三种切梢小蠹化学生态学关系研究

摘要

在世界范围内，小蠹是危害松树的主要害虫之一，它们严重影响松树的健康生长，对生态环境造成巨大威胁。发生在我国云南省的横坑切梢小蠹、云南切梢小蠹和短毛切梢小蠹是危害云南松和思茅松的主要小蠹种类，这三种切梢小蠹在云南省的发生已经有三十多年，造成了大量的松树死亡，影响林业持续健康发展。目前，针对切梢小蠹的防治方法主要是清理蠹害木和进行化学防治，但防治效果并不理想。为了研究三种切梢小蠹危害之间的关系及其化学生态学机制，并进一步改进引诱剂，自2013年5月底至11月底的蛀梢期，同年12月至翌年1月的蛀干期，在云南省建水县、宁洱县和安宁市调查被三种切梢小蠹为害的枝梢和树干特点。同时，收集被不同种类切梢小蠹为害枝梢的挥发物、被害树干的挥发物，以及不同时期后肠挥发物，并应用气-质联用技术和气相色谱法对挥发物进行定性和定量分析。根据分析结果，在室内用鉴定出的单品化合物及其混合物配置引诱剂进行生物测定试验，筛选对三种切梢小蠹分别有引诱作用的引诱剂，并将初步筛选的引诱剂应用在野外进行诱捕试验。研究结果如下:
　　(1)蛀梢期，在横坑切梢小蠹与云南切梢小蠹混合发生区域，横坑切梢小蠹对云南松枝梢的为害不受其生长方向的影响;云南切梢小蠹更倾向于为害东、西方向上生长的枝梢。三种切梢小蠹中，云南切梢小蠹为害枝梢蛀入孔处直径最大，短毛切梢小蠹的最小。云南切梢小蠹为害枝梢蛀入孔距离项梢的长度最大，横坑切梢小蠹的最小。横坑切梢小蠢为害枝梢的蛀入孔距离顶梢长度与蛀入孔处直径间无相关性，云南切梢小蠹和短毛切梢小蠹的蛀入孔直径与其距离顶梢长度间的关系呈现极相关关系。
　　蛀干期初期，在建水县，横坑切梢小蠹主要分布在树干的中下部，云南切梢小蠹在整个树干都有分布。在玉溪市，横坑切梢小蠹主要分布在树干的中下部，在中上部也有分布，云南切梢小蠹主要分布在树干的中上部。在安宁市，横坑切梢小蠹主要分布在树干的中下部，云南切梢小蠹主要分布在树干的中上部，而短毛切梢小蠹在整个树干均有分布。这说明三种小蠹的数量和比例会影响其在树干的分布。
　　(2)蛀梢期，横坑切梢小蠹雌雄虫和云南切梢小蠹雌雄虫对自身为害枝梢挥发物有强烈的趋性，对其他被害枝梢挥发物趋性较弱，短毛切梢小蠢除了自身为害枝梢有强烈趋性外，对横坑切梢小蠹和云南切梢小蠹为害枝梢也有趋性;同时，三种切梢小蠹对同种类和同性别后肠挥发物有强烈的趋性外，也对其他种类切梢小蠹后肠挥发物也有较强的趋性。尽管思茅松和云南松上被短毛切梢小蠹为害的枝梢挥发物及小蠹后肠挥发物的化学成分不同，但不同寄主对短毛切梢小蠹的趋性行为没有显著影响。
　　蛀干期，尽管三种小蠹都对自身为害树干挥发物趋性最强，横坑切梢小蠹雌雄虫和云南切梢小蠹雌雄虫还对其它两种切梢小蠹雌雄虫为害树干挥发物有趋性，而短毛切梢小蠹雌雄虫只对自身为害树干挥发物有强烈趋性;另外，三种切梢小蠹除了对自身后肠挥发物有强烈趋性外，还对其它两种切梢小蠹后肠挥发物也有较强的趋性。这表明，寄主植物的挥发物与三种切梢小蠹后肠挥发的信息化学物质共同对三种切梢小蠹起作用。
　　(3)蛀梢期，与健康枝梢挥发量相比，被横坑切梢小蠹雄虫为害枝梢挥发物中，(+)-Camphene、γ-terpinene、(-)-Limonene、cis-verbenol、trans-verbenol、 Myrtenol、Caryophyllene、Thujopsene和Cuparene挥发量增加，其他挥发物含量减少;被雌虫为害枝梢中各挥发物含量均减少。
　　被云南切梢小蠹雄虫为害枝梢挥发物中，(+)-Camphene、γ-terpinene、cis-verbenol、trans-verbenol和Myrtenol的挥发量与健康枝梢的挥发量相比变化不大，其他化合物挥发量减少;雌虫为害枝梢挥发物中，Myreene、3-Carene、γ-terpinene、cis-verbenol、trans-verbenol、Myrtenol和Caryophyllene含量增加，其他化学物质含量减少。
　　与健康枝梢挥发量相比，短毛切梢小蠹雄虫为害枝梢挥发物中，Myrcene、γ-terpinene、(-)-Limonene、myrtenol、Caryophyllene挥发量无显著变化，(+)-Limonene、cis-verbenol、trans-verbenol挥发量增加，其他化合物含量减少;雌虫为害枝梢挥发物中(+)-Camphene和3-Carene挥发量无显著变化，其他化合物含量减少。
　　(4)综合生物测定、化学分析及野外诱捕试验结果得出，蛀梢期，S-α-pinene，β-pinene，trans-verbenol和myrtenol对横坑切梢小蠹雄虫有引诱作用;β-pinene，3-Carene，trans-verbenol和myrtenol对横坑切梢小蠹雌虫有较强引诱作用。3-Carene和myrtenol对云南切梢小蠹雄虫有较强引诱作用;S-α-pinene，trans-verbenol和myrtenol对云南切梢小蠹雌虫有较强引诱作用。(+)-Camphene，3-Carene，cis-verbenol，trans-verbenol和myrtenol对短毛切梢小蠹雄虫有较强引诱作用;S-α-pinene，γ-terpinene，trans-verbenol和myrtenol对短毛切梢小蠹雌虫有较强引诱作用。
　　蛀干期，对横坑切梢小蠹雄虫有较强引诱作用的是S-α-pinene，3-Carene，trans-verbenol和Myrtenol;对横坑切梢小蠹雌虫有较强引诱作用的是S-α-pinene，β-pinene，3-Carene，trans-verbenol和Myrtenol。对云南切梢小蠹雄虫有较强引诱作用的是S-α-pinene，3-Carene，cis-verbenol，trans-verbenol和Myrtenol;对云南切梢小蠹雌虫有较强引诱作用的是S-α-pinene，cis-verbenol，trans-verbenol和Myrtenol。对短毛切梢小蠹雌雄虫均有较强引诱作用的是S-α-pinene，β-pinene，Myrcene，3-Carene，cis-verbenol,trans-verbenol和Myrtenol。
　　(5)筛选的配方中，1、2、3、4、5和6分别对横坑切梢小蠹雄虫，雌虫，云南切梢小蠹雄虫，雌虫，短毛切梢小蠹雄虫，雌虫有较好的引诱作用，配方7对横坑切梢小蠹雌雄虫均有引诱作用。由此可以推断，对云南地区三种切梢小蠹雄虫和雌虫分别有引诱作用的信息化学物质的成分和含量是不同的，但也有对同种类切梢小蠹两性均有引诱作用的相同成分的信息化学物质，正是这些相同和不同的信息化学物质影响了三种切梢小蠹间的相互行为关系。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 小蠹简介

1．1．1 小蠹虫种类、寄主及地理分布

1．1．2 三种切梢小蠹的特征区分

1．2 三种切梢小蠹的时空分布

1．2．1 空间分布

1．2．2 时间分布

1．3 三种切梢小蠹的生物学特性

1．3．1 横坑切梢小蠹生物学特性

1．3．2 云南切梢小蠹生物学特性

1．3．3 短毛切梢小蠹生物学特性

1．4 切梢小蠹的危害

1．4．1 横坑切梢小蠹的危害

1．4．2 云南切梢小蠹的危害

1．4．3 短毛切梢小蠹的危害

1．5 信息化学物质研究概况

1．5．1 化学生态学研究简介

1．5．2 小蠹虫信息化学物质研究历史

1．5．3 小蠹虫信息化学物质

1．5．4 三种切梢小蠹信息化学物质研究概况

1．5．5 小蠹的化学生态学关系

1．6 小蠹的综合防治概况

1．7 存在问题

1．8 研究内容与技术路线

1．9 课题来源与经费支持

第二章 三种切梢小蠹为害与分布特性

2．1 调查样地情况

2．2．1 研究方法

2．2．2 数据分析

2．3 结果与分析

2．4 小结与讨论

第三章 三种切梢小蠹趋性行为及相互关系

3．1 材料和方法

3．1．1 试验器材

3．1．2 采样方法

3．1．3 挥发物收集方法

3．1．4 生物测定试验

3．1．5 数据分析方法

3．2 结果与分析

3．2．1 三种小蠹对不同枝梢的趋性及不同提取方法挥发物的趋性

3．2．2 蛀梢期趋性行为的动态变化

3．2．3 蛀干期趋性行为

3．3 小结与讨论

第四章 不同寄主对短毛切梢小蠹行为的影响

4．1 试验材料和方法

4．1．1 究方法

4．1．2 数据分析方法

4．2 结果与分析

4．2．1 两个地区短毛切梢小蠹对彼此被害枝梢挥发物的趋性

4．2．2 两个地区短毛切梢小蠹对彼此后肠挥发物的趋性

4．2．3 不同寄主被害枝梢挥发物

4．2．4 不同寄主上短毛切梢小蠹后肠挥发物

4．2．5 相同成分的不同含量比较

4．3 小结与讨论

第五章 挥发物化学分析

5．1 材料与方法

5．1．1 试验材料

5．1．2 研究方法

5．2 结果与分析

5．2．1 标准样品的标准曲线

5．2．2 蛀梢期挥发物分析

5．2．3 蛀干期挥发物分析

5．3 小结与讨论

第六章 室内生物测定

6．1 材料与方法

6．1．1 实验材料

6．1．2 实验方法

6．2 结果与分析

6．2．1 蛀梢期三种切梢小蠹对不同化学标准品的趋性

6．2．2 蛀干期三种切梢小蠹对不同化学标准品的趋性

6．2．3 三种切梢小蠹对不同化学标准品复配的趋性

6．3 小结与讨论

第七章 野外诱捕

7．1 试验器材和方法

7．1．1 试验器材及样地情况

7．1．2 试验方法

7．2 结果与分析

7．2．1 挥发率测定结果

7．2．2 野外诱捕试验结果

7．3 小结与讨论

第八章 结论与讨论

8．1 结论

8．2 讨论

8．3 论文创新点

参考文献

附录

在读期间的学术研究

致谢