CN113785828B

CN113785828B - 一种黄芪籽蜂植物源引诱剂及应用

Info

Publication number: CN113785828B
Application number: CN202111280560.3A
Authority: CN
Inventors: 张仙红; 王宏民; 郑海霞
Original assignee: Shanxi Agricultural University
Current assignee: Shanxi Agricultural University
Priority date: 2021-11-01
Filing date: 2021-11-01
Publication date: 2022-11-11
Anticipated expiration: 2041-11-01
Also published as: CN113785828A

Abstract

本发明公开了一种对黄芪籽蜂有强烈引诱作用的植物源引诱剂配方及应用。它是从黄芪豆荚挥发物中分离、鉴定获得挥发物组分，再经不同组分及比例混配后获得的混合物。其混合物的重量份数比为：乙酸正己酯：己醛：癸醛：石竹烯=480‑535:128:23:17。本发明针对黄芪籽蜂成虫产卵和幼虫为害隐蔽，幼虫无法采用药剂防治的特点，筛选出对黄芪籽蜂成虫引诱效果好的植物源引诱剂配方，该引诱剂的应用对降低田间黄芪籽蜂成虫的种群数量和产卵量、减轻幼虫对种子的为害具有非常重要的作用。

Description

一种黄芪籽蜂植物源引诱剂及应用

技术领域

本发明属于植物保护的害虫生物防治领域，具体地说，本发明属于植物气味挥发物结合诱捕器进行田间大量诱捕的手段来防治害虫的技术领域。涉及一种以诱杀为害黄芪种子的重要钻蛀性害虫-黄芪籽蜂为目的植物源引诱剂组合物及其使用方法。

背景技术

黄芪为豆科多年生草本植物。近年来，随着中药材黄芪产业在山西、甘肃、内蒙、北京、河北等省的快速发展，黄芪籽蜂的为害逐年加重，对黄芪种子的产量和品质造成了极大的影响。据樊瑛等报道，黄芪籽蜂雌成虫可将卵产于黄芪种荚内的种子中，幼虫孵化后蛀食种子，将种肉吃光，仅留种皮，幼虫老熟后在其中化蛹，成虫羽化后咬破种皮和种荚后脱出，继续交配产卵进行为害，一般年份黄芪种子被害率为30-40%，危害严重时可高达60%以上。由于黄芪籽蜂产卵和幼虫取食隐蔽性极强，给防治带来了极大的困难，因此降低田间成虫的种群数量是减轻黄芪籽蜂幼虫为害的唯一有效措施。但目前，中国农药信息网上还没有登记的可用于黄芪病虫害防治的药剂，且药剂防治成虫费工、费钱，因此寻找一种有效且易行的控制黄芪籽蜂的措施是黄芪产业中急需解决的问题。

植物挥发物是植物与昆虫间的重要通讯物质，对昆虫的寄主定位、产卵选择、取食等多种行为具有重要的调控作用。黄芪籽蜂为取食黄芪种子的单食性害虫，当黄芪结荚后开始在豆荚内产卵，可见黄芪豆荚所释放的挥发性物质对黄芪籽蜂具有强烈吸引作用。那么是黄芪豆荚挥发物中的哪几种成分（各成分间配比、剂量）对黄芪籽蜂产生引诱作用目前还未见报道。因此本研究以黄芪豆荚挥发物组分为材料，经多次组合配比后筛选对黄芪籽蜂成虫引诱效果好的引诱剂配方，旨在降低田间黄芪籽蜂的种群数量及其为害。

本申请人已鉴定出黄芪豆荚释放的25种挥发物的化学结构。利用 Y 型嗅觉仪的方法筛选出 5 种对黄芪籽蜂成虫具有行为活性的挥发物及最佳含量，利用消减法筛选出一种由 4 种挥发物组成的有效配方，通过在五寨和静乐两地黄芪田的诱捕结果表明，该配方对黄芪籽蜂成虫具有显著的引诱作用。鉴于此，特提出本发明，以其为黄芪籽蜂成虫的防治及监测提供有效方法。

发明内容

为实现上述目的，本发明公开了一种对黄芪籽蜂成虫有引诱作用的植物源引诱剂，其特征在于它为从黄芪豆荚挥发物中获得的混合物（常规方法）；其重量份数比为：乙酸正己酯：己醛：癸醛：石竹烯=480-530:128:23:17。植物源引诱剂用于田间诱捕黄芪籽蜂并降低其种群数量，其中所述的田间诱捕指的是采用获得的植物源引诱剂制作的诱芯在田间对黄芪籽蜂的引诱效果。

本发明进一步公开了对黄芪籽蜂具有强烈引诱作用的植物源引诱剂在降低田间黄芪籽蜂成虫的种群数量和产卵量以及在减轻幼虫对种子的危害方面的应用。实验结果显示：配方乙酸正己酯：己醛：癸醛：石竹烯=（480-535）:128:23:17诱虫效果最好，两地田间4次的诱虫量均显著高于其他配方和对照。

本发明更加详细的描述如下：

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试昆虫：选择黄芪籽蜂作为供试昆虫。于2021年6月-8月成虫发生高峰期，在山西省忻州市五寨县胡会乡大胡会村和山西省忻州市静乐县辛村乡庄王沟村黄芪种植基地采集成虫。

供试挥发物：基于固相微萃取（SPME）及气相色谱-质谱（GC-MS）鉴定的结果，筛选出10种挥发物进行试验（常规方法）。标准化合物如表1所示，将上述10种挥发性物质分别溶于石蜡油中，配制成浓度分别为1、10、100、500 µg/µl的供试药剂，放置于-4℃备用，以石蜡油为对照。

仪器与设备：固相微萃取装置（50/30 μm DVB/CAR/PDM萃取纤维头，美国Supel公司），顶空进样瓶（20 mL安捷伦，美国）；气相色谱质谱联用仪（Trace 1300，美国Them公司），QC-1S型大气采样仪（北京市劳动保护科学研究所），硅胶连接管，500 mL洗气瓶，Y型嗅觉仪（柏奥科学器材公司定制），滤纸条（50 mm×40 mm），活性炭，流量计，10 μL移液枪等。

表1 10种供试的标准化合物及其纯度和来源

1.2 方法

1.2.1 黄芪绿色豆荚挥发物的提取与鉴定

采用Trace ISQ质谱联用仪Gas chroatography-mass spectrometry，GC-MS对黄芪绿色豆荚的挥发物进行分析鉴定，色谱柱型号为DB-5MS，无分流进样，1 μL/次，载气为高纯氦气，进样口温度230℃；升温程序：初始值为50℃，保持5min，然后以5℃/min升至270℃，保持5min，载气为氦气，恒流模式，流速为1.000ml/min；质谱离子源温度为270℃，离子化模式为EI，传输线温度250℃，扫描范围为45~600m/z。

1.2.2 黄芪种子小蜂行为学测定

采用Y型嗅觉仪测定黄芪绿色豆荚单一挥发物和混合挥发物对黄芪籽蜂成虫的引诱作用。试验前Y型管用75%酒精清洗干净，吹风机吹干。连接管用酒精和蒸馏水反复清洗。实验保证在相对封闭的空间。Y型嗅觉仪由玻璃管制成，外径为6 cm，主臂长为30 cm，两测试臂长均为20 cm，两者的夹角为45°。不同浓度刺激样品由石蜡油配制而成，浓度梯度为1、10、100、500μg/μL。将10μL刺激样品滴加在滤纸条上，放入某一测试臂中，将含有相同体积石蜡油的滤纸条放入另一测试臂中作为对照。此装置以气泵为动力，空气流经活性炭和蒸馏水被过滤与加湿后，每臂空气流量计调为300 mL/min。在实验过程中室温保持24±1℃。开启气泵，放入1头供试昆虫，观察并记录其对测试臂和对照臂的选择情况。以5min内进入气味源侧臂且停留30s以上视为选择该侧臂的味源，进入对照侧臂且停留30s以上视为选择对照，如果试虫停留在主臂5 min内没有作出选择，则记为对该挥发物无反应。每测试两头成虫，更换一次滤纸条，Y行管左右调换一次方向。每个浓度重复3次，每重复用虫20头。更换不同挥发物和不同浓度样品时，测定仪用乙醇擦拭、蒸馏水冲洗，放入180℃的烘箱内2h，以排除干扰。同一种挥发物按照浓度由低到高的顺序进行测定，不同挥发物的测定顺序是随机的。

根据单组分室内行为反应结果，将反应率较高的的单一挥发物进行多元组分混配，混配时根据单体化合物在GC-MS结果中所占的比例确定混配中其相应成分的含量，以石蜡油为溶剂配制2mL溶液。采用Y型嗅觉仪进行趋性行为反应试验。

反应率=（气味臂内的总虫数+对照臂内的总虫数）\测试的总虫数×100%，选择反应率=味源臂试虫数/（味源臂试虫数+对照臂试虫数）×100%。

1.2.3 田间诱捕

将在室内筛选出来选择反应率较高的的混配配方进行田间诱集试验。本试验分别于7月17日和7月23日在山西省忻州市五寨县和静乐县黄芪试验基地进行。田间试验时将一个诱芯置于黄色粘虫板的中央作为处理，以同等体积液体石蜡油制作的诱芯对照。将黄色粘虫板悬挂于PVC管上，粘虫板悬挂高度高于黄芪植株10cm，黄板与黄板之间间隔20m，每个处理重复三次，在悬挂黄板后的第7天统计黄板上的黄芪籽蜂的数量。

2. 结果

2.1 黄芪绿色豆荚的GC-MS结果

采用GC-MS对黄芪绿色豆荚上的挥发物进行提取、鉴定，共鉴定出25种化合物（图1），包括醇类、酯类、酸类、醚类、醛类、酮类和芳香类7类化合物。从中共筛选出10种挥发物单体化合物：2-戊基呋喃、棕榈酸乙酯、异戊酸异戊酯、罗勒烯、1-戊烯-3-醇、萜品油烯、乙酸正己酯、己醛、癸醛和石竹烯。

2.2 黄芪籽蜂室内行为反应

2.2.1 黄芪籽蜂对单组分物质的反应

采用Y型嗅觉仪测定10种黄芪挥发物单体各浓度处理对黄芪籽蜂成虫的引诱作用。结果表明反应率较高的的有以下5种单体化合物：罗勒烯，乙酸正己酯、己醛、癸醛和石竹烯（表2）。

10种单体挥发物的4个浓度中，黄芪籽蜂对10µg/µl罗勒烯、500µg/µl乙酸正己酯、100µg/µl己醛、1µg/µl癸醛和10µg/µl石竹烯的选择反应率最高，分别达到68.18%、65%、58.33%、59.09%和63.63%。

表2 10种黄芪挥发物单体对黄芪籽蜂成虫的引诱效果

2.2.2 黄芪籽蜂对多组分混配物质的反应

将这5种单体化合物按照五元组分、四元组分、三元组分和两元组分的组合方式进行混配。根据这5种单体化合物在GC-MS结果中所占的比例确定混配中其相应成分的含量，以石蜡油为溶剂配制2mL溶液，其26种组合方式的成分及含量如表3所示。

黄芪籽蜂对26种配方的反应率均高于80%，其选择反应率介于26.92%-73.07%之间，选择反应率高于50%的有7种配方：4、6、7、10、18、20、22，其中对配方6的选择反应率最高，达73.07%；配方10和20次之，选择反应率分别达65.38%和64.28%，（表4）。

表3 26种配方的成分及含量

表4 黄芪籽蜂对26种配方的反应率和选择反应率

2.2.3 7种配方对黄芪籽蜂的田间诱捕结果

在五寨县和静乐县连续2次对7种配方进行田间诱虫试验，其中配方6诱虫效果最好，4次的诱虫量均显著高于其他配方及对照，其次为配方10和配方20。

表5 7种配方对黄芪籽蜂的田间诱捕结果

结论：获得的一种对黄芪籽蜂成虫具有强烈引诱作用的植物挥发物引诱剂配方，在中药材黄芪田间对黄芪籽蜂成虫的引诱量均显著高于其他配方，对降低田间成虫的种群数量、减轻幼虫为害具有非常重要的作用。引诱剂配方如下：乙酸正己酯：己醛：癸醛：石竹烯=（481-531）:128:23:17。

本发明使用方法具有简单、高效、环保，不受环境、温湿度及地理条件限制。田间试验结果显示：本发明提供的植物源引诱剂组合物配方，在室内和田间对黄芪籽蜂成虫的诱虫量显著高于其他配方，诱集效果最好。

本发明通过对获得的植物源引诱剂的田间应用，主要解决了黄芪籽蜂成虫使用化学药剂防治造成的农药残留及幼虫钻蛀为害后无法使用任何药剂进行防治的问题。主要的难点在于引诱黄芪籽蜂产卵定位的气味挥发物不是单一组分，而是几种不同挥发物在特定比例及浓度下的混配物，因此从多种豆荚挥发物中复配出引诱效果显著的挥发物最佳配比及浓度需要进行从二元-多元组分的大量不同配比组合试验，同时需要采集大量的虫体进行室内外引诱试验。

本发明公开的一种对黄芪籽蜂具有强烈引诱作用的植物引诱剂配方与现有技术相比所具有的积极效果在于：

（1）到目前为止，中国农药信息网上还没有登记的可用于黄芪病虫害防治的药剂，因此该植物源引诱剂的研发应用可有效降低田间黄芪籽蜂的种群数量、减轻幼虫的为害，填补了黄芪籽蜂防治的研究空白，对促进黄芪产业的健康发展具有非常重要的作用。

（2）由于黄芪绝大多数种植于山区，缺水缺电，给药剂喷施带来了极大的不便；此外黄芪籽蜂一年发生2-3代，成虫发生2-3次/年，且目前杀虫剂的持效期多数在7-10天，需多次用药才能起到有效的控制作用，因此大大增加了药农的投资成本，并造成黄芪中不同程度的农药残留。使用植物源引诱剂不仅不污染环境，同时由于植物源引诱剂成本低，持效期达1-2月，因此与现有药剂防治相比，植物源引诱剂不仅省工省钱，而且不造成环境污染。

（3）由于黄芪籽蜂具有较强的活动性，喷洒药剂的同时会造成虫转移，药剂很难接触虫体表面，从而影响了防治效果，而该发明专利是将获得的诱剂配方制作成诱芯固定于黄色粘虫板上悬挂于田间，通过诱芯散发的气味诱集黄芪籽蜂，因此该方法具有很大的优势。

（4）该引诱剂配方是通过室内试验，从中药材黄芪豆荚25种挥发物中筛选获得5种引诱效果较好的化合物单剂及最佳剂量，再从二元-五元组合形成的26种不同配方中筛选出7种由不同挥发物组成的复合配方，经田间诱虫试验后，获得了乙酸正己酯：己醛：癸醛：石竹烯=（481-535）:128:23:17为诱集效果最好的配方及比例。本发明针对黄芪籽蜂成虫产卵和幼虫为害隐蔽，幼虫无法采用药剂防治的特点，筛选出对黄芪籽蜂成虫引诱效果好的植物源引诱剂配方，该引诱剂的应用对降低田间黄芪籽蜂成虫的种群数量和产卵量、减轻幼虫对种子的为害具有非常重要的作用。

附图说明

图1为黄芪绿色豆荚挥发物总离子图。

具体实施方式

下面通过具体的实施方案叙述本发明。除非特别说明，本发明中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外，实施方案应理解为说明性的，而非限制本发明的范围，本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明实质和范围的前提下，对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种改变或改动也属于本发明的保护范围。其中乙酸正己酯：己醛：癸醛：石竹烯等均由市售，也可以参考常规方法加以提取。

实施例1

一种对黄芪籽蜂成虫有引诱作用的植物源引诱剂，它是从黄芪豆荚挥发物中获得的混合物；其重量份数比为：乙酸正己酯：己醛：癸醛：石竹烯=480:128:23:17。

实施例2

一种对黄芪籽蜂成虫有引诱作用的植物源引诱剂，它是从黄芪豆荚挥发物中获得的混合物；其重量份数比为：乙酸正己酯：己醛：癸醛：石竹烯=535:128:23:17

实施例3

黄芪籽蜂剂量选择试验

将混配结果中选择反应率高于60%的3种配方进行最佳剂量筛选。结果如表3所示

表6 3种配方不同含量的选择率和选择反应率

实施例4

每个诱芯的剂量560-840微升，将制作好的诱芯置于黄色粘虫板的中央作为处理，以同等体积液体石蜡油制作的诱芯为对照。将黄色粘虫板悬挂于PVC管上，粘虫板悬挂高度高于黄芪植株10cm，黄板与黄板之间间隔20m，每个处理重复三次，在悬挂黄板后的第7天统计黄板上的黄芪籽蜂。

结果：其中配方6诱虫效果显著高于其他6个配方，诱虫效果最好，其次为配方10和配方20。

表7 7种配方对黄芪籽蜂的田间诱捕效果

结论：获得的引诱剂配方乙酸正己酯：己醛：癸醛：石竹烯=（481-531）:128:23:17及最佳剂量560-840微升/诱芯对黄芪籽蜂成虫具有强烈引诱作用，在中药材黄芪田间对黄芪籽蜂成虫的引诱量均显著高于其他配方，对降低田间成虫的种群数量、减轻幼虫为害具有非常重要的作用。

Claims

1.一种对黄芪籽蜂成虫有引诱作用的植物源引诱剂，其特征在于它是从黄芪豆荚挥发物中获得的混合物；其混合物的重量份数比为：乙酸正己酯：己醛：癸醛：石竹烯=481-531:128:23:17；所述植物源引诱剂的使用剂量为560-840微升/诱芯。

2.权利要求1所述对黄芪籽蜂成虫有引诱作用的植物源引诱剂，其特征在于植物源引诱剂用于田间诱捕黄芪籽蜂并降低其种群数量，其中所述的田间诱捕指的是采用获得的植物源引诱剂制作的诱芯在田间对黄芪籽蜂的引诱效果。

3.权利要求1所述对黄芪籽蜂成虫有引诱作用的植物源引诱剂在降低田间黄芪籽蜂成虫的种群数量和产卵量方面的应用。

4.权利要求1所述对黄芪籽蜂成虫有引诱作用的植物源引诱剂在减轻幼虫对种子的危害方面的应用；所述减轻幼虫对种子的危害是指通过降低成虫产卵量的方式减轻幼虫对种子的危害。