马尾松毛虫性信息素微胶囊林间生物活性及稳定性评价

李学琳

（贵州省植保植检站 贵阳市 550025）

马尾松毛虫（Dendrolimus punctatusWalker）是我国森林主要害虫，主要为害马尾松、湿地松和油松等，一旦爆发成灾，为害面积大，损失惨重。其分布广、繁殖力强、有迁飞习性，是我国南方重要的森林害虫之一[1]，造成松树生长迟缓，发生严重时吃光针叶，间接导致蛀干性害虫大面积发生，致松树死亡。2012年全国松毛虫发生面积849 000 ha，占虫害8 432 000 ha的10%[2]。近年来，马尾松毛虫的危害越来越严重，不仅对森林资源造成了很大损失，而且对环境和人畜健康造成了损害，所以应加强对马尾松毛虫的监测和控制。

目前，我国多采用白僵菌、苏云金杆菌及绿僵菌来防治松毛虫，能有效地控制该害虫的发生与蔓延；也有研究者采用生物治虫的方法来防治马尾松毛虫，如：赤眼蜂，但用赤眼蜂防治松毛虫有一定的局限性，其防治效果易受天气、林地环境及化学防治的影响，技术要求高，见效慢，效果有限。利用性信息素防治害虫是20世纪60年代以来发展的一种治虫技术，具有专一性强、高效、无毒、无污染、不伤益虫等优点，因此，国内外对昆虫性信息素的研究与应用都很重视，用害虫性信息素诱芯来监测防治多种害虫，如：苹果蠹蛾[3]、梨小食心虫[4]、小菜蛾[5]、稻纵卷叶螟[6]及甜菜夜蛾[7]等。

马尾松毛虫的性信息素主要有3种成分，分别是：顺5，反7-十二碳二烯醇（Z5，E7-12:OH）、顺5，反7-十二碳二烯乙酸酯（Z5，E7-12:OAc）和顺5，反7-十二碳二烯丙酸酯（Z5，E7-12:OPr），这3种成分均为共轭二烯类化合物[8-9]。而含共轭二烯结构的昆虫性信息素化合物在一定的光照、温度和空气等条件下，易发生异构化或氧化降解，从而降低活性[10]。天然橡胶塞载体加载共轭二烯类性信息素成分易发生异构化[11]，硅橡胶虽对异构影响较小，但释放过快[12]。因此，要提高诱蛾活性，必须减少信息素异构化和氧化降解的发生。本文采用微胶囊制成诱芯对林间诱捕活性进行评价，与复合橡胶塞制作的诱芯进行对比，综合评价微胶囊缓释载体在自然环境中的生物活性和稳定性，以此指导仿生诱芯载体的选择，提高诱蛾活性及马尾松毛虫种群监测防治效果。

1 材料与方法

1.1 性信息素成分

马尾松毛虫合成的性信息素成分Z5，E7-12:OH和Z5，E7-12:OAc的纯度均为94.5%，Z5，E7-12:OPr的纯度为93.2%，以上3种成分的微胶囊芯材均购自荷兰的Chemtech MD公司（Amsterdam，The Netherlands）。

1.2 性信息素不同载体诱芯的制备

马尾松毛虫性信息素Z5，E7-12:OH、Z5，E7-12:OAc和Z5，E7-12:OPr按其活性比48∶38∶14配制。

悬浮聚合微胶囊诱芯：选取甲基丙烯酸甲酯（MMA）、甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸（MMAMAA）和苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯（St-MMA）为壁材，芯壁比均为2∶1的微胶囊，每种壁材的微胶囊按马尾松毛虫的性信息素成分Z5，E7-12:OH、Z5，E7-12:OAc和Z5，E7-12:OPr（质量浓度均为5 mg/mL）的活性比配制，分别称取300 mg、240 mg及90 mg，混匀，放入聚乙烯小管中（长32 mm，直径7 mm，圆柱形，盖子侧边有一向外的1 cm小孔）。

复合凝聚微胶囊诱芯：以明胶和阿拉伯树胶为混合壁材，马尾松毛虫的性信息素Z5，E7-12:OH、Z5，E7-12:OAc和Z5，E7-12:OPr质量浓度分别为12.5 mg/mL、10 mg/mL和3.75 mg/mL为混合芯材，将制备好的1%、2.5%和5%3种不同壁材比例的微胶囊，分别称取100 mg放入聚乙烯小管中（高31 mm，外径8 mm，内径6 mm圆柱形，盖子侧边有一向外的1 cm小孔），1%、2.5%、5%分别指壁材的质量分数。

复合橡胶诱芯：袖口式复合橡胶载体（外径9 mm，内径6 mm，袖口10 mm，诱芯全长19 mm）放在分析纯的乙醇中浸泡20~30 d，期间更换乙醇3~5次，将处理好的袖口式复合橡胶载体放在自然条件下晾干，将马尾松毛虫性引诱剂按照上述的成分和比例溶解在溶剂中，加入抗氧化剂丁基羟基苯甲醚，抗氧化剂添加量为0.5~20 mg/诱芯，紫外光吸附剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮，其添加量为0.5~20 mg/诱芯，混匀，然后用注射器滴加到袖口式复合橡胶塞的隔片。制成的所有诱芯密封于铝箔制成的样品袋中，低温保存备用。

1.3 诱捕器及其设置

诱捕器由诱芯与捕虫器组成，捕虫器由两块同样的船型塑料瓦楞板（长50 cm，宽25 cm）组装而成，下底内侧钉一块涂有粘虫胶的塑料板，粘虫板面积为50 cm×25 cm，微胶囊诱芯用铁丝穿过聚乙烯小管侧边的小孔与捕虫器上部内侧相连接，复合橡胶诱芯用铁丝缠绕与捕虫器上部内侧相连接，诱芯距粘虫板约4 cm。

诱捕器悬挂在马尾松的侧枝上，距离地面3 m左右，两个诱捕器之间相距约30 m，每个处理重复3次。诱捕器在试验林区内随机排列。隔1 d检查1次各诱捕器中马尾松毛虫成虫的诱捕数量，同时依次滚动试验林区中各诱捕器的位置，根据具体情况及时更换粘虫板。

试验于2015年6月26日—8月7日，在贵州省凯里市锦屏县敦寨未化学防治、树高20 m左右的马尾松林中进行。

1.4 数据统计分析

图中数据均以Mean±SE表示。数据经log(x+1)转化后进行单因素方差分析（ANOVA），若方差齐性差异显著，进行Duncan多重比较；若方差齐性不显著，进行Tamhane多重比较（SPSS Statistics 21.01），α=0.05。

2 结果与分析

2.1 不同诱芯对马尾松毛虫的诱捕效果

对马尾松毛虫性信息素成分以复合凝聚微胶囊、悬浮聚合微胶囊及复合橡胶塞为诱芯载体在林间诱蛾试验结果表明，不同的诱芯对马尾松毛虫的诱蛾活性有显著的差异。当复合凝聚微胶囊为诱芯时，平均每个诱捕器的诱捕总量为（34.00±1.00）头，诱蛾活性最高；以悬浮聚合微胶囊为诱芯，诱蛾活性次之，平均每个诱捕器的诱捕总量为（21.33±0.88）头；复合橡胶塞为诱芯，平均每个诱捕器的诱捕总量为（8.67±0.67）头，诱捕数量最少（图1）。经Duncan多重比较发现，性信息素成分在以复合凝聚微胶囊中诱捕效果显著高于悬浮聚合微胶囊和复合橡胶塞（F(2，6)=216.600，P<0.001）。

图1 不同类型诱芯的诱蛾活性评价

2.2 悬浮聚合微胶囊不同壁材对诱捕效果的影响

对马尾松毛虫性信息素成分以甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸及苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯为微胶囊壁材在林间诱蛾试验结果表明，不同的微胶囊壁材对马尾松毛虫的诱蛾活性有显著的差异。当壁材为甲基丙烯酸甲酯时，平均每个诱捕器的诱捕总量为（28.67±1.45）头，诱蛾活性最高；以苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯为壁材时，诱蛾活性次之，平均每个诱捕器的诱捕总量为（20.67±0.88）头；当壁材为甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸时，平均每个诱捕器的诱捕总量为（14.33±1.20）头，诱捕数量最低（图2）。经Duncan多重比较发现，性信息素成分在以甲基丙烯酸甲酯为壁材的微胶囊中诱捕效果显著高于以甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸和苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯为壁材的微胶囊（F(2，6)=35.718，P<0.001）。

图2 悬浮聚合微胶囊不同壁材诱芯诱蛾活性评价

2.3 复合凝聚微胶囊不同壁材比例对诱捕效果的影响

对马尾松毛虫性信息素成分明胶阿拉伯树胶微胶囊在林间诱蛾试验结果表明，微胶囊的壁材比例不同，对马尾松毛虫的诱捕效果有显著的差异。壁材比例为1%的微胶囊在试验期间平均每个诱捕器的诱捕总量为（45.33±1.45）头，诱蛾活性最高；其次为2.5%壁材比例的微胶囊，平均每个诱捕器的诱捕总量为（33.33±0.88）头；而5%壁材比例的微胶囊诱蛾活性最低，平均每个诱捕器的诱捕总量为（23.67±0.88）头（图3）。经单因素方差分析，性信息素成分在1%、2.5%和5%壁材比例的微胶囊中诱蛾活性差异极显著（F(2，6)=96.394，P<0.001）。

图3 复合凝聚胶囊不同壁材比例诱芯诱蛾活性评价

3 讨论

马尾松毛虫性信息素悬浮聚合微胶囊、复合凝聚微胶囊和复合橡胶塞诱芯在林间均能诱捕到马尾松毛虫雄虫。昆虫信息素微胶囊化后，消除了许多环境因素对活性成分的不利影响，降低了信息素分解、氧化和降解，从而增强了活性成分本身的稳定性，扩大了使用范围。对于悬浮聚合微胶囊，以甲基丙烯酸甲酯为壁材的微胶囊诱蛾活性高于以甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸和苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯为混合壁材的微胶囊，说明甲基丙烯酸或苯乙烯的添加对微胶囊的诱蛾活性没起到增效的作用，反而降低了诱蛾活性；结合释放速率来看，马尾松毛虫3种主要性信息素成分在以甲基丙烯酸甲酯为壁材微胶囊中释放速率比较稳定[13]。就悬浮聚合微胶囊而言，建议用单独的甲基丙烯酸甲酯为壁材的诱芯诱捕害虫，以节省材料和减少制备工艺。就复合凝聚微胶囊而言，本文采用1%、2.5%和5%壁材质量分数的微胶囊引诱马尾松毛虫，发现1%壁材质量分数的微胶囊诱蛾活性最高。就不同的诱芯的诱蛾活性比较而言，复合凝聚微胶囊的诱蛾活性最佳，悬浮聚合微胶囊次之，复合橡胶塞诱蛾活性最低。复合凝聚微胶囊主要用到明胶和阿拉伯树胶，是天然高分子聚合物，成膜性能良好，无毒无害，生物相容性好，可以进行生物降解，而且制备成微囊后，不会造成对环境的二次污染，而悬浮聚合微胶囊主要制备材料涉及化学成分，因此，建议选用明胶和阿拉伯胶作为微胶囊的壁材，对环境更友好。

该研究中马尾松毛虫信息化学物质的3种化学成分在不同诱芯上42d后仍能诱捕到该虫，达到了一定的缓释功能，性诱剂有效期一般为30~40d，可完成1个世代的诱捕，基本能够满足生产上昆虫诱芯持效期的要求。微胶囊诱蛾活性明显优于复合橡胶塞诱芯，本文研究结论可为生产上性信息素微胶囊缓释载体的选择提供一定的参考，并为种群监测、迷向干扰和害虫防控提供重要的技术支持。