牛永浩, 張順京, 屈澤龍, 徐先菊

(楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 陜西 楊凌 712100; 2.商洛市植保植檢站, 陜西 商洛 726000; 3.商洛市林業(yè)局,陜西 商洛 726000; 4.安康市漢濱區(qū)林場(chǎng), 陜西 安康 725000 )

全世界目前已知的天牛種類達(dá)22 000種以上,我國(guó)記載的種類已有2 200多種,陜西省天牛種類已確定的有200余種[1]。近年來,隨著生態(tài)環(huán)境的日益好轉(zhuǎn),天牛在陜西省危害情況越來越嚴(yán)重。陜南的安康、漢中、商洛等市,響應(yīng)國(guó)家鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略發(fā)展需要,將核桃產(chǎn)業(yè)作為農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)調(diào)整和退耕還林的重要手段。隨著核桃種植面積連年攀升,天牛對(duì)核桃樹的危害也越來越嚴(yán)重。在安康市的白河、平利、石泉等核桃種植大縣,通過核桃園天牛危害情況調(diào)查,核桃園的天牛發(fā)生率在90%左右,危害率在8.0%～90.0%,發(fā)生非常普遍,天牛已成為影響核桃產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的重要害蟲[2]。在關(guān)中地區(qū),天牛易對(duì)楊樹、柳樹、榆樹等樹種形成災(zāi)害;楊樹是陜北地區(qū)防護(hù)林的主要造林樹種,近年來天牛的危害日趨嚴(yán)重,林群危害面積已超過10%[3]。

1 松墨天牛在陜西發(fā)生以及分布情況

松墨天牛(MonochamusalternatusHope)又名松褐天牛、松天牛,屬鞘翅目(Goleoptera)、天牛科(Cerambycidae)、墨天牛屬 (Monochamus),體橙黃色到赤褐色,鞘翅上面有黑色與灰白色斑點(diǎn),成蟲可以飛翔,有一定的趨光性,分布廣泛,是我國(guó)重要的林業(yè)檢疫害蟲[4]。松墨天牛松材線蟲的傳播效率是所有媒介昆蟲種類中最高的,松材線蟲的平均攜帶量為1.8萬條,最高者甚至達(dá)到28.9萬條[5],其中雌蟲的攜帶量高于雄蟲[6]。天牛作為重大入侵害蟲-松材線蟲的重要載體,對(duì)秦巴林區(qū)的生態(tài)安全造成了威脅,嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的改善和林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)僅2019年冬季至2020年春季,因松材線蟲病害的爆發(fā),而遭砍伐的樹木就達(dá)112萬株[7]。

調(diào)查表明,在安康市的大部分地區(qū),松墨天牛一年發(fā)生1代,占比62．34%。少數(shù)地區(qū)可以觀察到松墨天牛二年發(fā)生3代,占比37.66%。通過對(duì)松墨天牛進(jìn)行全世代有效積溫測(cè)定,發(fā)現(xiàn)不同年份不同地區(qū)的松墨天牛種群的發(fā)生世代不穩(wěn)定,很容易造成世代重疊現(xiàn)象[8],各種群所占比例與當(dāng)年的溫濕度等條件相關(guān),具體關(guān)系有待進(jìn)一步的研究[9],不同海拔高度松墨天牛的出現(xiàn)略有不同,一般低海拔地區(qū)早于高海拔地區(qū)的出現(xiàn)[10],秦嶺南部地區(qū)松墨天牛在每年的5月初就開始羽化,5月末羽化數(shù)量達(dá)到高峰期,隨后羽化數(shù)量開始逐步減少[11]。松墨天牛幼蟲鉆蛀危害、隱蔽性強(qiáng),成蟲體壁及鞘翅厚且堅(jiān)硬,因?yàn)槠洫?dú)特的生理學(xué)及生態(tài)學(xué)特征,使得化學(xué)殺蟲劑很難對(duì)其形成有效的防治。

2 松墨天牛信息素作用原理

昆蟲信息素是昆蟲和植物之間相互交流的一種化學(xué)分子語言,是昆蟲與昆蟲之間進(jìn)行種內(nèi)和種間化學(xué)通訊的媒介。根據(jù)作用原理不同,昆蟲信息素又分為集合信息素、告警信息素、疏散信息素、利它素、利己素、協(xié)同素、追蹤信息素、性信息素等[12]。根據(jù)作用對(duì)象的不同,昆蟲信息素又分為種內(nèi)信息素和種間信息素。昆蟲性信息素屬于種內(nèi)信息素,是由同種昆蟲的某一性別(多為雌性)個(gè)體的特殊分泌器官分泌于體外,能引誘同種異性個(gè)體進(jìn)行交尾的微量化學(xué)物質(zhì),其具有種內(nèi)特異性,在自然界中不會(huì)被模仿復(fù)制,只對(duì)種內(nèi)個(gè)體具有吸引,從而達(dá)到生殖隔離的作用。植物源引誘劑是根據(jù)天牛的取食習(xí)性,人工合成其偏好取食植物的揮發(fā)性物質(zhì)主要成分,作為引誘劑誘集松墨天牛。植物源引誘劑的優(yōu)點(diǎn)是松墨天牛雌雄成蟲都可以引誘,做為性信息素誘捕的補(bǔ)充產(chǎn)品,可以更好的增強(qiáng)誘捕效果。市場(chǎng)上可以見到松墨天牛誘捕器配備兩袋引誘劑,其中一袋是性信息素引誘劑,還有一袋就是植物源引誘劑。

隨著對(duì)天?；瘜W(xué)生態(tài)學(xué)和行為特性的深入研究,人們發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)昆蟲行為活動(dòng)的信息化學(xué)物質(zhì)在松墨天牛的預(yù)防及治理中具有應(yīng)用潛力和廣闊前景,已成為近年來昆蟲化學(xué)生態(tài)學(xué)和行為特性研究的重點(diǎn)。雌雄性天牛都能釋放信息素,雄性天牛釋放的信息素為聚集信息素,能夠同時(shí)吸引雌性蟲,雌性天牛釋放的信息素為性信息素,只能吸引性成熟的雄蟲[13],雄蟲每小時(shí)的信息素釋放量遠(yuǎn)大于雌蟲。天牛性信息素從作用范圍的角度,可分為長(zhǎng)距離性信息素(long range sex pheromone)、短距離性信息素(short range sex pheromone),以及需要雌雄成蟲通過接觸才能導(dǎo)致性識(shí)別的接觸性信息素(contact sex pheromone)[14]。植物源引誘劑是從松墨天牛喜好取食的植物材料中提取的主要揮發(fā)性成分。松墨天牛性信息素引誘劑、聚集信息素都是從松墨天牛成蟲釋放出來的揮發(fā)性物質(zhì)的主要成分,兩者的來源不同。通過化學(xué)手段防控松墨天牛的同時(shí),人們也開始研究它的生理性習(xí)性,以期待能從根本上對(duì)其進(jìn)行防治。

3 應(yīng)用昆蟲信息素防治松墨天牛技術(shù)研究進(jìn)展

關(guān)于松墨天牛的性信息素研究,Linsley于1959年最早報(bào)道天牛存在性引誘現(xiàn)象,但性信息素的實(shí)質(zhì)性研究直到20世紀(jì)70年代才開始。目前已報(bào)道的天牛信息素達(dá)30余種[15]。目前分離鑒定出的2-十一烷氧基-1-乙醇(2-undecyloxy-1-ethanol)是1種由雄性產(chǎn)生的性信息素,生物測(cè)定實(shí)驗(yàn)證明此化合物對(duì)成熟雌蟲有明顯的吸引作用。Okamo-to通過實(shí)驗(yàn)、Hanks通過野外觀察,認(rèn)為松墨天牛的雌、雄成蟲可以通過寄主引誘聚集后,雄蟲可以通過觸角接觸雌蟲來完成擇偶行為。Fauziah 等則認(rèn)為在松墨天牛成蟲相距較長(zhǎng)距離的時(shí)候,松墨天牛雄蟲通過釋放長(zhǎng)距離信息素吸引雌蟲。短距離時(shí)雄蟲通過觸角識(shí)別雌蟲體表的接觸性信息素,從而進(jìn)行一系列性行為。樊建庭等通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),松墨天牛雌蟲不存在接觸性信息素,雌雄蟲主要是通過視覺找到配偶,進(jìn)而完成交配行為。松墨天牛雌蟲是否存在接觸性信息素,仍存在爭(zhēng)議。

鑒于松墨天牛危害的嚴(yán)重性,國(guó)內(nèi)外對(duì)其預(yù)警監(jiān)測(cè)與防控技術(shù)開展了大量研究,研發(fā)出了包括性誘劑、植物源引誘劑等多種產(chǎn)品。當(dāng)前,松墨天牛引誘劑較多見的是利用聚集信息素、植物源組分,通過緩釋材料釋放有效成分,吸引雌雄蟲進(jìn)入專屬誘捕器來達(dá)到消滅的目的。聚集信息素主要是2-十一烷氧-1-乙醇,植物源化學(xué)物質(zhì)包括:α-蒎烯、β-蒎烯、乙醇、(+)-刺柏醇和(+)-海松醛混合物、(+)順式-3-蒎烯-2-醇等[16],有研究表明樟子松墨天牛性信息素與植物源信息素之間相互增效作用十分顯著,比性信息素或植物源信息素單獨(dú)使用效果提高4～5倍[17]。聚集性信息素多用天然橡膠或合成橡膠作為載體,植物源信息素多使用緩釋小瓶,其主要成分是低密度聚乙烯。人工合成的性信息素,釋放速率與濃度影響誘捕效率,釋放速率快濃度大,容易造成浪費(fèi),釋放速率低濃度小,引誘距離范圍又比較小[18],不同廠家產(chǎn)品持效期各有不同,高效誘捕器一般可達(dá)2個(gè)月左右。

誘捕器主要是根據(jù)天牛飛行習(xí)性設(shè)計(jì)成撞板式,主要由頂蓋、十字擋板、漏斗、集蟲瓶等部件組成。當(dāng)前市場(chǎng)相關(guān)產(chǎn)品主要以北京中捷四方生物科技股份有限公司提供、常州寧錄生物科技有限公司、廈門三涌生物科技有限公司、寧波紐康生物技術(shù)有限公司以及杭州費(fèi)洛蒙生物科技有限公司等幾家公司居多并擁有相關(guān)知識(shí)產(chǎn)權(quán)。目前性信息素載體常以聚乙烯材料(LDPE)、聚乙烯管(PE)、高密度聚乙烯材料(HDPE)和燈芯瓶(PP)為主,在自然條件下懸掛40天時(shí),有高達(dá)91%左右的相對(duì)含量,在60天時(shí),比例下降到56% 左右,性信息素載體的均勻緩釋速率有待提高。

松墨天牛誘捕器的主要作用就是監(jiān)測(cè)和防治。一個(gè)林區(qū),有沒有松墨天牛危害,基本上只能通過懸掛松墨天牛誘捕器的方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)。信息素誘捕器也具備一定的防治效果,特別是一些雌雄松墨天牛成蟲都可以誘捕的產(chǎn)品,可以減少林區(qū)松墨天牛的種群數(shù)量,在一定程度上可以起到防治效果。但是根據(jù)林間實(shí)際情況分析,松墨天牛誘捕器的監(jiān)測(cè)作用在實(shí)踐中大于其防治作用。

4 結(jié)論與討論

松墨天牛作為林業(yè)的重要檢疫害蟲,具有生活隱蔽、危害嚴(yán)重、繁殖力強(qiáng)、耐藥性強(qiáng)及攜帶松材線蟲病毒等特點(diǎn),隨著在我省各地林區(qū)的零星發(fā)現(xiàn),有進(jìn)一步蔓延的趨勢(shì)?；瘜W(xué)藥劑防治具有高效快捷、操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn),能夠快速降低蟲口密度,但持效期短,只適合于應(yīng)急除治。傳統(tǒng)的化學(xué)、物理防治方法已不能滿足生產(chǎn)需要,推廣總結(jié)根據(jù)天牛生物學(xué)特性研制的信息素防治已經(jīng)變得刻不容緩。

信息素在松墨天牛覓偶、交配、捕食等行為中起著舉足輕重的作用,利用信息素防治害蟲與傳統(tǒng)的物理化學(xué)防治相比較,具有靶標(biāo)明確、針對(duì)性強(qiáng)、不產(chǎn)生抗藥性、效果明顯、對(duì)污染環(huán)境友好的特點(diǎn)。信息素誘捕到的天牛多為性成熟的成蟲,可以有效的降低下一代蟲口密度。性信息素在蟲情監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)方面,相對(duì)于傳統(tǒng)的人工調(diào)查,可以更加快速靈敏的反映不同階段或不同區(qū)域松墨天牛蟲口密度的差異或變化[19],操作簡(jiǎn)單便于基層測(cè)報(bào)人員掌握使用。然而性信息素誘捕到的天牛成蟲,經(jīng)解剖發(fā)現(xiàn)多是處于產(chǎn)卵期或交配期的成蟲,而該階段天牛成蟲很可能已經(jīng)通過取食松樹傳播了體內(nèi)攜帶的松材線蟲,這樣就會(huì)錯(cuò)過對(duì)松材線蟲的最佳防治時(shí)期。因此,信息素需要和植物源引誘劑配合使用可以有效的達(dá)到高效防治松墨天牛的目的。