張 純,孔維娜,趙龍龍,賀潤平,李 穎,李 捷
(1.山西省科學(xué)技術(shù)廳 科學(xué)技術(shù)情報研究所,太原 030001;2.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 植物保護研究所,太原 030031; 3.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 果樹研究所,山西太谷 030815;4.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院, 太原 030031;5.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 園藝研究所,太原 030031)
桃小食心蟲Carposinasasakii(Matsumura)屬于鱗翅目(Lepidoptera),蛀果蛾科(Carposindae),又名桃蛀果蛾,是一種世界性果樹害蟲[1]。桃小食心蟲主要以幼蟲鉆蛀棗、桃、梨、杏、蘋果等多種果樹的果實進行為害。桃小食心蟲分布范圍廣,在中國至少已達27?。辉趪庖延?個國家,包括日本、朝鮮、烏拉圭、蘇聯(lián)、澳大利亞和美國[2]。桃小食心蟲在中國東北地區(qū)1a發(fā)生1代,在華北及黃河流域每年發(fā)生2~3代,長江中下游每年發(fā)生3~4代[3]。在山西1a發(fā)生1~2代,晉中太谷地區(qū)1a發(fā)生2代。越冬代成蟲一般在5月下旬或6月中旬陸續(xù)發(fā)生,第1代幼蟲蛀果盛期在6月初至7月中旬,第2代在8月初[4]。尤其在中國南北棗區(qū)為害相當(dāng)普遍,嚴(yán)重影響棗果的產(chǎn)量和質(zhì)量,造成嚴(yán)重的經(jīng)濟損失。
在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上,因桃小食心蟲發(fā)生期長、世代重疊、寄主多、幼蟲期難以防治等特點,目前對其主要以化學(xué)防治為主。但是由于化學(xué)農(nóng)藥的過度使用和使用時機不當(dāng),不但沒能減少蟲害,還造成天敵數(shù)量的減少、化學(xué)農(nóng)藥的殘留和害蟲抗性的增加等一系列問題,同時也增加了生產(chǎn)成本,對人類和環(huán)境造成嚴(yán)重的負面影響。近年來,多數(shù)果農(nóng)采取套袋措施,但套袋不但人力成本高、果品口感下降,并且套袋只能用于蘋果、梨、桃等大型果實上,像棗這樣的小型果實,顯然是不合理的。昆蟲性信息素具有不殺傷天敵、安全可靠、準(zhǔn)確性高、成本低廉等優(yōu)點,彌補了化學(xué)農(nóng)藥和人工套袋的不足,因此用昆蟲性信息素是一種比較理想而有效的方法[5]。
目前,應(yīng)用昆蟲性信息素進行農(nóng)業(yè)害蟲防治的預(yù)測預(yù)報已經(jīng)非常普及,全世界在測報上應(yīng)用的昆蟲近百余種。昆蟲性信息素,又稱性外激素,是由同種昆蟲的某一性別個體的特殊分泌器官分泌于體外,能被同種異性個體的感受器所接受,并引起異性個體產(chǎn)生一定的化學(xué)反應(yīng)或生理反應(yīng)的微量化學(xué)物質(zhì)[6-7]。利用性信息素與借助誘捕器可了解害蟲季節(jié)消長及種群動態(tài),準(zhǔn)確定出殺蟲的日期。在中國利用性信息素需作為蟲情測報手段,推廣面積相當(dāng)可觀,收到明顯的經(jīng)濟效益[8]。利用性信息素誘捕害蟲的防治方法,是在田間設(shè)置一定量的誘捕器,用以大量誘殺成蟲,降低其自然交配率,從而減少次代幼蟲的蟲口密度,達到保護農(nóng)作物免受為害的目的[9]。1982年,中國科學(xué)院動物研究所和山東省果樹研究所采用藥劑防治和大量誘捕法綜合的方法防治桃小食心蟲,取得成效。在山東五蓮縣的蘋果園區(qū),桃小食心蟲為害率達30%~80%,采用誘捕法后,蛀果率降至5%以下[10]。
據(jù)有關(guān)文獻[11-12]報道,桃小食心蟲性信息素是由日本Tamaki等于1977年從桃小食心蟲雌蛾中分離并鑒定其化學(xué)結(jié)構(gòu)為順-7-二十碳烯-11-酮(Z-7-eicosen-11-one)和順-7-十九碳烯-11-酮(Z-7-nonadecene-11-one)。由日本東京大學(xué)森謙治等于1978年經(jīng)由炔腈化合物合成,目前已被用于測報和防治桃小食心蟲,并取得良好的效果[13]。劉孟英[14]在昆蟲性信息素的研究中認為用它作為蟲情測報的工具簡便有效,防治桃小食心蟲很有實用價值。康珍等[15]經(jīng)過田間試驗發(fā)現(xiàn),應(yīng)用性誘劑防治桃小食心蟲,可減少化學(xué)藥劑防治次數(shù),降低收入,減少果品農(nóng)藥殘留。
昆蟲性信息素的田間防治效果容易受氣象、環(huán)境等多種因子影響,例如,誘捕器之間的間距及其在田間的位置[16]。張實軍等[17]在利用性信息素防治桃小食心蟲的研究中認為,用于防治害蟲的,放置密度宜大一些,一般間隔為20~25m放置一盆。地勢高低不平的丘陵山地或果樹密度大、枝葉茂密的果園防治宜密些;反之,地勢平坦的洼地或果樹密度較小的果園放置間隔可適當(dāng)遠一些。尹河龍[18]在桃小食心蟲性信息素的應(yīng)用研究中認為理想的誘捕半徑為20m。薛艷花[4]及Zhang等[19]在棗園桃小食心蟲應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的研究中認為誘捕器間距大于30m可用于誘捕和測報,小于20m適合迷向使用。因此,本試驗在前人試驗的基礎(chǔ)上,將以5m為梯度,在5~30m設(shè)置6個不同間距,旨在明確桃小食心蟲性誘劑誘捕器的最佳間隔距離。
試驗于2017年7月在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所的棗種質(zhì)資源圃中進行,試驗地面積約為1.5 hm2,供試品種以‘壺瓶棗’為主,樹齡約 20 a,樹高約為10 m,株行距為5 m×5 m,樹勢旺盛,園里雜草主要為藜、灰灰菜、狗尾草等。
桃小食心蟲性誘劑由中國科學(xué)院動物研究所研制,以直徑為0.8 cm,高為1.2 cm,凹陷部分容積為200 μL的綠色天然橡膠為載體制成。桃小食心蟲性信息素的化學(xué)結(jié)構(gòu)是:順-7-二十烯-11-酮和順-7-十九烯-11-酮。
誘捕器為口徑25 cm、深10 cm的紅塑料盆,在盆口邊緣處等距離打3個細孔,用細鐵絲穿入3個孔內(nèi)吊成三棱椎體,再沿直徑方向打2個小孔,將穿有誘芯的鐵絲插入小孔內(nèi)并固定好,使誘芯居于盆的正中央。然后在盆內(nèi)加入占水量約0.2%的洗衣粉,水面距離誘芯約1 cm。懸掛于遮蔭的樹枝上,其高度距地面1.5~2.0 m。
設(shè)置6個間隔距離,依次為5 m、10 m、15 m、20 m、25 m、30 m,每個處理設(shè)置3個掛有性誘芯的誘捕器,編號為1、2、3,并沿風(fēng)向成直線等距離由南到北依次擺放。將不同處理按照圖1懸掛于棗園中,不同處理之間的間距大于30 m,每個處理重復(fù)3次。在桃小食心蟲發(fā)生的高峰期每天6:00-9:00記錄誘蛾數(shù)量,并用漏勺將蟲子撈出,以免影響下一天的數(shù)據(jù)記錄。此外,還需向盆內(nèi)加入一定量的水,使水面與誘芯之間的距離保持恒定。若水被污染,則應(yīng)及時換入清澈的洗衣粉溶液,持續(xù)22 d。
每個日期捕獲的雄蛾量進行l(wèi)n(x+1)(使數(shù)據(jù)分布正態(tài)化和滿足方差齊性)轉(zhuǎn)換,然后進行ANOVA和Duncan’s新復(fù)極差法比較,檢驗在α=0.05水平上的差異顯著性,利用SPSS 16.0統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)。
從圖2中可以看出:2017年7月,在山西省太谷縣性誘劑對桃小食心蟲的誘捕量呈現(xiàn)隨時間總體上升的趨勢。其中高峰出現(xiàn)在7月26日左右,尤其在26日每處理的平均誘捕量達到 73.8頭,單個誘捕器的誘捕量最多達到62頭,誘捕總量約為7月6日誘捕量的34.5倍。在7月11日、13日和19日分別出現(xiàn)3次小高峰,誘捕量分別為188頭、196頭、174頭,平均每盆誘捕量為3.1頭。7月6日的誘捕量最低,僅為15頭。
從圖3中可知:5~30 m的6個間隔距離均可反映桃小食心蟲隨時間推移的動態(tài)。當(dāng)誘捕器間距為25 m和30 m時,桃小食心蟲的消長動態(tài)與總誘捕量動態(tài)趨勢基本一致,誘捕總量較大且消長趨勢明顯;5 m、10 m、15 m和20 m的處理中由于誘捕總量偏小使得消長趨勢不明顯。此外,從表1可以看出,當(dāng)誘捕器間距為25 m時消長動態(tài)與總誘捕量動態(tài)的相關(guān)系數(shù)最高,達到 0.949,其次為15 m和30 m,分別為0.931和 0.752。誘捕器間距為5 m、10 m、20 m時,相關(guān)系數(shù)都比較低,小于0.5。說明誘捕器的間隔距離設(shè)置為25 m時,最能反映桃小食心蟲隨時間的發(fā)生動態(tài)。
圖2 棗園桃小食心蟲的消長動態(tài)(山西太谷,2017)Fig.2 Occurrence dynamic of population of male C.sasakii in jujube orchard in Taigu county of Shanxi province in 2017
圖3 不同間距下桃小食心蟲的消長動態(tài)Fig.3 Occurrence dynamic of population of male C.sasakiiin different trap spaces
間隔距離/mTrap space 相關(guān)系數(shù)(R2)Correlation50.185100.468150.931200.379250.949300.752
從桃小食心蟲誘捕器不同誘捕間距的誘捕效果可以看出:不同間隔距離的平均誘捕量差異顯著(F(5,12)=3.918,P=0.024<0.05),其中20 m與5 m、10 m和15 m的差異顯著;5 m、10 m、 15 m、25 m、30 m的差異不顯著(圖4)。其中 20 m的誘捕量最高,達到平均16.8頭/d,約為 5 m處理間距的6.74倍,其次為25 m、30 m,5 m的誘捕量最低。此外,20 m、25 m和30 m的誘捕效果好于5 m、10 m和15m,10 m和15 m的誘捕效果相當(dāng),5 m的最差。試驗表明在5 m和30 m之間,20 m為一個臨界值,間隔距離<20 m時,平均誘捕量較小,尤其5 m時的誘捕量達到最小。間距>20 m時,平均誘捕量較大。
不同字母表示誘捕間距間差異顯著(Duncan’s,P<0.05)。下同。
Different letters indicated significant differences among different trap spaces(Duncan’s,P<0.05).The same bellow.
圖4 桃小食心蟲不同誘捕間距差異性分析
Fig.4 Analysis of captures ofC.sasakii(Matsumura)with different trap spaces
由圖5可見,不同位號誘捕器之間的誘捕量存在差異性。間隔距離為25 m時,2與3之間差異不顯著,1與2、3之間差異顯著(F(3,5)= 6.969,P=0.027<0.05)。其他的5個間距處理中,1、2、3之間的差異均不顯著。但從各處理中1、2、3的趨勢可以看出,間距為5 m時,3個誘捕器的誘捕量逐漸上升;15 m和20 m時,1號和3號的誘捕量高,2號偏低,均呈現(xiàn)“高-低-高”的趨勢;20 m和30 m的趨勢相同,1號和3號的誘捕量偏低,2號較高,呈現(xiàn)“低-高-低”的趨勢。25 m時,1號的誘捕量較高,而2、3號的誘捕量偏低,且2號較3號較低,略呈“高-低-高” 趨勢。
從誘捕器不同間距與單位面積誘捕量的相關(guān)性分析可以看出(圖6):回歸方程為y= -0.000 08x3+ 0.005 5x2-0.119 4x+ 0.911 6(x代表誘捕器間距,y代表單位面積誘捕量),誘捕密度(每平方米的誘捕量)取決于誘捕器的間隔距離,誘捕密度隨誘捕器間隔距離的增大而減少,間隔距離越大,誘捕密度越小。當(dāng)間隔距離為 5 m和10 m時,曲線的斜率較大,說明這2個處理中3個誘捕器之間存在干擾;當(dāng)間距為15 m和20 m時,曲線斜率逐漸變??;間距為 25 m時,誘捕密度穩(wěn)定,也就是從這個間隔距離之后誘捕器之間不存在相互干擾。
同一誘捕器半徑處理內(nèi)標(biāo)有不同字母表示差異顯著(Duncana,P<0.05) Different letters indicate significant differencesunder the same treatment
圖5 不同位號誘捕器誘捕桃小食心蟲數(shù)量比較
Fig.5 Comparison of captures in different location traps
圖6 桃小食心蟲單位面積的誘捕量與 誘捕器間距之間的關(guān)系Fig.6 Relationship between captures of C.sasakii per square meter and distance among pheromone traps(R2=0.811 5, y=-0.000 08x3+0.005 5x2 - 0.119 4x+0.911 6)
從性誘劑誘集桃小食心蟲的時間動態(tài)分析中可以得出:2017年7月,在山西省太谷縣性誘劑對桃小食心蟲的誘捕量隨時間呈現(xiàn)總體上升的趨勢,其中大的高峰在7月26日左右, 7月21日與26之間的低谷與當(dāng)天的降雨有關(guān),這與尹河龍[18]在桃小食心蟲成蟲消長動態(tài)的研究結(jié)果基本一致,說明桃小食心蟲在7月下旬有一段高峰期。因此,建議在此之前對桃小食心蟲進行防治,防止大爆發(fā)。在7月11日、13日和19日分別出現(xiàn)3次小高峰。7月6日的誘捕量最低,可能與當(dāng)時的氣候條件、性誘芯中性信息素的釋放速度有關(guān)。從不同間距桃小食心蟲誘集動態(tài)與總誘集動態(tài)的相關(guān)性分析中可以得出:誘捕器間距為25 m時的誘集動態(tài)與總誘集動態(tài)的趨勢基本一致,且與總誘捕量動態(tài)的相關(guān)系數(shù)最高,說明間距為25 m時的誘集動態(tài)可以反映桃小食心蟲的發(fā)生總 動態(tài)。
從桃小食心蟲誘捕器不同間距的誘捕效果分析中可以得出:在5 m和30 m之間,20 m的誘捕量最大,為一個臨界值,誘捕間距<20 m時,平均誘捕量較小,尤其5 m時的誘捕量達到最小。這可能由于間隔距離<20 m時,3個誘捕器的距離過分靠近,對桃小食心蟲起到一定的迷向作用,這與薛艷花對桃小食心蟲的研究結(jié)果相一致[4]。間隔距離>20 m時,平均誘捕量較大,由此可知≥20 m的間距適合用于大量誘捕。另外,根據(jù)杜家緯的信息素研究理論,當(dāng)誘捕器設(shè)置距離比較合理時,3個誘捕器的有效誘捕區(qū)正好相互銜接,第1個和第3個誘捕器的誘捕量偏高,第2個偏低,即出現(xiàn)“高-低-高”的趨勢時,就可以得到它的有效半徑[6]。從同一處理區(qū)沿風(fēng)向的3個誘捕器誘捕量比較來看,20~30 m的處理中,只有25 m處理區(qū)中的3個誘捕器平均誘捕量趨勢為“高-低-高”,可以得出25 m即桃小食心蟲性誘劑的最佳間隔距離。
從誘捕器不同間距與單位面積誘捕量的相關(guān)性分析中可以得知:誘捕密度隨誘捕器間隔距離的增大而減少。5 m和10 m間距處理中,誘捕密度不穩(wěn)定,3個誘捕器之間存在干擾,適合迷向;當(dāng)間距為15 m和20 m時,誘捕密度趨于穩(wěn)定;間距為25 m時,達到穩(wěn)定,也就是從這個間隔距離之后誘捕器之間不存在相互干擾。因此可以確定桃小食心蟲的最佳間隔距離為25 m,這與薛艷花[4]和尹河龍[18]的試驗結(jié)果不一致,可能與氣候條件、棗園管理水平、試驗時的風(fēng)向、桃小食心蟲的發(fā)生量的差異有關(guān)。從本研究看來,大量誘捕可以采用25 m,即每667m2約為4~6個,迷向誘捕器設(shè)置應(yīng)小于20 m。
在其他昆蟲性信息素作用距離的研究中,報道不盡相同。例如:天牛的信息素就可以分為長距離性信息素、短距離性信息素和接觸性信息素。天牛對信息素的反應(yīng)距離是隨信息素的種類變化而變化的。而在小菜蛾(P.xyllostella)信息素的研究中,胡慧建等[20]認為隨著距離的增加誘集效果逐漸減弱,且在下風(fēng)口較上風(fēng)口效果明顯,距離為16 m,最大距離可達 19 m,且與風(fēng)速無關(guān);還有研究認為在25 m。這些差別可能是由于試驗方法、試驗環(huán)境條件以及不同地理種群的差異造成的。因此,有關(guān)桃小食心蟲性信息素在田間的設(shè)置距離,還有待進一步研究。