诱集植物在棉花害虫防治中的应用

刘晓，耿军，邢茂德，刘萍，刘 超

（淄博市农业科学研究院，山东淄博 255033）

0 引言

山东省作为棉花产业经济大省，近年来受植棉比较效益降低等因素影响，棉花种植面积在逐年下降。棉花种植面临与其他高效益作物间作套种或者轮作的生产模式，但是这种新的作物格局势必会影响到棉田中害虫-天敌的相互作用。而转基因作物的种植也给不同生物的生态状况带来了各种直接和间接的影响，进而影响害虫管理制度的改变导致害虫的复发和变更[1]。随着转基因bt 棉的大面积推广，棉铃虫成为次要害虫，主要害虫逐渐转变为棉蚜、盲蝽蟓和烟粉虱。bt 棉大规模种植后所减少的杀虫剂的使用是导致棉蚜、盲蝽蟓上升为主要害虫的首要因素[2]。由此所引发的转基因作物种植导致的物种种群演化和对农业生态系统的影响将成为农业生产中要考虑的问题。

种植诱集植物作为控制病虫害发生的一种生物防治和农业防治手段，其应用已有超过百年的历史[3]，20世纪70 年代以来已有多项研究表明可以利用种植诱集植物来防治棉花、玉米、大豆等作物上的害虫[4-6]。目前棉花种植面临的主要问题是节本增效，减少用工，合理利用诱集植物能够减少化学药剂使用，有效保护天敌，维持农业生态系统的调控能力。本研究对这一措施在棉田害虫防治效果方面进行了综述，为棉田害虫的科学治理提供依据。

1 棉田诱集植物的主要类型

根据诱集植物控制害虫的作用机制不同，可将棉田诱集植物大致分为传统诱集植物、保育天敌诱集植物和害虫忌避植物。

1.1 传统诱集植物

1.1.1 传统诱集植物作用机制 传统诱集植物又称陷阱植物，作用是吸引靶标害虫取食或产卵，从而减少害虫对主栽作物的危害[7]。植食性昆虫在寄主选择过程中，主要依靠嗅觉、视觉、味觉等感觉器官寻找寄主[8]。而诱集植物的作用机制就是通过物理或化学特性影响害虫的感觉器官，使其具有比主栽作物更强的引诱力。

1.1.2 传统诱集植物的应用 在棉田种植玉米、高粱诱集带，可起到诱集棉铃虫和玉米螟产卵的作用[9-10]，玉米喇叭口期可诱到大批棉铃虫成虫[11]。研究表明，在棉田四周种植玉米诱集带，棉田棉铃虫着卵量可降低20%[12]。路献勇等[13]在棉田间作糯玉米发现，在棉蚜发生的高峰期，间作田棉蚜有翅蚜和无翅蚜数量均显著低于棉花单作田，且以棉花与糯玉米面积比为3:1 的间作模式对棉蚜的控害作用最为明显。

王春义等[14]研究表明烟草和苘麻对烟粉虱和棉铃虫都有很好的诱集作用，在棉田周围散种烟草和苘麻再进行施药防治有很好的控制效果，且应种植不同播期的苘麻以维持其对烟粉虱的诱集作用[15]。饭豇豆对中黑盲蝽具有明显的诱集效果，而绿豆对绿盲蝽的诱集效果相当明显[16]。雒珺瑜等[17]研究了9 种诱集植物对棉田盲蝽（主要是绿盲蝽）的诱集效果，结果表明苘麻的诱集效果最好，平均百株盲蝽可达421.9头。开花期较长、花量大是苘麻诱集绿盲蝽数量多的重要因素，因此在筛选棉田间作诱集植物时应选择花期时间长、开花集中且花量大的植物。

1.2 保育天敌诱集植物

1.2.1 诱集天敌作用机制 保育天敌诱集植物又称为生物辅助控制型诱集植物[18]，是指诱集植物通过颜色、挥发性化学物或分泌物等吸引靶标害虫的天敌，并为天敌提供食物和寄宿条件，从而控制害虫的发生和数量[19-20]。

1.2.2 保育天敌诱集植物的应用 棉田间作玉米、苜蓿、油菜等作物可吸引天敌或为天敌繁育提供场所，有利于增加棉田天敌数量，控制和减轻棉田害虫为害。棉田种植玉米诱集带可使瓢虫和草蛉提前进入棉田,为棉田害虫储备天敌。试验表明，瓢虫在玉米诱集带上出现的时间要比处理棉田和对照棉田早2周[21]。崔金杰等[22]还研究了种植单季玉米诱集带和双季玉米诱集带对棉田中天敌数量和种类的影响，结果表明棉田种植双季玉米诱集带对于保护增殖自然天敌，增加群落的稳定性更为有效。间作高粱诱集带可为稻绿蝽的天敌寄蝇、沟卵蜂、花蝽、大眼长蝽等提供庇护场所[23]，在稻绿蝽第二发生高峰期乱致死率可达57%[24]。

棉田间作的苜蓿带中苜蓿彩斑蚜比棉蚜发生早10～15天，因此保育了大量的天敌。在棉田中棉蚜的数量激增阶段，苜蓿带中棉蚜的主要天敌（瓢虫类、草蛉类和食蚜蝇类）数量可达到棉田中天敌数量的13.65倍。因此，在棉蚜数量激增初期，刈割苜蓿带迫使天敌适时进入棉田，对棉蚜有很好的控制效果[25]。

棉田间作油菜对瓢虫、蚜茧蜂有一定的诱集作用。在棉花苗期，种植油菜诱集带的棉田中捕食性天敌的初发期可比对照田提前5～15天，蚜茧蜂以及瓢虫等捕食性天敌明显增多，可明显减轻苗蚜的发生及为害。研究表明，在种植油菜和高粱诱集带的棉田中，蚜茧蜂的寄生率在苗蚜和伏蚜高峰期分别为对照田的1.8倍和11.11倍[26]。且不同品种间油菜对天敌和害虫的诱集数量存在明显差异[27]。

1.3 驱避害虫植物

1.3.1 驱避机制 许多植物在生长过程中为抵御害虫侵害往往会产生一些对害虫有驱避、触杀、胃毒、拒食作用的物质，如生物碱类、萜类、黄酮类等[28]。常见有驱虫作用的植物多分布在马鞭草科、龙脑科、桃金娘科、柏科、菊科、芸香科、唇形科、姜科、月桂科和禾本科等[29]。如唇形科中迷迭香、薄荷常用作驱虫植物与作物间作[30]。驱避植物的驱避机制主要包括以下2 种：一种是通过干扰昆虫的嗅觉系统，使其无法正确感知目标；另一种是通过激活昆虫嗅觉神经元，使其自动躲避[31]。

1.3.2 驱避植物的应用 在棉田间作害虫的低嗜好性植物，可有效降低棉花植株上的虫口密度[32]。如间作芹菜、葱、韭菜、茴香、芫荽、花生可以明显降低棉花上烟粉虱成虫的数量，其中芹菜对烟粉虱的驱避作用更强[33]。大蒜中含有的次生化合物大蒜素和含硫化合物对蚜虫、红蜘蛛有明显的驱避作用[34-35]，大蒜秸秆的提取物对二班叶螨和山楂叶螨也有驱避活性[36]；胡卢巴中含有的香豆素气味能减少棉蚜的迁入量，对蚜虫的繁殖和危害有一定的控制作用。试验证明，当棉花和胡卢巴以2:1 间作时，可使棉蚜减少72.4%，减少用药3～4 次[37]。在棉田中种植蓖麻能够显著降低3 代棉铃虫的落卵量，并对烟粉虱和小花蝽也有趋避作用[38]。许多中药材具有特殊的气味，此类植物也作为驱避植物开展了相应的研究[39-40]。尹海辰等[41]研究了5 种中药材提取物对绿盲蝽和中黑盲蝽的嗅觉反应，结果表明云木香、香加皮、黄柏对绿盲蝽有明显的趋避作用，而中黑盲蝽对花椒和云木香表现出显著的驱避性。

2 诱集植物的优势与前景展望

2.1 诱集植物的优势

2.1.1 增加生物多样性 农作物种植单一造成生物多样性减少，有利于害虫的发生，且容易引起害虫爆发。棉田害虫如棉铃虫、绿盲蝽、烟粉虱等大都属于多食性害虫，可利用棉田间作诱集植物打破单一作物结构，增加生物多样性、改善棉田环境、控制害虫的发生[42]。如在棉田中间作苜蓿带，处理棉田中天敌群落的物种丰富度、丰富度指数及多样性指数均高于常规单种棉田，且可有效减少棉蚜的数量[43]。

2.1.2 有利于保护环境，降低成本 使用化学农药引起的“农药残留问题、有害生物再度猖獗及生物抗药性”问题已成为全球亟待解决的难题，严重影响农产品质量安全，对人类身体健康造成了威胁。利用种植诱集植物来防治害虫，可减少化学药剂的使用量和使用次数，从而减少对环境的污染。有的诱集植物还具有固氮作用，如在棉田中种植羽扇豆不仅能够增加天敌的数量，还能为棉花提供氮肥[44]，从而减少肥料投入，降低成本。

2.1.3 增加经济效益 有的诱集植物在发挥害虫防治作用的同时本身还具有较高的经济价值，在获得棉花收益的基础上还能增加一部分收益。如在棉田中间作大蒜、中药材等价值较高的作物可有效弥补诱集植物占用棉田面积的损失，保障农民的经济利益，使得此种植模式得以大面积推广。

2.2 诱集植物研究前景与展望

2.2.1 进一步优化种植结构 有试验表明通过种植诱集或趋避植物，利用害虫对不同植物选择的差异性可以起到控制害虫、减轻为害的作用[45]，但是诱集植物与主栽作物之间在种植结构和功能配置方面还应进一步优化。比如芹菜、韭菜等蔬菜类的诱集植物需水量较大，和棉花相比要增加灌溉次数，增加管理成本。由于间作植物占用了棉花行间土地，会对后期的锄草施肥等农事管理造成一定的影响。

2.2.2 筛选高效、高价值的诱集植物种类 诱集植物的主要作用是作为一种害虫防治的辅助手段，实际生产中往往只注重主栽作物如棉花的产品收获，将诱集植物丢弃或者不收获产品，造成浪费土地资源的利用率降低，减少经济收益。因此还应筛选既具有高效的害虫防控效果又有较高的经济价值的诱集植物，以弥补占用棉花行间土地的损失。此外还应该在不同的棉区进行诱集植物筛选，以符合不同地区的生产实践需要。

2.2.3 研究诱集植物挥发性化学物质 目前已发现的植物次生物质已超过10万种[46]，而这种植物挥发性次生物质能够影响植食性昆虫寄主选择、交配、产卵、取食和生长发育[47]。可以通过分离鉴定棉田诱集植物或趋避植物中的挥发性次生化合物，筛选出能够引起棉田害虫或天敌昆虫趋性反应的物质，从而对棉田害虫的行为进行调控。还可以利用这种信息物质作为先导物，进而开发新型生物农药，可以减缓害虫抗药性，减少传统化学农药的使用，保护生态环境。

2.2.4 研究大田模式下害虫防治配套技术 目前大部分研究仅仅是局限于试验田中诱集植物对害虫的防治效果，相应的大田试验较少，因此大面积种植诱集作物起到的防控效果还未可知。有研究表明诱集作物与主栽作物种植数量相差太大会引起“诱导嗜好性”，即会增加植食性昆虫对主栽作物的嗜好性而降低对诱集植物的嗜好性[48]，可在诱集植物上施用性诱剂或化学信息素来增强诱集植物的吸引力[49-50]。所以大田模式下棉花与诱集植物的种植方式、种植比例、种植密度等还应进一步研究。而且间作诱集植物模式下害虫的种类、数量和发生时期与单一大田种植也会发生变化，随之害虫的化防手段也应做出相应的调整。因此，应系统研究大田条件下间作诱集植物的害虫防治配套技术。