昆蟲化學生態(tài)學不僅是昆蟲學的一門分支學科,更是當前國際昆蟲學研究領域和化學生態(tài)學研究領域最活躍的分支學科之一。本書寫作對象圍繞茶樹進行,介紹了茶樹主要害蟲和天敵間的種間和種內化學通訊關系,植物化學語言(植物揮發(fā)物)的識別和作用、昆蟲性信息素的鑒定和分析,以及化學信息物質對昆蟲行為、電生理學反應和分子生物學的研究以及對昆蟲種群的調控機制,和在茶樹害蟲防治中的應用,以及相關研究方法進行了較為透徹的闡述,總結了目前茶樹害蟲化學生態(tài)學的最新研究結果,并對該研究領域將來在茶樹植保中進一步發(fā)揮更大的作用進行了展望。
農業(yè)害蟲防控新技術,集成構建我國茶園主要害蟲綠色精準防控體系,對推動我國昆蟲學的發(fā)展和害蟲綠色防控技術創(chuàng)新具有重要價值。
生物間的信息交流是自然界中普遍存在的現(xiàn)象,對于物種的繁衍、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)揮著至關重要的作用。生物間主要依靠化學和物理的信息進行交流。在害蟲、植物、天敵的三重營養(yǎng)級關系中,這些信息包括:植物釋放的揮發(fā)物、昆蟲分泌的信息素、植物的顏色和昆蟲發(fā)出的振動信號等。它們在害蟲、天敵的寄主選擇,植物的抗蟲性和昆蟲的求偶交配等方面發(fā)揮了重要作用,是保證昆蟲覓食、交配和植物抗蟲的關鍵。昆蟲化學生態(tài)和物理通信的研究分別經歷了半個多世紀和一個多世紀的發(fā)展,涉及化學生態(tài)、視覺生態(tài)、振動通信等三個研究方向。隨著研究的不斷深入,逐步實現(xiàn)了昆蟲學、化學、振動學、光學、生物化學、生物震顫學、信息學、行為學、植物生理學、分子生物學、電生理學、生態(tài)學、微生物學、環(huán)境科學等多門學科的融合交叉。在宏觀研究水平上,已實現(xiàn)從個體到種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展;微觀上已從個體水平發(fā)展到分子水平、基因組學水平。目前昆蟲化學生態(tài)和物理通信研究,不僅是國際昆蟲學研究中最活躍的方向之一,也是植物保護學的研究熱點。
茶葉生長在我國暖溫帶和亞熱帶地區(qū),常年害蟲發(fā)生嚴重,化學農藥的頻繁使用不僅導致害蟲產生抗藥性、次生害蟲大發(fā)生等問題,還造成了農藥殘留問題。茶葉是一種對人體健康有益的飲品,因此人們更期望采用無害化的治理方式進行害蟲防治,以獲得一種無污染的健康飲品。在這樣一個大背景下,研究團隊分別于20世紀90年代后期和21世紀10年代相繼開始了茶樹害蟲化學生態(tài)、茶樹害蟲物理通信的研究和探索,以期為茶樹害蟲防治提供更加安全的技術。歷時30余年的研究,得到了國家自然科學基金、國家茶葉產業(yè)技術體系、國家科技支撐計劃、國家重點研發(fā)項目、公益性行業(yè)科研專項、浙江省科技廳重大項目、浙江省自然科學基金等項目的資助,使得我們在蟲害誘導茶樹揮發(fā)物的指紋譜和動態(tài)變化、害蟲定位茶樹和天敵尋覓害蟲的化學通信機制、植物揮發(fā)物對害蟲種群的生態(tài)調控功能、茶樹鱗翅目害蟲性信息素的鑒定及應用、外源化合物誘導的茶樹抗蟲性、茶樹害蟲識別嗅覺信息的分子機制、視覺在茶園害蟲寄主定位中的作用、茶小綠葉蟬求偶振動通信等方面取得了一些成果。同時,近10年茶樹害蟲化學生態(tài)和物理通信研究發(fā)展迅速,我國已將部分研究成果,主要包括:茶樹鱗翅目害蟲系列化性誘劑、茶天牛食誘劑和窄波LED殺蟲燈、黃紅雙色誘蟲板等天敵友好型害蟲物理精準誘殺技術大規(guī)模應用到茶樹害蟲防控中,并獲得良好的效果。
盡管國內已出版了一些昆蟲化學生態(tài)學和昆蟲聲學的專著,并且在2013年出版了《茶樹害蟲化學生態(tài)學》,但本書寫作對象圍繞茶樹進行,對茶樹與害蟲之間的化學、物理通信關系進行了較為透徹的闡述。同時,相較2013年出版的《茶樹害蟲化學生態(tài)學》,本書更加注重將基礎研究和應用研究聯(lián)系起來,將試驗室的研究結果應用到茶園中的害蟲防治。書中內容以本研究團隊的研究成果為主,并結合國際發(fā)展趨勢對最新的國內外文獻資料進行收集和整理。這樣,在理論上可為害蟲的化學生態(tài)、物理通信研究提供一定的參考,在實踐上也可為茶樹害蟲的無害化治理提供新思路。我們期望這本書的出版,對提升我國茶園有害生物防控技術有所促進,同時對我國昆蟲化學生態(tài)研究、物理通信研究的發(fā)展也能作出一定的貢獻。
本書的出版得到中國農業(yè)科學院科技創(chuàng)新工程的支持,在此表示衷心的感謝。由于時間倉促,本書還會有錯誤和遺漏之處,殷切希望讀者和同行在閱讀過程中提出批評并加以指正。
編著者
2024年2月
中國農業(yè)科學院茶葉研究所,研究員、工程院院士,從事茶樹植保和茶葉質量安全研究。1954年,沈陽農學院植保專業(yè)本科畢業(yè)。之后在中國農業(yè)科學院甜菜研究所工作,從事甜菜褐斑病研究。1960年2月至今在中國農業(yè)科學院茶葉研究所工作,從事茶樹植保和農藥殘留研究。歷任中國農業(yè)科學院茶葉研究所所長,中國茶葉學會理事長,聯(lián)合國糧農組織(FAO)國際食品法典農藥殘留委員會(CCPR)主席等。上世紀90年代,開創(chuàng)了茶樹害蟲化學生態(tài)學研究領域,進行了茶樹害蟲天敵三層營養(yǎng)關系的化學通訊聯(lián)系研究,探明了害蟲定位茶樹、天敵尋覓害蟲、主要鱗翅目害蟲求偶的化學通訊機制,提出了灰茶尺蠖性誘劑、茶天牛引誘劑等基于化學生態(tài)學的高效綠色防控技術,并構建了我國茶園主要害蟲高效綠色防控體系。主編專著15部