我国农业害虫性诱监测技术的开发和应用

曾 娟, 杜永均, 姜玉英, 刘万才

(1.全国农业技术推广服务中心, 北京 100125; 2. 温州医科大学健康与环境生态研究所, 温州 325035)



我国农业害虫性诱监测技术的开发和应用

曾 娟1, 杜永均2*, 姜玉英1, 刘万才1

(1.全国农业技术推广服务中心, 北京 100125; 2. 温州医科大学健康与环境生态研究所, 温州 325035)

通过多年的实验室研究,结合从2009年开始的多地、多作物、多年田间试验示范,集中研究了与重要农业害虫性诱监测密切相关的性信息素配比和剂量、种专一性、微量组分、缓释、诱捕器结构及其应用技术,解决了性信息素种间细微差别、种内地理区系差异、信息素化合物的纯化以及稳定保护和缓慢均匀释放等影响测报精准度的关键问题,开发了适应昆虫飞行行为、利于捕获收集的系列诱捕器,配合组装了成套的田间应用技术,开发了性诱自动计数系统,简化了害虫诱获鉴定操作,促进了虫情自动化记载传递,丰富了弱光性害虫监测手段,从而在一定程度上实现了害虫监测预警轻简化、标准化、自动化。分析提出为促进性诱监测技术的发展,要建立性诱监测技术的科学评价体系,并在迁飞性害虫、同种害虫的不同地理种群监测中开辟性诱技术应用的新领域。

昆虫性信息素; 诱杀效果; 预测预报; 自动计数

耕作制度的改变和设施农业的快速发展,导致害虫种群动态和发生特点显著变化[1-3],对害虫监测预警工作提出了新的挑战。城乡丰富灯光及其他因素的干扰,致使传统灯诱和糖醋液诱蛾效果下降,而一些弱光性害虫(如稻纵卷叶螟)对灯诱反应不强,赶蛾等传统测报方法又费时费力,相应的监测手段发展滞后。此外,基层测报队伍目前欠缺昆虫种类鉴定知识,影响灯诱分类计数的准确性,也是我国测报工作面临的一个难题。近年来国家提出了农业数字化的宏观规划和发展要求[4],也为病虫测报调查工具革新和技术研发提供了机遇和挑战。

利用昆虫性信息素进行害虫种群监测,由于其专一性和敏感性的优势,不需要进行种类鉴定,受到国际植保专家的认可和基层技术人员的欢迎。长期以来,由于一些关键技术瓶颈未能克服,我国害虫性诱监测技术不能满足大范围田间应用的实际需求。从2009年开始,全国农业技术推广服务中心根据生产实际需要,联合国内多家性诱技术研发和工具生产单位,在全国范围内组织开展了重要农业害虫性诱监测技术的试验示范,通过实验室研发和田间验证之间不断反馈、相互促进,逐步解决了农业害虫性诱监测的关键问题,集成配套了田间应用技术,为性诱监测技术的大规模推广应用奠定了基础。

1 农业害虫性诱监测试验概况

2009年,全国农业技术推广服务中心正式启动了全国范围内的害虫性诱监测技术试验示范和推广应用工作,并持续至今。当年,全国共有32个省、200个县、552个试验点开展了17种农业害虫的性诱监测试验,然而,不同地区、不同害虫种类性诱监测效果差异很大,影响了对性诱监测技术有效性和实用性的科学评价。为了把握重点、深入试验,自2010年起,根据前一年的试验结果,安排性诱监测技术需要完善的害虫种类进一步试验示范(见表1),并提出性诱监测技术成熟、建议推广使用的害虫种类。目前在生产中应用性诱监测的害虫种类有棉铃虫(Helicoverpaarmigera)、棉红铃虫(Pectinophoragassypiella)、小菜蛾(Plutellaxylostella)、斜纹夜蛾(Spodopteralitura)、甜菜夜蛾(Spodopteraexigua)、桃小食心虫(Carposinasasakii)、梨小食心虫(Grapholithamolesta)、茶毛虫(茶黄毒蛾)(Euproctispseudoconspersa)、茶细蛾(Caloptiliatheivora)。

2 农业害虫性诱监测关键技术研究

2.1 优化诱芯的配比、剂量

2.1.1 稳定信息素主组分组成、配比

迄今为止,绝大多数昆虫的性信息素引诱作用及其特异性是通过多组分化合物、以特定的比例、浓度组成的混合物实现的。同时,一些昆虫的性信息素组分中具有相同的1种或多种化合物,不同昆虫是依赖其多组分及其比例的差异达到种的专一性,只有做到组分、配比的差异稳定才能达到性诱监测中诱虫种类的专一性,这一点对于测报非常重要。例如顺11-十六碳烯醛是二化螟(Chilosuppressalis)、小菜蛾、棉铃虫、烟青虫(Helicoverpaassulta)等多种鳞翅目昆虫的性信息素组分之一,而棉铃虫和烟青虫的性信息素主要成分都是顺11-十六碳烯醛和顺9-十六碳烯醛,其差异只是两者的浓度比例不同。通过鉴定近似种性信息素组分和配比的细微差异,结合田间比较试验,最终调整得到二化螟等多种害虫的合成性信息素配比,确保了测报专用诱芯的诱捕专一性。同时,建立了一套集成自动滴定、衡量灌装系统,确保每一诱芯承载同样剂量的性信息素活性化合物,并建立了质量标准控制方法和释放速率的检测方法。

表1 2010-2013年重要农业害虫性诱监测试验点数量1)

1) 括弧中的数字为开展性诱自动计数试验点数目。

The data inside the bracket indicates the number of experimental sites for taking the trials of auto-counting system.

2.1.2 微量组分的作用

为稳定诱芯活性,并使之适应田间长期监测的需要,要求每种诱芯具有完整的性信息素化合物组成和恰当的浓度比例,如果缺失其中的一些组分,即使是极微量的,也会显著降低其活性,甚至失去引诱作用。通过引入这些微量组分,大幅提高了诱芯的田间诱测效果。例如豆荚野螟(Marucavitrata)的性信息素主要组分是反-10,反-12-十六碳二烯醛,但是2种微量组分,反-10,反-12-十六碳二烯醇和反-10-十六碳烯醛是不可缺少的[5]。一些亲缘关系很近的昆虫性信息素组成比较接近,例如斜纹夜蛾、甜菜夜蛾等昆虫的性信息素中都含有顺-9,反-12-十四碳二烯乙酸酯,但在不同昆虫中所占比例不一样,顺9,反-12-十四碳二烯乙酸酯在斜纹夜蛾性信息素各组分中所占的比例在10%左右,但如果缺失这一组分,而只含有主要组分顺9,反-11-十四碳二烯乙酸酯,诱芯就没有任何引诱作用[6];同时,微量组分的含量太高或太低都会降低引诱作用,甚至没有活性。

2.1.3 去除异构体杂质与提纯

除了少数化合物是从天然生物体中提取纯化外,有机合成天然性信息素的有效成分是实现诱芯批量生产的必然途径。然而,合成产品中总会有不同含量的结构异构体和其他杂质而影响纯度,其中异构体对性信息素有效成分诱测作用的发挥有显著的抑制作用,且一些昆虫种类对此非常敏感,因此,去除异构体等杂质、提纯化合物的生产工艺非常关键。例如豆荚野螟的性信息素主要组分为反-10,反12-十六碳二烯醛,其EZ、ZE、ZZ异构体都会显著抑制引诱作用[5,7],且反-10,反12-十六碳二烯醛在99%纯度时具有引诱作用,但在纯度只有92%时就没有活性。为了去除结构异构体和杂质、解决纯度的问题,采取以下几种办法:1)合成路径(流程)的选择;2)严格控制合成条件,如试剂、无氧、无水、控温等条件;3)建立一套AgNO3层析、精馏和制备液相等高效的分离纯化技术和方法,保证诱芯性信息素各组分高纯度、无显著杂质。

2.2 适应地理区系差异

同种昆虫的性信息素存在地理区系的差异,分为两种类型,一类是不同地理种群有相同的性信息素成分,但各组分之间的浓度比例不同,另一类则是各组分结构不同。在已经鉴定的化学信息素中,第一类情况比较普遍,即各组分组成比例存在差异,如棉铃虫[8]、欧洲玉米螟(Ostrinianubilalis)[9-10]、亚洲玉米螟(Ostriniafurnacalis)[11],琥珀半白大蚕蛾(Hemileucaelectra)[12],鲜黄半白大蚕蛾(Hemileucaeglanterina)[13],黄地老虎(Agrotissegetum)[14-15],金纹细蛾(Phyllonorycterringoniella)[16]。第二类情况较少,但在重要的农业害虫上也不乏实例,例如在菲律宾、印度、日本和中国,稻纵卷叶螟(Cnaphalocrocismedinalis)性信息素的组分种类和比例就各不相同[17]。

同种昆虫性信息素地理区系差异的存在,是性诱监测技术大范围推广应用的难点。通过多年多点的田间试验,针对棉铃虫、亚洲玉米螟、二化螟、稻纵卷叶螟等害虫进行了组分、配比不同的多种型号诱芯的诱测效果对比试验,筛选出一系列适宜不同地理区系种群、符合田间监测需要的诱芯配方[18-21],从而提高了性诱监测技术的地域适应性。

2.3 缓释技术

由于昆虫性信息素组分的化学结构大多都有1至3个双键、共轭结构、醛基等不稳定基团,暴露在田间高温、高湿、紫外线的环境中极不稳定,所以需要有一定的抗氧化、抗紫外线稳定剂来保护相应的基团以免降解;同时,为模拟自然界昆虫性信息素的微量释放,满足害虫种群动态监测对性诱剂均匀释放、长期有效的要求,又需要使用缓释材料控制释放速率。因此,诱芯载体必须选择含有稳定保护剂和缓释剂的材料和结构。

过去,普遍使用天然橡胶作为性信息素释放基质,其缺点:1)在生产过程中需要硫化,在潮湿环境下,会形成硫酸而降价活性化合物;2)其释放是依赖剂量的释放(dose-dependent release),初始阶段剂量高、释放量大,之后含量低、释放量少。在害虫防治中,可以通过提高性信息素含量、田间放置密度来避免这些缺点对诱集效果的短期影响;然而,在害虫种群动态监测中,瞬时诱集量并不是最重要的评价指标,保证性信息素缓慢、均一释放,从而避免性诱监测技术本身对虫量诱集曲线波动的影响,才是最需要解决的技术瓶颈。随着高分子材料工业的发展,一些释放缓慢、质量稳定的合成橡胶和其他高分子材料的出现,特别是具有灌液结构的PVC毛细管诱芯的应用,可保证性信息素化合物释放均匀,在田间几乎达到恒量释放(zero-order release,即药物释放速率不随时间变化而改变)的要求,持效期长达6～10周,甚至更长。

2.4 改进诱捕器设计

在全国范围的害虫性诱监测试验初期,大量开展了水盆、粘胶和圆筒形等不同类型诱捕器的诱集效果比较试验。尽管对不同种类的害虫而言,各种诱捕器的效果不尽相同,但各地从使用便捷性的角度,提出了诱捕器改进的需求,如水盆诱捕器需要定期加水、遇暴风雨容易翻覆,粘胶诱捕器遇风沙后黏性不足、需定期更换粘胶、杂质多影响计数等。通过视频记录分析昆虫交配行为中定向飞行轨迹和陷落试验,设计开发出不依赖于水盆和粘胶的倒置开放式新型飞蛾诱捕器[22]。该诱捕器安装简便,不需加水和换胶、省工省力,维护成本低,使性信息素的大范围应用成为可能。

2.5 田间监测技术标准化

基于诱芯、诱捕器技术研发成果,为进一步规范害虫性诱监测田间应用技术,从而提高各地性诱监测数据的准确性和可比性,开展了基于诱捕器类型的应用技术分类、田间放置技术配套等标准化工作。

2.5.1 明确分类依据和适用范围

根据昆虫分类地位、虫体大小、飞行特征、陷落原理和田间试验结果,对使用同种诱捕器类型的害虫进行归类,基本分为螟蛾类、夜蛾类、小型昆虫类和果蝇、实蝇类4大类通用型诱捕器类型(见表2)。其中,螟蛾类指在性信息素调控的定向飞行行为过程中,飞行轨迹为Zig-Zag曲线型,在接近诱芯且发现并不是真正的雌蛾后,其飞行轨迹为垂直上行,而因此进入倒置漏斗的诱捕器腔体中无法逃脱的,包括鳞翅目中绝大部分螟蛾科害虫以及一部分体型中等、飞行轨迹类似的夜蛾科、毒蛾科害虫;此类害虫的诱捕器为钟罩倒置漏斗式。夜蛾类指在接近诱芯过程中出现停歇、主动寻找挥发源的蛾类,主要包括个体较大的夜蛾科害虫;此类害虫的诱捕器为圆筒菱形入口式。小型昆虫类主要包括虫体微小的卷蛾 科、细蛾科和盲蝽等害虫,这类害虫不易陷落于螟蛾类、夜蛾类通用型诱捕器中,容易逃脱,仍需用粘胶捕捉;此类害虫的诱捕器为翅膀形粘胶式。果蝇、实蝇类包括双翅目的实蝇科和果蝇科的蝇类昆虫。

表2 农业害虫性诱监测诱捕器标准化分类

2.5.2 田间放置技术

2.5.2.1 试验田要求

根据多年多点试验结果,应选择种植主要寄主作物、比较空旷的田块作为试验田,试验田面积不小于3 335 m2,方可诱捕数量反映一定区域内目标害虫的种群动态。此外,对多食性害虫应依据代次、区域的不同适当更换试验田,如棉铃虫在黄淮、华北地区,二代主要为害棉花,三、四代主要为害玉米、蔬菜等。

2.5.2.2 诱捕器空间布局

为避免风向对性诱监测的影响,且方便技术人员操作,提出了适应于不同作物田的诱捕器空间布局。对水稻、棉花、蔬菜以及苗期玉米等低矮作物田,诱捕器应放置在试验田中,每块田放置3个重复,相距50 m呈正三角形放置,每个诱捕器与田边距离不少于5 m;对成株期玉米等高秆作物田,诱捕器应放置于田埂上,3个重复可放于同一条田埂上相距50 m呈直线排列,田埂走向须与风向垂直。

2.5.2.3 诱捕器放置高度

根据害虫田间活动的空间垂直分布特点,诱捕器放置高度有所不同。依据多年多点的试验结果,提出了不同害虫种类和寄主作物田推荐性的放置高度(见表3)。

表3 农业害虫性诱诱捕器放置高度

2.5.2.4 安全间隔距离

鉴于昆虫性信息素相互影响的普遍现象,更由于近似昆虫种类间性信息素差异细微,为避免互相干扰,不同害虫性诱捕器若要进行组合排列,尤其是同一寄主作物上的不同害虫性诱捕器(如二化螟和稻纵卷叶螟),诱捕器至少要相距10 m以上。

2.6 性诱电子自动计数系统

昆虫性信息素引诱的最大特点是专一性,即一种性诱剂只能诱捕一种靶标害虫。利用这一特性,在引诱靶标害虫至诱捕器的同时,在进虫口处采用电子红外感应系统记录害虫陷落行为,按陷落次数进行计数,将计数结果进行存储、转存和无线传输,即害虫性诱电子自动计数系统[23]。该系统的优点是不需要鉴定昆虫种类,实现自动记录,储存长达8个月的数据、并可通过USB接口输出数据,也可以通过通信服务实时发射至服务器数据库或移动终端中。目前该系统正在玉米螟、棉铃虫、二点委夜蛾、稻纵卷叶螟、小地老虎、黏虫等6种性诱监测技术比较成熟的害虫种类上试验示范[24],进行感应器敏感性、计数冗余排除和准确性验证等一系列的改进和完善。害虫性诱电子自动计数系统的开发和应用,为实现害虫监测自动化开辟了崭新的途径。

3 性诱监测技术应用的优势和局限

3.1 性诱监测技术的优势

3.1.1 专一性与自动化

由于性诱监测的专一性,可以帮助确定靶标害虫,省去种类鉴定环节,适宜于基层广泛应用;同时,与自动计数相结合,使害虫监测工具的自动化、数字化成为可能。此外,性诱监测还有可能帮助纠正因分类知识不足而导致的害虫种类混杂,例如烟草害虫中棉铃虫和烟青虫的区别,玉米害虫中亚洲玉米螟、桃蛀螟、棉铃虫、稻蛀茎夜蛾、黄草地螟(Loxotageverticalis)等的区分,从而帮助基层实现监测精准化。

3.1.2 弱光性害虫监测

一些弱趋光性昆虫采用常规的灯诱和赶蛾等技术不能达到精准目的,例如梨小食心虫、桃小食心虫、稻纵卷叶螟、斜纹夜蛾、豆荚野螟,而性诱监测技术可以弥补这些不足。

3.1.3 小范围精细化监测

由于性诱监测诱捕到的是成虫,实际为害的是下一代幼虫,两者之间有一定的时间差距,可以远在经济损失之前检测到虫害的发生,并精确地确定为害的地点和范围,更有助于制定正确的防治策略、选择适宜的防治措施和最佳的喷施农药时间,这在小范围测报和一些区域性发生的害虫测报上优势非常明显。例如三化螟的发生在许多情况下是小范围和区域性发生的,由于田间设置测报灯受到电源等多方面条件限制,固定的测报点难以覆盖,而性诱监测器轻便灵活、较易设置,可提高监测覆盖率。

3.2 影响性诱监测的限制因子

3.2.1 生物因子

3.2.1.1 田间背景气味

诱芯在田间释放性信息素,受田间作物的背景气味或其周边植物气味的影响。同一作物上不同昆虫种类之间也有影响,例如水稻上的二化螟和稻纵卷叶螟之间、蔬菜上的斜纹夜蛾和小地老虎之间等,都可以影响对方的诱捕效果。同时,大量田间试验数据表明,在同一作物生境中,其他害虫种群虫口密度大时,释放的信息素也可能影响靶标害虫的诱捕。然而实际应用时,通常需要同时监测多个靶标害虫,若将几种害虫的性信息素诱芯放置于同1个诱捕器内,其性信息素相互干扰,几种靶标害虫有可能都诱捕不到。因此1个诱捕器内只能设置1种靶标害虫诱芯,且必须在一定的安全间隔距离之外分别设置不同的诱捕器和不同的诱芯。

3.2.1.2 世代差异

多年多点的试验结果表明,许多鳞翅目害虫的越冬代雄蛾对性信息素反应比较强烈,而其他代次反应则相对迟钝,如在长江以南的一些稻区,二化螟越冬代性诱监测的诱虫量远高于测报灯,但二代、三代害虫性诱监测的绝对数量要低于灯诱。主要原因之一是不同世代间性比差异的影响,田间越冬代和一代成虫雌雄比接近1∶1,性诱效果较好;而二、三代雌蛾量要多于雄蛾。这样田间雌蛾与人工合成诱芯之间形成很强的竞争,降低了合成诱芯的诱捕量。

3.2.1.3 补充营养习性

一些昆虫羽化后有特定的生活习性也影响其虫源的分布,从而影响诱捕数量,例如亚洲玉米螟在羽化后会飞至附近的花草中补充营养,在花草中的虫量反而高于玉米地。因此,在田间设置诱捕器时,应考虑到成虫对蜜源植物的趋性,由此适当考虑诱捕器的位置。

3.2.2 非生物因子

一切影响性信息素释放以及昆虫生殖系统发育和交配行为的环境非生物因子,都可能成为影响性诱监测的因素,但影响程度和范围有所不同。多地试验证明了温度对性诱效果有影响,主要原因之一是高温加快性信息素的挥发,缩短诱芯使用时间,表现在害虫同一地区不同代次间和不同地区诱测效果的差异,如棉铃虫性诱在新疆使用后期受高温影响较大;二是温度影响害虫的交配行为,如二化螟雄蛾交配适宜温度为20 ℃左右,二、三代成虫发生期,田间环境温度远远高于交配适宜温度,雄蛾对性信息素的反应会下降,这也是田间诱捕量相对较低的原因之一。同温度一样,环境湿度也可以通过影响昆虫的交配行为,从而影响性诱效果。

风速和风向影响诱芯中性信息素扩散的范围、方向和区域,同时风速也影响昆虫的飞行,风速太高、超过一定的范围时,一些昆虫可能不飞行了,从而对性诱监测的诱虫量造成影响。光周期和光强度会影响昆虫的交配行为节律和交配行为反应,因而影响性信息素的诱捕效果。

4 性诱监测技术发展趋势

4.1 建立性诱监测技术评价体系

尽管近年来大力推进农业害虫的性诱监测技术,但除了少数唯一依赖性诱监测技术的害虫种类(梨小食心虫、桃小食心虫)以外,许多大田作物的重要害虫性诱监测仍然停留在试验示范阶段。究其原因,除了传统监测方法的使用惯性,最大的障碍是缺乏科学的诱测效果评价体系,难以与历史数据对比。因此,今后应从以下几方面建立性诱监测技术评价体系,从而科学理性地判断其诱测效果和应用价值。一是在大量对比试验的基础上,开展标准化性诱监测工具与灯诱等其他监测工具对成虫诱测效果评价,明确性诱雄虫与灯诱雌雄虫的数量关系,通过世代间性比系数折算性诱监测的总种群数量;二是研究性诱动态曲线与田间幼虫实际发生量之间的相关性,提出以性诱监测的成虫(雄虫)数量预测下一代幼虫发生的数量关系模型;三是通过人工计数与自动计数的对比试验,改进陷落识别敏感性和计数准确性;四是综合考虑作物生育期、气象因子等环境条件对性诱监测的影响,提出性诱监测稳定发挥作用的环境条件应用范围和置信区间。

4.2 开辟迁飞性害虫性诱监测技术应用新领域

在许多迁飞性害虫的预测实践中,灯诱监测出现蛾峰时,并不一定预示着大量成虫的迁入定殖和发生,而有可能是迁飞过程尚未完成、性成熟发育程度不够的过境蛾峰,因此需要用雌蛾卵巢发育级别来指示种群的宿留与否。有研究证实,某些迁飞性昆虫,如小地老虎[25]、黏虫[26]的雌雄虫性成熟发育进度大体保持一致,雄虫性成熟能对性信息素做出行为反应(即能被性诱监测器诱捕)时,同种雌虫也处于需要进行交配的性活跃期。在河北康保县进行的草地螟性诱监测试验表明[27],性诱相比于灯诱,蛾量明显偏低,但诱虫曲线峰型明显、蛾峰日指示准确;而只有在成虫进入性成熟、环境条件适宜交配时,才可以通过性诱捕器诱集到雄虫。如果进一步的深入、广泛试验证明,在对迁飞性害虫的性诱监测中出现蛾峰,即意味着成虫达到性成熟,并将在当地宿留、交尾、产卵,则说明性诱监测可作为对迁飞性害虫实际发生的直接指示,可替代雌蛾卵巢发育级别解剖,发出该害虫在当地交尾、产卵和幼虫发生的警示,对短期预警具有重要意义。

4.3 区分地理种群与提高性诱监测适用性

前人研究证明,多种农林害虫不同地理种群间性信息素诱蛾效果差异很大,即表现为性信息素在同一物种中不同种群间的差异(多型性),导致这种差异的原因主要有地理隔绝、寄主和发育生态因子等,且与种内等位基因或量化的遗传变异相关[28]。同种昆虫性信息素的变异,产生不同的性信息素遗传型,是昆虫种下分化的一个方面[29];根据Diehl 等的论述[30],可根据不同的性信息素类型标识地理种和寄主族。由此,如果不同地区的同种昆虫适用不同的性信息素,且这种特性保持稳定,则预示该昆虫有不同生物型或不同种群分化的可能,这为昆虫种群分化研究提供了直接的证据。在全国范围内的害虫性诱监测应用中,确实发现了不同地区的棉铃虫、亚洲玉米螟、二化螟、稻纵卷叶螟等存在性信息素差异的问题,并促使了适应不同地理种群的配方研发和实际应用。在今后的推广应用中,一方面要注意根据多点试验结果,确定适用于不同地区的诱芯最优配方,提高当地诱捕效果,增强各地监测数据的可比性;另一方面,可以利用种内地理种群的性信息素差异,通过同一地点对应不同地理种群的多种诱芯配方的联合使用,监测害虫的种群结构和数量变化动态、不同地理种群间扩散交流情况,甚至迁飞路径等,从而丰富性诱监测应用的实践意义。

[1] 汪恩国, 刘伟明. 水稻“双季”改“单季”害虫种群数量变动规律与数学模型研究[J].农学学报, 2014, 4(3): 14-19.

[2] 张振飞, 黄炳超, 肖汉祥, 等. 4 种农业措施对三化螟种群动态的控制作用[J].生态学报, 2013, 33(22): 7173-7180.

[3] 雒珺瑜, 崔金杰, 王春义. 不同生态调控方式对棉田棉蚜种群消长动态的影响[J].中国棉花, 2014, 41(1): 17-19.

[4] 国务院关于印发全国现代农业发展规划(2011—2015年)的通知[EB/OL].(2012-02-13)[2014-05-30].http:∥www. moa. gov. cn/zwllm/zwdt/201202/t20120213_2480135. htm.

[5] Downham M C A,Hall D R,Chamberlain D J, et al. Minor components in the sex pheromone of legume podborer:Marucavitratadevelopment of an attractive blend [J].Journal of Chemical Ecology, 2003, 29(4): 989-1011.

[6] 沈幼莲, 高扬, 杜永均. 植物气味与斜纹夜蛾性信息素的协同作用[J].昆虫学报, 2009, 52(12):1290-1297.

[7] Adati T, Tatsuki S. Identification of female sex pheromone of the legume pod borer,Marucavitrataand antagonistic effects of geometrical isomers [J].Journal of Chemical Ecology, 1999, 25(1): 105-115.

[8] Tamhankar A J, Rajendran T P, Rao N H, et al. Variability in response ofHelicoverpaarmigeramales from different locations in India to varying blends of female sex pheromone suggests male sex pheromone response polymorphism [J].Current Science, 2003, 84(3): 448-450.

[9] Klun J A. Insect sex pheromones: Intraspecific phenomenal variability ofOstrinianubilalisin North America and Europe [J].Environmental Entomology, 1975, 4(6): 891-894.

[10]Kochansky J, Cardé R T, Liebherr J, et al. Sex pheromone of the European corn borer,Ostrinianubilalis(Lepidoptera: Pyralidae), in New York [J].Journal of Chemical Ecology, 1975, 1(2): 225-231.

[11]Huang Y P, Takanashi T, Hoshizaki S, et al. Geographic variation in sex pheromone of Asian corn borer,Ostriniafurnacalis,in Japan [J].Journal of Chemical Ecology,1998,24(12):2079-2088.

[12]McElfresh J S, Millar J G. Geographic variation in sex pheromone blend ofHemileucaelectrafrom Southern California [J]. Journal of Chemical Ecology, 1999, 25(11): 2505-2525.

[13]McElfresh J S, Millar J G. Geographic variation in the pheromone system of the saturniid mothHemileucaeglanterina[J].Ecology, 2001, 82(12): 3505-3518.

[14]Hansson B S, Tóth M, Lófstedt C, et al. Pheromone variation among eastern European and a western Asian population of the turnip mothAgrotissegetum[J].Journal of Chemical Ecology, 1990, 16(5): 1611-1622.

[15]Tòth M, Löfstedt C, Blair B W, et al. Attraction of male turnip mothAgrotissegetum(Lepidoptera: Noctuidae) to sex pheromone components and their mixtures at 11 sites in Europe, Asia and Africa [J].Journal of Chemical Ecology, 1993, 18(8):1337-1347.

[16]Du Y J, Li P, Chen Z Q, et al. Field trapping of malePhyllonorycterringoniellausing variable ratios of pheromone components in China [J].Entomologia Experimentalis et Applicata, 2013, 146: 357-363.[17]Wu J, Wu X, Chen H, et al.Optimization of the sex pheromone of the rice leaffolder mothCnaphalocrocismedinalisas a monitoring tool in China [J].Journal of Applied Entomology, 2013, 137(7): 509-518.

[18]陈华, 丁世锋, 王凤良. 不同棉铃虫性诱剂诱集效果比较分析[J].现代农业科技, 2010(20):171, 173.

[19]汪洋洲, 王振营, 盛如, 等. 亚洲玉米螟新型性诱芯的诱蛾性能研究[J].植物保护, 2013, 39(4): 173-174.

[20]林贤文, 周瀛, 赵敏, 等. 田间高效诱集二化螟雄蛾的性信息素诱芯的筛选[J].浙江农业学报, 2013, 25(5): 1036-1042.

[21]姚士桐, 吴降星, 郑永利, 等. 稻纵卷叶螟性信息素在其种群监测上的应用[J].昆虫学报, 2011, 54(4): 490-494.

[22]杜永均, 许燎原, 刘桂良, 等. 一种害虫诱捕器: 中国, ZL201220169331.4[P].2012-12-19.

[23]包晓敏, 楼定军, 沈军民, 等. 双红外传感器捕虫计数系统: 中国, 201220227327.9[P].2012-12-12.

[24]全国农技中心关于进一步开展害虫标准化性诱监测工具试验示范与推广应用工作的通知[EB/OL].(2014-03-24)[2014-05-30].http:∥cb. natesc. gov. cn/html/2014_03_24/28092_52304_2014_03_24_336749. html.

[25]Gemeno C, Haynes K F. Periodical and age-related variation in chemical communication system of black cutworm moth,Agrotisipsilon[J].Journal of Chemical Ecology, 2000, 26(2): 329-342.

[26]韩尔宁, 郑祖强, 宋祖舜. 粘虫不同迁飞世代雄蛾对性诱反应的田间观察 [J].南京农业大学学报, 1990, 13(3): 54-56.

[27]康爱国, 曾娟, 刘栋军, 等. 草地螟性诱试验及其应用效果评价 [J].中国植保导刊, 2013, 33(7): 44-48.

[28]黄勇平, 沈君辉, 王淑芬, 等. 昆虫性信息素变异研究的进展 [J].中南林学院学报, 1998: 18(4): 88-95.

[29]钦俊德. 昆虫与植物的关系——论昆虫与植物的相互作用及其演化[M].北京: 科学出版社, 1986：1-227.

[30]Diehl S R, Bush G L. An evolutionary and applied perspective of insect biotypes [J].Annual Review of Entomology, 1984, 29: 471-504.

(责任编辑：田 喆)

Development and application of sex pheromone in population monitoring of crop insect pests in China

Zeng Juan1, Du Yongjun2, Jiang Yuying1, Liu Wancai1

(1. National Agro-Technical Extension and Service Centre, Beijing 100125, China; 2. Institute of Health & Environment, Wenzhou Medical University, Wenzhou 325035, China)

Based on laboratory research achievements over the years, insect sex pheromones have been applied in crop pest investigation on various crops in multiple sites of China since 2009. In these in-door and out-door experiments, many essential biotic and abiotic factors related to practical technology of insect sex pheromone were studied and improved, such as the ratio and dose of effective compounds, species specificity, minor components, control of slow release, trap design and field application technologies. Thus, we resolved technical issues, which would affect trapping efficacy, including the optimization of pheromone formula among inter-species or geographical populations, and the purification, stabilization and slow release of pheromone compounds. Furthermore, a series of newly designed traps, practical field application techniques, and corresponding auto-counting systems were developed and integrated. All these achievements provide opportunities to simplify species identification, promote auto-recording and transmission of pest information, enrich monitoring methods on insect species less sensitive to lights, and eventually realize facilitation, standardization and automation of crop pest investigation to some extent. Next, we should establish scientific assessment system, and explore new application field of sex pheromone in monitoring of migratory pests and different geographical populations in intra-species.

insect sex pheromone; trapping effect; forecasting; auto-counting

2014-06-13

2014-07-09

公益性行业(农业)科研专项(201203036)

S 431

B

10.3969/j.issn.0529-1542.2015.04.002

* 通信作者 E-mail:dyj@wzmc.edu.cn