昆蟲性信息素在農(nóng)業(yè)生物防治中的作用

1、昆蟲性信息素在農(nóng)業(yè)生物防治中的作用昆蟲性信息素在農(nóng)業(yè)生物防治中的作用焦文潔（河南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院農(nóng)學(xué)系河南450000）摘要摘要:性信息素(sexpheromone)在昆蟲覓偶、定向求偶、交配等行為中起著重要的作用，研究揮發(fā)性化學(xué)信息物質(zhì)對昆蟲行為的影響及昆蟲的嗅覺感覺機(jī)制，在應(yīng)用上可以幫助人們了解昆蟲危害的根本原因，從而根據(jù)其特點(diǎn)制定一系列生物防治措施。同時闡述了利用昆蟲性信息素的生物防治方法的應(yīng)用優(yōu)勢，并分析了農(nóng)業(yè)害蟲生物防治中存在的

2、問題及其發(fā)展趨勢。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞:信息化學(xué)物質(zhì)生物防治農(nóng)業(yè)害蟲生物農(nóng)藥昆蟲信息素昆蟲生長調(diào)節(jié)劑。1.1.昆蟲性信息素研究進(jìn)展及害蟲生物防治現(xiàn)狀昆蟲性信息素研究進(jìn)展及害蟲生物防治現(xiàn)狀在信息素研究中，昆蟲為生存繁殖而釋放的性信息素（SexPheromone）是研究最為詳盡的一種[1]。在鱗翅目中，大多數(shù)種的雄蛾利用同種雌蛾釋放的性信息素尋找雌蛾以達(dá)到交配的目的。1959年，西德化學(xué)家Butent從50萬頭家蠶Bombyxmi雌蛾腹部分離鑒定出

3、第一個昆蟲性信息素——蠶蛾醇（El0Z1216:OH），此后的三十年來，隨著化學(xué)分析技術(shù)的發(fā)展，昆蟲性信息素的研究可謂突飛猛進(jìn)，上世紀(jì)九十年代僅鱗翅目就分離鑒定出400多種性信息素結(jié)構(gòu)[2]。自此以后，蛾類昆蟲性信息素的研究已不限于化學(xué)結(jié)構(gòu)與功能的研究，其范圍涉及到了生態(tài)、生化、遺傳、蛋白質(zhì)和信號傳遞等諸多方面[3]。，昆害蟲綜合防治作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一項(xiàng)重要策略，在農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展中具有重要作用。近年來，小麥、水稻、玉米、棉花和蔬菜等生產(chǎn)過

4、程受到越來越多農(nóng)業(yè)害蟲的威脅。常見的直翅目農(nóng)業(yè)害蟲主要包括東亞蝗、中華稻蝗等；纓翅目害蟲包括稻薊馬、煙薊馬等；同翅目害蟲包括灰飛虱、棉蚜等；半翅目害蟲包括梨網(wǎng)蝽、稻綠蝽等；鱗翅目害蟲包括地老虎、粘蟲、棉紅鈴蟲、菜粉蝶、玉米螟、二化螟、甜菜夜蛾、斜紋夜蛾等；鞘翅目害蟲包括綠豆象、桑天牛等。其中，東亞飛蝗和東方粘蟲一直是我國重要的農(nóng)業(yè)害蟲，造成大范圍土地上作物受害，嚴(yán)重時可將成片的作物幼苗吃光，造成滅產(chǎn)[4]。甜菜夜蛾等已成為長江流域及其以

5、南各省區(qū)蔬菜等作物的災(zāi)害性害蟲[5]。由于農(nóng)業(yè)害蟲危害嚴(yán)重，迫使早期防治時大量使用化學(xué)農(nóng)藥，導(dǎo)致抗藥性發(fā)展迅速，目前已對有機(jī)磷類、擬除蟲菊酯類、氨基甲酸酯類等多類殺蟲劑產(chǎn)生較高水平的抗藥性，同時也造成生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重破壞，盲目引進(jìn)新作物和新品種也導(dǎo)致檢疫性病蟲害的發(fā)生和蔓延。目前，人們越來越重視保護(hù)環(huán)境、生態(tài)和諧和可持續(xù)發(fā)展，提出了“公共植保，綠色植?！钡睦砟頪6]，而生物防治具有環(huán)境友好、對高等動物安全及不殺傷天敵等特點(diǎn)，積極研究與利用

6、生物殺蟲劑，尋求有效的生物防治手段，對于保障生態(tài)平衡、農(nóng)副產(chǎn)品安全及可持續(xù)發(fā)展具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。鑒于此，筆者介紹了生物防治在農(nóng)業(yè)害蟲防治中的研究現(xiàn)狀，闡述了各種生物防治方法的應(yīng)用和優(yōu)勢，并分析了農(nóng)業(yè)害蟲生物防治中存在的問題及其發(fā)展趨勢，以期為提高農(nóng)業(yè)害蟲生物防治效率奠定蟲為生存繁殖而釋放的性信息素奠定基礎(chǔ)。同時耕作制度的改變和設(shè)施農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，導(dǎo)致害蟲種群動態(tài)和發(fā)生特點(diǎn)顯著變化［79］，對害蟲監(jiān)測預(yù)警工作提出了新的挑戰(zhàn)。城鄉(xiāng)豐富燈光

7、及其他因素的干擾，致使傳統(tǒng)燈誘和糖醋液誘蛾效果下降，而一些弱光性害蟲（如稻縱卷葉螟）對燈誘反應(yīng)不強(qiáng)，趕蛾等傳統(tǒng)測報方法又費(fèi)時費(fèi)力，相應(yīng)的監(jiān)測手段發(fā)展滯后。此外，基層測報隊(duì)伍目前欠缺昆蟲種類鑒定知識，影響燈誘分類計數(shù)的準(zhǔn)確性，也是我國測報工作面臨的一個難題。近年來國家提出了農(nóng)業(yè)數(shù)字化的宏觀規(guī)劃和發(fā)展要求［10］，也為病蟲測報調(diào)查工具革新和技術(shù)研發(fā)提供了機(jī)遇和挑戰(zhàn)。2.2.現(xiàn)代性信息素技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)現(xiàn)代性信息素技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)20世紀(jì)70年代以后的科

8、技發(fā)展和對昆蟲行為學(xué)的深入研究逐漸彌補(bǔ)了性信息素早期誘捕害蟲。此外，影響植食性昆蟲行為的信息化合物一方面來自寄主植物的揮發(fā)性物質(zhì)，另一方面來自同種昆蟲或異種昆蟲釋放的各種信息素或者兩者協(xié)同作用的結(jié)果。寄生性天敵通過識別寄主植物的揮發(fā)性物質(zhì)和昆蟲特異性信息素進(jìn)行寄主的定向、鑒別和選擇［19］。因此，研究寄主植物的揮發(fā)性物質(zhì)、昆蟲信息素以及二者的協(xié)同作用可探索昆蟲各種行為的內(nèi)在機(jī)理，為研制植物源引誘劑、提高性誘劑的效能提供理論依據(jù)。更重要的

9、是，有助于人們更好地研究寄主一昆蟲一天敵三層營養(yǎng)關(guān)系的實(shí)質(zhì)，在利用天然生物活性物質(zhì)防治害蟲、抗蟲育種和生物防治中具有積極意義。33直接誘殺當(dāng)林地內(nèi)發(fā)生蟲害時，在成蟲期設(shè)置大量性信息素誘捕器，將林地內(nèi)的雄成蟲誘集在一起，集中消滅，減少雌雄比率，從而降低下一代蟲口密度。用蘋果蠹蛾、蘋果小卷蛾性信息素來誘殺雄蟲非常有效；人工合成美國白蛾性信息素已應(yīng)用于其成蟲的大量誘殺。34交配干擾1960年，美國科學(xué)家Beroza提出交配干擾理論，其基本原理

10、是利用人工合成的性信息素的緩慢釋放，干擾雌雄蟲之間的正常通訊，使雄成蟲無法正確鎖定雌成蟲的方向，致使林問內(nèi)雌雄蟲交配幾率大大降低，從而起到控制下一代蟲口密度的作用。如用性誘劑干擾蘋果蠹蛾的交尾，可大大降低其后代的蟲口密度；用性誘劑防治梨小食心蟲、白楊透翅蛾、蘋果小卷蛾等害蟲取得了較好的防治效果。昆蟲性信息素作為一種特殊的防蟲藥劑已投入使用，但在評價、量化性信息素監(jiān)控和防治效果方面，還缺乏有效的評價數(shù)據(jù)。因此，今后要加強(qiáng)對昆蟲行為學(xué)及性信

11、息素的提取、分離、鑒定和人工合成及昆蟲種群密度變化等基礎(chǔ)理論的研究，不斷探索昆蟲性信息素在其中的作用。4.4.在監(jiān)測預(yù)報中的應(yīng)用在監(jiān)測預(yù)報中的應(yīng)用傳統(tǒng)的蟲情監(jiān)測預(yù)報主要是通過人工調(diào)查和黑光燈誘集等方法進(jìn)行。對于生活隱蔽、趨光性較弱、蟲口密度較低的林地和一些地形較為復(fù)雜及人工難以到達(dá)的林地內(nèi)的害蟲，采用傳統(tǒng)的蟲情監(jiān)測預(yù)報局限性較大，致使調(diào)查數(shù)據(jù)偏差較大，影響測報準(zhǔn)確率。性信息素在蟲情監(jiān)測預(yù)報中廣泛應(yīng)用，可有效提高監(jiān)測預(yù)報的準(zhǔn)確率。性信息素

12、可監(jiān)測預(yù)報害蟲的發(fā)生期、危害方位和發(fā)生量，具有活性強(qiáng)、專一性高、靈敏度高、準(zhǔn)確性好、使用簡便、費(fèi)用低廉等優(yōu)點(diǎn)，尤其對偶發(fā)性害蟲的發(fā)生和新造林地跟蹤監(jiān)測，可以較準(zhǔn)確地反映害蟲的發(fā)生情況。用性信息素或性誘劑進(jìn)行監(jiān)測預(yù)報時，要配有誘捕器，其由誘芯和捕蟲器兩部分組成。5.5.影響性誘監(jiān)測的限制因子影響性誘監(jiān)測的限制因子5.1生物因子5.1.1田間背景氣味誘芯在田間釋放性信息素，受田間作物的背景氣味或其周邊植物氣味的影響。同一作物上不同昆蟲種類之

13、間也有影響，例如水稻上的二化螟和稻縱卷葉螟之間、蔬菜上的斜紋夜蛾和小地老虎之間等，都可以影響對方的誘捕效果。同時，大量田間試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在同一作物生境中，其他害蟲種群蟲口密度大時，釋放的信息素也可能影響靶標(biāo)害蟲的誘捕。然而實(shí)際應(yīng)用時，通常需要同時監(jiān)測多個靶標(biāo)害蟲，若將幾種害蟲的性信息素誘芯放置于同1個誘捕器內(nèi)，其性信息素相互干擾，幾種靶標(biāo)害蟲有可能都誘捕不到。因此1個誘捕器內(nèi)只能設(shè)置1種靶標(biāo)害蟲誘芯，且必須在一定的安全間隔距離之外分別設(shè)