使用信息素干扰苹果蠹蛾交配措施已经被果树行业广泛接受,并且对于大多数果园来说,使用信息素干扰苹果蠹蛾交配措施已成为必然。但是设象一下,没有使用这项技术的果树产业会是什么样子的。
从第一次在华盛顿的苹果园和梨园中应用干扰交配防治苹果蠹蛾到现在的25年中,信息素已成为害虫治理体系的基础,并且使生物防治成为可能。现已开发出主动和被动释放信息素的装置,并且通过研究逐渐使性信息素技术达到较低的成本和较好的效果。
位于华盛顿州温哥华市的太平洋生物防治公司的研究与开发部主任唐纳德•汤姆森说:“这项技术引起了重大转变。现在在华盛顿州,有90%的苹果园和梨园在应用干扰交配方法防治苹果蠹蛾,这是很了不起的成就。想要使果树产业放弃使用广谱性的、有机磷类杀虫剂转而应用交配干扰措施,需要来自于种植者、害虫防控顾问及大学的研究人员等多方面的努力。”
信息素的历史
应用信息素防治害虫可追溯到一个多世纪前。早在19世纪70年代,法国昆虫学家让•亨利•法布尔发现了大孔雀蛾可以通过化学信号进行通讯。大约100年后,在1959年德国人阿道夫•布特南确定了家蚕信息素的化学结构。1967年,加利福尼亚大学的哈利•肖里博士(哈利•肖里之后在信息素雾化器的研究方面做出了很多贡献)首先对粉纹夜蛾进行了干扰交配实验。1978年,美国环境保护署批准了首个用于防治棉红铃虫的信息素注册登记。
早期经验
汤姆森说:“早先我们认为要把诱捕器挂的高、挂得早(在生长季),另一种早期的经验认为要在大果园区进行而不是小果园,因为人们发现,交配干扰在大范围内使用的效果最好,因此制定了几个地区范围的项目。”此外,在苹果蠹蛾高种群数量的压力下使用交配干扰首先需要辅助喷药。 “刚推广使用苹果蠹蛾干扰交配的那几年,如果没有谷硫磷(甲基谷硫磷),我们就不会有这样的成功。”
经验还教会种植者们去关注废弃的果园和垃圾桶的卫生,这两个地方都是苹果蠹蛾幼虫的庇护所,而且还要远离陡峭的山坡,因为地形会干扰信息素的气流。
近年来,科学家们已经利用有关苹果蠹蛾物候学的新信息使干扰交配更有效。(见“干扰交配小贴士”)
汤姆森认为,已经在世界上的苹果主产区成功的建立种群的苹果蠹蛾很可能来自哈萨克斯坦附近,那里是苹果的发源地。苹果蠹蛾似乎是沿着丝绸之路蔓延的,苹果运输的哪里,它就到哪里了。
苹果蠹蛾来自中亚的沙漠气候,所以它喜欢温暖气候并不奇怪。科学家们已经发现,当温度低于15.6℃时,苹果蠹蛾雌虫和雄虫的飞行力会下降甚至停止飞行。
汤姆森说:“如果它们不飞,那就意味着它们没有交配行为,更重要的是,卵在冷凉的春季气温条件下并不能像在炎热的夏天那样生长发育。”
春季温度也对苹果蠹蛾在果园中建立种群的速度产生影响。在温暖的温度条件下,种群数量可以在30天内增加一倍,但在凉爽的温度条件下可能需要90天。汤姆森指出,很多研究人员通过对苹果蠹蛾生物学的多年研究而具有突出贡献,由此我们可以知道,与温暖干燥的春天相比,在阴冷潮湿的春天苹果蠹蛾的发生风险会有所下降。
总部设在华盛顿亚基马的美国农业部的昆虫学家艾伦•奈特博士研究表明,随着雌蛾羽化日龄的增加,它们的产卵量会下降。华盛顿州立大学的文斯•琼斯博士表示,雌蛾在它生命的第一天里产的卵会有50%孵化,而在第六天产的卵,能够孵化的只有7%。
科学家还发现苹果蠹蛾喜欢聚集在一个果园中并形成聚集点。实验表明在果园设置的诱捕器越多越好。科学家已经研究了在果园中的信息素,但是并不十分清楚它是怎样 工作的。一些人认为信息素诱捕器的气流构建了一个虚假的踪迹,导致雄虫飞向诱捕器而不是雌虫。也有人认为信息素遮蔽了雌虫的气味踪迹,使得雄虫不能找到它们。
在果园中,信息素会增加雄虫寻找雌虫的难度并延迟交配。在生长季信息素发散器挂的越高越早越有效。(贾里德•约翰逊/成功果园主插图。资料来源:唐纳德•汤姆森,太平洋生物防治公司)
上图显示了一个被动信息素发散器释放的信息素。无论信息素的浓度如何,被动发散器释放的信息素气流的大小和到达范围是相同的。下图显示的是主动信息素发散器释放信息素气流。喷射的雾滴大小在70~80微米,能飘散到500英尺高处。
密歇根州立大学的昆虫学家拉力•卡特博士发现 “竞争吸引力”起到了重要的作用。汤姆森解释说,是雄虫而不是雌虫跟随发散器释放的信息素气流到达诱捕器。在发散器那里,雄虫的嗅觉感受器会超负荷并变得迟钝。
汤姆森指出,科学家已经利用钛合金烟雾来追踪主动或被动释放信息素的发散器释放的信息素气流。
他们已发现对于那些手动悬挂的被动发散器,信息素气流粒子的大小和扩散范围保持一致,与发散器中信息素的浓度无关。而主动释放信息素的气雾发散器是通过一个喷射力,一下子使喷射出70~80微米大小小粒子,能够到达400~500英尺远的距离。由此可知,这样的信息素气流更增加了雄虫寻找雌虫的难度并延迟交配。
汤姆森在华盛顿州园艺协会年度会议上说到,当雄虫寻找到它们的目标时,雌虫已经太老了而不具备生殖能力了,这些都有助于降低种群数量。
干扰交配小贴士
昆虫学家和果树产业在最近20年中已经学会了如何利用干扰交配控制苹果蠹蛾。太平洋生物防治公司的研究和发展部主任唐纳德•汤姆森总结了这些年的研究和知识,给种植者们提供了以下这些实用的建议:
1.生物学是很重要的。在冷凉的春天苹果蠹蛾爆发的风险会下降,因为苹果蠹蛾雌虫不会像在温暖的春天那样产下更多质量更好的卵而使种群数量快速增长。
2.苹果蠹蛾会聚集形成聚集点,你们需要大量的诱捕器才能知道苹果蠹蛾在你果园中的发生情况,特别是在种群数量很高的情况下。
3. 当使用手动悬挂的发散器时,悬挂量也是很重要的。发散器越多越好,100个发散器比50个好,200个比100个好,尽管不是两倍更好。汤姆森说:“如果你想要最佳的控制,就使用尽可能多的诱捕器。并且如果你果园中虫口数量很高,发散器越多控制效果会更好。”
4.注意边界部分,苹果蠹蛾会聚集在果园边缘然后向内迁移,但是信息素浓度在边缘是较低,这使得苹果蠹蛾在果园边缘交配并造成危害。果园周边的四行果树需要喷雾器或悬挂发散器。
5.在新的高密度种植区注意大风。大风会把信息素吹走。在多风地区最好使用手动发散器,这样可以防止气雾信息素漂移出果园。
6.以控制苹果蠹蛾种群数量从而将水果损失降为零作为目标。
By Melissa Hansen
郝杰 翻译,王勤英 校对