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方法文章

构建双层诱捕器以早期检测 Emerald Ash Borer

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DOI：

10.3791/55252

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2017年10月4日

 , 
1Department of Entomology and Department of Forestry, Michigan State University, 2Northern Research Station, USDA Forest Service

本文内容

摘要

有效诱捕和捕捉 Emerald Ash Borer（EAB）的陷阱是监测和管理这种入侵性害虫的关键环节。双层陷阱应放置在靠近白蜡树的阳光充足处，利用视觉和嗅觉线索，在野外试验中比其他类型的陷阱更易捕获到 EAB。

摘要

翡翠灰螟（EAB）（Agrilus planipennis Fairmaire）是入侵北美的最具破坏性的森林害虫，已导致数亿棵森林和景观用梣树（Fraxinus spp.）死亡。为检测、划定和监测虫害发生情况，已开发出多种用于吸引并捕获EAB成虫的人工诱捕器设计。双层诱捕器（DD）由两个波纹状塑料棱柱组成，分别为绿色和紫色，固定在一根3米高的聚氯乙烯（PVC）管上，PVC管由T型立柱支撑。位于PVC管顶部的绿色棱柱使用顺-3-己烯醇（cis-3-hexenol）作为引诱剂，该化合物由梣树叶片释放。两个棱柱表面均涂有粘性昆虫胶，以捕获成年EAB个体。双层诱捕器应放置在靠近梣树的开阔区域，并暴露于阳光下。本文介绍了双层诱捕器的构建与布设方法，并总结了田间试验结果，以展示其捕获EAB成虫的有效性。在最近一项针对EAB密度相对较低地区的研究中，双层诱捕器捕获的EAB数量显著高于绿色或紫色棱柱诱捕器以及绿色漏斗诱捕器；后三者均设计为悬挂在梣树树冠的枝条上。与悬挂于梣树树冠中的棱柱诱捕器或漏斗诱捕器相比，更多比例的双层诱捕器呈阳性结果（i.e.，至少捕获一只EAB）。

引言

自2002年在美国密歇根州底特律大都会区及邻近的加拿大安大略省温莎市首次发现以来，翡翠灰螟（EAB）（Agrilus planipennis Fairmaire）（鞘翅目：吉丁虫科）已导致数亿棵梣树（Fraxinus spp.）死亡。受感染的梣树、原木和柴火被无意传播，加上甲虫自身的自然扩散，致使EAB目前已在至少27个美国州和两个加拿大省份定殖1。最近的报告表明，EAB已入侵俄罗斯莫斯科，并正在杀死当地的景观用梣树2,3，引发了对其可能进一步扩散至欧洲的额外担忧。已有文献记录显示，北美不同种类的梣树在EAB的寄主偏好性和抗性方面存在种间差异4,5,6,7,8,9，但北美几乎所有梣树物种都可能成为适宜的寄主。在密歇根州和俄亥俄州的部分地区已记录到灾难性的梣树死亡率10,11,12，并伴随着显著的生态和经济影响13,14,15,16。

在城市、居民区和林地环境中，有效检测新发生的 Emerald Ash Borer（EAB）侵染并监测低密度种群，是管理这一入侵性害虫的关键环节。早期发现能够为制定应对策略、争取资金支持以及实施减轻 EAB 危害的措施争取时间。例如，市政管理人员和房主可在幼虫密度上升导致危害加剧、从而降低药剂效果之前，开始使用内吸性杀虫剂处理具有重要价值的景观梣树17,18。同样，发现新的侵染点并掌握 EAB 在局部地区的可靠分布信息，可使林业管理者和土地所有者有机会开展木材采伐、树种更替或其他管理措施，以降低因梣树死亡带来的经济损失或生态影响。

然而，对低密度的 Emerald Ash Borer（EAB）种群进行早期检测、范围界定和有效监测仍然十分困难。通过目视调查来识别新受侵染的白蜡树并不可靠，因为白蜡树在幼虫密度达到中等甚至较高水平之前，很少表现出明显的外部症状或迹象4,19。检测极低密度 EAB 最有效的方法是使用环割白蜡树作为诱捕树19,20,21,22。在春季或初夏，通过移除树干周围一圈外层树皮和韧皮部对白蜡树进行环割，使树木处于胁迫状态，从而增强其对成年 EAB 甲虫的吸引力。在秋季或冬季可将环割后的树木剥皮，以确定 EAB 幼虫的存在及其密度。尽管环割白蜡树已在实际操作中用于 EAB 检测19,23,24,25，但该方法存在一些问题。剥除环割树木的树皮劳动强度大，且寻找适合环割的树木可能较为困难，尤其是在城市或居民区，或需要连续多年开展调查的情况下尤为如此19。

使用诱饵的人工陷阱消除了利用环割白蜡树进行检测时存在的诸多问题。与其他一些重要的森林害虫（如舞毒蛾（Lymantria dispar L）以及部分小蠹亚科（Scolytinae）树皮甲虫）不同，后者可产生远距离作用的性信息素或聚集信息素，而迄今为止尚未发现对 Emerald Ash Borer（EAB）有效的远距离信息素。一种短距离性信息素cis-lactone可能有助于其交配行为26,27，但在田间试验中，含cis-lactone的诱饵并未持续增强EAB对人工陷阱的趋向性28。成虫主要依赖白蜡树叶、树皮和木材释放的挥发性化合物来识别寄主树木并寻找潜在的交配对象29,30,31。已有多种挥发性化合物被评估用于吸引成虫至人工陷阱27,32。目前，美国在EAB检测调查中实际使用的陷阱通常配备含有cis-3-己醇的诱饵，这是一种白蜡树叶片释放的常见绿色叶片挥发物30,33。在过去几年中，美国调查所用的EAB陷阱也曾使用麦努卡油（Manuka oil），该油提取自新西兰茶树（Leptospermum scoparium Forst and Forst），或使用巴西胡桃木油（Phoebe oil），即来自巴西胡桃树（Phoebe porosa Mez.）的提取物；这两种油均含有多种存在于白蜡树皮中的倍半萜类化合物29。然而，由于这些天然油的供应不稳定，其应用受到了限制。

除了寄主植物释放的挥发物外，成年翡翠灰螟甲虫还对视觉刺激（包括颜色和光线）产生反应20,32,34,35。早期研究表明，尽管翡翠灰螟成虫飞行能力较强，但在使用多种白蜡树挥发物（DGM 和 TMP，未发表数据）作为诱饵的黑色漏斗状陷阱中极少被捕获。其他类型的陷阱（如十字叶片陷阱）也曾被评估，但由于翡翠灰螟甲虫对阴暗空间和阴影具有回避性，限制了这些陷阱的有效性。

开发一种三棱柱形陷阱，并在其表面涂覆透明昆虫粘胶35以捕获甲虫，是陷阱设计方面的重要改进。成虫对颜色的趋性也已在野外试验和利用视网膜电图仪进行的实验室研究中得到广泛评估34。结果表明，翡翠灰螟甲虫 consistently 被特定色调的绿色和紫色所吸引32,36。目前，由彩色波纹塑料制成的棱柱形陷阱已在美国和加拿大的翡翠灰螟监测活动中被广泛使用。

由于翡翠甲虫成虫对光有强烈趋性，因此它们更倾向于侵染生长在开阔地带的树木，而非荫蔽环境中的树木20,21。美国针对翡翠甲虫的检测调查指南要求，将单个棱镜诱捕器悬挂在道路旁或林地边缘的梣树中层树冠枝条上37。理论上，这可确保棱镜至少有一个面板暴露在阳光下。然而在实际操作中，棱镜诱捕器可能部分被上方枝条或邻近树木遮挡。粘性面板表面常被风吹入植被中，导致叶片附着其上，遮盖住一个或多个面板的部分区域。

双层（DD）陷阱的设计结合了多种视觉和嗅觉线索，以增强对翡翠灰螟甲虫的吸引效果。每个双层陷阱由一个绿色和一个紫色的波纹塑料棱柱组成，固定在一根3米高、直径10厘米的40级聚氯乙烯（PVC）管上，并通过将PVC管套在T型立柱上来支撑。采用绿色和紫色两种棱柱的目的是吸引雌性和雄性翡翠灰螟甲虫32,36,38,39。此外，双层陷阱并不像传统方式那样悬挂在梣树树冠的枝条上，而是放置在阳光充足的地方，位于林地边缘或散生、开阔生长的梣树附近，距离梣树5-10米处。

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方案

1. 准备绿色和紫色面板

  1. 从害虫管理用品的商业供应商处购买绿色和紫色的波纹塑料板（120 cm × 60 cm），用于EAB诱捕。使用美工刀或 utility knife 沿塑料板垂直波纹方向，在距两端短边各40 cm处划出两条折痕线，即部分切割塑料以形成折痕，使塑料板可折叠成三面棱柱形（每个面为40 cm × 60 cm）。供应商通常已预先在板上划好折痕以方便折叠，因此此步骤可能无需重复操作。
  2. 使用½英寸（1.3厘米）钻头，按照图示在每块面板上钻两对孔 图1在面板顶部下方4英寸（10厘米）处，以及左侧折痕左右两侧各4英寸处钻孔。第二组孔位于面板顶部下方19英寸（48厘米）处，正对上方的孔下方即，左右两侧距左侧折痕各4英寸。

2. 准备PVC管

  1. 为每个陷阱从商用五金店或其他供应商处获取一段长 3 m、直径 10 cm 的 40 号聚氯乙烯（PVC）管。按照 图 2 所示，在 PVC 管上钻四个孔。使用 ½ 英寸（1.3 cm）的钻头，在 PVC 管顶部下方 4 英寸（10 cm）处钻一对孔，两孔间距为 3½ 英寸（8.9 cm），并将孔水平对齐。
  2. 在第一组孔正下方、距管顶 52 英寸（1.3 m）处，再钻第二对孔，两孔间距为 3½ 英寸。

3. 安装T型立柱

  1. 使用打桩锤将T型立柱安装到指定位置。将立柱打入地下至法兰略低于地表即可，无需进一步加深。即使在强风条件下，T型立柱也能为DD诱捕器提供足够的支撑，无需使用拉线或其他附加支撑。尽管T型立柱无需深埋，但在打入地面之前，建议先检查地下是否有公用设施或埋设管道。

4. 组装 DD 捕获装置

  1. 将紫色面板折叠成棱柱形。若面板已预先涂胶，请确保粘性面朝外。将两个小折片穿过狭缝，并使用两根8英寸（20厘米）的扎带将面板两端固定在一起。用绿色面板重复上述步骤。
  2. 将PVC管水平支撑在地面上方。将紫色棱镜滑入PVC管，并向下推至PVC管的下排孔位。
  3. 将一根长约2英尺（60厘米）的大型扎带水平穿过棱镜左上方的孔 通过 将线缆穿过PVC管上的这对孔，最后穿过棱镜右侧相邻的孔。确保棱镜紧贴PVC管上位于两孔之间的实心部分。合上并拉紧扎带，确保扎带没有扭曲。
  4. 将第二个大号扎带穿过棱镜的底部孔洞， 左右 将管道穿过棱镜相邻侧的对应孔洞。扣紧并再次拧紧扎带，注意在拧紧前确保扎带不发生扭转。
  5. 将绿色棱镜滑入PVC管，并使用两根60厘米的扎带将其固定在PVC管上方的一组孔中，步骤与之前相同。上下两个棱镜之间应保持21英寸（54厘米）的间距。

5. 涂抹昆虫胶并设置陷阱

  1. 对于未预先涂胶的面板，需涂抹透明昆虫诱捕胶。即使是预先涂胶的面板，通常也需要额外添加胶水以捕获翡翠灰螟甲虫（EAB）。涂抹昆虫诱捕胶时，将PVC管底端置于地面，并将上部棱柱的内面支撑在T型立柱上。
  2. 戴上乳胶（或类似材质）手套，取两到三把胶水，均匀涂抹于面板表面，确保整个面板表面被充分覆盖。旋转PVC管，以便接触两个棱柱的全部三个表面。无需在PVC管本身涂抹胶水。
  3. 拿起PVC管，保持垂直状态，将下端套入T型立柱。注意避免触碰粘性面板。

6. 诱饵装置的设置

  1. 由于预粘合棱镜通常在一个棱镜面板底边附近带有一个小孔（4 mm），请使用一根4英寸（10 cm）的扎带将一个袋子固定在 顺式将-3-己醇固定在顶部（绿色）棱柱的下边缘。如果无孔，可使用手持打孔器或小刀在塑料上切出一个小孔或狭缝，然后用小扎带将引诱剂固定。
    注意： 顺式诱饵中的-3-己醇化合物在约10周内缓慢释放。若需使诱捕器持续有效超过10周，请根据需要更换诱饵。

7. 检查陷阱中的白蜡窄吉丁虫

  1. 如果可能，每隔2至4周检查一次诱捕器，以避免捕获的甲虫丢失，因为甲虫偶尔会从诱捕器上脱落，尤其是在遭遇大雨时。检查下部棱柱的三个侧面是否有 Emerald Ash Borer（EAB）甲虫。然后戴上一次性乳胶手套，将PVC管笔直向上提起并从T型立柱上取下，将上部棱柱的内面靠在T型立柱上，从而暴露两个棱柱的各一个面板。
  2. 使用镊子移除任何可疑的EAB甲虫，并将其放入可重复密封的塑料样本袋中。
  3. 旋转PVC管，检查两个棱柱全部三个面板上的可疑EAB甲虫，然后将管子重新套回T型立柱上。
    注意：诱捕器上不可避免会捕获到蝇类、叩头虫及其他各种昆虫。发现EAB甲虫需要敏锐的观察力。初次检查诱捕器时，携带一张照片参考卡可能会有所帮助。
  4. 为确认物种鉴定，将可疑甲虫带回实验室，用无毒的组织透明剂浸泡一至两天，以去除粘虫胶。随后可在解剖显微镜下对甲虫进行检查。

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结果

在一项大规模研究中，系统地部署了三种人工诱捕器设计以及环割的白蜡树，各装置之间相距10–20米，覆盖一个新近受侵染的16公顷林地，该区域的翡翠 ash 蛀虫（EAB）密度极低25测试的人工诱捕器设计包括以曼努卡油为诱饵的紫色三棱柱，悬空放置 >从树冠层的梣树枝条上3米高处，设置高3米的DD型诱捕器，诱捕器配备两块绿色面板，以及由t型支架支撑的配备两块紫色面板的DD型诱捕器。两种颜色的双层诱捕器均用包含梣树挥发物的混合物作为诱饵 顺式上方面板为-3-己醇，下方面板为麦卢卡油。整个夏季定期检查诱捕器以收集诱获的翡翠甲虫（EAB），并在秋季剥开环割的树木树皮。A Χ2 采用Bonferroni校正的优度拟合（goodness-of-fit, GOF）检验进行成对比较，以检验四种诱捕器类型间诱捕到的 Emerald Ash Borer（EAB）总数是否存在差异。紫色双层诱捕器捕获的EAB成虫数量显著高于紫色树冠诱捕器、绿色双层诱捕器以及环割树上的粘虫带。绿色双层诱捕器捕...

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讨论

DD诱捕器的设计和放置利用了成年翡翠灰螟甲虫对特定颜色色调和光线的趋性。PVC管顶部的绿色三棱柱对雄性甲虫最具吸引力，因为雄性甲虫在其整个生命周期中均以白蜡树叶片为食并进行交配32,36,38,39。下方的紫色三棱柱则确保诱捕器对雌性甲虫也具有吸引力32。与雄性类似，雌性甲虫在其整个生命周期中也取食白蜡树的枝叶，但成熟的雌性会花费大量时间停留在枝干或树干的树皮上产卵39。尽管检测新发生的侵染只需捕获任一性别的甲虫即可，但能够吸引并捕获雌性翡翠灰螟甲虫可能尤为重要。生理上，成熟的翡翠灰螟雌性飞行距离较雄性更远40，种群模型表明，交配后的雌虫长距离扩散在新侵染区的扩展过程中起着重要作用41...

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披露

作者声明不存在任何竞争性经济利益。

致谢

多年来，密歇根州立大学的多位技术人员和研究生协助开发、优化并评估了DD诱捕器的设计，其中包括Andrea Anulewicz、Robert McDonald和Nathan Siegert。我们感谢James Wieferich和Jeremy Lowell（密歇根州立大学）在制定DD诱捕器安装说明过程中提供的帮助。James Wieferich和Molly Robinett（密歇根州立大学）审阅了本稿件的早期版本，我们非常感谢他们提出的建议。Joseph Francese和Damon Crook（美国农业部动植物卫生检验局）慷慨分享了他们关于翡翠灰螟对颜色和寄主挥发物反应的观察结果。DD诱捕器的开发与评估工作得到了美国农业部林务局东北区森林健康保护项目的资助。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
浅绿色波纹塑料板：120 cm x 60 cmGreat Lakes IPM; www.greatlakesipm.comIPM-EAB GR每个三棱柱的三个表面均需涂覆透明昆虫粘捕胶，即使面板已预先涂胶。预涂胶面板的粘性通常不足，难以稳定捕捉或保留翡翠灰螟甲虫。  其他透明昆虫粘捕胶产品也可使用，但应用难度显著更高。   
浅紫色波纹塑料板：120 cm x 60 cmGreat Lakes IPM; www.greatlakesipm.comIPM-EAB  LP
大型扎带（4根）：60 cm，承重79 kgCabletiesandmore.com; http://www.cabletiesandmore.com/cableties.phpCT-24-NU-100PK
中型扎带（4根）：20 cm，承重22.7 kgCabletiesandmore.com; http://www.cabletiesandmore.com/cableties.phpCT261
小型扎带：10 cm，承重8.2 kgCabletiesandmore.com; http://www.cabletiesandmore.com/cableties.phpCT204
cis-3-己烯醇诱芯袋Synergy Semiochemicals; http://www.semiochemical.com/html/buprestids.html)3136用于诱捕DD陷阱的引诱剂由含有cis-3-己烯醇的小袋组成，该化合物为无毒物质，存在于白蜡树叶中。  每个诱芯袋使用小型扎带固定在顶部三棱柱的下边缘。  每个cis-3-己烯醇诱芯袋的释放速率约为50 mg/天。请注意，cis-3-己烯醇有时也写作Z-3-己烯醇。 
Aphinity HexenolSylvar Technologies
GLV4型翡翠灰螟甲虫引诱剂Chemtica, Heredia, Costa Rica
cis-3-己烯醇诱芯袋WestGreen Global Technologies; http://www.westgreenglobaltechnologies.com/
透明昆虫粘捕胶 Hummert International; http://www.hummert.com/product-details/8196/pestick01-3522-1  
Histoclear II 组织透明剂National Diagnostics; www.nationaldiagnostics.comHS-202需要使用Histoclear II去除可疑甲虫身上的粘性昆虫胶。  其他组织透明剂也可获得，但可能无法有效去除胶质，且部分产品会溶解塑料，若使用塑料容器浸泡甲虫时需特别注意此问题。 
Histoclear II 组织透明剂Great Lakes IPM; www.greatlakesipm.com10011需要使用Histoclear II去除可疑甲虫身上的粘性昆虫胶。  其他组织透明剂也可获得，但可能无法有效去除胶质，且部分产品会溶解塑料，若使用塑料容器浸泡甲虫时需特别注意此问题。 
t型立柱：1.5 m多个来源使用t型立柱（5英尺高，即1.5 m）支撑PVC管。  
打桩锤多个来源使用打桩锤将t型立柱打入地面，无需额外支撑。
HDPE（高密度聚乙烯）PVC管：3 m x 10 cm直径多个来源
镊子（刚性）多个来源需要使用镊子（尖头镊）从陷阱中取出可疑甲虫。刚性镊子比柔性镊子更适用。 
乳胶手套多个来源在向三棱柱涂抹昆虫粘捕胶以及检查陷阱收集翡翠灰螟甲虫时，需佩戴乳胶手套。   
婴儿油或婴儿湿巾 多个来源婴儿油或婴儿湿巾有助于清除手部和设备上的粘捕胶。 
可密封塑料样本袋：5 cm x 8 cm 多个来源小型可密封塑料样本袋适用于从陷阱中收集甲虫。  每个样本袋应贴上标签，可使用预制的粘性标签或软头记号笔书写。   
可在国家级翡翠灰螟网站 www.emeraldashborer.info 获取帮助区分翡翠灰螟与北美本地甲虫的鉴定指南。 

参考文献

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