摘要：探讨了昆虫信息素产品在梨小食心虫监测和防治中的应用现状和前景, 主要包括昆虫信息素的研究进展, 梨小食心虫性信息素在监测和防治中的应用, 并展望了昆虫信息素在果树害虫综合管理中的应用前景, 以期为我国果业害虫的综合管理提供参考。
关键词：昆虫性信息素; 梨小食心虫; 诱捕; 交配干扰;
1 昆虫信息素的研究进展
昆虫信息素是昆虫分泌的一类具有传递聚集、觅食、交尾、警戒、栖息等作用的微量化学物质, 它属于物种特定的通讯联络信息, 主要有性信息素、聚集信息素、示踪信息素、报警信息素、那氏信息素及蜂王信息素等[1]。昆虫性信息素是由同种昆虫的某一性别个体分泌, 能够引起同种异性个体产生觅偶、定向求偶、交配等一系列的生理反应的化学物质[2]。这种信息素多数由雌虫释放, 吸引雄虫, 极少数由雄虫释放以吸引雌虫, 从而保证了昆虫种内有序繁衍[3]。目前, 世界已鉴定和合成的昆虫性信息素或类似物有2000多种[4], 我国对数十种农业和林业重要害虫性信息素做了大量研究, 为昆虫性信息素相关产品研究及其在害虫监测和防治中的应用提供基础条件[5,6,7,8]。应用昆虫性信息素监测和防治害虫是我国近十几年来兴起的一种新技术, 它通过调控昆虫雌雄行为达到控制虫口密度的目的, 具有安全、绿色、微量、高效等特点, 因此在害虫的监测和防治中逐步得到应用推广。现已鉴定的鳞翅目 (如梨小食心虫、桃小食心虫、苹小卷叶蛾、柑橘潜叶蛾、梨黄卷蛾、苹果蠹蛾等) 、半翅目 (如绿盲蝽) 及同翅目 (梨圆蚧) 果树害虫的信息素均属于昆虫性信息素。
Gergo J A等[9]从梨小雌蛾的腹部分离出梨小食心虫性信息素, 随后Roefofs W L等[10]鉴定出其为三种成分的混合物, 结构分别为 (Z) -8-十二碳烯-1-醇醋酸酯和 (E) -8-十二碳烯-1-醇醋酸酯和 (Z) -8-十二碳烯-1-醇。之后, 化学家及昆虫学家相继展开了对这三种成分的化学合成和生物活性的研究, 其主要活性成分为 (Z) -8-十二碳烯-1-醇醋酸酯[11~13]。
2 梨小食心虫介绍及其相关信息素产品的应用
2.1 梨小食心虫介绍
梨小食心虫Grapholitha molesta (Busck) 属鳞翅目卷蛾科, 又名东方蛀果蛾、桃折梢虫, 简称"梨小", 是一种世界性果树害虫, 在亚洲、欧洲、美洲和澳洲均有广泛分布[14~15], 主要危害梨、苹果、桃、山楂、杏、樱桃、枣、枇杷、海棠、木瓜等果树[16,17,18], 尤其在梨、桃、杏等果树混载的果园危害严重, 折梢率可达95%以上, 虫果率达70%以上[19~20], 这主要可能是因为这几种果树发新梢、结果实及果实采摘时间略有差异, 为梨小食心虫转移继续危害提供天然条件。梨小食心虫世代重叠严重, 且各虫态不尽相同, 几乎全年都有幼虫存在。幼虫期是为害时期, 加重果树的危害性。幼虫前期主要以果树的树梢处的嫩叶为取食对象, 产生危害, 幼虫期的后期 (果实膨大期) 主要钻进果实中, 先蛀食果肉, 再蛀入果心, 吃掉果实的种子。老熟幼虫脱果后, 果面呈明显虫孔, 虫孔附近变黑、腐烂, 且有些虫孔周围有虫粪和流胶, 严重影响果实品质和产量。
多年来, 我国对梨小食心虫的防治以化学农药为主, 虽然取得了较好的防治效果, 但也随之出现了害虫抗药性、环境污染和伤害天敌等问题。最直接有效的解决方法就是加大化学农药的使用剂量, 以保证防效。但考虑到害虫抗药性、农药残留及环境安全等问题, 此法作用有限, 然而开发新品种化学农药的周期长, 投入大, 不能及时解决问题。梨小食心虫性信息素是以微剂量引诱同种异性, 在自然界起着控制梨小食心虫种内繁衍的重要作用。人们据此原理, 研究开发出用于诱捕和迷向作用的梨小食心虫信息素相关产品, 目的在于降低梨小食心虫虫口密度, 控制危害, 且保护天敌种群。
2.2 梨小食心虫信息素产品的应用
信息素是生物体之间起化学通讯作用的物质的统称, 是昆虫交流的信号。据此, 经过多年潜心研究和无数次的田间试验, 利用仿生合成技术以及特殊的工艺手段, 多家企业研发团队近年来潜心研发出梨小食心虫性诱剂和迷向产品, 并已推向市场。主要品牌有诱尔牌、神绿植保牌和澳福姆。按照用途分为监测[21~22]和防治[23~24] (大量诱捕和干扰交配) , 其中监测和大量诱捕都是对害虫进行诱杀, 区别在于监测 (虫情测报) 是对害虫发生期、发生量以及分布区域等进行预报, 为害虫综合治理提供可靠依据, 并不需要对害虫进行大规模诱杀。因此设置产品数量少, 一般为667m2地1套产品 (1个诱芯和1个配套的诱捕器) ;大量诱捕是尽可能对害虫进行大规模诱杀, 在田间设置产品的数量多, 一般667 m2地放置3~5套产品。监测和大量诱捕技术的核心都是性诱剂, 它模拟自然界雌虫性信息素, 利用材料缓释来诱杀异性害虫的仿生科技产品, 通过破坏雌雄交配, 最终达到害虫监测防治的目的。干扰交配, 俗称"迷向", 它通过不同剂型释放昆虫性信息素以迷惑雄虫, 使雄虫无法准备找到雌虫进行交配, 极大程度的降低害虫交配几率, 间接地控制虫口密度每667 m2一年释放3~5 g, 约相当于3 000个诱芯和10 000 000头雌虫释放的性信息素。在设置迷向产品的田间, 每0.067~1 hm2设置一套性诱产品, 对迷向效果进行监测。
梨小食心虫性诱剂是把合成的这种特殊的仿生化合物添加到特定载体中, 形成诱芯, 再将其安装到相应诱捕器上。通过诱芯缓释性信息素, 将梨小食心虫雄虫引诱至诱捕器中, 将其捕杀, 最终达到害虫监测和防治的目的。目前, 市场上现有的梨小食心虫性诱产品, 由诱芯和诱捕器组成。诱芯是将梨小信息素以微剂量 (通常为1 mg左右) 加入特定缓释载体中制作成, 载体材质有天然橡胶诱芯、合成橡胶和硅橡胶等。诱芯使用方便, 适用于较小面积的果树区域虫害防治。持效期一般为1~3个月, 配套诱捕器的口径大有利于梨小食心虫进入受捕, 诱捕器类型主要有三角形钙塑板、三角形纸板、船型塑料, 内附粘虫纸板, 可重复使用, 即使是纸质诱捕器, 有效使用时间也大于3个月, 满足田间使用需求。
干扰交配的基本原理一方面是利用高浓度的梨小食心虫性信息素对雄虫产生迷惑作用, 即竞争或者掩盖雌虫信息素以迷惑误导雄虫;另一方面降低雄虫触角灵敏度, 引起雄虫嗅觉失灵, 使其无法找到真正的雌虫, 从而干扰交配, 达到防治效果。干扰交配产品的剂型有聚氯乙烯迷向散发器、聚乙烯散发器、微胶囊悬浮剂, 国外还有熏蒸剂和管剂等[25]。其中迷向散发器需要手动挂或者绑在树枝上, 持效期一般为3~6个月, 而微胶囊悬浮剂采用飞机喷施, 持效期维持在1个月左右。干扰交配法适用于大规模防治, 果树区域面积一般要求大于3 hm2。
昆虫性信息素其特点是:专一性强, 不会对靶标害虫以外的天敌、牲畜等其他生物产生负面影响, 有效的保护了非靶标生物;无残留, 因为昆虫性信息素使用过程中只是靠气流在空气中传播, 始终不直接接触果树, 无法进入果树枝叶、根系和果实;不产生抗药性, 由于异性相吸, 交配繁殖是昆虫一直以来使用的生活法则, 不存在抗药性说法;持效缓释相比化学农药而言, 大大的增加了有效使用时间, 减少了人工劳作次数;耐雨水冲刷, 与化学农药不同, 性诱剂和迷向散发器都是将性信息素载入载体, 可有效避免雨水冲洗, 只是依据合适温度调整释放速率。总之, 梨小食心虫性信息素产品以其高活性、专一性、使用简单、效果持久和对环境安全等优点, 广泛应用于梨小食心虫的虫情测报和害虫生物防治。利用昆虫性信息素与化学防治技术结合对田间梨小食心虫进行防治, 可减少农药使用量的1/2~2/3。昆虫性信息素作为害虫防治措施在食品安全和环境保护方面也具有非常重大的意义。
3 前景展望
昆虫信息素以其人畜安全、对环境无污染、无抗药性、不伤害天敌等特点, 为其发展奠定了良好的前景。现今国内梨小食心虫性信息素产品多种多样, 用途广泛, 在实际应用中取得了一定成果。但是, 由于产品中梨小食心虫性信息素主要采用化学合成法, 目前合成水平低, 合成路线复杂, 不环保, 现有些企业对工业废水处理水平低下, 导致其合成成本较高, 环境污染严重, 影响其最终产品的市场价格优势。再加上制剂加工水平远低于医药水平, 释放速率受温度影响大等问题, 影响产品质量, 导致产品使用效果与化学农药相差甚远。若能进一步探究绿色合成路线, 稳定信息素释放速率, 提高产品质量, 同时又能降低生产成本, 信息素在农业害虫监测和防治工作中将会得到更充分应用。
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