昆虫信息素代替农药的研究状况及应用

昆虫信息素代替农药的研究状况及应用
（惠州市环境科学研究所，广东惠州 516001）
摘要：本文介绍了昆虫信息素的分类以及近年来昆虫信息素的研究状况，讨论了昆虫信息素作为农药的杀虫机理，及其目前在田间的应用情况，并展望了信息素作为新型的杀虫剂在将来的发展前景。

关键词：昆虫信息素；替代农药；杀虫机理；应用
中图分类号：x21文献标识码：a
引言
近年来，传统农药在田间的广泛应用所导致的负面效应逐渐暴露，主要表现为对环境的破坏和对人类健康的威胁。

因此，国内外有关部门正在努力研究寻求新的途径和技术以避免这种危害，主要包括新型、高效、低毒、低残留化学药品的研制，天敌昆虫及生物农药的利用；昆虫激素、昆虫绝育技术，尤其是昆虫信息素的研究正日益受到人们的关注和重视，并已开始应用，其具有良好的发展前景。

1概述
1.1昆虫信息素定义
昆虫信息素(pheromone) 又称昆虫外激素。

昆虫自身产生释放出的作为种内或种间个体传递信息的微量行为调控物质。

1.2信息素的分类
根据信息素的生物功能，目前可将其主要分为以下五类：性信息素、聚集信息素、扩散信息素、告警信息素以及踪迹信息素等。

1.3信息素的特性
1.3.1 活性高
昆虫的每个感受器能感受一个分子。

因此，微量信息素就能引起昆虫的生物反应。

一只雌性蚕蛾一次释放的蚕蛾醇，足以吸引100 万只以上的雄蛾。

1.3.2 非常高的物种专业性
自然界中的物种都有自己的化学信号。

一些化学信号由雌性动物释放，一些则相反。

性信息素通常表现为几种化合物的混合物，一般情况下，在同一属中，不同的物种即便化合物的成分相同，但只要组成比例不同，它们也能够将其分辨出来。

1.3.3 活性的有效距离大
一般来说，性信息素的活性有效距离可达50m以上，活性化学物质通过自身扩散在空气中传播。

1.3.4 信息素是低等动物繁衍的主要手段
不同地点的雄性或雌性动物利用信息素的传播使其相互聚集、交配。

没有信息素的作用，正常的繁衍将受到影响。

2信息素的作用机制
2.1昆虫性信息素
性信息素是指同种昆虫雄虫与雌虫个体间进行化学通讯联系帮助昆虫求偶交配的信息化合物，目前研究和应用最广，主要为：
(1)预测：昆虫性信息素种特异性强，灵敏度较高，使用也非常方便，成本低廉，被广泛应用于害虫的预测预报。

(2)诱杀或诱捕：利用性信息素诱捕防治害虫。

(3)迷向防治：通过大量释放性信息素的同系物或者抑制剂，雌雄成虫间的化学通讯受到干扰，因而可以达到控制其交配繁殖的目的。

2.2聚集信息素
聚集信息素由昆虫分泌能聚集同种两性成虫的信息化合物。

因为聚集信息素本身就是一些昆虫聚集危害的媒介物质，所以利用它们进行诱集该类害虫将具有特殊作用，若与诱捕器、毒饵、昆虫生长抑制剂等合用更会提高其应用效率。

另外，聚集信息素在该类害虫检疫方面亦有特殊的应用价值。

2.3踪迹信息素
踪迹信息素是由搜索蚁和白蚁所释放的一种亚持久性物质，由腹板腺分泌，外出取食时依赖这种物质暗示食物来源，是向其他工蚁标志通往食物道路的一种化学“通信”物质。

当用这种物质在固体表面划出条纹时，会引起工蚁的追踪反应，使它们沿着所划的线条前进。

白蚁防治上应用较好，但是由于其专一性强、使用范围窄、持效期短等缺点，在白蚁检疫中的应用有限。

2.4产卵和产卵的忌避信息素
当很多昆虫在选择好寄主植物以后，为了使其后代能有适宜的生存环境，通常雌虫在产卵时，会在寄主上分泌一种作为标记的物质，这种标记性的物质可以有效地防止自己或其他昆虫再到这里进行产卵，或者是幼虫的粪便中含有此类物质，以此来警告同种和异种的雌虫不要在此寄主及附近地域产卵。

而这种化学物质称作昆虫产卵的忌避信息素。

人们在害虫产卵盛期喷洒一些忌避信息素在农作物上，能有效抑制害虫在作物上产卵，从而保护农作物不受虫害。

3信息素防治害虫的应用
3.1昆虫性信息素的应用
当前性信息素研究和应用最多的当属昆虫性信息素，到目前为止，上千种昆虫的信息素得以研究，1800多种鳞翅目昆虫信息素被鉴定了出来，主要应用在昆虫种群预测预报、干扰交配、大量诱捕这三个方面。

另外，也可与其他农药结合施用，但这方面的研究较少。

3.1.1 害虫预测预报
昆虫性信息素专一性很强，利用这种特质能够很好地预报监测到虫害的出现，不少害虫如果是刚从外地迁进或者是刚从蛹中羽化出的时候就可以及时被监测到。

其中以鳞翅目昆虫使用忌避信息素为最多。

目前在害虫预测方面应用较多的大概有十多种，如斜纹夜蛾、小菜蛾、水稻二化螟、棉红铃虫、舞毒蛾等。

由于昆虫性信息素种
特异性强、灵敏度高、使用方便以及成本较为低廉，因此被广泛应用于害虫的预测、预报。

3.1.2 干扰交配
昆虫知识介绍在两块面积分别为1411 hm2 和15 hm2 的棉田，从棉株8-10 叶期开始仅使用性信息素防治甜菜夜蛾。

所用诱芯为yoto2con2s 的twisttie rope ，其中性信息素含量为160 mg/ 个，诱芯用量为1 000 个/ hm2 。

研究表明，不仅雌蛾的交配率降低了，而且其持效期可达100 d ；和背景区相比，卵量降低57 % ，幼虫量降低95 %。

这就说明即使是在较小的面积上，也可以利用性信息素来防治甜菜夜蛾等具有强飞行活动能力的害虫。

ortiz 等利用欧洲白蜡暗斑螟性信息素对其进行了干扰交配试验。

使用白色橡芯10mgp个，密度为50 个phm2 ，结果表明：处理区捕虫量比对照区减少了95 % ，产卵和害虫发生率减少了35 % ~ 40 %。

总释放量估计平均为514mgphm2pd ，持效期可达56 d。

3.1.3 大量诱捕
师光禄等应用人工合成的性信息素对华北落叶松鞘蛾进行了监测，与此同时也进行了大量诱杀试验。

研究结果表明(见表2)，这种引诱剂对华北落叶松鞘蛾雄蛾的引诱作用较强，60个诱捕器在成虫扬飞期共诱捕到鞘蛾成虫51万头，与应用诱捕器前相比，华北落叶松鞘蛾被害率明显下降，虫口密度下降8112 % 。

表2 二化螟第一代分别在性信息素处理区和对照区内的诱蛾量
(均值±标准差)
地块
t reatment 调查时间(月2日) observed time (month2day) 05-10 05-19 05-24 05-27 均值average
处理区test 0.37±0.080.17±0.040.20±0.020.09±0.01 0.21±0.04 a
对照区control 0.52±0.15 0.63±0.131.25±0.220.87±
0.270.82±0.16 b
3.2昆虫踪迹信息素的应用
昆虫踪迹信息素早已经在蚂蚁和蜜蜂中被发现，但是有关于它们的报道却少之又少。

许多白蚁的性信息素与示踪信息素是一种物质。

近一段时间，美国康斯坦丁大学已成功地从黑翅土白蚁odontotermes formosanus 体内抽提合成了该白蚁的示踪信息素，并将此种信息素与杀虫微生物混合，研制出一种对土白蚁有示踪作用的灭治白蚁新药。

这种新型的生物杀虫剂对灭治黑翅土白蚁效果很好，由于其毒性低、对环境无害，并且价格便宜，施工也相当简便，这可以在全世界进行很好的推广。

3.3 昆虫聚集信息素(aggregation pheromone)
昆虫聚集信息素首先是用来防治森林害虫小蠹，随后又在露尾甲上得到成功的应用。

对于某些仓储害虫，还可以用聚集信息素辅
助研究其分布。

聚集信息素可以与杀虫剂混用，诱杀半翅目害虫以及一些鞘翅目害虫。

寄主植物挥发物与昆虫聚集信息素混用可以起增效作用，合成的萝卜菜跳甲聚集信息素与异硫氰酸烯丙酯混用比单独使用可以大大增加诱捕量。

另外，起增效作用的途径还有添加一些植物性增效剂，死虫或活虫，结合使用模拟的寄主。

3.4产卵和产卵忌避信息素的应用
3.4.1 odps 应用于生物防治
一些害虫的odps 可作为益它素并为天敌所利用。

苹果实蝇的odps 就有刺激潜蝇姬峰产卵的作用，大菜粉蝶的odps 使得广赤眼蜂接触产卵有利。

因此，odps 的使用有利于增加田间天敌种群数量，从而发挥天敌对害虫的控制作用。

3.4.2 ods 应用于害虫防治
ods包括昆虫产卵忌避信息素(odps)和植物源昆虫产卵忌避异
种化感物(odas)两大类。

kat soyannos 首次用odps 在防治欧洲樱桃实蝇上取得了明显的防治效果。

在干燥的条件下，苹果实蝇odps 的有效期能够达到3周以上，大雨可使其活性丧失50 %-60 % ，小雨则使其活性降低13 %-35 % 。

经过田间试验得出，提取小花糖芥中的odas 处理的甘蓝小区，菜粉蝶的着卵量相比对照背景下降了50 % 。

在网室中，提取番茄枝叶的odas处理过的甘蓝小区，菜粉蝶的着卵量比对照背景显著降低。

印楝中的印楝素对褐、斜纹夜蛾、桔潜叶蛾、稻瘿蚊等也有显著的产卵忌避作用，0102 %的印楝
种核提取物对丝光绿蝇的产卵忌避效果达100 %。

110%缅甸印楝制剂对美斑潜蝇有良好的产卵忌避作用。

甘蓝附近种植番茄或烟草作为伴生植物，对菜粉蝶在甘蓝上产卵有一定的忌避作用。

4信息素的前景展望
大量、不合理化学农药的使用，对我们生存的环境产生了污染和破坏，进而引发了一系列的环境与社会问题，诸如害虫天敌被杀伤、害虫的抗药性日趋加重、农副产品中的农药残留量增加并且逐步危害人畜健康等。

在害虫综合防治中，一些新的技术也逐渐发展起来，在掌握和了解了昆虫信息素的特点后，人为地加以模拟和利用，使微量的化学信息物质显示出奇妙和巨大的生物效应，出现了新型高效的途径。

与传统农药相比具有明显的优越性。

昆虫信息素的研究，完善和丰富了昆虫化学生态学的内容和体系。

鼓励了农药的创新与开发，在当今化学农药的是非、利弊争论之际，昆虫信息素用于防治有害昆虫，保护农作物将具有巨大的优越性和发展潜力。

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作者简介：段东平（1984-），男，山西省朔州市，助理工程师，硕士，研究方向：资源与环境。