陳萬斌 楊宸 黃曉丹 何康來 王振營

摘要

桃蛀螟Conogethes punctiferalis （Guenée）是我國黃淮海夏玉米區(qū)的主要玉米穗部害蟲，幼蟲取食玉米果穗不但直接影響玉米產量，而且嚴重降低玉米品質。為了更好地利用性誘劑監(jiān)測玉米田桃蛀螟種群動態(tài)和有效防控桃蛀螟為害，比較了桃蛀螟性信息素成分順10十六碳烯醛[（Z）10hexadecenal，Z16：Ald]和反10十六碳烯醛[（E）10hexadecenal，E16：Ald]在不同配比和不同劑量下的誘蛾效果;利用篩選出的誘集效果最佳的桃蛀螟性誘劑對黃淮海夏玉米田桃蛀螟的發(fā)生動態(tài)進行了監(jiān)測。結果表明，桃蛀螟性信息素成分順反比Z ∶E為1 ∶9、劑量100 μg的誘芯對桃蛀螟雄蛾的誘蛾效果最好，2017年和2018年的總誘蛾量分別為140頭/誘芯和186.3頭/誘芯。2018年和2019年在黃淮海夏玉米區(qū)不同地點的監(jiān)測結果發(fā)現，黃淮海夏玉米穗期桃蛀螟在8月下旬-9月上旬出現發(fā)生高峰，但高峰出現的時間和發(fā)生量因地域不同而存在差異。該配方可在生產中用于黃淮海夏玉米田桃蛀螟種群監(jiān)測，為桃蛀螟的綠色防控提供技術支撐。

??關鍵詞

桃蛀螟;性信息素;黃淮海夏玉米產區(qū);發(fā)生動態(tài)

中圖分類號：

S475.1

文獻標識碼：A

DOI：10.16688/j.zwbh.2020585

Screening of the sex pheromones formulation and application for

population dynamics monitoring of Conogethes punctiferalis

（Guenée） in HuangHuaiHai summer corn region in China

CHEN Wanbin，YANG Chen，HUANG Xiaodan，HE Kanglai，WANG Zhenying*

（State Key Laboratory for Biology of Plant Diseases and Insect Pests， Institute of Plant

Protection， Chinese Academy of Agricultural Sciences， Beijing100193， China）

Abstract

Yellow peach moth， Conogethes punctiferalis （Guenée）， is one of major insect pests infesting on corn ear in HuangHuaiHai summer corn region in China. Corn ear was fed by larvae which can directly affect the kernel quality as well as seriously reduce yield. In order to exploit the sex pheromone for monitoring and managing the C.punctiferalis， we compared the trapping efficiency of different formulations with various ratios and dosages of （Z）10hexadecenal （Z） and （E）10hexadecenal （E）. Meanwhile， we monitored the population dynamic of C.punctiferalis in summer corn fields by using the selected best formulation of sex pheromone in HuangHuaiHai summer corn region. The results indicated that trapping efficiency of Z ∶E=1 ∶9 at the dosage of 100 μg was highest with the number of 140 and 186.3 moth/trap in 2017 and 2018， respectively. The peak of C.punctiferalis adult population dynamics in HuangHuaiHai summer corn region was from late August to early September， but the specific frequency and amount differed depending on different locations and years. Briefly， this formulation of Z ∶E=1 ∶9 at the dosage of 100 μg can be used to monitor and control of C.punctiferalis in HuangHuaiHai summer corn region by trapping the male moths.

Key words

Conogethes punctiferalis;sex pheromone;HuangHuaiHai summer corn region in China;population dynamic

玉米是我國重要的糧食作物，更是重要的飼料作物，廣泛應用于畜牧業(yè)、醫(yī)藥和化工等領域，對我國的糧食安全以及畜牧和水產業(yè)的發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義[1]。2012年玉米躍居為我國第一大糧食作物[2]。近些年來，隨著我國農作物種植結構以及耕作模式等方面的調整和轉變，一些影響玉米生產的病蟲害問題也隨之而來。例如，在局部和大范圍地域一些次要害蟲的為害越來越嚴重，甚至上升為主要害蟲[2]。其中，玉米生產中重要的蛀穗害蟲桃蛀螟Conogethes punctiferalis （Guenée）的為害呈現出逐漸加重的態(tài)勢，在一些地區(qū)或某些年份對玉米造成的危害甚至超過了玉米生產中的第一大害蟲亞洲玉米螟Ostrinia furnacalis （Guenée）[3]。桃蛀螟對玉米果穗的為害，不僅會嚴重影響玉米產量，還會引起或加重穗腐病的發(fā)生，導致玉米品質嚴重下降[4 -6]，該蟲已經成為黃淮海和西南山地夏玉米產區(qū)的重要穗期害蟲[7- 8]。

鱗翅目雌雄成蟲之間的交尾活動主要是通過雌性個體分泌的特定性信息素來引發(fā)的，雄性個體可以通過感受器識別同種的雌性釋放的化合物，進而促成交尾活動的發(fā)生[9]。 昆蟲性信息素產品具有環(huán)境友好、人畜安全、無毒無害、專一性強以及對天敵安全等一系列特點，使其受到國內外研究者高度重視，具有廣闊前景[10]。目前已有多種性誘芯用于害蟲預測預報和防治工作，例如用于草地貪夜蛾Spodoptera frugiperda[11]、梨小食心蟲Grapholitha molesta、蘋果蠹蛾Cydia pomonella[12]等的監(jiān)測，并且研究了不同誘芯與不同懸掛高度、方位的誘捕器組裝后的誘蛾效果，可為害蟲監(jiān)測工作提供有力支撐。

桃蛀螟常在玉米生育后期嚴重發(fā)生，此時由于玉米植株高大，再加上桃蛀螟的鉆蛀為害特點使得常規(guī)的化學防治很難奏效[3]，而性信息素迷向干擾交尾過程，可大幅降低桃蛀螟交尾率進而減少其產卵量，是一種符合農業(yè)可持續(xù)發(fā)展要求的綠色防治方法。國內外已有對于桃蛀螟性信息素相關的研究報道，主要聚焦在組分鑒定以及田間試驗方面[13 -16]。在主要組成成分方面已有一個基本的共識，認為反10十六碳烯醛[（E）10hexadecenal，E16：Ald]是其主要成分[13， 15， 17]，但在具體的其他組分以及配比方面尚有不同意見[18]。與此同時，桃蛀螟雌蛾釋放的順、反10十六碳烯醛的比例因地域不同而存在一定差異[19]，因而可能會出現同一誘芯對不同地域種群表現出不同誘蛾效果的現象。國外研究發(fā)現，當順10十六碳烯醛[（Z）10hexadecenal，Z16：Ald]和反10十六碳烯醛以1 ∶9、劑量300 μg/誘芯時對果樹型桃蛀螟有較好誘集效果;而在1 ∶4和1 ∶9配比下均對松樹型桃蛀螟有效[13]。國內在山東的誘蛾試驗中發(fā)現，十六醛（hexadecenal，16：Ald）、順、反10十六碳烯醛以16 ∶8 ∶100或0 ∶8 ∶100配比時的誘蛾效果最好[17]。而宋衛(wèi)等[15]和杜艷麗等[16]在陜西梨園和北京板栗園的田間試驗發(fā)現，順、反10十六碳烯醛在1 ∶4條件下50 μg/誘芯和400 μg/誘芯時分別表現出最好的誘蛾效果。由此可見，地域差異、試驗地的寄主植物以及桃蛀螟生態(tài)型差異等均可能是影響信息素效果的因素。

鑒于上述研究差異以及重點出于對黃淮海夏玉米區(qū)桃蛀螟發(fā)生動態(tài)監(jiān)測問題的考慮，本實驗室通過室內風洞行為試驗測定了桃蛀螟雄蛾在順10十六碳烯醛和反10十六碳烯醛以1 ∶1、1 ∶4和1 ∶9三個配比下的行為反應，結果發(fā)現雄蛾在3個配方誘芯的刺激下均會產生反應，且反應程度存在差異[20]。因此，本文基于前期工作基礎并參考上述同類研究設計了不同配方誘芯并在田間進行了誘集效果評價;在此基礎上，利用篩選出的誘集效果最好的誘芯對黃淮海夏玉米區(qū)桃蛀螟的種群動態(tài)和發(fā)生量進行了監(jiān)測，期望為桃蛀螟性信息素配方的優(yōu)化提供數據支撐，同時為黃淮海夏玉米區(qū)桃蛀螟的種群監(jiān)測和防控對策的制定提供依據。

1材料與方法

1.1性誘劑配方

本試驗中所用桃蛀螟性誘劑的主要化合物為順10十六碳烯醛（以下簡稱Z）和反10十六碳烯醛（以下簡稱E），設計Z ∶E=1 ∶1、1 ∶4和1 ∶9三個體積比，每個配比下分別設50、100、200 μg和400 μg 4個劑量水平， 共組成12個處理。 上述12個處理在下文中將以“配比 劑量”的形式進行簡稱，如Z ∶E=1 ∶1以50 μg為劑量時的處理簡寫為1 ∶1 （50 μg）。以此類推，上述處理依次用1 ∶1 （50 μg）、1 ∶1 （100 μg）、 1 ∶1 （200 μg）、1 ∶1 （400 μg）、1 ∶4 （50 μg）、1 ∶4 （100 μg）、1 ∶4 （200 μg）、1 ∶4 （400 μg）、1 ∶9 （50 μg）、1 ∶9 （100 μg）、1 ∶9 （200 μg）、1 ∶9 （400 μg）表示。誘芯以PVC軟管為載體，根據上述配方將相應劑量的化合物加入100 μL正庚烷緩釋劑中混合均勻后加入一端已封口的PVC軟管，然后將另一端也封口即可。本試驗所用性誘劑誘芯配方由中國農業(yè)科學院植物保護研究所玉米害蟲研究組提供，北京中捷四方生物科技股份有限公司（以下簡稱中捷四方）制作。

1.2誘捕器

2017年和2018年田間試驗所用誘捕器為中捷四方生產的水盆型誘捕器。在直徑25 cm、深度約10 cm的塑料盆內倒入用洗衣粉和清水配制的0.5%的洗衣粉水溶液，然后將固定有誘芯的“十字形”懸浮架4個方向分別插入長寬高均為2 cm的泡沫塊，最后在誘芯正上方固定一個直徑5 cm的塑料蓋片。其中，誘芯距離水面1 cm左右，泡沫塊起懸浮作用可使載有誘芯的懸浮架隨水面的波動而浮動，可保證誘芯不因水盆晃動而被洗衣粉水溶液浸透;塑料蓋片可避免誘芯因陽光直射而揮發(fā)過快影響后期效果。在2017年和2018年用水盆型誘捕器調查的同時，也設置了由該公司生產的新型蛾類誘捕器用于比較兩種誘捕器之間的誘捕效果，發(fā)現二種誘捕器的誘捕效果無差別。因此2019年的田間試驗中采用了操作更加便捷的新型蛾類誘捕器。

1.3配方篩選

田間誘捕器分別在2017年、2018年和2019年8月初夏玉米抽雄吐絲期開始設置，開展對桃蛀螟雄蛾的誘集試驗，至9月下旬玉米成熟時結束。

2017年和2018年桃蛀螟性誘劑篩選試驗在中國農業(yè)科學院廊坊科研中試基地（以下簡稱廊坊）進行。通過比較上述12個配方的誘蛾效果后篩選出一個效果最好的配方用于2018年和2019年黃淮海夏玉米產區(qū)桃蛀螟發(fā)生動態(tài)監(jiān)測。

1.4夏玉米田桃蛀螟種群動態(tài)監(jiān)測

2018年監(jiān)測試驗在國家玉米產業(yè)技術體系河北石家莊、邯鄲，河南鶴壁、洛陽，山東濟寧、德州等6個綜合試驗站進行;2019年監(jiān)測試驗在2018年的基礎上增加了山東濰坊、安徽宿州和河北唐山綜合試驗站。使用上述篩選試驗中效果最好的配方用于監(jiān)測試驗。

1.5調查方法

田間試驗時誘捕器間距大于15 m，誘芯距離地面高度為1.5 m左右，各誘捕器隨機均勻布置于通風良好的玉米田周圍或通風過道中，各試驗地面積均大于1 hm2。每處理設置3個誘捕器，均以市售的商品桃蛀螟性誘劑誘芯（中國科學院動物研究所）作為對照。每3 d定時調查一次各誘捕器內桃蛀螟雄蛾的數量并做好相應記錄。對水盆型誘捕器而言，調查后將誘捕器內的雜物清理干凈，及時補充洗衣粉水溶液并校正誘捕器位置;對新型蛾類誘捕器而言，每次調查后清除桶內的蟲尸，若有存活個體則將其殺滅。每20 d更換一次誘芯。

1.6數據處理

所有試驗數據采用MS Excel 2010進行整理和統計，采用統計軟件SPSS 19.0進行ANOVA單因素方差分析，不同處理間的差異顯著性用Duncan氏新復極差法進行檢驗。發(fā)生量監(jiān)測中兩種誘芯誘集效果的比較采用t測驗。

2結果與分析

2.1不同配方誘蛾效果比較

通過2017年和2018年的田間誘捕試驗發(fā)現各配方的桃蛀螟性誘劑的誘蛾效果存在差異（圖1、圖2和表1）。2017年在Z ∶E=1 ∶1配比時，配方1 ∶1 （50 μg）、1 ∶1 （100 μg）、1 ∶1 （200 μg）和1 ∶1 （400 μg）的 單個誘捕器的累計誘蛾量分別為24.3、31.7、18.7頭和21.3頭，均低于市售性誘劑（76.5頭）。 當Z ∶E=1 ∶4時，1 ∶4 （100 μg）、1 ∶4 （200 μg）配方的誘蛾量分別為100.7頭和96.3頭，高于市售性誘劑和其他劑量水平的配方。而配方1 ∶9 （100 μg）的誘蛾效果最好，單個誘捕器的累計誘蛾量為140頭（圖1和表1）。

2018年配方1 ∶1 （50 μg）、1 ∶1 （100 μg）、1 ∶1 （200 μg）和1 ∶1 （400 μg）的平均累計誘蛾量依次為6.3、16.3、23頭和33.3頭，均低于市售性誘劑的45.3頭。當Z ∶E=1 ∶4時各劑量水平下的配方表現出更好的誘蛾效果，1 ∶4 （50 μg）、1 ∶4 （100 μg）、1 ∶4 （200 μg）和1 ∶4 （400 μg）配方的平均累計誘蛾量分別為38.3、56、91.7頭和120.3頭。配方1 ∶9 （100 μg）單個誘捕器的誘蛾量高達186.3頭，誘蛾效果最好（圖2和表1）。

2017年和2018年兩年的田間誘蛾結果均表明1 ∶9（100 μg）配方的誘蛾效果最好。

2.2黃淮海夏玉米桃蛀螟發(fā)生規(guī)律

通過比較各性誘劑配方的累計誘蛾量后發(fā)現配方1 ∶9 （100 μg）的誘蛾效果最好，因此將該配方用于監(jiān)測其他地區(qū)桃蛀螟的發(fā)生規(guī)律。田間誘集結果表明，2018年8月中旬和9月上中旬在河北省石家莊和邯鄲均出現兩次發(fā)生高峰。河南鶴壁和洛陽的發(fā)生高峰在9月初，9月2日在鶴壁的誘蛾量由8月30日的11.3頭/誘芯猛增為136頭/誘芯，而同期在洛陽的誘蛾量更是高達217頭/誘芯。山東濟寧在9月2日和9月8日的誘蛾量分別為8.3頭/誘芯和10.8頭/誘芯，德州則在9月6日和9月18日出現兩次高峰，分別誘蛾19.2頭/誘芯和40.8頭/誘芯。從發(fā)生動態(tài)中可以看出，2018年黃淮海地區(qū)夏玉米桃蛀螟的發(fā)生高峰主要集中在8月底到9月初這段時間，有些地域可能會出現多次小高峰，河南的發(fā)生量總體偏重（圖3）。

在2018年的基礎上，2019年監(jiān)測地點增至10個。河北石家莊、邯鄲和廊坊在 2019年8月20日左右出現高峰;唐山在8月下旬和9月上中旬處于短暫間斷的高峰狀態(tài)，但總體發(fā)生量偏低。河南鶴壁在8月21日和9月11日左右有兩次高峰，持續(xù)約1周左右;桃蛀螟在洛陽的發(fā)生從8月中旬開始到9月中旬始終處于一個較高的水平，8月13日和9月12日的誘蛾量分別為60.7頭/誘芯和22.7頭/誘芯。山東德州在8月中下旬和9月中旬有3次高峰;濟寧和濰坊的發(fā)生情況類似，發(fā)生量均在9月5日開始上升，在9月12日前后達到最高值，直至9月17日左右下降到高峰發(fā)生前的水平，發(fā)生規(guī)律呈現倒“V”形。安徽宿州在8月中旬和9月上旬有兩次高峰（圖4）。

2.3黃淮海夏玉米桃蛀螟的發(fā)生量

2018年桃蛀螟的發(fā)生量總體上比2019年要高。2018年，河南洛陽和鶴壁的發(fā)生量要比河北石家莊、邯鄲和山東濟寧、德州高。在鶴壁和洛陽的累計誘蛾量分別高達358.3頭/誘芯和850.5頭/誘芯。除洛陽外，其他5個試驗地配方1 ∶9 （100 μg）的誘蛾效果顯著高于市售性誘劑。2019年洛陽的發(fā)生量仍是最高，為345.3頭/誘芯;廊坊次之，為142頭/誘芯（圖5）。

3討論

隨著我國在農業(yè)領域 “轉方式、調結構”和“到2020年農藥使用量零增長”戰(zhàn)略行動的實施，我國在對害蟲綜合治理重要性的認識方面上升到了一個新的水平和高度，這對于我國糧食安全、農產品質量以及生態(tài)環(huán)境安全都將產生重要影響[21]。集高效、無公害、使用簡便和專一性強等一系列優(yōu)點為一體的性信息素產品在蟲情預測預報、害蟲大量誘捕以及迷向干擾中都有廣泛的應用，是理想的綠色防控手段[22]。目前，我國已人工合成多種農林害蟲的性信息素[10]。

本試驗結果發(fā)現，不同配方的誘蛾效果存在差異。隨著反10十六碳烯醛在配方中占比的增大其誘蛾效果也呈現增加趨勢，配方Z ∶E=1 ∶9時的誘蛾效果總體上要優(yōu)于其他配方，這與前人認為的反10十六碳烯醛是桃蛀螟性信息素的主要成分的結論相一致[13， 17]。本實驗室前期的風洞試驗結果顯示，當性信息素組分為Z ∶E=1 ∶9時，桃蛀螟雄蛾的起飛、定向飛行、半程、接近誘芯10 cm和抵達誘芯5個行為反應均優(yōu)于其他兩個配比的誘芯[20]，田間實際的誘蛾試驗結果也與該室內結果相符。同一配比條件下，配方的劑量也是影響誘蛾效果的因素之一。本研究中，在Z ∶E=1 ∶9配比條件下100 μg/誘芯的誘蛾效果最好，50 μg/誘芯的效果最差;2017年1 ∶9（400 μg）誘芯的效果也較差。當劑量過高時，雄蛾長期處于彌漫有高濃度性信息素的環(huán)境中可能會對其觸角產生一定的麻痹作用而降低引誘作用;相反，低劑量水平則會因揮發(fā)出的性信息素分子數量較低而不足以被雄蛾發(fā)現或接受，以至效果不佳[23]。同類的研究表明，在北京板栗園中Z ∶E=1 ∶4配比條件下400 μg/誘芯的誘蛾效果最好[16]，而陜西梨園中則發(fā)現同比例條件下50 μg/誘芯表現最佳，但其誘蛾量均低于在本研究中1 ∶9 （100 μg）配方的誘蛾效果。自然環(huán)境中，昆蟲通常通過自身的嗅覺系統來感知外界的刺激。在長期的進化過程中，寄主植物揮發(fā)物對植食性昆蟲的寄主定位、覓食、交配以及產卵等行為均有重要作用[20]。植物揮發(fā)物可通過作用于雌性昆蟲神經系統來刺激性信息素的釋放，對昆蟲性信息素誘集效果有強烈影響[16]。因此推測試驗地的寄主植物或地域差異均可能是產生這種差異的原因。

受溫度、光照、寄主等多種因素的影響，桃蛀螟在我國各地的發(fā)生世代數和發(fā)生規(guī)律也不盡相同[24]。在河南中部每年有三個高峰期，5月下旬、7月上旬和9月上中旬依次為越冬代、第一代和第二代成蟲高峰期[25]。本試驗在2018年的調查中發(fā)現鶴壁和洛陽在9月上旬出現高峰，持續(xù)約10 d左右;2019年鶴壁在8月下旬和9月中下旬出現2次高峰，發(fā)生規(guī)律基本與本文調查結果相符。2019年8月17日-8月底在廊坊出現2次小高峰，其發(fā)生規(guī)律與本實驗室在2007年落卵量調查結果基本一致[18]，呈現“M”型發(fā)生規(guī)律。2009年和2010年在唐山北部山區(qū)的監(jiān)測中發(fā)現桃蛀螟在該地區(qū)年發(fā)生3代，越冬代、第一代和第二代成蟲羽化高峰期分別在5月底-6月初、7月下旬和8月底-9月初[26]。本試驗2019年在唐山調查發(fā)現8月中下旬和9月上旬有2次高峰。此時主要是二代成蟲的高發(fā)期，可能由于世代重疊以及個體發(fā)育進度不整齊而導致高峰期持續(xù)時間較長。有研究表明，2016年-2018年在魯西北地區(qū)的燈誘結果顯示該地區(qū)桃蛀螟成蟲有4個高峰期。5月下旬-6月初、7月上中旬、8月上中旬和9月中旬依次為越冬代、第一代、第二代和第三代成蟲的高峰期[27]。本研究2019年在山東西北部德州夏玉米田的兩次高峰恰好出現在8月中旬和9月中旬，說明此時誘到的雄蛾為第二代和第三代成蟲。

本試驗通過比較各配方的田間誘蛾效果進一步證實了反10十六碳烯醛是桃蛀螟性信息素的主要組成成分。與此同時，篩選出了誘蛾效果較好的1 ∶9（100 μg）配方，其效果總體要優(yōu)于前人的效果，與目前市售的部分商品誘芯相當或略優(yōu)，可主要用于黃淮海夏玉米區(qū)桃蛀螟發(fā)生動態(tài)的監(jiān)測工作。相比于前人三組分以及高劑量的配方而言，本研究自制的兩組分配方的誘集效果更好，可適度降低成本并且配制簡單。此外，本實驗室也開展了利用赤眼蜂防治桃蛀螟的相關研究[28-29]，可通過本研究篩選出的誘蛾效果最好的配方誘殺部分雄蛾，降低交配率，進而降低其產卵量，也可監(jiān)測桃蛀螟的發(fā)生規(guī)律為田間釋放赤眼蜂提供合適的時間指導和參考，以期為桃蛀螟的綠色防控提供配套的技術方法和提供充分的科學依據。

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收稿日期：2020 11 02修訂日期：2020 12 03

基金項目：

財政部和農業(yè)農村部：國家現代農業(yè)產業(yè)技術體系建設專項（CARS02）;中國農業(yè)科學院重大科研任務（CAASZDRW202004）

* 通信作者

Email：zywang@ippcaas.cn