棉田綠盲蝽誘殺色板的研究

　　研究的緣起
　　2009年暑假期間家長帶我到滄州獻縣探親時，農民伯伯告訴我，棉田會受到盲蝽象的危害，如果不及時打藥，會導致棉葉破裂、蕾鈴脫落、棉尖變禿，嚴重影響棉花產量。目前盲蝽象對棉花生產的危害已經超過了當年棉鈴蟲的危害，是棉農的一塊“心病”。
　　從親戚家回來，我心里一直想著農民伯伯說的話。對生物學一直有濃厚興趣的我能不能在這方面做些事情呢？后來，長期從事農業害蟲研究的有關專家教授向我介紹了棉田盲蝽象的發生規律和防治現狀等，給我找了《農業昆蟲學》等幾本參考書和相關科學網站。
　　通過學習參考書籍和查閱相關網站，我了解到我國北方棉田的盲蝽象以綠盲蝽（Apolygus lucorum MeyerDur，見圖1）為主。綠盲蝽在我國北方棉區一年發生5代，主要危害棗樹和棉田。早春4月中下旬一直到6月上旬危害棗樹，從6月上旬一直到10月上旬危害棉田，9月下旬陸續轉移到棗樹上產卵越冬。綠盲蝽已成為當前我國北方抗蟲棉田主要害蟲，對棉花生產造成了重大損失。多年來，棉農只能用農藥如有機磷、菊酯類藥劑防治棉田綠盲蝽。由于生產上缺乏防治綠盲蝽的其他有效替代方法，造成了化學農藥的嚴重不合理使用現象，帶來農產品農藥殘留超標、生態惡化、環境污染等重大問題。
　　我在田間觀察中發現，綠盲蝽常常在植物的花里面出沒，通過查閱資料，了解到植物花香氣味物質中有一種主要成分——苯乙醛，在資料里面發現在防治其他害蟲研究中苯乙醛對昆蟲有一定的引誘作用，而這一物質對綠盲蝽的引誘活性研究還未見報道。
　　苯乙醛（phenylacetaldehyde）是最簡單的芳香醛，分子式為C8H8O（見圖2），以游離狀態存在于一些植物的香精油中，為無色低熔點晶體，具有良好的揮發性。
　　同時，綠盲蝽也具有趨光性，對顏色具有選擇趨性。基于此，我在老師的指導下設計了棉田綠盲蝽誘殺色板的研究方案，并于2009年8月開始了研究工作。
　　
　　圖1 綠盲蝽成蟲
　　
　　圖2 苯乙醛化學式
　　材料與方法
　　本項目研究過程中所用到的所有儀器設備、化學試劑、實驗藥品、供試昆蟲、工具器具等均由河北省農林科學院植物保護研究所提供。
　　苯乙醛對綠盲蝽引誘作用的初探
　　配制供試藥劑。用移液槍量取5mL丙酮放入25mL容量瓶內，取0.25mL苯乙醛放入該容量瓶中，并補充丙酮至25mL刻度線，得到苯乙醛的100倍稀釋液。以苯乙醛100倍稀釋液作為母液，取2.5mL該母液，放入另一25mL容量瓶內，配制成為苯乙醛1 000倍稀釋液備用。
　　準備nH81RptGhx8d/EBgx+lOoQ==綠盲蝽成蟲。供試昆蟲為河北省植保所養蟲室內人工飼養的綠盲蝽。挑取活潑、健康、大小一致的綠盲蝽成蟲備用，并于實驗前饑餓2小時。
　　“Y”形嗅覺儀準備。“Y”形嗅覺儀的組成見圖3。它包括1個用玻璃制成的“Y”形管，其基部長20cm，內徑2.5cm，兩臂長約15cm，兩臂夾角110°，每臂分別由兩節玻璃管套嵌而成。“Y”形管內置1根“Y”形鐵絲，鐵絲端部穿過紗網。兩臂分別依次接流速計（用于控制氣流的流速）、裝有活性炭和清水的廣口瓶（用于凈化空氣）、氣泵等。
　　引誘作用測定。將氣泵電源接通，調節流速計，使兩邊的氣流速度相同，均為500mL/min。“Y”形管兩端放入濾紙，分別點滴1000倍苯乙醛丙酮稀釋液200mL和丙酮200mL。挑選健壯活潑的試蟲，將1頭試蟲接到“Y”形嗅覺儀出氣端的鐵絲上，使其逆氣流而上，觀察其行為。連續測試120頭試蟲。所有測試都在空氣潔凈、光線均勻、通風良好、相對封閉的實驗室中進行。測試時室內溫度為20?25℃，相對濕度為40%?60%。統計結果，采用如下公式分析各物質對綠盲蝽化學趨性的差異。
　　反應率（%）=（誘集蟲數+趨避蟲數）/實驗總用蟲數×100%
　　誘集率（%）= 誘集蟲數/（誘集蟲數+趨避蟲數）×100%
　　苯乙醛應用濃度范圍的確定
　　測試方法同引誘作用測定。供試苯乙醛丙酮液的稀釋倍數分別為1 000、10 000、100 000、1 000 000和10 000 000倍。采用前述計算方法計算出不同濃度苯乙醛丙酮稀釋液對綠盲蝽的引誘效果。
　　不同顏色粘板對綠盲蝽田間誘殺效果實驗
　　分別在棗樹和棉田兩種實驗地進行實驗。將紅、橙、黃、綠、青、藍和紫色的誘蟲板雙面均涂上粘蟲膠分別置于棉田上方20～30 cm處和棗林（懸掛）內，7種顏色的誘蟲板隨機排列，其中每2塊誘蟲板的間隔不少于5m。在誘蟲板懸掛5天后統計粘在各色誘蟲板上的綠盲蝽成蟲總數。
　　黃色誘蟲板涂抹苯乙醛適宜濃度（丙三醇稀釋）的篩選實驗
　　在棉田間進行實驗時，苯乙醛采用丙三醇稀釋，分別稀釋2 000、4 000、6 000、8 000和10 000倍，并設單獨涂抹丙三醇處理，以黃色誘蟲板（不涂抹處理）為空白對照，共計7個處理，重復3次。分別于誘蟲板懸掛5天后統計粘在誘蟲板上的綠盲蝽成蟲總數。
　　苯乙醛誘殺黃板的田間誘殺實驗效果和對天敵的保護作用
　　實驗地設在河北重要棉區滄州市獻縣西城鄉蔡西村。
　　實驗共設3個處理，分別為苯乙醛（6 000倍）黃色誘蟲板、丙三醇黃色誘蟲板和黃色誘蟲板，重復4次。每次重復4塊誘蟲板，誘蟲板置于棉田上方20~30 cm處，每2塊誘蟲板的間隔不少于20m。
　　懸掛誘蟲板5天后統計粘在誘蟲板上的綠盲蝽成蟲總數。以誘蟲板上綠盲蝽成蟲的數量表示誘殺效果。
　　懸掛誘蟲板5天后調查誘蟲板5m2范圍內的綠盲蝽活蟲數和天敵瓢蟲數量。同時選擇實驗地相隔50m的棉田作為對照，調查3塊5m2范圍內的綠盲蝽活蟲數和天敵瓢蟲數量，以益害比為指標評價對天敵的影響。
　　實驗結果與分析
　　實驗結果
　　苯乙醛對綠盲蝽引誘作用初探。在老師的指導下，我利用“Y”形嗅覺儀測定了苯乙醛1 000倍稀釋液對綠盲蝽成蟲的引誘作用。本實驗結果表明，苯乙醛對綠盲蝽成蟲是具有較明顯的引誘作用的，但其確切的濃度范圍尚需通過實驗進一步探索。
　　實驗結果表明，隨著苯乙醛濃度變化，其對綠盲蝽的引誘作用也有較大的差異。其中苯乙醛100 000倍對綠盲蝽的引誘效果最好，誘集率達到了70%以上。
　　實驗結果表明，綠盲蝽對黃色和橙色區域的敏感性最強，在這兩個色段范圍內，其誘殺效果明顯高于其他色段。根據棗樹上不同色彩粘板的誘蟲效果和棉田不同色彩粘板的誘蟲效果，我選擇了黃色誘蟲板進行進一步的研究。
　　從處理5天后實驗調查結果來看，苯乙醛用丙三醇稀釋6 000倍左右對綠盲蝽成蟲具有較高的誘殺效果。
　　實驗結果表明，苯乙醛黃色誘殺色板處理田塊益害比值達到了0.06366，比其他3個處理田塊的益害比值均高，是常規防治田塊益害比值的4.29倍，能夠很好地保護天敵瓢蟲，保持了良好的生態環境。
　　結果分析
　　本研究采用測定昆蟲趨性的專用儀器——“Y”形嗅覺儀，室內明確了苯乙醛對綠盲蝽成蟲的引誘作用，并進一步確定了苯乙醛對綠盲蝽具有強引誘活性的濃度范圍約為稀釋100 000倍左右。
　　本研究利用綠盲蝽的特性，制作了苯乙醛黃色誘殺色板并明確了其對綠盲蝽成蟲的田間誘殺效果和對天敵的保護作用。明確了苯乙醛用丙三醇稀釋6 000倍左右涂抹黃色誘蟲板對綠盲蝽的誘殺效果最好。苯乙醛黃色誘蟲板（苯乙醛6 000倍）對綠盲蝽具有一定的引誘效果，且其益害比與常規化學藥劑防治棉田相比要高4~5倍，也就是說其對天敵具有較強的保護作用。
　　苯乙醛黃色誘蟲板的研究豐富了綠盲蝽的防治手段，既可以作為其他防治方法的補充來提高防治效果，又可以作為單獨防治方法進行應用。如果我們的技術應用推廣200萬畝（河北省種植面積的20%），就可以節省開支1 600萬元；同時減少使用200噸以上化學農藥，取得保護天敵、減少污染的效果，具有重大的生態效益和環保效益。
　　結論
　　本研究采用測定昆蟲趨性的專用儀器——“Y”形嗅覺儀，室內明確了苯乙醛對綠盲蝽成蟲的引誘作用。本研究首次開展了苯乙醛黃色誘殺色板防治綠盲蝽的田間實驗研究，證實其在綠盲蝽防治上具有廣闊的應用前景。
　　本研究結果表明，苯乙醛黃色誘殺色板對棉田綠盲蝽具有較強的誘殺效果，而且操作簡便、易于掌握，因而具有較強的應用性；苯乙醛黃色誘殺色板應用成本低，與常規防治相比較具有可觀的經濟效益；且研究表明，苯乙醛黃色誘殺色板能夠保護害蟲的天敵——瓢蟲，因而是真正綠色、對環境安全的實用技術，具有重大的生態效益和環保效益。
　　展望
　　昆蟲的信息化學物質的研究為當前研究中的熱點問題，該技術前景廣闊。在本研究中，發現了苯乙醛對棉田綠盲蝽的較強引誘作用，明確了其具體的濃度范圍，并制作了苯乙醛黃色誘殺色板進行了田間效果的驗證實驗，初步明確了其防治效果和安全性，在田間小范圍內進行了應用。但本研究尚處于研究的初步階段，接下來，本研究還應繼續進行應用技術的研究、田間應用技術的影響因子研究等，為苯乙醛黃色誘殺色板的田間大面積推廣應用奠定基礎。
　　該項目獲得第26屆全國青少年科技創新大賽創新成果競賽項目中學組動物學一等獎。
　　專家評語
　　該項目通過實驗室和野外田間實驗對不同濃度苯乙醛對綠盲蝽的引誘作用進行了研究。此項目研究成果具有很強的實用性，同時也有一定的科研創新，反映了該生較強的科學思維能力。論文寫作流暢，文字規范。