CN103858869A - 一种利用信息素诱中华草蛉制约茶蚜的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种利用茶互利素和蚜性信息素诱中华草蛉制约茶蚜方法，以茶梢释放的互利素、蚜虫性信息素为基本成分，制成中华草蛉诱集剂，诱集中华草蛉捕食茶树芽叶重要害虫茶蚜，以减免化学农药的使用量，从而减少污染。中华草蛉为茶蚜的优势种天敌，使用诱集剂诱集、指引其制约茶蚜，可提高捕食效率，保护和利用其潜能。本发明方法保护生物多样性，利用信息物质诱集茶园重要天敌中华草蛉而有效捕食茶蚜，保护和利用了天敌资源，使用方法简便，成本低。
Description
技术领域
本发明属于植物保护领域，涉及一种利用信息素诱中华草蛉制约茶蚜的方法。
背景技术
我国茶园面积已达240万hm2，约占世界茶园面积的一半稍多。茶蚜Toxoptera aurantiiBoyer广泛分布于茶区，刺吸茶树嫩梢，致芽头弯曲、叶片卷曲、茶梢内含物组成改变，制成的商品茶质量劣变，茶叶产量和产值显著下降。例如，在浙江省安吉县的安吉白茶产区，农技推广部门测算茶蚜每年造成茶叶产值下降5%～10%。由于茶树嫩梢是制作名优茶的原料，茶蚜就在茶芽和嫩叶上为害，施用化学农药治蚜会造成商品茶农药残留超标，所以通常不防治茶蚜。长江中下游流域的湖北、河南、安徽、江苏和浙江省都是重要的产茶省，春季3月中旬～5月上旬是名优绿茶采制时节，每500克名优茶的售价数以千元计，而3月中下旬～5月中旬恰是茶蚜第一个虫口高峰期；9月中旬～11月下旬是茶蚜第二个虫口高峰期，而9月上旬～11月也是制作优质绿茶、优质红茶的重要时节。在长江中下游流域的茶园中，春季～10月上旬，茶蚜大多是无翅胎生雌蚜，极少数是有翅胎生雌蚜；10月下旬，短日照和低温诱导蚜群分化出性母，性母产生雌、雄性蚜，交尾产卵越冬。如果能够压低茶蚜越冬卵密度，则可有效减少翌年全年虫口。
本组发现中华草蛉Chrysopa sinica Tjeder是茶蚜主要天敌之一，其捕食茶蚜的成蚜、若蚜和卵，还发现茶蚜为害的龙井43品种的茶梢挥发物中苯甲醛含量显著增加、反-2-己烯醛和吲哚的含量也有增加，触角电生理试验、风洞试验表明蚜害茶梢挥发物、苯甲醛和反-2-己烯醛可引起中华草蛉显著的行为反应（Han B.Y.,Chen Z.M..Composition of the volatiles fromintact and mechanically pierced and tea aphid-tea shoot complexes and their attraction to naturalenemies of the tea aphid.Journal of Agricultural and Food Chemistry,2002,50(9):2571～2575）。茶蚜自身释放的气味、茶蚜体表的有机溶剂漂洗物、茶蚜蜜露中含有强烈引起中华草蛉触角电生理反应的利它素（Han Baoyu,Chen Zongmao.Behavioral and electrophysiological responsesof natural enemies to synomones from tea shoots and kairomones from tea aphids,Toxopteraaurantii.Journal of Chemical Ecology,2002,28(11):2203～2219）。蚜害茶梢挥发物、苯甲醛能够引起大草蛉Chrysopa septempunctata Wesmeal强烈的EAG反应和风洞中向上风飞行行为（Han Baoyu,Chen Zongmao.Composition of the volatiles from intact and tea aphid-damaged teashoots and their allurement to several natural enemies of the tea aphid.Journal of AppliedEntomology,2002,126(9):497～500）。这些互利素都源自春季的龙井43品种的茶梢，以往的试验都是在室内完成的，尚未知这些信息物质在茶园中是否能够有效调控中华草蛉行为？
近年还有学者提出“super-blending”（超混合物）概念（Socorro APD,Gregg PC,Alter D,Moore CJ,2010a.Development of a synthetic plant volatile-based attracticide for female noctuidmoths.I.Potential sources of volatiles attractive to Helicoverpa armigera(Hübner)(Lepidoptera:Noctuidae).Australian Journal of Entomology,2010,49:10–20），这类混合物对于目标昆虫引诱力很强，其成分来自于多个物种。依据该理论，学者们研制出有效引诱棉铃虫Helicoverpaarmigera(Hübner)的引诱剂系列产品和引诱技术。
蚜虫是世界性严重危害农林作物的一大类害虫，几十年来各国都在探索蚜虫的有效治理措施，近些年来蚜虫性信息素颇受关注，被作为防治手段而加强研究和应用。一般地，雌成蚜释放的性信息素包含荆芥内酯和荆芥醇两种成分，二者通常以不同比例、或以某个单一成分出现某个种内，蚜虫性信息素吸引蚜虫的寄生蜂，对草蛉Chrysopa cognate Wesmael也有引诱活性（Boo KS,Chung IB,and Han KS,Pickett J A,Wadhams L J.Response of the lacewingChrysopa cognata to pheromones of its aphid prey.Journal of Chemical Ecology:1998,24(4):631～643）。合成的荆芥内酯与从荆芥植株提取的荆芥内酯对于寄生蜂的引诱活性无差异。因此，蚜虫性信息素对于某些草蛉类和寄生蜂类有强烈引诱效应。
基于前人研究基础，本研究拟分离鉴定另一个在长江中下游地区种植面积很大的茶树品种——龙井长叶的夏、秋季茶梢互利素，将其与蚜虫性信息素组合，检测单组分互利素、互利素与蚜虫性信息素的混合物对于中华草蛉行为的调控效应，筛选中华草蛉诱集剂，探讨诱集剂诱集中华草蛉直接捕食茶蚜、以及产卵于蚜群附近而控制翌年茶蚜的效应。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用信息素诱中华草蛉制约茶蚜的方法，是一种利用茶互利素和蚜性信息素诱中华草蛉制约茶蚜的方法，通过以下步骤实现：
（1）把苯甲醛、α-法尼烯和荆芥醇按1～2:2～3:5～7比例配成混合物，作为引诱中华草蛉的味源，即中华草蛉诱集剂，载于羊毛毡上组成诱芯，每个诱芯含有诱集剂的量为15mg，再加入抗氧化剂2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚（BHT）1mg，封于聚氯乙烯袋内备用；抗氧化剂2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚（BHT）能防止材料因受氧化而引起变质的物质。
（2）10月下旬～11月上旬，将载有中华草蛉诱集剂的诱芯置于茶蚜种群之中，诱芯与茶梢等高，诱芯相互之间距离7m×7m～9m×9m，诱来许多中华草蛉捕食部分茶蚜，并产卵于蚜群附近，翌年春天中华草蛉的卵孵化为“蚜狮”，就近捕食茶蚜，进而压低全年茶蚜虫口密度，减免茶叶产量和产值的损失。
本发明的另一个目的是提供所述方法在诱集茶园中华草蛉有效捕食茶蚜中应用。本发明从茶蚜刺吸为害的茶梢挥发物中分离鉴定互利素，将这些互利素与蚜虫性信息素恰当组合成为中华草蛉诱集剂；10月下旬～11月上旬，使用诱集剂诱集、指引中华草蛉直接捕食部分茶蚜越冬卵、若蚜、性母、雄蚜和雌蚜，并产卵于蚜群附近，翌年这些中华草蛉卵孵化为“蚜狮”，就近捕食茶蚜无翅若蚜、成蚜和卵，从而压低全年茶蚜虫口密度。
本发明以茶梢释放的互利素、蚜虫性信息素为基本成分，制成中华草蛉诱集剂，诱集中华草蛉捕食茶树芽叶重要害虫茶蚜，以减免化学农药的使用量，从而减少污染。中华草蛉为茶蚜的优势种天敌，使用诱集剂诱集、指引其制约茶蚜，可提高捕食效率，保护和利用其潜能。本发明方法保护生物多样性，利用信息物质诱集茶园重要天敌中华草蛉而有效捕食茶蚜，保护和利用了天敌资源，使用方法简便，成本低。
附图说明
图1是蚜害茶梢挥发物总离子流色谱图。
图2是蚜害茶梢挥发物各组分和蚜虫性信息素引起中华草蛉的触角电位反应。
具体实施方式
本发明结合附图和实施例作进一步的说明。
实施例1
1、采用顶空动态吸附法，吸附茶蚜为害茶梢的挥发物，用有机溶剂淋洗下来，经气-质联用仪配合标准样品鉴定出20多种成分，还发现α-法尼烯、苯甲醛和(反)-2-戊烯醛的含量丰富。
2、将这20余种化合物和蚜虫性信息素成分荆芥内酯和荆芥醇分别配成10-6g/ml～10-1g/ml的味源物，以中华草蛉为试虫进行触角电生理试验，发现荆芥醇、荆芥内酯、α-法尼烯、苯甲醛和(E)-2-戊烯醛引起的中华草蛉EAG反应强烈。
3、将荆芥内酯和荆芥醇按一定比例配成系列化合物，把苯甲醛、α-法尼烯和荆芥醇按1～2:2～3:5～7比例配成味源，分别再将(顺)-3-己烯-1-醇、(反)-2-戊烯醛、(反)-2-己烯醛、苯甲醛作为味源，每种混合物或单组分含量都是10～15mg，分别载于羊毛毡、加入抗氧化剂BHT，封于聚氯乙烯袋内，制成诱芯，诱芯附于三角形诱捕器内，引诱中华草蛉，发现苯甲醛、α-法尼烯和荆芥醇的混合物诱效最强，作为中华草蛉诱集剂，其次是荆芥内酯和荆芥醇1:9、0:10混合物的诱效也较强。蚜虫性信息素引诱活性强于茶梢互利素，茶梢互利素中α-法尼烯活性最强。
4、10月下旬～11月上旬，将中华草蛉诱集剂诱芯放置于茶蚜种群之中，诱芯相互之间保持一定距离，可诱来中华草蛉捕食部分茶蚜，并产卵于蚜群附近，翌年春天中华草蛉卵孵化为蚜狮，就近捕食茶蚜，进而压低全年茶蚜虫口密度，减免茶叶产量和产值的损失。
实施例2
第1步茶蚜为害茶梢挥发物的分离鉴定。
1、材料与方法：
供试茶园位于浙江省杭州市梅家坞村，茶树品种是龙井长叶Camellia sinensis cv.Longjingchangye，树龄20年，茶树高95cm，行距1.5m，株距33cm。
蚜害茶梢：实验前先将人工饲养的无翅茶蚜饥饿1h，再将其中的1000头茶蚜集中置于试验茶园中龙井长叶1棵茶树的6支健康茶梢上，用纱网罩住（可防止茶蚜逃逸），24小时后用小刷子轻轻刷去茶梢上的茶蚜及其蜜露，剪取这6支一芽六叶蚜害茶梢称量，总质量15.5g，茶梢基部用浸蒸馏水的脱脂棉保湿，立刻用于收集挥发物实验。同法剪取6支一芽六叶健康茶梢，总质量15.5g，梢基部用浸蒸馏水的脱脂棉保湿，收集挥发物。
吸附装置的主体部件是一个直径10cm、体积10L的玻璃圆柱体，圆柱体由两部分组成，二者之间以磨砂口紧密结合，分别放入健康茶梢、蚜害茶梢，拧紧。圆柱体的两端分别具有进气口、出气口。由进气口通入已经过滤的洁净空气，流量为100ml/min，出气口连接SupperQ(80mg)吸附柱、流量计和抽气泵。出气口的流量稍小于进气口气流量，以保证过滤的洁净空气充盈圆柱体、阻抑周围未过滤气体的进入。抽气1h后，取下吸附柱，用300μl色谱纯二氯甲烷淋洗，淋洗液接入体积1500μl的贮样瓶中，加入10-4g/ml的癸酸乙酯1μl作为内标，摇匀。用微量进样器吸取1μl进GC-MS分析。
2、试验结果：
从蚜害茶梢挥发物中鉴定的21种成分参见图1和表1。表1中以Mu等(2012)发表的正常茶梢挥发物的13种成分为参照，发现蚜害之后，茶梢挥发物中(E)-2-戊烯醛、苯甲醛和α-法尼烯含量显著增大。
表1蚜害茶梢挥发物组分和相对含量及其与完整茶梢挥发物的比较
*本列数据来自于Mu等（2012），在此仅作为对照。Dan Mu,Lin Cui,Jian Ge,Meng-Xin Wang,Li-Fang Liu,Xiao-Ping Yu,Qing-He Zhang,Bao-Yu Han.Behavioral responses for evaluating the attractiveness of specific teashoot volatiles to the tea green leafhopper,Empoasca vitis.Insect Science,2012,19(2):229～238。
第2步蚜害茶梢挥发物和蚜虫性信息素引起中华草蛉触角电生理反应试验。
1、味源和试虫
从蚜害茶梢挥发物中鉴定了21种化合物，4种烷烃类不用作味源，剩余17种化合物作为味源，购自Sigma公司(Sigma-Aldrich)或东京化成公司（Tokyo Chemical Industry Co.,LTD），纯度均为色谱纯（≥98%）。荆芥内酯和荆芥醇由美国Rescue公司提供，纯度≥98%。以正己烷为溶剂，将其配成10-6g/mL溶液。试虫为秋季10月中旬茶园中刚羽化的中华草蛉成虫。
2、测试程序
昆虫触角电位仪购自Syntech公司。用虹膜剪刀从每头中华草蛉左侧触角基剪下触角，从触角基部插入参考电极，再把触角端部减去少许，套入记录电极内，注入触角电生理盐水。先用正己烷测试，每次味源刺激时间是0.5s，两次味源刺激之间的间隔为2min，以便空气刺激控制器（Model CS-05b,Syntech）提供的洁净湿润空气、带走供试触角周围的气味及触角恢复常态。实验室装有换气扇，以排除室内气味。每种味源检测10根触角。得到的EAG信号经放大器(Syntech CS-05)放大，展示于示波器上，经Syntech软件转换后贮存于计算机中供统计分析。
3、蚜虫性信息素和茶梢互利素引起中华草蛉强烈的EAG反应
荆芥醇、荆芥内酯、α-法尼烯、苯甲醛和(E)-2-戊烯醛引起的EAG反应最强烈（图2，图中1:(反)-2-戊烯醛;2:(反)-2己烯醛;3:(顺)-3己烯-1-醇;4:苯甲醛;5:(Z)-3-己烯乙酸酯;6:2-乙基-1-己醇;7:(反)-罗勒烯;8:苯乙酮;9:芳樟醇;10:壬醇;12:(Z)-3-己烯丁酸酯;13:癸醛;15:植醇;17:古巴烯;19:α-法尼烯;20:雪松烯;22:荆芥内酯;23:荆芥醇）。
第3步中华草蛉引诱剂的筛选。
1、诱芯和引诱物质
配制蚜虫性诱剂A、B、C、D、E、F、G和H共8种；还有(顺)-3-己烯-1-醇、(反)-2-戊烯醛、(反)-2-己烯醛、苯甲醛、α-法尼烯、α-法尼烯+荆芥醇+苯甲醛6种味源（表2）。
表214种引诱中华草蛉化合物的配制
将10mg信息物质、90μl正己烷和1mg BHT上载于1条1.5cm×4.5cm的羊毛毡上，以聚氯乙烯塑料封口，即制成1个诱芯，1个诱芯附于1个白色的三角形诱捕器，诱捕器长20cm，由中捷四方公司提供。
2、茶园中中华草蛉引诱试验
试验设6个组，每组包括表2的14个三角形诱捕器，组内诱捕器间距10m，组与组间距20m。在2012年秋季在中华草蛉数量较多时节，于皖南安徽省敬亭山茶场选4块有机茶园，进行4次诱捕试验，每次连续诱捕3天，即10月3～5日、10月27～29日、10月30～11月1日、11月2～4日。每种诱捕器包含6只三角形诱捕器，统计每种诱捕器捕获的中华草蛉数量。
3、试验结果
如表3，当α-法尼烯、苯甲醛和荆芥醇比例为2:2:6时，对于中华草蛉的引诱效果最好，这三种物质的混合物就作为中华草蛉诱集剂。荆芥内酯和荆芥醇比例为1:9（蚜虫性诱剂F）或0:10（蚜虫性诱剂G）时，对中华草蛉的引诱力也较强。
表3 14信息物质引诱的中华草蛉数量及其差异
实施例3 秋季在皖南茶区诱集中华草蛉制约翌年春季的茶蚜试验
1、材料与方法
2012年10月31日，安徽省敬亭山茶场选0.5hm2无公害茶园，放置中华草蛉诱集剂诱芯，间距8m×8m，诱芯挂于茶梢上。另选一块0.5hm2无公害茶园作为CK，不放置诱芯。在每块茶园中用平行跳跃法选10个样方，每样方为10米茶行，记录有蚜茶梢数。2013年3月10日，同法调查有茶蚜的茶梢数。
2、结果和分析
10月底中华草蛉数量较多，将其诱集于茶园的蚜群四周，可以直接捕食茶蚜；同时，产卵于蚜群附近，翌年春天孵化为蚜狮，可有效捕食茶蚜（表4）。诱集剂展示了较强的诱集活性。
表4 秋末至早春诱集剂诱集中华草蛉制约茶蚜的效果（皖南）
表中数值为平均数±标准差。
实施例4 秋季在苏南茶区诱集中华草蛉制约茶蚜试验
1、材料与方法
2012年11月14日，在苏南丹阳市江苏吟春碧芽股份有限公司茶园，同法选中华草蛉诱集剂实验区、CK区，同时选一块0. 5 hm2无公害茶园放置无粘性芽绿色板，间距8m×8m，色板附于小竹竿上，下底面与茶梢登等高，诱集中华草蛉。2013年3月10日，同法调查有蚜茶梢数。
2、结果和分析
诱集剂能够强烈诱集中华草蛉制约茶蚜，效果优于芽绿色板对于中华草蛉的引诱效果（表5）。10月下旬至11月上旬，茶园中华草蛉数量较大、也比较活跃，它们需要捕食茶蚜等猎物，也要产卵越冬。将卵产于蚜群附近，翌年可以就近捕食茶蚜，而利于控制春季蚜害，进而制约全年茶蚜虫口密度。
表5 秋末至早春诱集剂和芽绿色板诱集中华草蛉制约茶蚜的效果（苏南）
表中数值为平均数±标准差。
Claims (4)
1.一种利用信息素诱中华草蛉制约茶蚜的方法，其特征在于，通过以下步骤实现：
（1）把苯甲醛、α-法尼烯和荆芥醇按1~2 : 2~ 3: 5~ 7比例配成混合物，作为引诱中华草蛉的诱集剂，载于羊毛毡上组成诱芯，每个诱芯含有诱集剂的量为15 mg，再加入抗氧化剂2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚1 mg，封于聚氯乙烯袋内备用；
（2）10月下旬~11月上旬，将载有中华草蛉诱集剂的诱芯置于茶蚜种群之中，诱来许多中华草蛉捕食部分茶蚜，并产卵于蚜群附近，翌年春天中华草蛉的卵孵化为“蚜狮”，就近捕食茶蚜，进而压低全年茶蚜虫口密度，减免茶叶产量和产值的损失。
2.根据权利要求1所述的一种利用信息素诱中华草蛉制约茶蚜的方法，其特征在于，诱芯附于三角形诱捕器内置于茶蚜种群之中。
3.根据权利要求1所述的一种利用信息素诱中华草蛉制约茶蚜的方法，其特征在于，将中华草蛉诱集剂诱芯放置于茶蚜种群之中，与茶梢等高，诱芯间距7 m ′ 7 m ~ 9 m ′ 9 m。
4.根据权利要求1所述的一种利用信息素诱中华草蛉制约茶蚜的方法在诱集茶园中华草蛉有效捕食茶蚜中的应用。
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