推拉策略在害蟲防治中的應用

推拉策略在害蟲防治中的應用

使用化學添加劑會導致一些副作用，如增加昆蟲的抗藥性、污染環(huán)境、破壞生態(tài)平衡以及危害人類健康等。如何在生態(tài)安全的條件下提高農業(yè)產量和達到對病蟲草害的有效控制,已成為人們關注的焦點問題。由于害蟲的危害取決于兩個方面:害蟲對資源的危害行為和危害種群的數(shù)量,因此通過影響或控制害蟲行為也可控制其危害。昆蟲在生態(tài)系統(tǒng)中與周圍環(huán)境有著密切的信息聯(lián)系,它們可利用感覺器官感受外界特定的物理、化學信號(主要包括視覺的和化學的線索或信號),從而作出反應,大多數(shù)昆蟲可產生行為上的變化。人們可以利用昆蟲這些行為上的變化,直接切斷害蟲與資源的聯(lián)系,使資源免于受害;或者對害蟲發(fā)生情況進行監(jiān)測;或者利用信息聯(lián)系,將殺蟲劑、病原等導向害蟲。筆者采用一些成功范例來討論利用害蟲行為的推拉策略防治法。1推的源推成分根據信號物質作用方式的不同,分為2種成分:“拉”和“推”成分。使昆蟲向信息源趨近的遠距離作用的化合物稱為“拉”成分,使昆蟲遠離信息源的化合物稱為“推”成分,前者用高度明顯的引誘性刺激物,把害蟲引誘到其他的區(qū)域(拉),后者能驅避害蟲或使害蟲遠離保護資源(推),2種成分通常是無毒的。推拉策略的“拉”成分中,引誘的刺激物用于把害蟲從保護資源轉向誘餌或誘集作物。這些刺激源主要用于在大的范圍內達到這個目的。然而,為了使害蟲停留在預定的地方,以增加它們的數(shù)量并阻止它們返回要保護的資源,小范圍的刺激源可能是有益的補充。1.1推拉策略的“推拿”部分1.1.1原理類的驅避功效非寄主的揮發(fā)物可能掩蓋寄主氣味,或引起害蟲逃離非寄主的行為。從桉樹檸檬色的桉樹油中分離的PMD(p-menthane-3,8-diol)用于驅避蚊子。在美國,樟腦對越冬亞洲異色雌瓢蟲的驅避作用顯示了很大的潛力。任立云等試驗表明:華南毛蕨揮發(fā)油對美洲斑潛蠅成蟲的行為有干擾作用。1.1.2接收劑為害蟲覆蓋物的情況昆蟲利用關鍵的、時常有特定比例的揮發(fā)物識別適合的寄主。如果提供不適當比例的寄主氣味,使寄主無法定位,已在美國科拉州土豆甲蟲上得到論證。如果寄主發(fā)出寄主弱質的氣味信號,可能對害蟲產生驅避行為。例如,蘋果蛾在不適當?shù)奈锖螂A段被蘋果氣味驅避。植食性動物誘導的植物揮發(fā)物(HIPVs)可產生對害蟲有直接作用的物質。例如,田間釋放水楊酸甲酯和(Z)-茉莉酮(HIPVs)對蚜蟲有驅避作用。1.1.3n-以及n-toluam研磨MNDA(N-methylneodecanamide)和DEET(N,N-diethyl-3-(N,N-diethyl-3-methylbenzamide,又稱N,N,diethyl-m-toluamide)可防治蟑螂和入侵的雌甲蟲。日本Fumakills公司合成的酰胺系列化合物R1-CO-NR2R3(R1=monoterpenyl,R2,R3=H,hydrocarbyl),對蚊、蠅、蟑螂等昆蟲有一定的驅避活性。1.1.4逃避或國際習慣法有些昆蟲受到自然天敵攻擊時,釋放告警信息素,在同種間引起逃避或驅散行為。很多蚜蟲的告警信息素是(E)-β-farnesene(Eβf)。(Eβf)對蚜蟲自然天敵也有拉的作用。1.1.5從水胡椒中分離技術多數(shù)拒食劑是植物產生的,蓼二醛首先從水胡椒中分離出來,對農業(yè)和城市家庭(城市)害蟲有驅避作用。蒼耳等藥用植物提取物對小菜蛾幼蟲有拒食作用。1.2拉深策略的“拉深”部分1.2.1東北部主觀因素寄主位點的寄主揮發(fā)物可能用于監(jiān)測、大量誘殺,或者在引誘劑策略中的誘餌誘捕器。利用寄主特性和寄主偏好的知識,合成的寄主氣味混合物的引誘力達到最高。特殊的HIPVs(拉)例如水楊酸甲酯和茉莉酮對捕食者和寄生物有吸引力,并導致田間害蟲豐富度的減少。雖然HIPVs可能對有些害蟲,尤其對多食性害蟲有排斥作用,但可能對一些植食性害蟲,尤其對單食性害蟲有引誘作用。1.2.2資源利用,防治害蟲昆蟲釋放性信息素和集結信息素以吸引同種個體交配和優(yōu)化資源利用。用信息素防治以色列檸檬上的柑桔巢蛾、美國零星暴發(fā)的吉普賽蛾及一些倉貯害蟲效果較好。在桃李園用信息素交配干擾技術防治梨小食心蟲獲得成功。1.2.3紅色球形試驗用于控制牛舌蠅的藍色和黑色誘捕器,近似于一個哺乳動物的大小。模擬成熟果實的紅色的球體(直徑7.5cm)用以吸引成熟的蘋果果蠅。這些誘捕器以合成的寄主氣味作誘餌,涂上黏性材料或接觸性殺蟲劑,已成功地運用在害蟲的IPM策略中。1.2.4蛋白質類農藥誘集作物可能天然地含有產卵或味覺刺激物,它們有助于在誘集作物區(qū)阻留害蟲。玉米、大豆、酵母的蛋白質經微生物發(fā)酵產生揮發(fā)性的化學物質,能吸引實蠅科害蟲。在美國,蛋白質水解物類毒性誘餌已用于防治地中海實蠅。味覺刺激物,如蔗糖溶液,用于誘捕器或誘集作物上,以促進害蟲對殺蟲劑誘餌的攝取。2推拉策略的應用2.1性外激素類物質制劑強大小蠹蟲、小蠹蟲、松墨天牛是松樹的重要害蟲。苗振旺等用引誘劑與驅避劑對強大小蠹結合應用,有較強的防治作用。1975年加拿大在12hm2的白云杉林空中使用樅色卷蛾的性信息素微膠囊劑對其進行干擾交配防治,其主要成分是反-11-十四碳烯醛和順-11-十四碳烯醛,劑量7.4g/hm2可以使處理區(qū)防治效果達95.7%。林志偉利用誘捕器和成蟲引誘劑能持續(xù)有效控制松墨天牛危害。2.2可持續(xù)性原則西花薊馬是溫室生長菊花的一種嚴重害蟲。捕食螨Amblyseiuscucumeris可用于薊馬綜合防治中,但是被捕食對象僅是薊馬1齡幼蟲,且防治不總是可持續(xù)的。肉食性臭蟲Oriuslaevigatus對控制花上的薊馬也有潛力,捕食螨Stratiolaelaps(Hypoaspis)miles和Gaeolaelaps(Hypoaspis)aculeifer對于控制地面居住薊馬也表現(xiàn)出潛力,薊馬告警信息素乙酸癸酯和乙酸十二酯和聚集信息素(R)-lavandulylacetateandneryl(S)-2-methylbutanoate分別作為附加的推拉成分可能是適合的。2.3探索機械防治玉米和高粱與有驅避作用的非寄主植物間混作,對玉米和高粱的蛀莖害蟲有驅逐作用。蜜糖草與玉米間作,不僅減少蛀莖害蟲的侵染,而且也增加Cotesiasesamiae的寄生。蛀莖害蟲能誘導受害植物產生(E)-β-羅勒烯和(E)-4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯,并且在產卵試驗中對蛀莖害蟲有驅避作用。與金錢草間作也產生這些化合物,還有其他的倍半萜烯類,對害蟲都有驅避作用。2.4作物病蟲害防治2.4.1利用拉拉或玉米棉鈴蟲是多食性的鱗翅目害蟲。印楝種子提取物在主要作物棉花上(推)的應用,結合誘捕作物木豆(Cajanuscajan)或玉米(Z.mays)(拉)的應用,防治棉鈴蟲有很大的潛力。印楝和鴿豌豆、黃秋葵誘捕作物組合,是防棉鈴蟲的有效策略。2.4.2聚集信息素4-甲基-3,5-戊二酮拉條紋根瘤象甲是田間豆類害蟲,成蟲取食減少葉面積,而幼蟲破壞固氮根結。印楝拒食劑(推)和合成的聚集信息素4-甲基-3,5-庚二酮(拉),在蠶豆田間進行試驗,結果表明,2種成分改變了象甲的田間豐富度和分布。印楝素拒食劑在減少象甲的豐富度上同殺蟲劑有同樣的防治效果,但是要保持對害蟲的防治效能,必須重復地使用。2.4.3覆蓋物誘捕作物的篩選蕪菁是幾種油菜籽害蟲的偏好寄主。在田間試驗中,油菜地周界以蕪菁作誘捕作物,與沒有誘捕作物的油菜地塊相比,春播地油菜花粉甲蟲的豐富度明顯降低。作為“推”成分,非寄主植物揮發(fā)物(薰衣草)在實驗室和田間生物測定中,能驅避花粉甲蟲。2.5蔬菜病蟲害防治2.5.1順-3-己烯酯,r,s-甲基水楊酸緩沖劑土豆甲蟲是茄科作物,尤其是土豆上的害蟲。它受寄主植物揮發(fā)物的吸引,用種植早的土豆作誘捕作物,每周噴1次含有順-3-己烯酯、(R,S)-里哪醇、甲基水楊酸緩釋劑,比未處理的誘捕作物有更多的成蟲、卵和幼蟲。誘捕作物鄰近地塊與常規(guī)處理的地塊差別不顯著,但是,前者需要不到44%的殺蟲劑。2.5.2b利用物蔥蠅Deliaantiqua是重要的洋蔥害蟲,利用洋蔥廢料(小的或發(fā)芽的售不出去鱗莖)作為誘捕作物,已成功地使蔥蠅產卵從洋蔥苗轉移到廢料上。然而,當蠅的密度高時,單獨這個策略不能提供足夠的防治效果。肉桂酸是一種有前景的產卵驅避劑,作為誘捕植物的盆栽洋蔥和用肉桂酸處理的洋蔥小苗,在溫室中進行試驗,2d后,每個成分都能顯著地減少蔥蠅產卵,當兩者作為推拉處理混合在一起時,能達到最大的防治效果。2.6誘誘發(fā)作用劉泉等試驗表明:蔬菜汁液A對德國蟑螂有強的引誘力,麥芽糖和葡萄糖也有較好的引誘作用。Karr和Coats發(fā)現(xiàn)桑橙果碎片以及已烷和甲酸提取物對德國小蠊具有很好的驅避作用,依阿華大學昆蟲實驗室對此進一步研究表明,發(fā)現(xiàn)提取物中含有的橙桑素和橙黃酮2種異黃酮,具有很好的驅避作用。3“推拉”控制的優(yōu)缺點(1)優(yōu)點。推拉策略個別成分單獨使用時,不能有效地防治害蟲,在應用中可能會失敗。例如,“誘捕策略”對繁殖率低的昆蟲可能有較大的影響,但是對繁殖率高的昆蟲就沒有效果。我們可以增加其他對寄主選擇有負作用的成分,從而增加昆蟲偏好的差別,加和的效果可能把害蟲減少到經濟水平以下。而且,“推拉”控制原理的效果通常不只是加和,而是綜合的效果。這個策略常與常規(guī)殺蟲劑結合應用,農藥需要量的減少將有利于減少害蟲發(fā)展抗藥性的機會。當害蟲集中在預定區(qū)域(誘捕器或誘捕作物)時,在預定區(qū)域使用較少的化學物質或生物防治材料處理害蟲,與彌漫性噴藥相比,施藥面積較小,因此防治成本降低,對環(huán)境的污染也小。未處理的區(qū)域有利于自然天敵和其他非靶標生物的生存和增加。(2)缺點。寄主-害蟲相互作用的行為、化學生態(tài)以及這個策略對收益的影響,需要我們充分地了解,這需要投入相當大的研究。如果知識不夠,防治會中斷,而且穩(wěn)健性、可靠性也降低。同時,信息化學物質成分的發(fā)展時常還受到配方設計和載體技術的限制。完整的防治策略是較復雜的,需要有監(jiān)測和決策系統(tǒng),目前這一策略與單一殺蟲劑的應用相比,有高的運作成本。另外,不完整的生防操作知識還帶來了相對可變的功效,這些都已限制了推拉策略的發(fā)展。4物為基礎的策略推拉策略是一個有效的IPM工具,它的潛力目前仍未被開發(fā)。一些新的技術可能幫助我們發(fā)展和改善未來的推拉策略。以植物為基礎的策略是應用產生誘導防御作用和有效信息化學物質的植物,而不是把它們應用到植物,這將有助于使推拉策