CN114847288B - 科罗拉多马铃薯甲虫引诱剂及其控释系统与应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种科罗拉多马铃薯甲虫引诱剂及其控释系统与应用。本发明首次揭示了Z，3己烯基Z，3己烯酸盐作为科罗拉多马铃薯甲虫引诱剂方面的用途，能够用于引诱科罗拉多马铃薯甲虫，且引诱效果显著，由此能准确地对科罗拉多马铃薯甲虫进行引诱消杀，减少其田间种群数量，能用于科罗拉多马铃薯甲虫的防治和虫情监测等。本发明对益虫、人畜、作物及天敌不会产生危害，靶标害虫不会产生抗性，具有天然、环保等优点。

Description

科罗拉多马铃薯甲虫引诱剂及其控释系统与应用

技术领域

本发明涉及农作物病虫害防治领域，具体地说，本发明涉及一种科罗拉多马铃薯甲虫引诱剂及其控释系统与应用。

背景技术

科罗拉多马铃薯甲虫属鞘翅目，叶甲科，是全世界著名的毁灭性检疫害虫。因其于1855年在美国科罗拉多州被发现严重危害马铃薯，因而称其为科罗拉多马铃薯甲虫(Leptinotarsa decemlineata)。其最初危害野生茄科植物具角茴，并且后来传入法国、荷兰、瑞士、德国、西班牙、葡萄牙、意大利、东欧、美洲一些国家，现已广泛分布于欧美和亚洲的40多个国家，是中国重要的检疫对象。寄主主要是茄科植物，大部分是茄属，种群一旦失控，成虫、幼虫危害马铃薯叶片和嫩尖，可把马铃薯叶片吃光，尤其是马铃薯始花期至薯块形成期受害，对产量影响最大，严重的造成绝收。科罗拉多马铃薯甲虫最喜欢取食茄科植物，大部分是茄属，其中栽培的马铃薯是最适寄主，此外还可危害番茄、茄子、辣椒、烟草等。幼虫和成虫常将马铃薯叶片吃光，一般造成减产30％～50％，有的高达90％。在合适的条件下，科罗拉多马铃薯甲虫的虫口密度往往急剧增长，即使当其卵的死亡率为90％的情况下，若不加以防治，1对雌雄个体5年之后可产生千亿个个体。

现有对科罗拉多马铃薯甲虫防治措施包括农艺措施、药剂防治、生物防治。科罗拉多马铃薯甲虫具有极强的适应能力，它能从时间(滞育)和空间(迁移、扩散)两个方面来传播后代，这一特性使得其非常适合在农业种植环境中生存。科罗拉多马铃薯甲虫对已注册的化学农药在使用2～3年后就会产生抗药性。这些都给该虫的防治带来了难度。

因而，当前迫切需要寻找一种新的防治科罗拉多马铃薯甲虫的物质、方法或装置，以解决上述现有技术中的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种科罗拉多马铃薯甲虫引诱剂及其控释系统与应用。

发明人在长期研究中意外发现，Z,3己烯基Z,3己烯酸盐，对科罗拉多马铃薯甲虫具有很强的吸引作用，可作为其引诱剂。

Z,3己烯基Z,3己烯酸盐(Z,3Hexenyl Z,3Hexenoate)的结构如下：

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种Z,3己烯基Z,3己烯酸盐的以下任一应用1)用作科罗拉多马铃薯甲虫的引诱剂；2)用于引诱科罗拉多马铃薯甲虫。

根据本发明的另一方面，本发明提供了一种用于引诱科罗拉多马铃薯甲虫的控释系统，所述控释系统为Z,3己烯基Z,3己烯酸盐控释系统，所述控释系统选自下述①和②中的任一个：①含有Z,3己烯基Z,3己烯酸盐的控释装置；②装有Z,3己烯基Z,3己烯酸盐与油料混合物的控释装置。

优选地，所述油料选自下述中的任一种：矿物油、玉米油、棕榈油、橄榄油、蓖麻油。

优选地，所述控释系统是将Z,3己烯基Z,3己烯酸盐与油料按照1:49-1:4的重量比混合，然后装入控释装置中得到的。

优选地，Z,3己烯基Z,3己烯酸盐与油料的重量比为1:9或1:19或1:24。

优选地，所述含有Z,3己烯基Z,3己烯酸盐的控释装置或所述装有Z,3己烯基Z,3己烯酸盐与油料混合物的控释装置是下述中的任一个：控释袋、控释管、控释胶囊、控释瓶。

优选地，所述控释袋、所述控释管、所述控释胶囊、所述控释瓶的材料选自下述中的任一种：聚氯乙烯、低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯、热塑性聚氨酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯。

优选地，所述控释胶囊为微胶囊制剂。

根据本发明的第三个方面，本发明提供了前述用于引诱科罗拉多马铃薯甲虫的控释系统在科罗拉多马铃薯甲虫诱捕中的应用。

根据本发明的第四个方面，本发明提供了一种科罗拉多马铃薯甲虫的防治方法，利用前述的用于引诱科罗拉多马铃薯甲虫的控释系统将科罗拉多马铃薯甲虫诱捕到消杀处，进行集中消杀。

根据本发明的技术方案，本发明的有益技术效果至少如下：

本发明首次揭示了Z,3己烯基Z,3己烯酸盐作为科罗拉多马铃薯甲虫引诱剂方面的用途。特别是，Z,3己烯基Z,3己烯酸盐在田间对科罗拉多马铃薯甲虫具有引诱作用，且引诱效果显著，从而能准确地将科罗拉多马铃薯甲虫引诱到消杀处进行集中消杀，以减少科罗拉多马铃薯甲虫的田间种群数量，能用于对科罗拉多马铃薯甲虫的防治和虫情监测等。本发明对益虫、人畜、作物及天敌不会产生危害，靶标害虫不会产生抗性，具有天然、环保等优点。

具体实施方式

常用的昆虫引诱剂活性成分一般为昆虫的寄主植物的挥发物或性信息素。但是，当有害昆虫对这些引诱剂具有了一定的抗药性，或者说引诱剂的效果不强时，对有害虫昆虫的防治工作就会变得很难。

本申请的发明人团队经过长期的研究发现，Z,3己烯基Z,3己烯酸盐，一种不同寻常的花卉挥发物，能够对科罗拉多马铃薯甲虫具有引诱作用，而该成分不是科罗拉多马铃薯甲虫的寄主的挥发物。该引诱剂可应用于马铃薯植株周边的作物作为诱虫行，以将迁入的科罗拉多马铃薯甲虫种群及其第一代后代进行集中诱捕，然而再用杀虫剂处理，以消杀这些诱捕的科罗拉多马铃薯甲虫，从而减少或消除了用杀虫剂直接处理马铃薯植株的必要。

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所用原料均为市售商品。

此外，首先需要说明的是，以下实施例中使用的Z,3己烯基Z,3己烯酸盐购自上海迈瑞尔化学技术有限公司。

此外，在后面的描述中，为简便起见，有的描述中将科罗拉多马铃薯甲虫简称为马铃薯甲虫，但均指同一种昆虫。

实施例1Z,3己烯基Z,3己烯酸盐对科罗拉多马铃薯甲虫的吸引作用

1.选择并确定实验系统有效

作为引诱剂化合物的初始筛选，发明人团队使用了基于Visser(Ent)20(1976)275-288(其中Visser为作者名，Ent为期刊名，1976为发表年代，20是期卷号，275-288是页码。即，作者Visser于1976年在Ent期刊第20卷第275-288页发表)公布设计的低速风洞。试验与应用风洞的昆虫室是一个横截面为30厘米×30厘米、长100厘米的方形盒子。气流保持在每秒80厘米。盒子的底座由磨砂玻璃(也称为行走板)制成。在昆虫的进、出流端的测试区，在光源上固定了25个筛网，以便在行走板上获得更均匀的光分布。行走板两边的障碍物都涂上了氟烷，也称为聚四氟乙烯，的分散物，以防止甲虫爬上去。上风向和下风向的边缘也涂上了氟烷，使到达这些边缘的甲虫滑落。将碳过滤器之前、层流扩散器之后的空间设置为层流室，放置盆栽马铃薯，从而会在空气中产生马铃薯挥发物气流。也就是，层流室设置在气流的流进端处。

风洞被安置在一个24℃，相对湿度60％的受控环境室中。在实验之前，单个科罗拉多马铃薯甲虫被隔离在小瓶中，受饥饿2-3小时，然后单独释放在行走板的中央。探查这些个体在铺设有湿润土壤和干燥竹竿的植物盆栽中对马铃薯挥发物气流的反应。由此测定利用马铃薯挥发物气流控制科罗拉多马铃薯甲虫行为的能力。通过放置四盆原种植在温室的盆栽马铃薯植株于层流室的迎风端来实现马铃薯挥发物气流扩散。此处采用原种植在温室的马铃薯植株主要是由于试验的环境与马铃薯植株的生长环境基本接近。通过测量左右两侧气流的响应，能够确定该检测系统有效，并且当所有马铃薯植株未被放进层流室时，在没有发生任何异常情况时，科罗拉多马铃薯甲虫可能会去到任意方位。分别在层流室的左侧和右侧放置马铃薯植株，以此通过实验来确定层流室两侧放置马铃薯植株对马铃薯甲虫引诱能力的无差异性，结果见表1。

表1左、右两侧的马铃薯植株对科罗拉多马铃薯甲虫引诱能力的试验

通过表1的实验结果证实了该测试系统是有效的，即，左、右两侧马铃薯植株对科罗拉多马铃薯甲虫引诱能力基本上无差异性。雄虫和雌虫都可被马铃薯的气味所吸引，而且左、右两侧引诱到的马铃薯甲虫的数量基本没有差异，表中左侧22只，右侧23只，说明左右两侧的气流没有显著差异。在总计38只雄性马铃薯甲虫中，有24只，即，63.16％的雄性马铃薯甲虫对马铃薯挥发物阳性(积极)反应，在总计31只雌性马铃薯甲虫中，有21只，即，67.74％的雌性马铃薯甲虫对马铃薯挥发物有阳性(积极)反应。

2、测试候选化合物作为引诱成分的引诱效果

前述确定了试验系统的有效性之后，测试通过候选化合物作为引诱成分处理的马铃薯植株是否能够吸引科罗拉多马铃薯甲虫，或者是否会出现科罗拉多马铃薯甲虫选择未经候选化合物作为引诱成分处理的马铃薯植株，或者科罗拉多马铃薯甲虫对这些引诱成分没有任何反应。参加测试的化合物如表2中所示。

表2.候选化合物引诱剂清单

Z,3己烯乙酸酯
	Z,3乙烯醇
Z,3己烯基Z,3己烯酸盐
	芳樟醇
水杨酸甲酯
	β-石竹烯

在前述证明了科罗拉多马铃薯甲虫是被马铃薯挥发物吸引而不是新鲜空气吸引之后，在气流中间放置一个隔墙，两边各放置两棵马铃薯。在每一试验中，将科罗拉多马铃薯甲虫放置于行走板的中心位置，并且允许停留五分钟左右。在此之后，记录科罗拉多马铃薯甲虫在行走板上的位置。当科罗拉多马铃薯甲虫从与经上述候选化合物处理过的马铃薯植株相邻的马铃薯植株的边缘坠落，或位于该相邻的马铃薯植株的边缘10厘米以内的位置时，认为是对科罗拉多马铃薯具有吸引作用，记录为阳性。向未处理的马铃薯植株移动的科罗拉多马铃薯甲虫被记录为阴性，完全没有反应的科罗拉多马铃薯甲虫被记录为中性。

将候选化合物分别与矿物油按重量比为1:4的比例混合后作为试验化合物，该矿物油购自浙江正信石油科技有限公司。混合物溶液被热封在PVC管中，管的内径2毫米，管长50毫米、壁厚0.5毫米，热封后管内的容积约为125微升，即，容量约为107毫克。由此，每个PVC管中含有大约20毫克的试验候选化合物。对照为同等的PVC管中只装有同量的矿物油，即，107毫克的矿物油。在测试时，沿着由低速风洞产生的每条气流，在两株马铃薯植株上各放置一个含有试验候选化合物的PVC管。对照为不不放置马铃薯植株。实验结果见表3：

表3风洞中测试候选化合物的引诱结果

注：阳性——科罗拉多马铃薯甲虫向经候选化合物作为引诱成分处理过的马铃薯植株移动

阴性——科罗拉多马铃薯甲虫向未经候选化合物作为引诱成分处理过的马铃薯植株移动

中性——科罗拉多马铃薯甲虫没有倾向性的移动，即，没有反应

表3的实验结果表明，Z、3己烯基Z、3己烯酸酯对科罗拉多马铃薯甲虫的雄虫和雌虫均具有较强的吸引作用，如雄虫阳性为16只，中性为2只，阴性为2只；雌虫阳性13只、中性4只、阴性为3号，而芳樟醇、Z、3己烯醇、Z、3乙酸己烯酯、水杨酸甲酯、β-石竹烯对其基本无影响。

3、测试低浓度Z、3己烯基Z、3己烯酸酯的引诱效果

将Z、3己烯基Z、3己烯酸盐与矿物油按照重量比1∶49的比例混合。混合物溶液被热封在PVC管内，管的内径2毫米，管长50毫米、壁厚0.5毫米，管内的容积约为125微升，即，容量约为107毫克。每个PVC管中灌满混合溶液。由此，Z,3己烯基Z,3己烯酸盐的含量约为2.14毫克。对照为同等的PVC管中只装有同量的矿物油，即，107毫克矿物油。PVC管为控释装置。实验设计仍为前述的风洞试验，结果见表4:

表4.利用风洞试验测试低浓度的Z,3己烯基Z,3己烯酸盐的引效效果：

从表4中可以看出，Z、3己烯基Z、3己烯酸盐与矿物油按照重量比1∶49的混合溶液的引诱效果与重量比为1:4的混合溶液的引诱效果基本相同，均明显优于对照，由此表明该混合溶液具有较强的引诱作用。此外，发明人团队还试验了Z、3己烯基Z、3己烯酸盐与矿物油按照重量比1:9、1:19、1:24的混合溶液对马铃薯甲虫的引诱效果，测试方法同上，其结果见下表5。

表5利用风洞试验测试不同浓度的Z,3己烯基Z,3己烯酸盐的引效效果：

从上述表5的实验结果可以得出，Z、3己烯基Z、3己烯酸盐与矿物油重量比为1:9、1:19、1:24的混合溶液对马铃薯甲虫均具有较强的吸引作用。

4.试验以PVC管作为控释装置释放的持效性。

发明人团队进一步研究了Z,3己烯基Z,3己烯酸盐通过PVC管控释装置的释放速率。试验设计如下：

将20个PVC管暴露在室温下，每个PVC管中含有1000毫克Z,3己烯基Z,3己烯酸盐，并在71天内每隔一周称重，精确到0.1毫克，取平均值，释放量数据如表6所示:

表6.Z,3己烯基Z,3己烯酸盐通过PVC管控释装置持效性释放统计(总量1000毫克,室温)

释放天数	累计释放量(单位：毫克)
		7	122.2
15	261.5
		22	421.0
27	509.1
		42	618.0
62	769.7
		71	982.3

表6的实验结果表明，Z,3己烯基Z,3己烯酸盐通过PVC管控释装置释放时具有持效性，即，1000毫克的Z,3己烯基Z,3己烯酸盐的持续释放时间可达71天以上。

此外，发明人团队还测试了Z,3己烯基Z,3己烯酸盐通过其他材料的控释装置释放的持效性。作为示例，其他材料，例如为：低密度聚乙烯(LDPE)、乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)、热塑性聚氨酯(TPU)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、等，结果如下述表7所示。

表7.Z,3己烯基Z,3己烯酸盐通过不同材料制成的控释装置的累积释放量(1000毫克，室温)

表7的实验结果表明，上述这些材料与PVC管控释装置相类似，均具有释放的持效性。其中通过热塑性聚氨酯材料在35天释放完，通过乙烯-醋酸乙烯酯材料在49天释放完，而通过低密度聚乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯材实的释放时间可达70天以上。

5.在田间实地测试Z,3己烯基Z,3己烯酸盐的作用本实验采用了两块马铃薯田地试验区，也称为处理区，一块马铃薯田地对照区。三块马铃薯田地均在之前(往年)发生过较为严重的科罗拉多马铃薯甲虫危害。因而可以判断，在种植马铃薯后不久，三块田地就都会出现大量科罗拉多马铃薯甲虫。为避免相互影响，三块马铃薯田地之间相互间隔至少100米。

其中的一块马铃薯田地试验区，也可称为第一个处理区，采用低密度聚乙烯(LDPE)材料制成的胶管式的控释装置。即，将50个低密度聚乙烯材料的胶管式控释装置中分别热封1000毫克Z,3己烯基Z,3己烯酸盐。然后将这50个控释装置成一排布置在第一个处理区马铃薯田地的大致中间位置处，例如，马铃薯田地的距离该田地边缘大约几十米或上百米的中间位置，以便集中诱捕。作为示例，控释装置之间的间距约为2米。

其中的另一块马铃薯田地试验区，也可称为第二个处理区，采用微胶囊制剂与水的混合溶液进行喷洒。具体地，利用玉米蛋白制备微胶囊制剂，将8.5克玉米蛋白溶解在50克80％乙醇20％蒸馏水的混合物中。加入25.5克Z,3个己烯基Z,3个己烯酸盐，不断搅拌。最后一步，加入75克蒸馏水，使玉米醇溶蛋白从溶液中出来，从而包裹住Z、3己烯基Z、3己烯酸盐。所得混合物用3.2克羟丙基瓜尔胶稳定以防止沉降。所得到的混合物在物理和微生物方面都是稳定的，并用作可喷洒式的液体配方中的成分。关于混合溶液的配方，按照10升水加入100毫升的微胶囊制剂混合，喷洒在第二个处理区的边部的马铃薯行。具体地，可以以每行马铃薯每100米使用5升施用。每周重复一次，共使用4周，28天。

此外，第三块田地为对照区，即，不进行任何处理和防治。

在28天内，查看试验结果。具体地，可以在处理进行的第0、3、7、14、21、28天分别进行调查。此时，分别调查从每一块田地的最中央处沿1、4、8排的40株马铃薯植株上的科罗拉多马铃薯甲虫成虫、卵/幼虫的数量，即调查并统计每块田地的非边部行或非边缘行，结果如表8所示:

表8含Z、3己烯基Z、3己烯酸盐的控释装置在曾受科罗拉多马铃薯甲虫危害的马铃薯田间试验结果:

表8的实验结果表明，无论是布置低密度聚乙烯材料的胶管式控释装置还是喷洒微胶囊制剂与水的混合溶液，Z、3己烯基Z、3己烯酸盐作为科罗拉多马铃薯甲虫的引诱剂在田间条件下都是有效的。具体地，如第一个处理区采用的胶管式控释装置的引诱剂，将绝大部分科罗拉多马铃薯甲虫逐渐引诱到马铃薯田地的边部的行或边缘行，此时，调查的其他的中间行的科罗拉多马铃薯甲虫的量在下降，特别是，中间行在14天达到峰值成虫42只及卵/幼虫49只之后，逐渐下降，到第28天，降至成虫24只及卵/幼虫35只。由此说明，含Z、3己烯基Z、3己烯酸盐的控释装置能将绝大部分科罗拉多马铃薯甲虫引诱到边部的行或边缘行。同理，在采用微胶囊制剂与水的混合溶液的第二个处理区，中间行在14天达到峰值成虫32只及卵/幼虫42只之后，逐渐下降，互第28天，降至成虫18只及卵/幼虫32只。由此说明，含Z、3己烯基Z、3己烯酸盐的微胶囊制剂溶液能将绝大部分科罗拉多马铃薯甲虫引诱到第二块田地的边部的马铃薯行。而在未采用本发明引诱剂处理的对照区，中间行上的科罗拉多马铃薯甲虫一直在增加，直到第28天仍处于上升阶段，可以理解，该数值后续还会上升。

由此得出，在田间条件下，Z,3己烯基Z,3己烯酸盐对马铃薯甲虫具有引诱效果，能够将马铃薯甲虫引诱到外部的行或边缘行进行集中消杀，以保证中间行免受危害。换言之，能够将马铃薯田地的处理行，例如，可以选外部的行或边缘行，用控释装置或微胶囊制剂等本发明的引诱剂喷洒处理，以其作为捕集行。由此，被吸引的马铃薯甲虫、卵和幼虫被集中捕集后再用杀虫剂杀死，从而避免对整个农田进行处理，大大减少了杀虫剂的使用。

此外，尽管在前面的描述中，采用了矿物油作为与Z,3己烯基Z,3己烯酸盐混合的油料，但是，实验证明，还可以使用例如为玉米油、棕榈油、橄榄油、蓖麻油等的其他油料，其效果与矿物油一致。

此外，尽管前面的描述中，以PVC管、低密度聚乙烯材料胶管和微胶囊制剂作为控释装置的例子，但是，可以理解，控释装置还可以采用控释瓶、控释袋等，其效果基本相同。

虽然参照示例性实施方式对本发明进行了描述，但是应当理解，本发明并不局限于文中详细描述和示出的具体实施方式，在不偏离权利要求书所限定的范围的情况下，本领域技术人员可以对所述示例性实施方式做出各种改变。

Claims (10)

1.Z,Z-3-己烯基-3-己烯酯的以下任一应用：

1）用作科罗拉多马铃薯甲虫的引诱剂；

2）用于引诱科罗拉多马铃薯甲虫。

2.控释系统在引诱科罗拉多马铃薯甲虫中的应用，其特征在于，所述控释系统为Z,Z-3-己烯基-3-己烯酯控释系统，所述控释系统选自下述①和②中的任一个：

①含有Z,Z-3-己烯基-3-己烯酯的控释装置；

②装有Z,Z-3-己烯基-3-己烯酯与油料混合物的控释装置。

3.根据权利要求2所述的控释系统在引诱科罗拉多马铃薯甲虫中的应用，其特征在于，所述油料选自下述中的任一种：矿物油、玉米油、棕榈油、橄榄油、蓖麻油。

4.根据权利要求2所述的控释系统在引诱科罗拉多马铃薯甲虫中的应用，其特征在于，所述控释系统是将Z,Z-3-己烯基-3-己烯酯与油料按照1:49-1:4的重量比混合，然后装入控释装置中得到的。

5.根据权利要求4所述的控释系统在引诱科罗拉多马铃薯甲虫中的应用，其特征在于，Z,Z-3-己烯基-3-己烯酯与油料的重量比为1:9或1:19或1:24。

6.根据权利要求2所述的控释系统在引诱科罗拉多马铃薯甲虫中的应用，其特征在于，所述含有Z,Z-3-己烯基-3-己烯酯的控释装置或所述装有Z,Z-3-己烯基-3-己烯酯与油料混合物的控释装置是下述中的任一个：控释袋、控释管、控释胶囊、控释瓶。

7.根据权利要求6所述的控释系统在引诱科罗拉多马铃薯甲虫中的应用，其特征在于，所述控释袋、所述控释管、所述控释胶囊、所述控释瓶的材料选自下述中的任一种：聚氯乙烯、低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯、热塑性聚氨酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯。

8.根据权利要求6所述的控释系统在引诱科罗拉多马铃薯甲虫中的应用，其特征在于，所述控释胶囊为微胶囊制剂。

9.根据权利要求2-8任一项所述的控释系统在引诱科罗拉多马铃薯甲虫中的应用，是用于诱捕科罗拉多马铃薯甲虫。

10.一种科罗拉多马铃薯甲虫的防治方法，其特征在于，利用权利要求2-8中任一项所述的控释系统在引诱科罗拉多马铃薯甲虫中的应用是将科罗拉多马铃薯甲虫诱捕到消杀处，进行集中消杀。