荔枝異形小卷蛾危害的格木揮發(fā)性物質差異分析

常明山，郝 建，文 娟，楊保國，趙鵬飛，吳耀軍，陳建全

（1.廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學研究院 廣西林業(yè)有害生物天敵繁育工程技術研究中心，廣西南寧 530002；2.中國林業(yè)科學研究院熱帶林業(yè)實驗中心，廣西憑祥 532600；3.廣西壯族自治區(qū)森林資源與生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，廣西南寧 530028）

格木（Erythrophleum fordii）是國家二級重點保護植物，俗稱“鐵木”，為蘇木科（Caesalpiniaceae）格木屬喬木，主要分布在亞洲、非洲和大洋洲，在我國主要分布在廣西、廣東和福建等省（自治區(qū)）[1]。其木材堅硬，綜合強度大，抗蟲性好且耐腐蝕，可用于制造船舶和家具等，還具有藥用、綠化、觀賞和生態(tài)價值[1-3]，但在其種植過程中一直遭受荔枝異形小卷蛾（Cryptophlebia ombrodelta）蛀食嫩梢，嚴重影響其正常生長，制約其成材。被危害的格木樹冠呈叢枝狀，枯梢。前期報道顯示，該蟲雌雄成蟲異形，雌蟲的前翅后緣斑紋為黑色，雄蟲為黑褐色，主要危害荔枝（Litchi chinensis）和澳洲堅果（Macadamia terni?folia），后在格木上被發(fā)現并被鑒定為同一種[4]。近年來，學者們普遍認為培育格木人工林優(yōu)于天然林，但蟲害問題導致格木人工林不適宜營造純林，將格木與其他樹種混交已成為培育格木人工林的主要模式，與米老排（Mytilaria laosensis）、火力楠（Michelia macclurei）、西南樺（Betula alnoides）和馬尾松（Pinus massoniana）等樹種混交或套種，更有利于格木的干形生長，增強整體抗性[5-9]。研究發(fā)現，不同植物揮發(fā)物對害蟲的產卵、取食和定向飛行等行為活動有一定的影響[10-14]。目前，對格木純林及其混交林模式下林分揮發(fā)性成分的研究還未見報道，也未對純林及混交種植模式下荔枝異形小卷蛾的危害進行對比與分析。本研究對格木純林及其混交林受荔枝異形小卷蛾危害的情況進行調查，通過氣相色譜儀對葉片和枝條中的揮發(fā)性物質進行檢測，掌握蟲害的危害情況，并將各種植模式中格木受害情況與揮發(fā)性物質情況進行相關分析，可為指導格木人工林的定向培育及開發(fā)植物源引誘劑或趨避劑提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 樹種和試蟲

種植模式為格木純林、格木× 桉樹混交林、格木× 米老排混交林和格木× 杉木（Cunninghamia lanceolata）混交林。上述樹種和荔枝異形小卷蛾均來自廣西憑祥市中國林科院熱帶林業(yè)實驗中心青山實驗場（106°44'E，22°13'N），實驗場屬南亞熱帶季風氣候，年均氣溫20.5 ℃以上。4 種模式的試驗林均為2006年種植，初始密度2 500 株/hm2，混交林的混交比例均為1∶3；2014年進行透光伐，保留密度為1 728株/hm2，郁閉度0.7左右。

1.2 檢測樣品

2020年3月，用枝剪采集各樹種梢頭40 cm 以內的嫩梢，30 枝以上。樣品采集后，將枝條和葉片分開，裝入密封袋內，帶回實驗室備用。

1.3 試驗方法

1.3.1 林間觀察

利用已研制出的荔枝異形小卷蛾性引誘劑[4]，在成蟲期放置三角形誘捕器誘捕成蟲。2020年3月，每種林分放置10個誘捕器，間隔20 m，懸掛于樹冠中上部，統計20天內各林分誘捕的平均數量。人工調查4種林分中的其他病蟲害，對格木主、側枝的被蛀食情況及格木的生長情況進行描述。

1.3.2 樣品處理

參考李興奎等[15]和馬濤等[16]的方法，將采集的純林及混交林新鮮葉片和枝條分別放入100 mL 的樣品瓶中，加入30 mL 高效液相正己烷溶劑，室溫26 ℃下浸提12 h，使用有機濾頭過濾浸提液，用氮氣濃縮至體積2.0 mL，-20 ℃下保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.3 氣相色譜檢測方法

氣相色譜檢測定量分析由廣州如期生物技術有限公司完成，參考葛宇[17]和吳晶等[18]的檢測方法。氣相色譜儀型號為7890B。參數設置為進樣口溫度220 ℃，高純氮氣載氣（濃度99.99%），進樣2μL；初始溫度50 ℃，保持1 min，以10 ℃/min 升溫至180 ℃，再以5 ℃/min升溫至230 ℃，保持8 min，之后保持在220 ℃；不分流模式；檢測器溫度為280 ℃；氫氣流量為30 mL/min。

1.3.4 受害級別劃分

根據誘捕到的荔枝異形小卷蛾數量和格木被蛀梢情況定義受害級別。1 級為誘捕成蟲數量“+”及以下，主、側枝蛀孔少；2 級為成蟲數量“++”，主、側枝蛀孔多，枯梢多。

1.4 數據處理

林間調查數據采用Word 2010 軟件進行記錄；氣相色譜檢測結果通過Excel 2010 軟件導出分析并制圖；相關性分析采用Excel 2010 軟件數據分析工具中的相關系數進行計算。

2 結果與分析

2.1 格木純林及混交林受害情況

在無其他蛀梢害蟲危害的情況下，在純林中誘捕到的荔枝異形小卷蛾成蟲數量比混交林多（表1）。純林和混交林中的格木均有被荔枝異形小卷蛾危害的現象，混交林中的其他樹種未受到荔枝異形小卷蛾的危害。純林中格木被蛀的主、側枝較多，枯梢多，生長情況比混交模式下的格木差。

表1 純林及混交林受害情況Tab.1 Situations of pure and mixed forests damaged by C.ombrodelta

2.2 純林及混交林揮發(fā)性物質定量分析

純林中，格木葉片中檢測出9種物質，總峰面積1.92%；枝條中檢測出7 種，總峰面積1.17%（表2）。格木×桉樹模式中，格木葉片中檢測出11種物質，總峰面積2.00%，枝條中檢測出11種，總峰面積1.77%；桉樹葉片中檢測出11 種物質，總峰面積2.48%，枝條中檢測出20 種，總峰面積1.85%。格木×米老排模式中，格木葉片中檢測出11 種物質，總峰面積1.40%，枝條中檢測出8 種，總峰面積1.61%；米老排葉片中檢測出20 種物質，總峰面積2.03%，枝條中檢測出8 種，總峰面積1.89%。格木×杉木模式中，格木葉片中檢測出12 種物質，總峰面積2.08%，枝條中檢測出7 種，總峰面積2.45%；杉木葉片中檢測出25 種物質，總峰面積2.26%，枝條中檢測出15 種，總峰面積2.87%。格木葉片含有揮發(fā)性物質9～12種，枝條含有7～11種；全部樣品中檢測的總峰面積為1.17%～2.87%。

表2 純林及混交林揮發(fā)性物質氣相色譜分析Tab.2 Analysis on gas?chromatography of volatile components in pure and mixed forests

2.3 純林及混交林各指標分析

純林的受害級別為2級，物質數量16，總峰面積3.09%，在4種種植模式中受害級別最高，物質數量和總峰面積最少（表3）。其他3種種植模式的受害級別均為1級，物質數量47種以上，總峰面積6.93%以上。

表3 純林和混交林各指標匯總Tab.3 Collections of three indicators of pure and mixed forests

受害級別與物質數量和總峰面積均呈負相關，物質數量與總峰面積呈正相關，均沒有顯著相關性（表4）。

表4 相關性分析Tab.4 Correlation analysis

3 討論與結論

荔枝異形小卷蛾的寄主植物主要有澳洲堅果、格木、荔枝、金合歡（Acacia farnesiana）和棉豆（Phaseolus lunatus）等，危害方式以蛀果或蛀食嫩梢為主[9，19]。本研究結果顯示，荔枝異形小卷蛾僅危害格木，不危害混交林中的其他樹種；在純林和混交林中對格木危害的程度差別較大。混交林中的格木受害較輕是由于蟲口密度低，蟲口密度受成蟲定向飛行、產卵和取食及外界氣味化學物質、光線和顏色等多種因素的影響。

植物揮發(fā)性氣味是昆蟲進行行為選擇的重要影響因素[20-21]。對格木純林及其混交林葉片和枝條中的揮發(fā)性物質進行種類和含量鑒定，發(fā)現格木葉片中的揮發(fā)性物質有9～12 種，枝條中有7～11 種。說明純林及混交林中格木葉片和枝條中的揮發(fā)性物質種類在數量上變化不大，荔枝異形小卷蛾對格木危害的差異可能是混交林中其他樹種中的揮發(fā)性物質造成的。格木× 桉樹混交林中共有53 種揮發(fā)性物質，桉樹葉片含11 種，枝條含20 種；格木×米老排混交林中共有47種揮發(fā)性物質，米老排葉片含20 種，枝條含8 種；格木× 杉木混交林中共有59種揮發(fā)性物質，杉木葉片含25 種，枝條含15 種。各混交林中的揮發(fā)性物質總峰面積均比純林大。桉樹枝條、米老排葉片和杉木葉片中的揮發(fā)性物質種類比格木多，說明影響荔枝異形小卷蛾行為活動的可能是桉樹、米老排和杉木等非寄主植物所產生的揮發(fā)性物質，或是非寄主植物中可能存在的某種共有物質，或是桉樹、米老排和杉木中各有的特異性揮發(fā)性物質，這些物質趨避了荔枝異形小卷蛾成蟲，使得混交林的受害情況比純林輕，相關性分析也表明受害等級與物質數量和總峰面積呈負相關。上述結論有待進一步開展荔枝異形小卷蛾幼蟲和成蟲等對寄主和非寄主植物的觸角電生理試驗，以及取食、產卵等嗅覺和味覺相關的選擇性試驗進行驗證。