利用植物次生代謝物防控設施大棚辣椒煙粉虱研究進展

摘要：煙粉虱是辣椒的主要蟲害之一，嚴重影響辣椒的產(chǎn)量及品質。本文綜述了我國利用誘集植物和趨避植物防控辣椒煙粉虱的研究進展，以期對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供一定的幫助。

關鍵詞：辣椒；煙粉虱；植物次生代謝物；設施大棚

中圖分類號：S433.3；S482.1 文獻識別碼：A 文獻編號：1005-6114（2024）06-009-03

煙粉虱（Bemisia tabaci）也稱甘薯粉虱、棉粉虱等，為半翅目粉虱科小粉虱屬，于1889年首次在希臘的煙草上發(fā)現(xiàn)并命名，是一種多食性的世界性害蟲［1］。目前已知煙粉虱能夠為害茄科、葫蘆科、十字花科、豆科、菊科和大戟科的蔬菜、花卉、果樹、園林植物等600多種植物，且能夠傳播毛形病毒（Crinivirus）、菜豆金黃花葉病毒（Begomovirus）、甘薯病毒（Ipomovirus）等200多種病毒［2］；因其寄主范圍廣、對環(huán)境適應性強、對作物為害嚴重、對化學農(nóng)藥能迅速產(chǎn)生抗性而被冠以“超級害蟲”稱號。

我國是世界第一大辣椒消費國，年產(chǎn)量穩(wěn)居世界第一，2021年辣椒種植面積達82.7萬hm2，占全球種植面積的36.72%，種植范圍覆蓋全國28個省（區(qū)、市），經(jīng)濟總產(chǎn)值高，居蔬菜之首位，已成為許多縣市的支柱產(chǎn)業(yè)，規(guī)模不斷擴大。煙粉虱作為辣椒的主要蟲害之一，不僅傳播病毒病，而且能夠分泌蜜露誘發(fā)煤污病，影響植株的光合作用，降低果實的商品性，嚴重時能減產(chǎn)95%［3］。有研究表明，在最佳發(fā)育溫度（26～28℃）煙粉虱完成1個世代僅需19～27 d［4］。設施大棚因其為作物提供了適宜的光溫水氣，同時也為病蟲害的發(fā)生提供了良好的生長環(huán)境。因此，設施大棚內(nèi)該蟲的發(fā)生率更高、危害更嚴重，針對設施大棚內(nèi)煙粉虱的防控尤為重要。

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，種植戶習慣性采用化學防控、物理防控、生物防控相結合的綜合防控方法，尤其偏好使用化學農(nóng)藥。近幾年的抗藥性監(jiān)測結果顯示，煙粉虱對有機磷類、煙堿類、除蟲聚酯類等殺蟲劑都產(chǎn)生了不同程度的抗藥性，防控難度逐漸增加［5］。然而，大多數(shù)種植戶用藥不規(guī)范，只注重防控成蟲，并且對煙粉虱防控時期把握不準，存在施藥不及時、施藥濃度大、用藥不準確、多種藥劑混用、頻繁施藥等不規(guī)范行為，導致“蟲難防、藥無用”的現(xiàn)象頻發(fā)［6］。如何開辟新的路徑，研究出更多的防控新藥劑、新方法、新技術，成為科研人員的研究重點。

植物次生代謝物是由次生代謝產(chǎn)生的一類細胞生命活動或植物生長發(fā)育正常運行的非必需的小分子有機化合物。目前已經(jīng)探明，植物次生代謝物是植物對環(huán)境的一種適應，是在長期進化過程中植物與生物和非生物因素相互作用的結果。在對環(huán)境脅迫的適應、植物與植物之間的相互競爭和協(xié)同進化、植物對昆蟲的危害、草食性動物的采食及病原微生物的侵襲等過程的防御中起著重要作用。如迷迭香的提取物能夠有效減輕菜豆炭疽病的嚴重程度，抑制番茄霜霉病、黃瓜枯萎病發(fā)生［7］；迷迭香精油對二斑葉螨、溫室粉虱等害蟲具有很好的滅殺作用［8，9］；此外，迷迭香與茶樹間作還能有效降低茶樹上茶尺蠖的為害程度［10］。利用植物次生代謝物影響昆蟲的行為從而達到防控目的，不僅能夠降低生產(chǎn)成本、節(jié)本增效，而且能夠滿足人民對農(nóng)產(chǎn)品的營養(yǎng)成分、安全性、口感等方面更高的要求，因此逐漸成為了一個新的研究熱點。

1 作為植物源殺蟲劑

常見的植物源殺蟲劑5%除蟲聚酯乳油、5%魚藤酮微乳劑等被報道成功應用于辣椒煙粉虱的防治實踐。前者來源于除蟲菊，對昆蟲有觸殺和麻痹作用，后者通過抑制線粒體呼吸鏈，引起害蟲呼吸系統(tǒng)障礙，麻痹而死［11］。這兩種植物源殺蟲劑與其他殺蟲劑相比持效期長、殘留量低，適宜在蟲口基數(shù)低的蟲害發(fā)生初期使用。

2 作為行為調(diào)控劑

有研究表明，存在多種寄主時，煙粉虱成蟲取食以及產(chǎn)卵具有一定的選擇性［12］，不同寄主對煙粉虱的寄主選擇行為有不同的影響，或是趨避或是誘集；尤其是在相對封閉的保護地環(huán)境下，利用嗜好植物或者非敏感植物對煙粉虱進行誘集或者趨避作用相結合的“推-拉”方式，取得了很好的防控效果［13］。

2.1 趨避作用

目前發(fā)現(xiàn)對辣椒煙粉虱具有較好趨避作用的植物有蓖麻、芹菜等。在主栽作物周圍種植趨避作物，形成一層保護屏障，能夠有效降低主栽作物蟲口數(shù)［14］。

2.1.1 蓖麻套作

蓖麻是一年生或多年生草本植物，適應性強，在我國分布廣泛，具有較高的經(jīng)濟價值，是一種能替代石油的可再生型綠色油品資源及重要的工業(yè)原材料，并具有一定的藥用價值。蓖麻含有豐富的殺蟲活性物質，其特殊氣味能夠趨避煙粉虱。蓖麻毒素能夠滅殺桃蚜、天幕毛蟲、小菜蛾等害蟲，也能較好地抑制小菜蛾化蛹［15］，對赤擬谷盜和銹赤扁谷盜這兩種儲糧害蟲的成蟲也具有較強的驅避作用［16］。與蓖麻間作套種，對多種田間害蟲的發(fā)生具有較好的防控作用。設施大棚種植辣椒時，在辣椒定植后進行蓖麻穴盤育苗，苗齡1個月左右定植，根據(jù)大棚的高度及大小，可在大棚外側種植一圈蓖麻作為保護屏障，也可在棚內(nèi)沿立柱種植，均能夠有效的阻止外界煙粉虱遷入大棚內(nèi)［17］；此外，蓖麻高1 m左右時，及時剪掉蓖麻頭進行打頂，以防其影響辣椒采光。

2.1.2 間作芹菜

國內(nèi)關于芹菜對煙粉虱的控制作用及作用機理研究較多，鐘蘇婷等［18］研究發(fā)現(xiàn)黃瓜和芹菜相鄰種植可以顯著降低黃瓜上煙粉虱成蟲的蟲口數(shù)，高有華等［19］發(fā)現(xiàn)棉田中間作花生、茴香、芫荽、芹菜、韭菜對B型煙粉虱的誘集率明顯降低，陳傳翔等［20］采用辣椒與芹菜5∶1的方式間作，煙粉虱的蟲口減退率可以達到73.33%。在辣椒周邊種植2行芹菜可以取得較好的煙粉虱防控效果，生產(chǎn)管理方便，省工省時，提高了土壤利用率及綜合效益；此外，不同品種芹菜以及芹菜不同生育期所含的驅蟲活性物質明顯不同，其中芹菜抽薹期驅蟲活性物質含量最高，對煙粉虱的驅蟲作用也較強［21］。在實際種植中，調(diào)整播期可讓芹菜生長中期稍早于煙粉虱暴發(fā)期，使得芹菜對煙粉虱的趨避作用發(fā)揮到最優(yōu)水平。

2.2 誘集作用

誘集作用是利用害蟲嗜好性明顯高于主栽作物的植物來吸引害蟲，從而達到保護主栽作物的目的。在利用誘集植物的同時，需注意防止煙粉虱過度繁殖而成為蟲源地。因此，生產(chǎn)上要注意在煙粉虱蟲口密度較高時，及時采取隔離和施藥配套相結合的方式，降低蟲源基數(shù)，防止煙粉虱往辣椒轉移擴散。

周福才等［22］對煙粉虱的寄主選擇性進行了研究，發(fā)現(xiàn)相對于芹菜和辣椒，煙粉虱對黃瓜、花椰菜、茄子等具有更強的嗜好性。但不同學者的研究結果有所差異，何成興［18］研究表明，在11種寄主植物混栽情況下，煙粉虱對寄主的選擇有相當高的專化性，偏好順序由高到低依次為白花菜豆、南瓜或西葫蘆、紅花菜豆、茄子、馬鈴薯、番茄、辣椒、龍葵、黃瓜、黑子南瓜；丁雪玲等［23］研究也發(fā)現(xiàn)煙粉虱成蟲明顯嗜好黃瓜，然后是甘藍、番茄、茄子、豇豆、四季豆、西葫蘆、絲瓜等，對毛豆、苘麻、辣椒的嗜好性較差。

高紅勝［24］研究發(fā)現(xiàn)，在薄荷、苘麻、九層塔等9種植物上，煙粉虱對薄荷和苘麻的選擇性更高，薄荷、苘麻分別與露地辣椒1∶1間作，可以很好的誘集煙粉虱，明顯降低辣椒上煙粉虱蟲口數(shù)；此外，也有研究發(fā)現(xiàn)設施辣椒煙粉虱對反枝莧具有取食趨好性［25］。為避免反枝莧入侵辣椒主栽區(qū)，在辣椒定植前2周，距離辣椒種植區(qū)外緣一定距離集中種植反枝莧作為誘集帶，能夠很好地防控煙粉虱發(fā)生，對成蟲和若蟲的控制效果能夠達到85.3%和90.5%。

從上述研究結果可以看出，不同地區(qū)煙粉虱對不同作物的嗜好性、同種作物不同品種對煙粉虱的誘集作用均有差異；同時，不同間套作方式，防控效果也不盡相同。但在前人研究的基礎上，進一步明確黃瓜、菜豆、南瓜或西葫蘆、番茄、茄子、薄荷、苘麻等對辣椒煙粉虱的誘集作用，為廣大種植戶及生產(chǎn)經(jīng)營者提供更準確的技術支撐。

3 誘導植物產(chǎn)生抗生性物質

植物作為大多數(shù)植食性昆蟲的重要營養(yǎng)物質來源，能夠為其提供氨基酸、可溶性糖等，這些營養(yǎng)物質含量又在一定程度上影響著昆蟲的發(fā)育歷期。植物體內(nèi)的類黃酮和酚類物質也是重要的抗生性物質［26］。在一定范圍內(nèi)，寄主植物體內(nèi)可溶性糖、黃酮類、酚類化合物越低，游離脯氨酸含量越高，煙粉虱種群數(shù)越高［27］。因此，可以通過影響植物體內(nèi)相關物質變化，進而達到防控病蟲害的目的。比如，通過外源茉莉酸甲酯誘導辣椒煙粉虱抗性相關次生代謝物及驅蟲揮發(fā)物含量的變化，進一步延長煙粉虱的發(fā)育歷期，降低存活率，從而達到防控蟲害危害的目的［26，28］。上文中提到芹菜與辣椒間作，能夠有效降低辣椒上蟲口數(shù)。通過對該模式下辣椒相關生化物質進行檢測分析，發(fā)現(xiàn)辣椒葉片中可溶性糖、黃酮類、總酚的含量與間作芹菜密度呈正相關，與脯氨酸含量呈負相關，與防蟲效果在一定范圍內(nèi)呈正相關［29］。

4 結語

在農(nóng)業(yè)病蟲害防控中，無論是選用抗病品種、培育壯苗、加強田間管理、適時適期適量施肥施藥、覆膜趨避，還是間套種趨避植物，都是為了營造病蟲害不適宜的生長環(huán)境，從而降低其危害。在采取常規(guī)的綜合防控措施之外，建議配套采取鑲嵌種植方式，即綜合利用蓖麻、芹菜等趨避作物和薄荷、反枝莧、茄子等誘集作物配套種植；該種植模式一方面能夠優(yōu)化不同科的蔬菜在田間排布模式，豐富田間生物多樣性，使得田間輪作、栽培方式、土壤微生物以及養(yǎng)分平衡更加合理；另一方面，不同作物間套種能改善田間小氣候，提高光能利用率，提高作物產(chǎn)量，同時利用蔬菜種類間的化感作用，促進田間生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定平衡，降低煙粉虱及病毒病的為害，最終有助于減少化學農(nóng)藥的投入使用，降低農(nóng)業(yè)面源污染，保護生態(tài)環(huán)境，促進農(nóng)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展。

隨著我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展，政府對農(nóng)藥制劑行業(yè)的監(jiān)管政策越來越嚴格，對環(huán)保和安全的要求也越來越高，利用植物次生代謝物開發(fā)新的有機農(nóng)藥（即生物農(nóng)藥）是農(nóng)藥制劑行業(yè)重要的發(fā)展方向之一。目前，利用植物次生代謝物防控病蟲害的田間效果還不穩(wěn)定，受環(huán)境影響明顯，群眾接受度低；植物次生代謝物提取難度大，費用高，科研與實際應用脫節(jié)，這些均嚴重制約著該領域的發(fā)展。未來可以從以下兩方面著手，一是優(yōu)化植物次生代謝物的提取工藝，節(jié)本增效；二是多點試驗布局，研發(fā)更多化感作用明顯且效果穩(wěn)定、適應性廣的種植模式或作物，明確作用機理，加強成果示范推廣應用。

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