一种柑橘木虱绿色防治方法与流程

文档序号:21260615发布日期:2020-06-26 22:25阅读:876来源:国知局
一种柑橘木虱绿色防治方法与流程

本发明属于农作物害虫防治领域,具体涉及一种柑橘木虱绿色防治方法。



背景技术:

柑橘木虱(diaphorinacitrikuwayama)是世界上危害最严重的柑橘害虫之一。柑橘木虱成虫、若虫吸取柑橘嫩梢汁液,严重时导致幼芽萎缩干枯,若虫排出的分泌物还能引起煤烟病,影响光合作用。特别是传播柑橘毁灭性、检疫性病害柑橘黄龙病(candidatusliberibacterasiaticus,clas),严重威胁柑橘产业的稳健发展。

我国柑橘的种植面积及产量均位于世界第一,并有逐年增长的趋势。我国的柑橘产业受到柑橘黄龙病的严重威胁,已经在10余个省份出现黄龙病的感染情况,目前对柑橘黄龙病的防控还没有有效的方法。柑橘木虱作为黄龙病传播的唯一虫媒,在黄龙病的扩散中扮演重要角色。目前,柑橘木虱主要以化学防控为主,然而大规模的使用化学农药产生了很多不利的影响。因此,寻找一种绿色、高效、可控的防控方式成为防控柑橘木虱急需解决的问题。害虫防治的“推-拉”策略已经被证实是一种高效的害虫绿色防控方式,已经运用到多种害虫的绿色防治之中。然而柑橘木虱的“推-拉”防治策略目前尚无具体的研究及实践应用报道。



技术实现要素:

本发明的目的是针对上述缺陷,提供一种柑橘木虱绿色防治方法。

上述目的是通过以下技术方案实现的:

一种柑橘木虱绿色防治方法,该方法是:在柑橘果树周围种植柑橘木虱的寄主植物作为陷阱,在柑橘果树上喷洒驱避剂,在寄主植物上设置含有引诱剂的诱捕器,从而将柑橘木虱从柑橘果树上驱离并诱集到寄主植物上进行消灭。

优选地,所述寄主植物为九里香。

优选地,所述驱避剂为植物挥发性成分β-石竹烯。

进一步优选地,所述β-石竹烯的质量浓度为5-10%。

优选地,所述引诱剂为植物挥发性成分罗勒烯。

进一步优选地,所述罗勒烯的质量浓度为20-30%。

优选地,将诱捕器设置在寄主植物的中部,距离地面的高度为1-3m,诱捕器之间的距离为2-5m,能诱集更多的柑橘木虱。

进一步优选地,所述诱捕器距离地面的高度为2m,诱捕器之间的距离为3m。

β-石竹烯和罗勒烯在联合防治柑橘木虱中的应用。使用β-石竹烯将柑橘木虱从柑橘果树上驱离,使用罗勒烯诱集柑橘木虱进而将其消灭。

与现有技术相比,本发明具有防治效率高,绿色环保、不易产生抗性等优点,能有效防治柑橘黄龙病,增加作物产量。

附图说明

图1是3.5m×3.5m×3.0m温室内“推-拉”试验示意图。

图2是柑橘木虱在九里香单树种间第3d、5d转移的数量。图中不同字母表示在0.05水平上有显著性差异。

图3是柑橘木虱在脐橙和九里香两树种间第3d、5d转移的数量。图中箭头代表“推-拉”方向。

图4是田间网室“推-拉”诱集试验中第3d、7d诱集到的柑橘木虱数量。图中不同字母表示在0.05水平上有显著性差异。

图5是田间网室“推-拉”诱集试验中第3d、7d脐橙树上柑橘木虱校正减退率。

图6是脐橙至九里香“推+拉”系统第3d、7d九里香上的柑橘木虱数量。图中不同字母表示在0.05水平上有显著性差异。

图7是脐橙至九里香田间网室“推-拉”试验中第3d、7d脐橙树上柑橘木虱校正减退率。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1柑橘木虱引诱剂和驱避剂活性物质的筛选

植食性昆虫主要通过嗅觉辨认出寄主植物和非寄主植物挥发物(volatileorganiccompounds,vocs),从而促进其生长和繁殖(杜家纬2001)。随着越来越多的寄主和非寄主植物挥发物的成分被鉴定出来,人们开始将人工合成的有效组分运用到害虫的引诱剂和驱避剂的研发之中(向玉勇等2015)。本研究测定了柑橘木虱寄主植物九里香和非寄主植物马樱丹叶片挥发物成分,对不同处理叶片挥发物中相同的物质进行室内y-型嗅觉仪浓度梯度行为测试,筛选出对柑橘木虱有引诱或驱避效果的活性物质。

1材料和方法

1.1试验材料

1.1.1供试昆虫

柑橘木虱成虫采集于江西省赣州市柑桔科学研究所基地露天网室内(114°86′42″e,25°7′42″n,海拔118m-120m),网室内植物为纽荷尔脐橙,高约1.8m-2m,零星几棵为1.3m-1.5m,树龄约为20-25年。

1.1.2供试植物

九里香(高约40cm-60cm,于2018年5月种植)、马樱丹(高约20cm-40cm,于2018年4月种植)。

1.1.3供试试剂

叶醇(上海麦克林生化科技有限公司,98%)、乙酸叶醇酯(上海麦克林生化科技有限公司,98%)、β-石竹烯(北京百灵威科技有限公司,90%)、1,8-桉树脑(上海梯希爱化成工业发展有限公司,>98%)、罗勒烯(上海麦克林生化科技有限公司,≥98%)、崁烯(东京化成工业株式会社,>78%)、α-蒎烯(上海麦克林生化科技有限公司,98%)、d-柠檬烯(北京百灵威科技有限公司,95%)、液体石蜡(国药集团化学试剂有限公司)。

1.1.4仪器设备

headspacesampler7697a(agilenttechnologies)、gcsystem7890b(agilenttechnologies)、msd5977a(agilenttechnologies)、5ml样品瓶(agilenttechnologies)、y-型嗅觉仪(玻璃制,各臂长10cm,两测试臂夹角90°,内径1cm)、移液器(德国eppendorf公司)、气泵、流量计、100ml梨型瓶、活性炭过滤装置、洗气瓶、10ml半开口塑料管。

1.2试验方法

1.2.1叶片样品的采集方法

九里香叶片样品的采集地点为赣南师范大学国家脐橙工程技术研究中心,马樱丹叶片样品的采集地点为赣州市柑桔科学研究所基地内。

采集九里香叶片的发育阶段及时间为:a嫩芽(未完全伸展,8:30am);b嫩芽(未完全伸展,12:00am);c嫩芽(未完全伸展,17:30pm);d嫩叶(亮绿色、完全伸展,12:00am);e老叶(深绿色、完全伸展,12:00am);f嫩芽(未完全伸展、夏天,12:00am);g嫩芽(未完全伸展、秋天,12:00am)。

采集马樱丹叶片的发育阶段及时间为:a嫩叶(未完全伸展,8:30am);b嫩叶(未完全伸展,12:00am);c嫩叶(未完全伸展,17:30pm);d老叶(深绿色、完全伸展,8:30am);e嫩叶(未完全伸展、夏天,12:00am);f嫩叶(未完全伸展、秋天,16:00pm)。

1.2.2叶片挥发物测定

在室温27℃条件下,取约0.5g的植物叶片样本放入5ml密封顶空样品瓶中,将样品瓶放入headspacesampler7697进样口中,顶空的设置条件为:平衡温度60℃,时间为15min,定量环设置为110℃,传输线设置为130℃,每个样品的循环时间设定为82min。每种叶片处理取1个样品。

1.2.3分析测定条件

仪器在开机之后,对仪器进行调谐,调谐标准物质为丙酮(仪器自带),调谐各项参数均在正常范围内,进行下面的试验操作。gc-ms条件参照万珊(2010)稍作修改。色谱条件:色谱柱为hp-5ms,30m×0.25mm×0.25mm,载气为氦气,柱流速为1ml/min;分流进样,进样量为1μl;后进样口温度为250℃;起始色谱温度35℃保持1min,以3℃/min升至150℃保持1min,然后以4℃/min升至240℃保持2min。质谱条件:ei电离源,电子轰击能量70ev;辅助加热器温度270℃;离子源温度230℃;四级杆温度150℃;质量范围50-550amu/s。

1.2.4几种物质y-性嗅觉仪室内浓度梯度测试

y-型嗅觉仪连接方式参照郑雨维(2014)稍作修改。将分析所得的九里香叶片和马樱丹叶片挥发物总离子流图中相同化合物分别用液体石蜡配制0.1μg/ml、1μg/ml、10μg/ml、100μg/ml、1000μg/ml5个浓度的溶液,分别用移液器吸取5ml放入梨型瓶中,另一个梨型瓶用液体石蜡作空白对照,取20头成虫放入主臂端口,迅速连接好装置、打开气泵,流速控制为40ml/min,10min后观察木虱的趋向并记录,试验中只记录选择的柑橘木虱数量,未选择的柑橘木虱不记录;每个处理8个重复,每2个重复y-型嗅觉仪两臂互换位置。在正式开始试验前,2个梨形瓶中均放入5ml的液体石蜡作双向对照,试验方法如上所示,以验证y-型嗅觉仪的准确性。

1.2.5数据分析

挥发物测定结果采用agilentqualitativeanalysis软件进行定性分析,曲线在扣除背景后,通过检索nist05谱库得到挥发性物质组分。y-型嗅觉仪室内测试数据采用spss24.0数据处理软件利用卡方检验(2×2列联表)进行分析。

2结果与分析

2.1九里香叶片挥发物测定及成分鉴定

对一天中的不同时间(上午、中午、下午)、不同发育阶段(嫩叶、老叶)、不同季节(夏季、秋季)的九里香叶片挥发物进行了测定,结果显示:所有叶片挥发物中检测出相对含量超过1%的物质共29种(表2.1),每个处理所含物质的种类及含量各不相同,其中都以萜类化合物为主。在所有的叶片处理中存在3种相同的物质,且3种物质在不同处理叶片挥发物中含量均不相同,其中叶醇相对含量在1.91%-24.00%之间,乙酸叶醇酯相对含量在2.14%-13.63%之间,β-石竹烯相对含量在12.35%-69.12%之间(表2.2)。

表2.1九里香各叶片挥发物所含物质汇总

表2.2九里香叶片挥发物组成成分相同物质的保留时间和所占百分比

2.23种化合物y-型嗅觉仪室内的浓度梯度试验

为了验证九里香叶片挥发物中3种相同的化合物对柑橘木虱有无引诱或驱避效果,使用y-型嗅觉仪对3种化合物进行了室内的浓度梯度试验,结果显示:乙酸叶醇酯在1μg/ml、10μg/ml、100μg/ml3个浓度下对柑橘木虱有引诱效果(p<0.05),最大引诱率为74.58%,在0.1μg/ml、1000μg/ml2个浓度下对柑橘木虱没有效果(p>0.05)。β-石竹烯在0.1μg/ml、1μg/ml、10μg/ml3个浓度对柑橘木虱有驱避效果(p<0.05),最大驱避率为71.96%,在100μg/ml、1000μg/ml2个浓度下对柑橘木虱没有效果(p>0.05)。叶醇在5个浓度下处理组和对照组均没有显著性差异(p>0.05),对柑橘木虱没有引诱和驱避效果(表2.3)。因此,在从九里香叶片挥发物3种相同的化合物中筛选到1种(乙酸叶醇酯)对柑橘木虱有引诱活性的物质和1种(β-石竹烯)对柑橘木虱驱避活性的物质。

表2.3柑橘木虱对3种化合物的浓度梯度行为反应

注:*代表在0.05水平上差异显著;**代表在0.01水平上差异显著;***代表在0.001水平上差异显著。

2.3马樱丹叶片挥发物测定及成分鉴定

对一天中的不同时间(上午、中午、下午)、老叶、不同季节(夏季、秋季)的马樱丹叶片挥发物进行了测定,结果显示:所有叶片挥发物中检测出相对含量超过1%的物质共23种(表2.4),每个处理叶片挥发物所含物质的种类及含量各不相同,其中都以萜类化合物为主。在所有的叶片处理中存在5种相同的物,且5种物质在不同处理叶片挥发物中含量均不相同,其中α-蒎烯相对含量在3.26%-3.61%之间,崁烯相对含量在9.95%-11.35%之间,1,8-桉树脑相对含量在10.15%-13.84%之间,罗勒烯相对含量在2.18%-3.23%之间,d-柠檬烯相对含量在4.36%-5.76%之间(表2.5)。

表2.4马樱丹各叶片挥发物所含物质汇总

表2.5马樱丹叶片挥发物组成成分相同物质的保留时间和所占百分比

2.45种化合物y-型嗅觉仪室内的浓度梯度试验

使用y-型嗅觉仪对马樱丹叶片挥发物中5种相同化合物进行了室内的浓度梯度试验。结果显示:1,8-桉树脑在10μg/ml、100μg/ml2个浓度下对柑橘木虱有驱避效果(p<0.05),最大驱避率为66.96%,在0.1μg/ml、1μg/ml、1000μg/ml3个浓度下对柑橘木虱没有效果(p>0.05)。罗勒烯在1μg/ml、10μg/ml、100μg/ml3个浓度对柑橘木虱有引诱效果(p<0.05),最大引诱率为69.53%,在0.1μg/ml、1000μg/m2个浓度下对柑橘木虱没有效果(p>0.05)。d-柠檬烯在10μg/ml、100μg/ml2个浓度对柑橘木虱有引诱效果(p<0.05),最大引诱率为66.38%,在0.1μg/ml、1μg/ml、1000μg/m3个浓度下对柑橘木虱没有效果(p>0.05)。崁烯和α-蒎烯2种物质在5个浓度下处理组和对照组均没有显著性差异(p>0.05),因此对柑橘木虱没有引诱和驱避效果(表2.6)。因此,在5种物质中筛选到2种(罗勒烯、d-柠檬烯)对柑橘木虱有引诱效果的活性物质和1种(1,8-桉树脑)对柑橘木虱有驱避效果的活性物质。

表2.6柑橘木虱对5种化合物的浓度梯度行为反应

注:*代表在0.05水平上差异显著;**代表在0.01水平上差异显著。

3讨论

了解寄主和非寄主植物挥发物在植食性昆虫寄主选择等行为中发挥的作用,为研究植食性昆虫和植物之间的协同进化关系,筛选农作物抗虫品种以及利用植物挥发物中的有效成分防治害虫提供理论依据。目前,已经有大量的文献报道了植物挥发物的生物学特性以及在植食性昆虫寄主选择等行为中起到的作用(娄永根和程家安2000,卢伟等2007,陆宴辉等2008,戴建青等2010)。

本研究对寄主植物九里香和非寄主植物马樱丹的叶片挥发物进行测定,在九里香叶片中发现29种挥发物组分和在马樱丹叶片中发现23种挥发物组分。其中在九里香叶片中有3种挥发物组分在所有处理中都存在,马樱丹中有5种挥发物组分在所有的处理中都存在。并且每个处理的挥发物组成以及相对含量相差很大。植物挥发物的种类及相对含量不仅与植物自身的发育阶段及生理状态有关,而且与海拔、温湿度、光照、二氧化碳浓度、是否被植食性昆虫取食等外界条件有关(赵美萍等1996,streetetal1997,蒋冬月和李永红2011)。对九里香叶片中3种相同化合物以及马樱丹叶片中5种相同的化合物进行室内的y-型嗅觉仪浓度梯度行为测试,共筛选出3种对柑橘木虱具有引诱效果的活性物质和2种对柑橘木虱具有驱避效果的活性物质。室内试验中,几种活性物质在高浓度下柑橘木虱没有趋性反应,这可能跟柑橘木虱触角感受器的饱和或对气味的脱敏有关(khuranaandsiddiqi2013)。在寄主植物九里香叶片挥发物中发现了驱避活性物质,可能跟虫害诱导植物挥发物(hipvs)有关,已有的研究表明,hipvs会对同种植食性昆虫个体产生驱避或引诱效果(heathetal2002,王国昌等2010,yavannaetal2017)。在非寄主植物马樱丹叶片挥发物中发现引诱活性物质,但含量很少。有研究统计分析了有关植食性昆虫的34篇文献,得到了50种不同的昆虫与374种植物挥发物之间相互作用的数据。梅塔分析结果表明,植物挥发物对昆虫有吸引效果的有78%,有驱避效果的仅占3%(szendreiandrodriguez-saona2010,杨柳等2012)。这表明,植物挥发物中对昆虫具有吸引力的种类较多,同时非寄主植物中也可能存在对柑橘木虱有引诱效果的活性物质。

实施例2引诱和驱避活性物质田间网室应用条件的筛选

植物源引诱和驱避活性物质具有使用剂量少、对环境友好、不易产生污染、不易产生抗性且在田间使用简单等优点,可实现对目标害虫的可持续控制。因此将这些天然物质应用到害虫防治、抗虫育种和生物防治中具有重要的意义。本研究对筛选到的2种驱避和3种引诱活性物质进行了田间网室应用条件的筛选,具体为驱避活性物质对柑橘木虱寄主选择和产卵的影响,引诱活性物质对柑橘木虱的引诱效果及最适的田间网室诱捕器悬挂方位、高度和距离。

1材料方法

1.1试验材料

1.1.1供试植物

九里香苗(2018年4月种植,高度约为40cm-60cm)。

1.1.2供试材料

三角形诱捕器(27cm×20cm×12cm、厚度1cm、白色,北京中捷四方生物科技有限公司)、粘板(24cm×20cm、白色,北京中捷四方生物科技有限公司)、1m长玻纤棒、尼龙扎带、喷壶、脱脂棉球。

1.1.3供试试剂

乙酸叶醇酯(上海麦克林生化科技有限公司,98%)、β-石竹烯(北京百灵威科技有限公司,90%)、1,8-桉树脑(上海梯希爱化成工业发展有限公司,>98%)、罗勒烯(上海麦克林生化科技有限公司,≥98%)、d-柠檬烯(北京百灵威科技有限公司,95%)、液体石蜡(国药集团化学试剂有限公司)。

2试验方法

1.2.1引诱活性物质试验地点

同实施例1的1.1.1。

1.2.2驱避活性物质试验地点

江西省赣州市柑桔科学研究所基地内3.5m×3.5m×3.0m养虫温室,养虫植物为九里香,树高40cm-60cm,树龄1.5-2年。

1.2.3驱避活性物质的筛选

用液体石蜡将β-石竹烯、1,8-桉树脑和二甲基二硫醚分别稀释到10%的浓度,使用喷壶分别处理长势相当的九里香苗,喷洒均匀后随机放在温室内。分别记录1d、3d、5d、7d后九里香上的柑橘木虱成虫数,并记录3d和7d各个处理九里香上的产卵数。以二甲基二硫醚(rouseffetal2008,onagbolaetal2011)为阳性对照,液体石蜡为阴性对照,每个处理设置6个重复。

1.2.4β-石竹烯最优浓度的筛选

用液体石蜡将β-石竹烯稀释成1%、5%、10%、50%、100%5个浓度,使用喷壶分别处理长势相当的九里香苗,喷洒均匀后随机放在养虫室内。分别记录1d、3d、5d、7d后九里香上柑橘木虱成虫数,并记录3d和7d各个处理九里香上的产卵数。以液体石蜡为对照,每个处理设置6个重复。

1.2.5引诱活性物质的筛选

用移液器分别取2ml引诱活性物质滴于脱脂棉球上,放进三角形诱捕器上方绿篓子中,随机悬挂在柑橘树上,7d后记录粘板上的柑橘木虱的数量。使用水杨酸甲酯(mannetal2012)为阳性对照,液体石蜡为阴性对照,每个处理5个重复。

1.2.6罗勒烯浓度的筛选

用液体石蜡将罗勒烯分别稀释成1%、10%、25%、50%、100%5个浓度,用移液器分别取2ml滴于脱脂棉球上,放进三角形诱捕器上方绿篓子中,将诱捕器随机悬挂在柑橘树上,7d后记录粘板上的柑橘木虱的数量。以液体石蜡为对照,每个处理设置4个重复。

1.2.7高度对罗勒烯引诱效果的影响

采用完全随机区组试验设计,使用玻纤棒分别设置100cm、150cm、200cm3个高度,用移液器分别取2ml浓度为25%的罗勒烯滴于脱脂棉球上,放进三角形诱捕器上方绿篓子里。7d后记录诱捕器中粘板上柑橘木虱的数量。液体石蜡为对照,每个处理设置3个重复。

1.2.8方位对罗勒烯引诱效果的影响

采用完全随机区组试验设计,设置东、西、南、北、中五个方位于柑橘树。用移液器分别取2ml浓度为25%的罗勒烯滴于脱脂棉球上,放进三角形诱捕器上方绿篓子里。7d后观察并记录粘板上的柑橘木虱成虫数量,液体石蜡为对照,每个处理设置3个重复。

1.2.9距离对罗勒烯引诱效果的影响

采用完全随机区组试验设计,设置2m、3m、4m、5m的距离,用移液器分别取2ml浓度为25%的罗勒烯滴于脱脂棉球上,放进三角形诱捕器上方绿篓子中。7d后观察并记录粘板上的柑橘木虱成虫数量,液体石蜡为对照,每个处理设置3个重复。

1.2.10数据分析

用spss24.0数据处理软件进行统计分析,样本间的多重比较,采用单因素方差分析中的duncan’s新复极差法进行。

2结果与分析

2.1不同驱避活性物质对柑橘木虱寄主选择和产卵的影响

对2种柑橘木虱驱避活性物质进行了田间应用条件的筛选,试验结果如下:在驱避活性物质对柑橘木虱寄主选择的影响中,β-石竹烯处理后九里香上柑橘木虱的数量在1d、3d、5d、7d都显著低于1,8-桉树脑(p<0.05),β-石竹烯在1d、3d、5d时九里香上的虫数与阳性对照二甲基二硫醚没有显著性差异(p>0.05),在7d时,使用β-石竹烯处理九里香上的柑橘木虱数量显著少于1,8-桉树脑、二甲基二硫醚以及对照处理(p<0.05)(表3.1)。在驱避活性物质对柑橘木虱产卵的影响中,β-石竹烯处理在第3d九里香上的柑橘木虱的产卵量显著低于1,8-桉树脑和对照组(p<0.05),同时与二甲基二硫醚之间没有显著性差异(p>0.05);在7d时,β-石竹烯处理九里香上的柑橘木虱产卵量显著低于1,8-桉树脑、二甲基二硫醚和对照(表3.2)。因此β-石竹烯对柑橘木虱的寄主选择以及产卵抑制效果最好,为最优的驱避活性物质。

表3.1不同驱避活性物质对柑橘木虱寄主选择的影响

注:表中数据为平均数±标准误,平均数后面一列相同小写字母表示在0.05水平差异不显著。

表3.2不同驱避活性物质对柑橘木虱产卵的影响

注:表中数据为平均数±标准误,平均数后面一列相同小写字母表示在0.05水平差异不显著。

2.2不同浓度的β-石竹烯对柑橘木虱寄主选择及产卵的影响

对最优的驱避活性物质β-石竹烯进行浓度梯度试验,结果显示:在不同浓度β-石竹烯对柑橘木虱寄主选择的影响试验中,1d、3d、5d时β-石竹烯在1%、5%、10%3个浓度下对柑橘木虱的寄主选择的虫数没有显著性差异(p>0.05);7d时,10%浓度处理九里香上的柑橘木虱数量显著低于1%、50%、100%和对照组(p<0.05),同时与5%浓度没有显著性差异(p>0.05)(表3.3)。在不同浓度对柑橘木虱产卵影响的试验中,3d和7d后柑橘木虱在10%浓度的β-石竹烯处理的九里香上的产卵数显著低于1%、50%、100%和对照组(表3.4)。因此5%和10%浓度的β-石竹烯在对柑橘木虱的寄主选择以及产卵抑制效果最好,为最优的使用浓度。

表3.3不同浓度β-石竹烯对柑橘木虱寄主选择的影响

注:表中数据为平均数±标准误,平均数后面一列相同小写字母表示在0.05水平差异不显著。

表3.4不同浓度β-石竹烯对柑橘木虱产卵的影响

注:表中数据为平均数±标准误,平均数后面一列相同小写字母表示在0.05水平差异不显著。

2.3不同引诱活性物质对柑橘木虱的引诱效果

对筛选到的3种柑橘木虱引诱活性物质进行田间诱集试验,以水杨酸甲酯为阳性对照,结果显示:罗勒烯对柑橘木虱的诱集效果最好,第7d的诱集到的木虱个数均值为36.60头/诱捕器,显著高于d-柠檬烯(25.80头/诱捕器)、水杨酸甲酯(20.40头/诱捕器)及对照组(3.67头/诱捕器)(p<0.05),同时与乙酸叶醇酯(30.80头/诱捕器)之间没有显著性差异(p>0.05)(表3.5)。因此罗勒烯对田间柑橘木虱具有良好的诱集效果。

表3.5不同引诱活性物质对柑橘木虱的诱集效果

注:表中数据为平均数±标准误,同列数据后相同字母表示各处理在0.05水平上差异显著。

2.4不同浓度的罗勒烯对柑橘木虱的引诱效果

使用液体石蜡将引诱活性物质罗勒烯分别稀释到1%、5%、10%、25%、50%、100%6个浓度,并在田间进行了诱虫试验,结果表明:罗勒烯在25%浓度时对柑橘木虱的诱集效果最好,第7d的诱集到的木虱个数均值为61.50头/诱捕器。显著高于100%(39.75头/诱捕器)、10%(46.25头/诱捕器)、5%(34.50头/诱捕器)和1%(23.25头/诱捕器)4个浓度(p<0.05),但与罗勒烯在50%浓度时的诱虫数量(57.00头/诱捕器)没有显著性差异(p>0.05)(表3.6)。因此物质d在田间25%浓度时对柑橘木虱的诱集效果最好。

表3.6不同浓度的d物质对柑橘木虱的诱集效果

注:表中数据为平均数±标准误,同列数据后相同字母表示各处理在0.05水平上差异显著。

2.5高度、方位、距离对罗勒烯引诱效果的影响

对装有引诱活性物质罗勒烯的诱捕器田间悬挂条件进行了筛选,试验结果表明,高度对罗勒烯的引诱效果有明显影响,在200cm、150cm和100cm3个高度下,200cm时罗勒烯的引诱效果最好,第7d的诱集到的木虱个数均值达到24.33头/诱捕器,显著高于150cm(14.33头/诱捕器)和100cm(11.00头/诱捕器)(p<0.05)(表3.7)。研究悬挂方位对罗勒烯引诱柑橘木虱效果的影响,发现悬挂在中部方位时的引诱效果最好,第7d诱集到的木虱个数均值为30.27头/诱捕器,显著高于其他方位(p<0.05),南部方位次之(21.33头/诱捕器)(表3.8)。研究悬挂距离对罗勒烯引诱柑橘木虱效果的影响,发现在3m、4m、5m处诱集的虫数没有显著性差异(p>0.05),但显著高于2m时诱集到的柑橘木虱的数量(p<0.05),其中诱捕器距离为3m时诱集到的柑橘木虱数量最多(52.33头/诱捕器)(表3.9)。因此,罗勒烯在高度为200cm、方位为中部以及在距离为3m以上时诱集柑橘木虱的效果最好。

表3.7不同悬挂高度罗勒烯对柑橘木虱的诱捕效果

注:表中数据为平均数±标准误,同列数据后相同字母表示各处理在0.05水平上差异显著。

表3.8不同悬挂方位罗勒烯对柑橘木虱的诱捕效果

注:表中数据为平均数±标准误,同列数据后相同字母表示各处理在0.05水平上差异显著。

表3.9不同悬挂距离罗勒烯对柑橘木虱的诱捕效果

注:表中数据为平均数±标准误,同列数据后相同字母表示各处理在0.05水平上差异显著。

3讨论

明确柑橘木虱潜在的信息素或有引诱、驱避效果的活性物质,对于柑橘木虱的田间防治具有重要意义(mannetal2012)。目前,柑橘木虱引诱及驱避活性物质的研究,多集中于室内研究(pattandsétamou2010),田间应用效果较好的引诱活性物质目前还未见报道(thomas2010)。

本研究对筛选出的2种驱避活性物质(β-石竹烯和1,8-桉树脑)进行温室的验证试验,结果显示β-石竹烯在限制柑橘木虱的寄主选择以及产卵行为上效果最好,同时在5%和10%两个浓度对柑橘木虱寄主选择及产卵行为抑制效果最好。驱避活性物质的处理覆盖了寄主的挥发物,使得寄主不再适合害虫的生存,同时限制其在上产卵,从而达到驱虫的效果。同时,驱避效果受到多方面的影响,包括害虫的种类和种群密度等,驱避物的种类及剂量等以及环境条件(姜志宽等2009)。对筛选出的3种引诱活性物质进行的田间验证试验结果表明,罗勒烯在田间对柑橘木虱的诱集效果最好,同时在浓度为25%时诱集效果最好。田间悬挂高度在2m对柑橘木虱的诱集效果最好。其原因可能是由于橘树顶部与中部是橘树抽梢的主要部位,而木虱仅产卵于新出嫩芽,同时该高度也与木虱的飞行能力相匹配,因此诱捕效果优于其他高度。田间悬挂方位在中部时对柑橘木虱的诱集效果最好。在之前的色板诱集试验中,试验人员都设置了东、西、南、北四个方位的试验,都未设置树中部位置的试验(于法辉等2010,张怀江等2015,赵政等2018),在田间实际的观察中发现,柑橘树顶部(中部)聚集了大量的柑橘木虱,试验结果也证实了中部方位诱集的柑橘木虱数量最多,这可能跟柑橘木虱的趋上性以及趋光性有关。田间悬挂距离为3m、4m、5m的诱集数量没有差异,引诱活性物质的诱集类似于性信息素,通常利用昆虫性信息素迷向技术来减少害虫的交配。距离越近,昆虫对引诱源位置判断难度就越大(马涛等2018),因此在悬挂距离为2m时,可能由于距离过近时柑橘木虱对引诱源的判断难度加大,导致诱集的数量减少。

植物源引诱和驱避活性物质的应用相对于化学杀虫剂有很多的优点,对害虫的绿色防控也具有很重要的意义。田间应用时应该充分考虑其应用的种类、浓度及悬挂方式等条件,以达到最佳的防治效果。本文对筛选到的物质进行田间应用方式进行了优化,这对柑橘木虱具有引诱和驱避活性物质的实际应用具有一定的参考价值。

实施例3防治柑橘木虱的“推-拉”技术研究

害虫“推-拉”策略通过整合“推”和“拉”对害虫的累加和协同效应,使害虫行为操纵效率最大化。通过编排有害生物分布,还可以提高种群数量减少的效率。害虫防治“推-拉”技术通常是无毒的,是减少农药使用的害虫综合治理(ipm)计划的有效工具(cooketal2007)。本研究通过使用从寄主植物和非寄主植物中筛选到的引诱和驱避活性物质运用到防治柑橘木虱的“推-拉”技术中,最大限度的减少柑橘木虱的危害。

1材料与方法

1.1试验材料

1.1.1供试植物

九里香(2018年4月种植,高度约为40cm-60cm)、脐橙(高度约40cm-60cm)。

1.1.2供试材料

三角形诱捕器(27cm×20cm×12cm、厚度1cm、白色,北京中捷四方生物科技有限公司)、粘板(24cm×20cm、白色,北京中捷四方生物科技有限公司)、1m长玻纤棒、尼龙扎带、喷壶、脱脂棉球。

1.1.3供试试剂

β-石竹烯(北京百灵威科技有限公司,90%)、罗勒烯(上海麦克林生化科技有限公司,≥98%)、液体石蜡(国药集团化学试剂有限公司)。

1.2试验方法

1.2.13.5m×3.5m×3.0m温室内九里香单一树种间“推-拉”试验

在南北平行放置两排九里香,每排3棵,两排树距离为2m,距离网室(3.5m×3.5m×3.0m)边缘为0.75m,“推-拉”试验方向为由西向东(图1)。在试验前只放入西边一排九里香,同时放入约500头柑橘木虱让其在西面一排九里香上定殖24h,然后放入东边一排九里香。共设计4个试验:a)西边一排使用10%浓度的驱避活性物质β-石竹烯喷雾处理,东边一排使用液体石蜡喷雾处理(推);b)西边一排使用液体石蜡喷雾处理,东边一排使用25%浓度的引诱活性物质罗勒烯喷雾处理(拉);c)西边一排使用10%浓度的驱避活性物质β-石竹烯喷雾处理,东边一排使用25%浓度的引诱活性物质罗勒烯喷雾处理(推+拉);d)两排九里香均用液体石蜡喷雾处理(control)。分别记录3d和5d后由西向东柑橘木虱的转移数。

1.2.2九里香与脐橙两树种间的“推-拉”试验

主要设计2个试验,a)西边一排放置九里香,东边一排放脐橙苗。b)西边一排放置脐橙苗,东边一排放置九里香。摆放方式及距离、柑橘木虱释放方式等和1.2.1相同,处理方式为西边一排使用10%浓度的驱避活性物质β-石竹烯喷雾处理,东边一排使用25%浓度的引诱活性物质罗勒烯喷雾处理(推+拉)。分别记录3d和5d后由西向东柑橘木虱的转移数。

1.2.3田间“推-拉”诱集试验

使用玻纤棒将诱捕器的高度定为2m,同时设计下面4个试验:a)诱捕器添加带有液体石蜡的脱脂棉球,同时使用10%浓度的驱避活性物质β-石竹烯喷雾处理脐橙树(推);b)诱捕器添加带有25%浓度的引诱活性物质罗勒烯的脱脂棉球,同时液体石蜡喷雾处理脐橙树(拉);c)诱捕器添加带有25%浓度的引诱活性物质罗勒烯的脱脂棉球,同时使用10%浓度的驱避活性物质β-石竹烯喷雾处理脐橙树(推+拉);d)诱捕器添加带有液体石蜡的脱脂棉球,同时也用液体石蜡喷雾处理脐橙树(control)。分别记录第3d和第7d诱捕器上诱捕到的柑橘木虱成虫的数量。同时取3个重复中的任意一个脐橙树的东西南北四个方位的枝条并做标记,记录第0d、3d、7d柑橘木虱成虫的变化量,计算校正减退率。

1.2.4脐橙和九里香两树种间的田间“推-拉”试验

选取高度约为1.3m-1.5m的脐橙树,以主干为圆心,分别在距离脐橙树2m的地方均匀放置3棵九里香。主要有4个试验:a)使用10%浓度的驱避活性物质β-石竹烯喷雾处理脐橙树,同时使用液体石蜡喷雾处理九里香(推);b)使用液体石蜡喷雾处理脐橙树,同时使用25%浓度的引诱活性物质罗勒烯喷雾处理九里香植株(拉);c)使用10%浓度的驱避活性物质β-石竹烯喷雾处理脐橙树,同时使用25%浓度的引诱活性物质罗勒烯喷雾处理九里香植株(推+拉);d)使用液体石蜡喷雾处理脐橙树,同时使用液体石蜡喷雾处理九里香(control)。分别记录第3d和第7d九里香上柑橘成虫的数量。同时取脐橙树的东西南北4个方位的枝条并做标记,记录第0d、3d、7d柑橘木虱成虫的变化量,计算校正减退率。

1.2.5数据处理

减退率(%)=(处理前活虫数-处理后活虫数)/处理前活虫数×100

校正减退率(%)=(处理减退率-对照减退率)/(100-对照减退率)×100

用spss24.0数据处理软件进行统计分析,样本间的多重比较,采用单因素方差分析中的duncan’s新复极差法进行。

2结果与分析

2.1九里香单树种间温室内的“推-拉”防治效果

九里香单树种之间“推-拉”试验结果表明:在第3d时,“推+拉”处理转移的柑橘木虱虫数显著多于“推”、“拉”单独处理及对照(p<0.05),同时“推”、“拉”单独处理之间转移的柑橘木虱虫数没有显著性差异(p>0.05),但显著高于自然情况下(control)转移的柑橘木虱数量(p<0.05)。同样在第5d时也出现了和第3d相似的结果(图2)。试验结果说明“推+拉”处理相对于“推”、“拉”单一处理可以显著增加转移的柑橘木虱数量。

2.2脐橙和九里香两树种间温室内“推-拉”防治效果

柑橘木虱对不同的种质资源喜好性不同,为了验证九里香植物作为“陷阱植物”在柑橘木虱的“推-拉”试验中的可行性,在脐橙及九里香两树种间进行了“推-拉”试验。结果显示:在第3d时,从脐橙至九里香进行“推-拉”试验转移的柑橘木虱数量和从九里香至脐橙进行“推-拉”试验转移的柑橘木虱数量没有显著性差异(p>0.05);在第5d时,从脐橙至九里香进行“推-拉”试验转移的柑橘木虱数量和显著多于从九里香至脐橙进行“推-拉”试验转移的柑橘木虱数量(p<0.05)(图3)。脐橙至九里香进行“推-拉”试验优于从九里香至脐橙进行“推-拉”试验,因此九里香作为“陷阱植物”应用在商品果园柑橘木虱“推-拉”防治中存在很大的可行性。

2.3引诱和驱避活性物质的田间网室“推-拉”诱集防治效果

对筛选到的最优的引诱和驱避活性物质及其最优浓度进行了田间的“推-拉”诱集试验,结果显示:在第3d时,“推+拉”处理中诱捕器中诱集到的虫数显著高于“推”单独处理和对照(p<0.05),“拉”单独处理和“推+拉”处理中诱捕器中诱集到的虫数没有差异(p>0.05)。其中“推+拉”处理中诱集到的虫数31.67头/诱捕器,“拉”单独处理诱集到的柑橘木虱数量为21.66头/诱捕器;在第7d时,“推+拉”处理诱捕器诱集到的柑橘木虱虫数为47头/诱捕器,显著高于“推”、“拉”单独处理及对照(p<0.05)(图4)。因此单一的“推”、“拉”处理对柑橘木虱的诱集效果没有“推+拉”共同处理效果好。

对处理的柑橘树上的柑橘木虱变化量进行了校正减退率的计算,结果显示:在第3d时,“推+拉”处理柑橘树上柑橘木虱的校正减退率为49.71%,分别高于“推”处理校正减退率9.14个百分点和“拉”处理的校正减退率40.26个百分点;在第7d时“推+拉”处理的柑橘树上柑橘木虱的校正减退率为77.78%,分别高于“推”处理校正减退率15.56个百分点和“拉”处理的校正减退率60.05个百分点(图5)。因此,单一的“推”和“拉”处理对柑橘木虱的校正减退率低于“推+拉”共同处理的校正减退率。

2.4脐橙树至九里香的田间网室“推-拉”防治效果

在调查是否可以使用筛选到的驱避活性物质将田间柑橘树上的柑橘木虱进行驱赶,再使用引诱活性物质处理的九里香上对柑橘木虱进行吸引,将柑橘木虱引诱到九里香上,然后进行消灭,从而减少化学药剂的使用的试验中,结果显示:在第3d时,“推+拉”处理中九里香上的柑橘木虱虫数显著高于“推”处理和对照(p<0.05),“拉”处理和“推+拉”处理中九里香上柑橘木虱的虫数没有差异(p>0.05)。其中“推+拉”处理中九里香上的虫数为45.33头/九里香,“拉”处理中九里香上的柑橘木虱数量为30头/九里香。不用活性物质处理的对照组九里香上的柑橘木虱的虫数为9.67头/九里香;在第7d时,“推+拉”处理九里香上的虫数为84头/九里香,显著高于“推”、“拉”单独处理和对照(p<0.05)(图6)。因此,单一的“推”、“拉”处理对吸引到九里香上的柑橘木虱数量没有“推+拉”共同处理效果好。

对处理的柑橘树上的柑橘木虱变化量进行了校正减退率的计算,结果显示:在第3d时,“推+拉”处理柑橘树上柑橘木虱的校正减退率为55.46%,分别高于“推”处理的校正减退率17.04个百分点和“拉”处理的校正减退率34.23个百分点;在第7d时“推+拉”处理的柑橘树上柑橘木虱的校正减退率为77.78%,分别高于“推”处理的校正减退率17.37个百分点和“拉”处理的校正减退率53.68个百分点(图7)。因此,单一的“推”、“拉”处理对柑橘木虱的校正减退率低于“推+拉”共同处理的校正减退率。

3讨论

有效的控制柑橘木虱种群数量是控制黄龙病扩散的有效途径。害虫防治的“推-拉”策略作为一种绿色防控方式,不仅能够对害虫的种群数量进行有效的控制,而且对环境等不会产生不利的影响(cooketal2007)。目前尚未有报道将从非寄主植物(驱避植物)和寄主植物(引诱植物)中分离出的有效成分应用在柑橘木虱的推拉防治中(yanetal2014)。

本试验在网室内将筛选到的引诱和驱避活性物质运用到九里香单树种以及脐橙和九里香两树种之间的“推-拉”试验中。试验结果证实“推+拉”处理转移的柑橘木虱虫数显著大于“推”、“拉”单独处理及对照转移的虫数。这表明引诱和驱避活性物质的应用显著增加了“推-拉”系统的效率,这也为二者的应用提供先决条件。在九里香和脐橙两个树种间进行的“推-拉”试验结果显示,当推拉方向是脐橙至九里香时,柑橘木虱的转移数量显著大于推拉方向是九里香至脐橙的处理,这说明九里香这种植物在柑橘木虱的“推-拉”防治中作为“陷阱作物”存在很大的可能性。许多的研究也证实九里香是柑橘木虱最喜欢的寄主,另外脐橙及其他芸香科的植物一年抽新梢次数大约为3-4次,分为春梢、夏梢和秋梢,而九里香可不断地产生新芽,也可保证九里香作为“陷阱作物”可持续不断的吸引柑橘木虱过来取食、产卵,然后对其进行消灭。这与许多研究机构也大多采取九里香这种植物室内饲养柑橘木虱相符(skelleyandhoy2004)。试验中也对“保护作物”上的柑橘木虱进行了驱赶,同时对九里香使用引诱活性物质进行处理。通过对“陷阱作物”施用额外的有吸引力的化学信息素,或者对“保护作物”使用具有驱避效果的化学信息素来进一步提高“陷阱作物”的有效性,这其中的作物被称为半化学辅助诱捕作物(sheltonandbadenes-perez2006),并已经在多种作物的害虫“推-拉”策略中得到了很好的实践(marteletal2005,xuetal2018)。在田间网室使用九里香进行的柑橘木虱的小规模“推-拉”试验中,到第7d时,“推+拉”处理九里香上柑橘木虱数量显著多于“推”、“拉”单独处理及对照九里香上的虫数,同时对脐橙树上柑橘木虱的减退率进行了计算,“推+拉”处理脐橙树上的柑橘木虱校正减退率达到了81.16%,分别高于“推”处理的校正减退率17.37个百分点和“拉”处理的校正减退率53.68个百分点。而在另一个柑橘木虱的诱集推拉试验中,在第7d时“推+拉”处理诱集到的柑橘木虱数量显著大于“推”、“拉”单独处理及对照诱集到的柑橘木虱数量,同时在第7d时,“推+拉”处理的柑橘树上柑橘木虱的校正减退率为77.78%,分别高于“推”处理的校正减退率15.56个百分点和“拉”处理的校正减退率60.05个百分点。驱避和引诱活性物质的使用相对于对照都提高了整个系统的效率。

随着柑橘黄龙病对我国柑橘产业的威胁加大,各地政府部门也加大了对荒废(失管)果园、私家果园以及商业果园中病树的清理工作,同时也对柑橘木虱进行了联防措施,取得了显著的成效。田间木虱的数量也大幅度减少,柑橘黄龙病的发生面积也逐渐控制。本试验是在江西省赣州市柑桔科学研究所基地内中进行的,只进行了网室内单树种和两树种以及田间固定高度、固定距离等固定条件的“推-拉”试验,验证了利用植物源的挥发物进行柑橘木虱田间“推-拉”试验的可能性。在实际应用中,“陷阱作物”作为推拉策略的关键要素,“陷阱作物”的相对吸引力,“保护作物”与“陷阱作物”的比例,两者空间布置(即周边单独种植或与“保护作物”间作)和害虫的定殖习性对“推-拉”策略成功也很重要,因此需要彻底了解柑橘木虱的行为。在农业系统中,目标是最大限度地提高整个系统的产量,同时尽量降低成本,并尽可能使用可收获的间作或陷阱作物,而不是牺牲作物。本试验中使用九里香作为“陷阱作物”,需要进一步的的去探究九里香的可利用性。而在诱集“推-拉”试验中,用大规模诱捕诱集的诱集装置,陷阱设计和诱集位置等条件很重要。后期需充分考虑需要控制的害虫(其特异性,感官能力和迁移性)和保护的目标资源。另外在本试验中也未调查驱避和引诱活性物质对柑橘木虱天敌的效果。捕食天敌可以为生物控制做出有价值的贡献,在很多应用中被忽视(symondsonetal2002,collierandvansteenwyk2004)。因此后续的工作也需考虑整个系统对害虫天敌作用,增大对柑橘木虱的防治效率。对于本试验中所存在的问题,如九里香植株种植的方式、密度、以及用药量等条件;诱集试验中诱捕器悬挂的高度、间距、方位、密度等条件在日后的试验中都需要根据所防治区域的具体条件作进一步的优化。

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