茶园粘虫色板研究进展①

2019-05-29张宝成白艳芬黄家春李德军

热带农业科学 2019年3期

张宝成白艳芬黄家春金星李德军

(1 遵义师范学院生物与农业科技学院贵州遵义 563002；2 山地生态研究中心贵州遵义 563002；3 遵义师范学院物理与电子科学学院贵州遵义 563002)

中国是茶叶重要生产国和出口国，目前茶业现状为供大于求。贵州省茶园面积达40.73万hm2，位居我国第一[1]。茶是贵州省重要产业，但是贵州省茶产品在茶市大环境下也同样面临产出过剩。随着人们生活水平提高和健康意识的增强，农产品安全备受关注。据欧盟残留要求，直至2015年，出口到欧盟的茶产品残留限量标准共计456项。农药的快速发展在保证茶增产方面起了重要作用，然而大量使用化学合成农药来防控病虫害，对茶园大气和土壤等造成极大污染。农药杀死害虫的同时也杀死害虫的天敌昆虫。由于昆虫繁殖快，易产生抗药性，因此，农药防控害虫成效不高，同时农药残留还严重影响食品安全。农药杀死害虫的同时也杀死害虫的天敌。化学农药的使用易产生抗药性，同时农药残留还严重影响食品安全。

在全球气候变化和人类活动等影响下，茶树等农作物生长期病虫害增多[2-3]。在过去50年，由于大量使用农药，贵州省茶园优势害虫种由中大体型、代数少的害虫逐渐演替成小体型和化学防治性害虫为主[4]。贵州省茶主产区茶园使用农药共计化学农药29种[5]，茶园全年用药次数最多为11次，平均为6.4次。茶叶农药残留已成为全球茶产业发展的重要问题[6]，也是当前中国茶业遇到的最大问题之一。

1 有色粘虫板的应用

茶园虫害防控中使用的粘虫有色板有10余种，常用的有3种(黄板、黄蓝板和蓝板)。其中黄色粘虫板以及结合昆虫性激素进行诱杀成为一种重要的防御手段。在短期内通过有色板的确能够起到降低害虫的目的。这种防治害虫方法具有操作简单、使用方便等特点，目前利用粘虫色板己成为国内物理防治中重要的技术之一。如云南省为防控蚜虫，2010年推广粘虫色板面积达10.93万hm2。由于过分的关注其对害虫的防控效果，忽视了对其天敌的诱杀作用。粘虫板利用昆虫的趋色原理对害虫和天敌都有捕杀作用。

2 有色粘虫板的机理

2.1 昆虫趋色生理机制

眼睛所感知的颜色是被物体返回的光波，昆虫趋色的本质是趋光。昆虫眼睛中的视觉细胞是长期适应的结果，因此昆虫对某些波段的光敏感。昆虫的视觉细胞中有感光质膜，影响感光色素的吸收，即光谱敏感性[7]。对昆虫产生生理效应的光谱为253～700 nm，它影响昆虫视觉定向功能和神经中枢系统。也就是说，昆虫视觉细胞膜上的视蛋白和载色体通常吸收蓝光、绿光和紫外光。因此，昆虫用能够敏锐地察觉到环境颜色的变化[7-8]。

由于昆虫种类的差异，它们对不同光波的趋光反应不同(表1)。通常它们都有紫外光感受器、蓝光感受器和绿光感受器。如意大利蜂的光敏感区为350、450和540 nm；铜绿丽金龟为400、460和498～562nm。西花蓟马为380、440和498～524nm；东亚小花蝽为340、360、380、524和582/605 nm；蝗虫为405 nm和(405＋465＋520)nm。

表1 部分昆虫趋光波长

2.2 生活驱动昆虫趋色机制

环境颜色对昆虫的生活觅食和繁殖产卵等影响很大，尤其是繁殖关系到种群繁衍。由于植物顶部的嫩枝条、嫩叶和花等器官部位是昆虫采食重要对象，造成昆虫的趋向性[4]。如蚜虫对茶第1叶和嫩茎蚜虫穿刺时间很短，第4叶需多次较长时间刺探，才可伸入韧皮部[16]。由于茶叶叶片的发育成熟度差异表现为颜色，因此表现出对颜色的取食偏好。由于茶学害虫防控研究时间较短，在其他植保方面的研究时间较长深入，如橘小实蝇喜爱在半球形及球形物产卵[17]；梨小食心虫嗜浅黄(565 nm)和浅绿色(545 nm)嫩梢部位，因此梨小食心虫在这些颜色部位产卵[18]，卵孵化后容易寻觅食物；七星瓢虫偏嗜蚜虫多的地方产卵，有利于孵化的子代获取丰富的食物[19]。

3 影响粘虫板的效果因素

3.1 粘虫板的布置对效果的影响

粘虫板的捕杀效果除颜色以外，还与粘虫色板的挂置密度、时间、位置等影有关。在陕西茶产区用粘虫板的研究表明，在茶树上方30 cm处黄板对重要害虫小贯小绿叶蝉诱捕诱杀作用最大；茶树树冠下方20 cm处黄板对蜘蛛的诱捕高于其它高度的诱捕效果[20]。另外，在东南西北等不同方向的坡地也会影响粘虫板的诱杀效果，如北坡的效果最好，其他方向的效果较差[21]。但是，南向的粘虫色板对Q型烟粉虱诱杀效果强于东、西和北方向[22]。这可能是由于坡向造成的温度、风速等差异影响粘虫色板的诱捕效果。

3.2 生态环境对粘虫板效果的影响

茶园管理措施影响到粘虫板的诱捕效果。如在生长季对生物防治茶园和使用农药的茶园研究表明：诱捕昆虫数量分别为2 229.00和3 620.74头/板；植食性害虫占总昆虫的比例分别为48.73%和69.38%[23]。

4 粘虫色板弊端

4.1 粘虫色板对天敌的捕杀

由于害虫和天敌对颜色的趋同性，导致粘虫色板在诱捕到大量的害虫，也诱杀大量的昆虫天敌。在生长季4～10月对生物防治茶园和使用农药的茶园研究表明：诱捕的害虫天敌中有捕食性天敌和寄生性天敌，其中捕食性天敌数量分别为28.00和28.05头/板，比例为1.26%和1.39%；寄生性天敌分别为283.00和456.50头/板，比例为12.70%和22.28%；益虫/天敌的捕杀占总捕获比分别为13.96%和23.67%[23]。在陕西主茶产区，诱捕小贯小绿叶蝉6.20头/板，诱捕其天敌蜘蛛数量高达7.00 头/板[20]。

4.2 害虫-天敌关系

粘虫色板在诱杀害虫的同时也杀死了大量害虫天敌，尤其是当加入害虫信息素的情况下，如茶蚜性信息素不但引诱蚜虫，同时也引诱了蚜虫天敌中华草蛉、大草蛉和丽草蛉[24]。另外，害虫信息素吸引其天敌，害虫的分泌物及其自身物质对其天敌也有引诱作用。蚜虫蜜露是重要的引诱多种天敌的接触性利它素[25]。如茶蚜在伤害茶树嫩枝梢时分泌的蜜露，对其天敌瓢虫、食蚜蝇和蚜茧蜂等有吸引作用[26]。寄主/害虫(丝、粪便和蜕等残体以及蛹和卵等)发出的挥发物对天敌有吸引作用[18-19]。这些挥发物往往对天敌也具有吸引作用，造成色板对害虫天敌的诱杀作用[27]。

4.3 植物—害虫—天敌关系

昆虫寻找寄主植物时，主要考虑2个因子，一是能为自己提供营养成分；另一种是植物的次生物质，如迷迭香中的挥发性物质(醇类、酮类和酯类等)对小绿叶蝉具有强的引诱作用[28]。这些次生物质是植食性昆虫偏嗜寄主植物的信号。生态系统中植物产生的挥发性物质与环境交流，一项重要的功能就是防御，包括直接防御和吸引害虫天敌控制捕食者[29]。

植物释放的信号给予害虫天敌易探测准确信号[30]，降低了自身防御成本。如茶树受到茶尺蠖取食，茶树释放出复合气物，为到达间接防御茶尺蠖[31-32]释放的挥发性物质至少有46种[33]。目前已经明确了其中7种挥发物对中华草蛉有显著的引诱作用[30]，对大草蛉吸引的化合物有3种[34]；其中5种化合物明显吸引茶尺蠖绒茧蜂[35]，也吸引单白绵绒茧蜂，对单白绵绒茧蜂有显著吸引作用的有9种[27]。而且茶园害虫天敌捕食性蜘蛛和鞍形花蟹蛛也受到茶树挥发物质的吸引[36]。同时，茶尺蠖咀嚼时口腔分泌物中挥发物产生，对天敌也有吸引作用[27]。

5 建议

综上所述，虽然粘虫色板在害虫防控中短时间可以取得立竿见影的效果。但是由于害虫和天敌对颜色的趋向性有重复，这过程对天敌造成极高程度的误杀，如有的系统中对天敌和害虫的捕杀比例高达1:0.16。茶园生态系统中有丰富的害虫天敌资源。据研究表明，贵州省茶园害虫有230多种，害虫天敌达320余种[37]；在湖南平丘岗的兰岭茶厂茶园害虫76种，天敌136种[38]；茶树每种害虫常都有数种天敌，我国的茶园害虫天敌约500多种[39]。而害虫的天敌处于害虫食物链的上端，按照生态食物链金字塔 “10%”定律，食物链上端的天敌损失，易造成食物链下端失控，易出现害虫大爆发[40]，这对农业生态系统造成很大的损失。

过去在害虫防控中忽视了天敌造成的伤害，已经尝到了苦头。使用化学农药虽能控制暴发的害虫，但对天敌的杀伤作用更大，经过短短几年到几十年就破坏了 “害虫—天敌”的平衡状态[41]。因此，在大规模推广粘虫色板防控害虫需谨慎[42]。今后茶园应用粘虫色板需要深入考虑下面3方面。

5.1 深入研究害虫对颜色趋向性

化学农药防控农业害虫给我们惨重教训(如茶园害虫由个体较大的演化成个体较小，导致更难防控)，不能仅关注眼前害虫的数量，而忽视了对其天敌造成的伤害，造成生态系统的自然调节失衡。根据害虫和益虫对颜色的偏好和色彩重叠性，选用最佳颜色色板进行防控害虫。如西花蓟马的敏感区有紫外(380 nm)、绿光(498和524 nm)和蓝光(440 nm)；其天敌东亚小花蝽趋光波长段有紫外区(340、360和380nm)、绿光区(524nm)和橙红光区(583、605nm)，也就是说西花蓟马与益虫/天敌东亚小花蝽对蓝色、黄色和绿色均有一定的趋性[43]。因此，在使用色板诱杀害虫需要谨慎，避免对其天敌的误捕，影响生态系统失衡，造成害虫泛滥。虽然蚜虫对黄色趋向最强，但是黄色中波长575 nm的柠檬黄色诱杀效果最好，其次是波长为585 nm＞552 nm＞556 nm＞568 nm的黄色[44]。这些波长很接近，如果应用粘虫色板需要根据害虫对颜色趋向进行深入的研究。