食物及揮發(fā)物對(duì)米象、玉米象及鋸谷盜誘集效果的研究

汪中明 章 妺 董 震 江亞杰 崔 淼 曹 陽(yáng)

(國(guó)家糧食局科學(xué)研究院1，北京 100037)(河南工業(yè)大學(xué)糧油食品學(xué)院2，鄭州 450001)

食物及揮發(fā)物對(duì)米象、玉米象及鋸谷盜誘集效果的研究

汪中明1章 妺1董 震1江亞杰2崔 淼1曹 陽(yáng)1

(國(guó)家糧食局科學(xué)研究院1，北京 100037)(河南工業(yè)大學(xué)糧油食品學(xué)院2，鄭州 450001)

針對(duì)為減少糧食損失、減少熏蒸劑的用量，而運(yùn)用食物引誘劑對(duì)倉(cāng)蟲(chóng)監(jiān)控和防治這一重要課題，本研究在實(shí)驗(yàn)室條件下測(cè)試2種食物和4種食物中對(duì)害蟲(chóng)有引誘作用的有效化學(xué)成分單一或組合時(shí)對(duì)3種害蟲(chóng)的誘集效果，從而篩選出對(duì)每種實(shí)驗(yàn)昆蟲(chóng)誘集效果最佳的誘集物配比方案。試驗(yàn)表明，對(duì)米象誘集效果最好的組合為香草醛(0.012 g)+二氯甲烷(0.5 mL)+亞油酸(2.5 mL)+二十烷(0.02 g)，誘集率最高可以達(dá)到65.2%；對(duì)玉米象誘集效果最好的為單一米糠，誘集率可達(dá)74%；對(duì)鋸谷盜誘集效果最好的是單一的誘集物香草醛，誘集率最高可以達(dá)到64%以上。

儲(chǔ)糧害蟲(chóng) 米糠 碎麥 化學(xué)成分 誘集

世界范圍內(nèi)，糧食在儲(chǔ)藏期間因昆蟲(chóng)、螨類(lèi)及霉菌的危害造成的損失為5%～15%。我國(guó)儲(chǔ)糧損失調(diào)查顯示，國(guó)家糧庫(kù)的損失為0.2%，農(nóng)戶的儲(chǔ)糧損失為6%～9%，其中引起損失的主要因素是儲(chǔ)糧害蟲(chóng)的危害。及時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)害蟲(chóng)的發(fā)生和采取合理的防治措施。因此，誘集技術(shù)既可以作為一種監(jiān)測(cè)手段，也可以作為一種綠色的防治方法受到很多學(xué)者的關(guān)注。由于植物氣味物質(zhì)在植食性昆蟲(chóng)寄主選擇定向中的重要作用，目前利用食物引誘劑誘捕倉(cāng)儲(chǔ)害蟲(chóng)已成為儲(chǔ)糧防治工作者的一個(gè)研究熱點(diǎn)[1]。食物引誘劑是指利用某種食物或食物中的某種化學(xué)成分來(lái)引誘害蟲(chóng)[2]，它能使害蟲(chóng)直接移向取食的合適場(chǎng)地。

Phillips等[3]研究發(fā)現(xiàn)新鮮谷物揮發(fā)物—戊醛、麥芽酚和香草醛對(duì)米象有引誘作用，對(duì)赤擬谷盜無(wú)作用；燕麥油和麥芽油吸引米象，稻米油、大豆油、燕麥油、麥芽油和玉米油對(duì)赤擬谷盜都有吸引作用；由大豆油和麥芽油組成的一種商業(yè)產(chǎn)品對(duì)赤擬谷盜有很強(qiáng)的吸引作用，對(duì)米象無(wú)作用；研究表明，適宜濃度信息素與食物誘餌結(jié)合，其誘蟲(chóng)性優(yōu)于單一的信息素或食物誘餌[4-7]。Kickens等[8]、Dickens等[9]報(bào)導(dǎo)食物引誘劑或食物中的有效化學(xué)成分能加強(qiáng)信息素對(duì)害蟲(chóng)的誘捕作用。

因此進(jìn)一步研究谷物中易揮發(fā)的化學(xué)組分對(duì)害蟲(chóng)的引誘增效機(jī)制，對(duì)于推廣食物引誘劑具有重要的意義。食物引誘劑具有的優(yōu)點(diǎn)為能同時(shí)誘捕多種害蟲(chóng)；使信息素對(duì)靶子害蟲(chóng)的誘效增強(qiáng)；可引誘幼蟲(chóng)；食物源廣，取材容易，成本低；對(duì)環(huán)境無(wú)污染公害，儲(chǔ)藏谷物沒(méi)有毒性殘留；害蟲(chóng)不產(chǎn)生抗藥性[10]。雖然已有商業(yè)化的食物引誘劑開(kāi)發(fā)并投入應(yīng)用，但目前研究和應(yīng)用的食物引誘劑單獨(dú)使用的效果尚不夠理想，難以達(dá)到監(jiān)測(cè)和防治的目的。因此還需要不斷探索和優(yōu)化誘捕條件，尋求更高效的食物引誘劑。

許多研究表明盡管多種植物油有明顯的誘蟲(chóng)活性，但隨著油的陳化，其誘性逐步減弱，如直接采用食物引誘劑中的有效成分對(duì)害蟲(chóng)進(jìn)行引誘，可避免這一缺點(diǎn)。目前，此類(lèi)有效成分組合誘集儲(chǔ)糧害蟲(chóng)技術(shù)應(yīng)用較少，本研究在實(shí)驗(yàn)室條件下測(cè)試4種有效化學(xué)成分以及碎麥、米糠單一或組合時(shí)對(duì)3種害蟲(chóng)的誘集效果，以期篩選出對(duì)每種昆蟲(chóng)誘集效果最佳的誘集物配比方案。

1 材料與方法

1.1 材料

蟲(chóng)源：米象Sitophilusoryzae，玉米象Sitophiluszeamais，鋸谷盜OryzaephilussurinamensisLinne；羽化后1～2周的成蟲(chóng)，為國(guó)家糧食局科學(xué)研究院糧油儲(chǔ)藏技術(shù)研究組飼養(yǎng)。

試劑：香草醛、亞油酸，分析純：天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所；二十烷、二氯甲烷，分析純：北京化工廠；米糠；碎麥。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試蟲(chóng)飼養(yǎng)

玉米象、米象以顆粒飽滿、無(wú)蟲(chóng)孔、無(wú)霉變的消毒小麥顆粒為飼料;鋸谷盜以燕麥∶全麥粉∶酵母=6∶3∶1為飼料，在溫度(28±1) ℃、相對(duì)濕度(70±5)%條件下培養(yǎng)，放入培養(yǎng)箱中備用。

1.2.2 誘集溶液配制

以二氯甲烷(0.5 mL)為溶液，香草醛(0.2、 0.1、0.012 g)、亞油酸(0.2、2.5 mL)、二十烷(0.1、0.05、0.02 g)、碎麥(0.2 g)、米糠(0.2 g)分別為溶質(zhì)或組合溶質(zhì)。

1.2.3 不同誘集物配比對(duì)4種儲(chǔ)糧害蟲(chóng)的誘集作用

1.2.3.1 單一化學(xué)物對(duì)試蟲(chóng)活動(dòng)分布的影響

在白色托盤(pán)中，均勻分成4個(gè)區(qū)域，按順序依次分別編號(hào)1～4，選取其中一個(gè)區(qū)域放入含有單一化學(xué)誘集物的培養(yǎng)皿。挑選50頭試蟲(chóng)(玉米象、米象、鋸谷盜)，放入6 cm小培養(yǎng)皿中，倒扣于內(nèi)壁涂有聚四氟乙烯的白色托盤(pán)(47 cm×33 cm)中間，待其適應(yīng)30 min后，取出培養(yǎng)皿，讓其自由活動(dòng)，6 h后觀測(cè)記錄各區(qū)域的試蟲(chóng)數(shù)量。

以無(wú)誘源條件下試蟲(chóng)活動(dòng)分布規(guī)律作為對(duì)照。每種處理重復(fù)3次。

1.2.3.2 混合化學(xué)物組份對(duì)試蟲(chóng)活動(dòng)分布的影響

以混合化學(xué)物組份替代單一組份。混合組份如表1所示。

表1 混合化學(xué)物組分組成

1.3 數(shù)據(jù)處理

結(jié)果用誘集率計(jì)算公式表示：

式中：A為在添加誘集物的條件下，添加誘集物位置的引誘試蟲(chóng)平均數(shù)；AC為在添加誘集物的條件下，未添加添加誘集物位置的引誘試蟲(chóng)平均數(shù)；B為在不添加誘集物的條件下，添加誘集物位置的引誘試蟲(chóng)平均數(shù)；BC為在不添加誘集物的條件下，不添加誘集物位置的的引誘試蟲(chóng)平均數(shù)。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素方差分析，并采用Duncan′s新復(fù)極差法對(duì)誘集數(shù)量進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單種成分對(duì)3種害蟲(chóng)的誘集效果

如表2所示，用單一食物或食物揮發(fā)成份作為誘集物時(shí)，米糠對(duì)玉米象的誘集效果最好，誘集率最高可以達(dá)到74%；香草醛對(duì)鋸谷盜誘集效果最好，誘集率可達(dá)64%以上；碎麥對(duì)米象的誘集效果好于米糠。米糠對(duì)米象和玉米象的誘集率表現(xiàn)出了顯著性差異，而其他5種單一成分對(duì)3種試蟲(chóng)的誘集率之間無(wú)顯著性差異。同時(shí)對(duì)3種害蟲(chóng)總體的誘集效果，亞油酸>米糠>香草醛>二氯甲烷>碎麥>二十烷。

表2 單種成分對(duì)3種害蟲(chóng)的誘集效果

注：表中的數(shù)據(jù)為平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤， 標(biāo)注的不同字母表示在同一列中差異顯著 (P<0.05)，相同字母表示差異不顯著 (P>0.05)，余同。

2.2混合化學(xué)物組份及不同配比對(duì)3種害蟲(chóng)的誘集效果

多種混合組分及不同配比對(duì)3種害蟲(chóng)的誘集效果總體上并沒(méi)有出現(xiàn)明顯的增效作用，如表3所示。G組合對(duì)米象的誘集效果最明顯，最高誘集率可以達(dá)到65.2%；G組合與F組合的成分差異在于G沒(méi)有碎麥，亞油酸的量有所增加，G誘集效果優(yōu)于F組合，表明誘集組合中亞油酸的含量是比較重要的因素，這與2.1中單一組分的試驗(yàn)結(jié)果中，亞油酸的總體誘集效果最好的結(jié)果一致。

E組合對(duì)玉米象的誘集效果也較為明顯，但同時(shí)加入同樣對(duì)玉米象有很強(qiáng)的誘集效果的米糠時(shí)，誘集效果并沒(méi)有更加明顯，有研究報(bào)道米糠中存在某種有利吸引玉米象取食產(chǎn)卵的引誘物質(zhì)[12]，本研究中能夠吸引玉米象的揮發(fā)性物質(zhì)與米糠不能起到相互促進(jìn)的作用。同樣從對(duì)鋸谷盜的誘集效果來(lái)看，A、B、C、D 4種組合均不及單一的香草醛和亞油酸。因此，不同化合成分組合時(shí)，可能存在一些物質(zhì)之間的反應(yīng)或中和，這正是不同物質(zhì)配方試驗(yàn)過(guò)程中需要注意和驗(yàn)證的問(wèn)題。

B組合和A組合的成份是由香草醛分別加二十烷和二氯甲烷混合而成。從2.1的結(jié)果來(lái)看，二十烷的單一成分誘集效果明顯低于二氯甲烷，但它們分別與香草醛組合時(shí)，B組合的誘集效果明顯好于A組合，表明物質(zhì)組合之后，不同化學(xué)成分之間所產(chǎn)生的反應(yīng)和起到的誘集效果不是單一的疊加，為了尋找更高效的誘芯，需要嘗試不同的物質(zhì)的配比。

表3 多種混合成分及不同配比對(duì)3種害蟲(chóng)的誘集效果

3 討論與結(jié)論

本研究得出了分別對(duì)米象、玉米象、鋸谷盜具有較高誘集效果的誘集物質(zhì)或誘集組合。其中，對(duì)米象誘集效果最好的組合為G，誘集效率最高可以達(dá)到65.2%；對(duì)玉米象誘集效果最好的為單一米糠，可達(dá)74%；對(duì)鋸谷盜誘集效果最好的單一的誘集物香草醛，誘集效率最高可以達(dá)到64%以上。

研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，單獨(dú)使用米糠、香草醛分別對(duì)玉米象、鋸谷盜的誘集效果最為明顯，但加入其他物質(zhì)后，并沒(méi)有明顯增強(qiáng)其誘集作用。也就是兩種物質(zhì)分別單一作用時(shí)對(duì)昆蟲(chóng)有較強(qiáng)的吸引作用，但組合之后未必可增強(qiáng)其吸引作用。這可能是因?yàn)閱我唤M分本身對(duì)昆蟲(chóng)有一定的引誘作用，一旦再加入某種其他物質(zhì)(即使引誘物質(zhì)如米糠、碎麥)，使昆蟲(chóng)變得不適應(yīng)或者可能是因?yàn)樗辂湣⒚卓反祟?lèi)谷物提取物與化學(xué)物混合時(shí)可能導(dǎo)致對(duì)害蟲(chóng)起引誘作用的有效化學(xué)成分發(fā)生了改變，由于化學(xué)成分的變化使得有效化學(xué)成分的含量降低或是由于化學(xué)成分的之間的抑制作用使其沒(méi)有充分揮發(fā)，從而沒(méi)有產(chǎn)生協(xié)同增效的作用。很多研究表明，植物釋放的揮發(fā)性成分較多，常以不同的濃度比例協(xié)同對(duì)昆蟲(chóng)起感覺(jué)刺激作用，但真正對(duì)昆蟲(chóng)寄主起定向作用的僅為一種或幾種特異性的信息化合物[11]。

在組合E中加入碎麥后大大增加了對(duì)米象的誘集效果。李興奎等[12]也認(rèn)為誘集玉米象等害蟲(chóng)時(shí)在昆蟲(chóng)信息素中加入谷物有協(xié)同增效的作用。

有的誘集組合雖然成分相同，但不同的濃度比例也會(huì)對(duì)昆蟲(chóng)產(chǎn)生不同的誘集效果，有的甚至還會(huì)產(chǎn)生驅(qū)避作用。如本試驗(yàn)中的組合E：改變香草醛、亞油酸的劑量后大大增加了對(duì)米象的誘集作用。同時(shí)，Burkholder[13]的試驗(yàn)結(jié)果表明，高濃度的信息素對(duì)谷蠹成蟲(chóng)有排斥性，而玉米象和米象的信息素也具有類(lèi)似的反應(yīng)。Barak等[14]發(fā)現(xiàn)裝有信息素的瓦楞誘捕器捕獲的赤擬谷盜明顯多于正己烷對(duì)照，但高濃度的信息素降低了捕獲效果。合成的化合物進(jìn)行試驗(yàn)，所以起決定作用的有效成分含量相對(duì)來(lái)說(shuō)就會(huì)有所降低。故一些有引誘活性的組分在高濃度下會(huì)產(chǎn)生排斥作用， 所以化合物濃度是影響昆蟲(chóng)反應(yīng)的重要因子，每種昆蟲(chóng)對(duì)于揮發(fā)性信息化合物的反應(yīng)都有一個(gè)最佳的劑量范圍。一般低于此范圍時(shí)反應(yīng)率隨劑量的增加逐漸升高，高于該范圍時(shí)反應(yīng)率便隨劑量的增加而下降。由此可見(jiàn)昆蟲(chóng)對(duì)引誘物質(zhì)的質(zhì)和量都有一定要求，有一個(gè)表現(xiàn)正趨性范圍，一旦超過(guò)這個(gè)范圍，則變?yōu)樨?fù)趨性。

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Attractant Effect of Plant Volatiles toSitophilusOryzae,SitophilusZeamaisandOryzaephilusSurinamensisLinne

Wang Zhongming1Zhang Mo1Dong Zhen2Jiang Yajie2Cui Miao1Cao Yang1
(Academy of State Administration of Grain1, Beijing 100037)(School of Food Science & Technology Henan University of Technology2, Zhengzhou 450001)

In order to reduce the grain loss and reduce the amount of fumigant, it is an important task to use food attractant to monitor and control pest. The purpose of this study was to test the trapping effect of single or combination chemicals which was extracted from six kinds of foods to three kinds of insect pests under the condition of the laboratory, with aiming of selecting the best proportion of traps to the pests. The result indicated that the best combination chemicals for theSitophilusoryzaeare vanillin (0.012 g)+dichloromethane (0.5 mL)+linoleic acid (2.5 mL)+eicosane (0.02 g), with trapping percentage reaching to 65.2%. Single rice bran was the best trap for theSitophilusoryzae, with more than 74% trapping percentage, while for theOryzaephilussurinamensisLinne, the best trap isonly vanillin, with more than 64% trapping percentage.

stored grain pest, rice bran, shredded wheat, chemical composition, trap

S379.5

A

1003-0174(2017)09-0116-04

國(guó)家國(guó)際科技合作項(xiàng)目(2013DFA31960)，國(guó)家糧食公益專(zhuān)項(xiàng)(201513002-04-01)

2016-02-11

汪中明，男，1971年出生，博士，儲(chǔ)糧害蟲(chóng)防治

曹陽(yáng)，男，1958年出生，教授，糧食儲(chǔ)藏