadbean20．21±3．75．92±0．870．71a0．44±0．297．82a小麦⁃蚕豆⁃马铃薯Wheat⁃broadbean⁃potato20．21±3．75．92±0．870．71a0．99±0．395．10a小麦⁃马铃薯⁃油菜Wheat⁃potato⁃rape14．53±4．34．03±1．472．26a2．36±0．583．76bc小麦⁃马铃薯⁃蚕豆Wheat⁃potato⁃broadbean14．53±4．34．03±1．472．26a0．78±0．594．63a小麦⁃马铃薯⁃马铃薯Wheat⁃potato⁃potato14．53±4．34．03±1．472．26a0．39±0．197．32a小麦⁃蚕豆⁃小麦Wheat⁃broadbean⁃wheat20．21±3．75．92±0．870．71a15．14±2．125．09f小麦⁃马铃薯⁃小麦Wheat⁃potato⁃wheat14．53±4．34．03±1．472．26a12．59±2．513．35g小麦⁃小麦⁃油菜Wheat⁃wheat⁃rape10．23±3．111．55±2．6-12．90c3．36±0．967．16e小麦⁃小麦⁃蚕豆Wheat⁃wheat⁃broadbean10．23±3．111．55±2．6-12．90c2．62±0．574．39e小麦⁃小麦⁃马铃薯Wheat⁃wheat⁃potato10．23±3．111．55±2．6-12．90c2．11±0．879．37cd小麦⁃小麦⁃小麦Wheat⁃wheat⁃wheat10．23±3．111．55±2．6-12．90c16．32±2．9-59．53h

2.3 油茶林间主要昆虫种群数量变化分析

2.3.1 油茶叶片水提粗提物诱集的优势种及常见种的种群动态

油茶叶片水提粗提物诱集的优势种种群动态:假眼小绿叶蝉成虫为油茶水提粗提物诱集的优势种类,在2016年4月-8月,该种种群数量于4月9日至5月7日间处于较稳定状态,后渐增,6月11日左右出现1个峰值,随后种群数量渐减,7月23日至8月13日间,种群数量一直处于低水平并保持较稳定状态, 8月13日之后种群数量渐增,预计将达到第二个峰值(图1)。

图1 2016年4月-8月油茶水提粗提物诱集昆虫优势种假眼小绿叶蝉种群动态Fig.1 Population dynamics of the dominant insect Empoasca vitis trapped by crude extracts of Camellia oleifera from April to August in 2016

油茶叶片水提粗提物诱集到的常见种种群动态:琼凹大叶蝉成虫在2016年4月-8月间出现了1次峰值,最高峰出现在6月25日左右,随后种群数量渐减,到7月中下旬后,种群数量一直处于低水平并保持较稳定状态。大青叶蝉成虫在2016年4月-8月的引诱试验中出现了5次峰值,最高峰出现在7月16日左右,随后种群数量渐减。白痣广翅蜡蝉成虫始见于5月14日左右,在4月-8月期间诱获种群出现5次峰值,最高峰出现在6月9日左右。在诱捕期间,缘纹广翅蜡蝉成虫始见期为6月4日左右,该种群共出现3次峰值,最高峰在7月16日左右。茶角胸叶甲成虫始见于4月16日左右,随后种群数量渐增,于5月28日左右达到峰值,后渐减(图2)。

图2 2016年4月-8月油茶水提粗提物诱集昆虫常见种种群动态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 油茶叶片乙醇粗提物诱集常见种种群动态

八点广翅蜡蝉成虫始见于7月9日左右,期间出现了2次峰值,最高峰出现在7月30日左右。暗翅材小蠹成虫在2016年4月-8月期间种群数量出现3次峰值,最高峰出现在6月4日左右(图3)。

3 结论与讨论

在株洲市攸县天华油茶林场通过使用16种植物源提取物对油茶林昆虫进行引诱,得出油茶叶片水提粗提物和乙醇粗提物引诱效果最好。在持续5个月的引诱试验中,2种植物源提取物对油茶害虫均有引诱作用,但诱捕效果存在差异。从总的捕获量来看,油茶叶片水提粗提物诱集到的昆虫种类和数量最多,达23种,合计4 368头,其对假眼小绿叶蝉、琼凹大叶蝉、大青叶蝉、白痣广翅蜡蝉、茶角胸叶甲、铜绿丽金龟等油茶害虫的诱捕效果明显高于油茶乙醇粗提物;而油茶叶片乙醇粗提物对八点广翅蜡蝉、小蠹类害虫的诱捕效果最佳。诱捕效果的差异可能是由两种不同溶剂提取到的油茶叶片挥发物的不同成分造成的,但具体是哪些成分引起的诱捕差异,还需要进一步研究。

图3 2016年4月-8月油茶乙醇粗提物诱集昆虫常见种种群动态Fig.3 Population dynamics of the common insect species trapped by ethanol extracts of Camellia oleifera from April to August in 2016

目前用植物源引诱剂对林间害虫进行持续监测及诱杀已经有很多很好的实例[14-18],植物源引诱剂能持续监测林间害虫的组成结构和种群动态,为油茶林害虫的发生期、发生量的监测预报提供直接的、客观的依据。自然界中的温度、湿度、降雨、光照等气候因素相互影响,并作用于昆虫,从而影响昆虫的生长、发育、繁殖、存活、分布、行为和种群数量动态等。生产中可以利用昆虫种群变化与温度的关系,采取有效措施对有害昆虫进行防治[16]。本研究仅记录了引诱剂对油茶林昆虫进行5个月诱捕的昆虫种类及种群数量动态,油茶林昆虫种群动态及其与气候因子的关系、引诱剂与油茶林昆虫间的关系仍需持续研究。

油茶叶片水提粗提物对油茶害虫的诱虫谱最广,可以根据本次试验的筛选结果,将油茶水提粗提物加工成适当剂型,用于油茶林害虫监控。对油茶叶片水提粗提物及油茶叶片乙醇粗提物成分进行分析鉴定及对比,推测出对不同油茶害虫行为具有调控功能的活性成分,并将活性成分用于具体油茶害虫进行行为研究,可筛选出精简高效的专性害虫引诱剂配方。

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(责任编辑： 杨明丽)

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(Göthe),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

林业公益性行业科研专项(201304403)

* 通信作者 E-mail: gyzhou2118@163.com