苦楝是一种常见的楝科(Meliaceae)植物, 全株有毒, 人们很早都知道它具有杀虫效果(陈冀胜, 1987); 近10年来, 国内外对楝属植物的杀虫活性及机理的研究相当活跃(赵善欢, 1983, 1986; 赵博光, 1994; 汪文陆, 1992; 韩玖等, 1991; 顾静文等, 1995; Oerlrichs et al., 1983)尤其是在我国北方将种植苦楝树作为防治光肩星天牛(Anoplophora glabripennis)、桑天牛(Apriona germari)、黄斑星天牛(A.nobilis)等天牛类害虫的隔离带取得较好的结果(张久森等, 1986; 孙金钟等, 1990; 邵强华等, 1997; 高瑞桐等, 1998; 李文杰等, 1992; 李建光等, 1999; 骆有庆等, 1999; 李丰等, 1999), 而我们在对沿海防护林木麻黄(Casuarina spp.)主要蛀干害虫的研究过程中, 却发现星天牛(Anoplophora chinensis)成虫最喜取食苦楝树的树皮、嫩梢、叶柄等作为补充营养(黄金水等, 1998), 且在野外苦楝树上有群集取食取象。因此, 笔者1998~1999年在野外苦楝树上进行了较为详细的引诱星天牛成虫试验, 同时以苦楝树叶、嫩枝皮为材料, 用其浸提液制成诱芯进行星天牛引诱, 并对其化学成分进行了初步分析, 采用不同化学农药进行室内外毒杀引诱来的星天牛成虫防治试验。

1 材料与方法 1.1 苦楝诱饵树引诱试验 1.1.1 苦楝树林间设置与诱虫效果调查

试验地位于福建省惠安赤湖国有防护林场, 林场主要树种为木麻黄, 星天牛发生较为普遍, 受害株率为25%以上的林分约占50%。利用林间野生的苦楝树并根据试验方案在林间、林窗(苦楝树周围10m以上范围林分郁闭度在0.3以下)、林缘、林间林道旁等处设置诱饵树, 苦楝树树高1~3m, 冠幅1.4~2.5m, 13个诱虫点分布于林场大山头工区70hm²的受害林分中。从5月10日成虫羽化初期观察到9月14日成虫末期, 每天7:00~15:00对诱虫点进行1次调查并捕杀成虫, 同时记载时间、诱虫数、雌雄比及天气情况等。

1.1.2 诱虫距离

试验点在林场附近的东坑村, 在周围没有星天牛寄主植物的农田田埂上, 按距被害林分不同直线距离5、30、50、80、200m, 种植1.5~3.5m高的诱饵树作为诱虫点, 调查有效诱虫距离。

1.1.3 诱虫高峰时段及天牛在饵木上的取食、停歇时间

在星天牛羽化高峰期选3个诱虫效果好的诱虫点, 每日6:00~17:00相隔2h观察记录星天牛在诱饵木上的取食、交配、停息等活动情况。

1.2 苦楝树粗提物近距离引诱效果 1.2.1 诱芯制作

用直径12cm的滤纸卷成小圆筒; 用干燥杉木作成12.0cm×1.0cm×0.5cm (长×宽×厚)的小木块; 采取苦楝新鲜嫩枝连同叶、叶柄、皮等一起剪碎, 将剪碎的混合物与滤纸、木块一起分别放入异辛烷、丙酮、三氯甲烷、乙醇、甲苯等(分别编号为1、2、3、4、5号溶剂) 5种分析纯溶剂中, 木块诱芯在常温下浸泡3d和1d, 滤纸浸泡1d, 取出滤纸和木块阴干3h, 让溶剂挥发后, 作成滤纸和木块诱芯, 制成的诱芯在2h内用于试验。对照用未浸泡过的滤纸和木块以及单独浸泡1、2、3、4、5号溶剂的诱芯, 分别编号, 共12个对照。

1.2.2 引诱试验

室内试验于1999年8月在福建省惠安赤湖国有防护林场进行。在100cm×70cm×50cm的长方形纱笼中, 先放入5种不同溶剂制作的滤纸和木块诱芯各1个, 共10个诱芯及12个对照诱芯随机排列, 然后放入5头饥饿1d的健康星天牛成虫(羽化后用苦楝树人工室内饲养, 日龄40~50d), 让其自由活动, 观察其对诱芯的反应。每次实验2h, 8次重复。林间试验是把诱芯直接悬挂于有虫林分1.6m高的木麻黄侧枝上, 观察引诱效果。

1.2.3 化学成分分析

按前述方法用5种不同溶剂浸泡苦楝树嫩枝皮, 在常温下浸泡3d后过滤, 然后让各溶剂挥发后, 加入KBr固体研磨压片, 用Perkin-Elmer Spectrum 2000 FT-IR谱仪测试, 测试范围4000~400cm^-1, 每个样品扫描16次。本试验在福州大学化学分析中心进行。

1.3 防治试验 1.3.1 供试药剂

药剂选用50%甲胺磷乳油(杭州农药总厂), 80%敌敌畏(南通农药厂), 40%氧化乐果(福建三农化学有限公司), 20%杀灭菊酯(杭州农药总厂), 18%杀虫双水剂(福州精细化工总厂), 3%呋喃丹(福建省闽侯东亚化学有限公司), 17.5%增效水胺硫磷乳油(湖北省仙桃市农药厂), 8%绿色地雷(江苏红太阳集团)。

1.3.2 室内触杀、胃毒农药筛选

将选定的农药稀释成试验浓度, 在长约60cm的新鲜苦楝树枝条上用手持喷雾器进行喷洒, 至全湿后自然阴干, 插入养虫笼中的玻璃瓶内水培, 然后放入林间捕捉的星天牛健康成虫, 观察成虫死亡情况。每种药剂重复3次。

1.3.3 林间防治效果及有效期的测定

根据室内药效测定结果, 筛选3种效果最好的药剂进行林间药效测定。选择树高约2m的野生苦楝树30株(3种药剂各3株, 重复3次, 另设清水对照), 用背负式喷雾器喷施药液至叶片正反两面湿润为度, 喷药后4、9、19、26d分别在枝条上套上尼龙纱笼, 接上野外捕捉的健康成虫, 接虫后48h检查防治效果。

2 结果与分析 2.1 苦楝树引诱效果 2.1.1 不同位置的苦楝树诱虫效果

13个诱虫点的基本情况及引诱星天牛成虫结果见表 1。从5月10日捕捉到第1头成虫至9月6日最后1头, 共在13个诱虫点捕捉到成虫730头, 其中雌虫253头, 雄虫323头, 正在交配的77对; 各点诱虫量2~211头, 差异很大。虽然星天牛成虫在苦楝树上停栖补充营养的时间可长达2d以上, 但也有不足2h就飞走的, 而我们每天只捕捉一次, 所以实际诱来的虫量应多于捕捉到的成虫数量。在13个诱虫点中, 2、4、8、12、13号5个点共诱到530头, 占整个诱虫量的72.6%。从表 1可见, 这5个诱虫点的苦楝树都在林窗或林道旁, 周围有一定空地或木麻黄郁闭度较低, 分析认为可能是这些地方通风透光性好, 苦楝树能挥发出较多使星天牛产生趋性的化学物质, 加之星天牛成虫喜欢到向阳地方取食的缘故。因此, 诱饵树的设置以通风向阳的地方为宜。

对2、4、8、12、13号5个诱虫数量较多的点诱虫量进行统计, 结果见图 1。5个点各月的总诱虫量分别为:5月份共诱到72头, 占总量的13.58%;6月份诱到245头, 占总量的46.23%;7月份诱到130头, 占24.53%;8月份诱到81头, 占15.28%;9月份2头, 仅占0.4%。因此, 在对成虫期采取防治措施时, 一定要抓住6月份这一关键时期; 其次为5、7月份, 5月份羽化不久的雌成虫尚未产卵或产卵不多, 消灭1头就可以保护一定数量林木不遭受为害; 7月份雌成虫仍大量产卵, 也应积极防治。

2.1.2 不同月份的诱虫量 2.1.3 苦楝树的诱虫距离

1999年6月1日~7月19日, 每天在不同距离试验的诱饵树上捕捉成虫一次, 结果见表 2。距星天牛寄主植物林缘200m以内的诱饵树上均诱到成虫, 说明苦楝树在距虫源200m处仍有很强的引诱力。因此, 在设置诱饵树时, 在一定距离内应尽可能离木麻黄林分远一点, 以免成虫补充营养后再飞到木麻黄上产卵危害。

2.1.4 星天牛在苦楝树上取食、停歇的时间

星天牛在苦楝树上取食补充营养时间, 每次大多数超过1h, 一般2~7h, 也有部分可在苦楝树上取食过夜的, 曾观察到5头成虫(2对+1雌虫)在一株苦楝树上停歇超过2d。成虫在苦楝树上时, 一般较频繁地更换取食位置; 有的成虫一边取食一边交配, 有的在苦楝树上栖息。总之, 星天牛在苦楝树上取食、交配、停歇时间较长, 如用农药处理诱饵树, 成虫有足够接触农药的机会和取食毒饵的可能, 采取人工捕杀等措施也有充足的时间。

2.2 苦楝树粗提物引诱取食效果 2.2.1 不同类型诱芯的室内引诱结果

放入实验笼中的星天牛成虫有的立即对某些诱芯感兴趣, 有的则在笼壁来回爬行, 数分钟后再到笼底诱芯处。星天牛成虫接触由5种不同有机溶剂浸提苦楝树制成的诱芯后表现出有明显差异的行为特征, 初分为3种类型, 即无反应、有反应、强烈反应(见表 3)。

星天牛成虫对不同类型诱芯的反应结果(表 4)表明2、4、5号的诱芯有良好的诱食效果, 又以5号引诱效果最佳。星天牛成虫对5号诱芯表现为在上面长久停歇、啃咬、嚼食、做产卵动作等, 其中1头雌成虫在同一诱芯上一次连续啃咬达37min46s, 并在上面做出产卵动作数次, 对2、4号诱芯则表现为在诱芯上较长间的停歇、啃咬、嚼食。说明2、4、5号溶液制作的诱芯散发出了引起星天牛取食反应的物质, 诱芯中同时吸附了与苦楝树相同或近似的食物成分, 使其对诱芯进行较长时间的啃咬和嚼食, 甚至认为是寄主植物而在上面尝试产卵。星天牛成虫对1、3号溶剂制成的诱芯没有表现明显的行为特征, 偶尔啃咬数下也会匆匆离去, 滤纸诱芯与木块诱芯差别不大, 对照诱芯星天牛基本上不感兴趣。

将诱芯悬挂于被害严重的林分中, 经过2d观察, 未发现成虫前来取食, 这可能是由于诱芯小, 能吸附的引诱物质量少; 加之诱芯中没有缓释剂, 产生气味的挥发性次生物质很快挥发掉的原因。

2.2.2 不同浸泡时间诱芯的诱食效果

与苦楝碎枝叶一起浸泡3d和1d的诱芯差别不大(见图 2), 说明浸提24h后吸附于诱芯的苦楝次生性物质已能够使星天牛产生取食行为反应。

2.2.3 不同溶剂浸提物的化学成分初步分析

结果从表 5可见, 1、3号浸提物含有的官能团相同, 2、4号浸提物一样, 这与诱食结果是一致的, 1、3号溶剂的浸提物不能引起星天牛取食反应, 是因它们都含有相同的不能引起其食欲的化学成分。2、4号溶剂的浸提物均含有相近或相同能引起星天牛取食反应的化学成分。5号诱食效果最好, 它除含有2、4号共有的官能团外, 还含有自己独有的四种官能团(如表 5所示)。也可以说是浸提出的次生物质种类最多。植物叶向空气中散发的有机成分造成叶的气味并引起某些植食性昆虫产生行为反应, 这些成分有相当一部分是由6碳直链的醇类、醛类和乙酸酯组成(钦俊德等, 1987), 因此, 2、4、5号共有官能团羟基(R-OH)的某类化学物质应是醇类, 为引起星天牛嗅觉取食反应的活性物质, 而5号含有的酮基结构的某类化学物质则可以加强引诱效果。

2.3 苦楝树上星天牛成虫防治效果

(1) 7种农药48h的毒杀效果以8%绿色地雷400倍液、50%甲胺磷乳油500倍液、40%氧化乐果500倍液3种农药效果最好, 平均死亡率分别达98.3%、97.5%、95.5%;而80%敌敌畏300倍液、20%杀灭菊酯600倍液、18%杀虫双水剂300倍液、40%增效水硫磷300倍液的死亡率分别只有31.3%、62.6%、66.7%、57.8%。经方差分析表明, 不同药剂、浓度之间毒杀效果差异极显著[F_药剂=54.807 > F (6, 41), F_浓度=15.029 > F (4, 41) ]; 由于星天牛个体大, 体壁厚, 具有一定耐药能力, 因此在苦楝树上喷洒农药种类的选择十分重要, 且用药浓度要比防治一般食叶害虫高。

(2) 林间喷施农药的有效期, 根据室内毒力测定结果, 考虑到林间用药量、药效持续时间, 选择8%绿色地雷300倍、50%甲胺磷乳油400倍、40%氧化乐果400倍3种药剂进行林间防治试验。从表 6可见, 8%绿色地雷在喷药25d后效果仍达50%以上, 而50%甲胺磷乳油、40%氧化乐果在喷药20d效果已降低到50%以下。因此, 如用甲胺磷、氧化乐果喷洒苦楝诱饵树, 应每半个月施药1次, 用绿色地雷可以每25d左右进行1次施药。

3 结论与讨论

苦楝树对星天牛是一种较为理想的诱饵树。试验中诱虫最多的一株树一年诱到211头, 在离林缘200 m处也能诱到较多成虫; 由于条件限制, 未能在更远距离做试验, 但可以肯定引诱距离将大于200 m。成虫在诱饵树上的停歇时间多在2 h以上, 诱虫高峰期为6~7月份, 诱饵树应设置在通风向阳处。

苦楝嫩枝叶的混合浸提物对星天牛近距离引诱的生物活性成份因溶剂不同有显著差异。以丙酮、乙醇、甲苯为溶剂的提取物效果较好, 尤其是甲苯浸提液制成的诱芯具有明显的诱集效果, 分析认为苦楝树中具有活性的引诱成分为醇类和芳香族化合物。

通过室内外试验表明, 在苦楝诱饵树上喷洒化学农药以8%绿色地雷300倍液、50%甲胺磷乳油400倍液、40%氧化乐果400倍液3种效果较好, 在施药10d后效果仍达80%以上。绿色地雷有效期最长, 在喷药25d后效果仍达50%以上。在诱饵树上喷洒农药诱杀星天牛, 用绿色地雷可以每25d左右进行一次施药; 甲胺磷、氧化乐果应每半个月施药一次。

前人主要是对苦楝树提取天然杀虫剂的研究, 其果实、树皮或根皮的主要杀虫活性成分为苦楝酮, 苦楝醇, 苦楝二醇, 苦楝三醇, 川楝素等四环三萜类物质(赵博光, 1994; 韩玖, 1991);至于引诱活性物质中含有苯环, 羟基等官能团, 这些物质是否也包含有脂肪族的四环三萜类化合物及其在对多数昆虫产生毒性的同时, 为什么还对星天牛有引诱效果而没有毒害作用?苦楝树远距离引起星天牛行为反应的挥发性次生物质是什么?这些问题值得进一步探讨。