何佳春 李波, 3 谢茂成 赖凤香 胡国文 傅强, *
新烟碱类及其他稻田杀虫剂对褐飞虱的室内药效评价
何佳春1李波1, 3谢茂成2赖凤香1胡国文1傅强1, *
(1中国水稻研究所 水稻生物学国家重点实验室, 杭州 310006;2广西壮族自治区昭平县农业局, 广西 昭平 546800;3云南农业大学 植物保护学院,昆明 650201;*通讯联系人,E-mail: fuqiang@caas.cn)
【】系统评价市场上常用杀虫剂对褐飞虱不同虫态的作用特性,为选择对口药剂进行防治提供依据。采用稻苗浸渍法,在室内条件下测定了9种新烟碱类药剂和10种其他类型杀虫剂对褐飞虱不同虫态的杀虫活性、速效性和持效性。1)杀虫活性:不同杀虫剂活性存在显著差异。其中,烯啶虫胺、噻虫胺、毒死蜱、氟啶虫胺腈、呋虫胺和环氧虫啶活性最好,其次为哒嗪硫磷、乙基多杀菌素、吡蚜酮、异丙威,阿维菌素;其余药剂中噻虫嗪、甲维盐、氟啶虫酰胺对2~3龄若虫有一定活性而对4~5龄虫活性差,噻嗪酮、吡虫啉、噻虫啉、啶虫脒、氯噻啉对两种虫态的活性均较差。2)速效性:毒死蜱、哒嗪硫磷的速效性最好,异丙威、呋虫胺、烯啶虫胺、噻虫胺等次之,吡蚜酮最差。3)持效性:吡蚜酮、呋虫胺、烯啶虫胺、噻虫胺、环氧虫啶持效期>15 d,其中吡蚜酮最好,药后0、5和10 d连续3批接的试虫死亡率无显著差异。4)成虫:呋虫胺、烯啶虫胺、噻虫胺、环氧虫啶、毒死蜱、异丙威、吡蚜酮对雌雄成虫均有效,类似于若虫。5)卵:毒死蜱、烯啶虫胺、呋虫胺和噻虫胺对卵及孵化的若虫均有效;吡蚜酮、环氧虫啶、异丙威等无明显杀卵活性,但吡蚜酮对孵化若虫有较好的杀虫活性。19种药剂中,适于褐飞虱防治的有吡蚜酮、烯啶虫胺、呋虫胺、噻虫胺、环氧虫啶、氟啶虫胺腈、毒死蜱、哒嗪硫磷、异丙威共9种。其中,吡蚜酮持效性最佳且对卵之外各虫态活性较好,但速效性最差。呋虫胺、烯啶虫胺、噻虫胺和环氧虫啶等的速效性、持效性均较突出,且前三者对各虫态均有效。氟啶虫胺腈杀虫活性和速效性均好,但持效性差于新烟碱类。毒死蜱和哒嗪硫磷可单独或在防治其他害虫时兼防治褐飞虱,其中毒死蜱速效性最好,适合于大虫量时快速压低虫量。异丙威杀虫活性弱于新烟碱类,但速效性强于新烟碱类药剂,适合与吡蚜酮等混用或复配。此外,用于鳞翅目害虫防治的乙基多杀菌素、阿维菌素、甲维盐对褐飞虱有一定活性,适合防治其他害虫时兼治褐飞虱。而其余药剂如吡虫啉、噻嗪酮、噻虫嗪等7种药剂不适用于褐飞虱的防治。
褐飞虱;杀虫剂药效;速效性;持效性;杀成虫活性;杀卵活性
褐飞虱[(Stål)]是我国最主要的水稻害虫,具有远距离迁飞的习性。自20世纪60年代后期以来,水稻品种和耕作制度的变更导致褐飞虱种群迅速发展,使其上升为我国水稻生产上的主要害虫,给水稻生产造成了严重危害[1-2]。同时,褐飞虱是典型的r-对策害虫,容易暴发成灾,化学防治是最有效的应急控制措施[3-4]。
目前,生产上用于防治褐飞虱的化学杀虫剂种类较多,包括新烟碱类杀虫剂(吡虫啉、噻虫嗪、呋虫胺、烯啶虫胺等)、吡啶甲亚胺类杀虫剂(如吡蚜酮)、三嗪类杀虫剂(如噻嗪酮)、氨基甲酸酯类杀虫剂(如仲丁威、异丙威)和有机磷类(如毒死蜱、敌敌畏),此外还有生物源杀虫剂(阿维菌素、乙基多杀菌素)以及新型的吡啶酰胺类杀虫剂氟啶虫酰胺,砜亚胺类杀虫剂氟啶虫胺腈等[5-11]。其中,新烟碱类药剂应用最广泛,除20世纪90年代开始大面积使用的吡虫啉以外,噻虫嗪、烯啶虫胺、呋虫胺等相继成为市场上主要的飞虱防治药剂[12-14]。此外,我国自主创制的新烟碱类杀虫剂环氧虫啶,也可用于褐飞虱的防治[15-16]。
掌握不同药剂对褐飞虱的杀虫活性、速效性、持效性以及不同虫态的作用特征,对选择合适的防治药剂十分关键。尽管在药剂推广应用之前一般都会明确药剂对靶标害虫的毒力,但并不能简单地以此为依据比较商用剂型的杀虫效果。因此,有必要在同一试验条件下就有关药剂商用推荐剂量对褐飞虱的作用特性进行深入系统比较,为不同药剂更有效地防治褐飞虱提供依据。迄今,类似的研究见于不同药剂种类对褐飞虱防控效果的比较,尚未见关于同一试验条件下各类药剂对褐飞虱不同虫态作用特性的比较结果;有关速效性和持效性也多依据田间防效结果进行判别,但观察时间点间隔常较大(如隔2~7 d观察),难以体现出不同药剂速效性的差异;同时,在田间开放环境下依据施药一定时间(如14 d)以后的防效判别持效性,则难以将药剂自身的持续效应与施药后无后续虫源迁入造成的持续防效相区分。为此,本研究选取了近年来市场上9种新烟碱类杀虫剂和10种其他稻田杀虫剂(包括5种其他类飞虱常用药剂或新药,5种稻田其他常用药剂),拟在一致的室内试验条件下就各有关药剂推荐中剂量处理对褐飞虱的杀虫活性、速效性、持效性以及对不同虫态褐飞虱的作用效果等进行比较,以期为生产上褐飞虱防控药剂的选择提供依据。
供试褐飞虱种群采自浙江省杭州市中国水稻研究所富阳试验基地田间,在不接触任何药剂的前提下,用分蘖期感虫水稻TN1室内饲养1~2代备用。
供试杀虫剂19种,均为原药,包括环氧虫啶、噻虫胺、呋虫胺、烯啶虫胺、噻虫嗪、吡虫啉、氯噻啉、噻虫啉、啶虫脒等新烟碱类杀虫剂9种;吡蚜酮、毒死蜱、噻嗪酮(扑虱灵)、异丙威、氟啶虫胺腈等用于稻飞虱防治的其他类药剂或新药5种;阿维菌素、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐(下文简称甲维盐)、氟啶虫酰胺、乙基多杀菌素和哒嗪硫磷等其他稻田常用药剂5种。其中,新烟碱类药剂均系南京农业大学高聪芬老师惠赠,其余均为市场购置。
各原药用二甲基甲酰胺(DMF)溶解后配制成母液,然后根据药剂登记的推荐用浓度中剂量[17],按每667 m2兑水45 L计算,用含0.1%乳化剂(吐温80)的清水溶液稀释成试验所用浓度的药液(表1),以含有溶剂DMF和乳化剂的清水为对照(溶剂CK)。
参照农业行业标准农药室内生物测定试验准则[18],采用稻苗浸渍法进行试验。供试稻苗选用分蘖盛期的无虫TN1苗,试验前1周移栽于小泥盆,置于无虫环境,待稻苗成活后洗净备用。试验时,去除枯黄叶片和多余分蘖(每盆留2~3个有效分蘖),剪去上部,留下部20~25cm植株,浸入配制好的药液内10 s,取出晾干稻株表面药液后接虫,罩上开有透气孔的塑料笼罩;每处理重复3~4次,每盆为1重复。试虫的虫态、数量及观察时间根据下述试验要求确定。全部试验均在温度27℃±1℃、湿度75%±5%的阳光温室(自然光照)条件下进行。
1.3.1 对褐飞虱若虫的杀虫活性
选低龄(2~3龄)、高龄(4~5龄)若虫,每盆苗接入同虫态若虫30头,4 d后观察、记录每盆苗中的活虫数,评价各药剂处理的杀虫活性。在此基础上,选择杀虫活性较好的药剂,兼顾生产上常用药剂种类,开展下述三方面的研究。
1.3.2 对褐飞虱若虫的速效性与持效性
1.3.2.1 速效性
试虫和接虫量同“1.3.1”,接虫后1 d、2 d、4 d、6 d、8 d、10 d分别观察、记录不同药剂处理下各盆苗中褐飞虱的存活虫数。
1.3.2.2 持效性
于浸苗当天(0 d)以及浸苗后5、10、15 d,分批次接入2~3龄若虫(若某药剂前一次接虫的试虫致死率低,可提前终止),每批次均于接虫后4 d观察和记录各处理中的活虫数并去除干净,分析药剂处理后不同时间所接试虫的死亡情况。
1.3.3 对褐飞虱成虫存活及其繁殖的影响
选取羽化2 d内的雌(卵巢发育I~II级)、雄成虫,配对接入药剂处理当日的稻苗上,每盆接10对。
取羽化约4 d的雌成虫(卵巢发育III~IV级)接入药剂处理当日的稻苗上,每盆接10头。
分别于接虫后1、2、4、6、8、10 d调查记录雌、雄成虫的存活数。接虫后8 d,部分苗盆中开始有若虫孵出,开始记录每盆中的存活若虫数,之后分别于接虫后10、12、14、16、18和21 d记录存活若虫数,分析各药剂对成虫及其繁殖子代的影响。
1.3.4 对稻苗上褐飞虱卵及其孵化若虫的影响
选已产卵0~5 d的带卵稻苗(每盆苗上有卵100粒以上)进行药剂浸渍处理,处理4 d后开始有若虫孵化时记录存活若虫数,此后每隔1 d记录一次,直至溶剂对照组开始有试虫羽化为止,分析各药剂处理对稻苗上所带卵及其孵化若虫的影响。
表1 供试药剂信息与供试浓度
除“1.3.3”和“1.3.4”中处理的成虫子代或处理卵的孵化若虫采用若虫数进行分析外,其他死亡率指标均以溶剂CK的平均死亡率为参照,计算同一条件下各药剂处理试虫的校正死亡率。不同药剂之间或不同处理时间的比较采用DPS数据处理软件[19]的单因素方差分析模块进行,其中百分类数据方差分析前经反正弦平方根转换。
处理4 d后,不同药剂处理的褐飞虱若虫校正死亡率有显著差异(<0.05),表明不同药剂对褐飞虱的杀虫活性存在明显差异。对2~3龄若虫(图1-A),噻虫胺、呋虫胺、烯啶虫胺、氟啶虫胺腈和毒死蜱的校正死亡率均为100%,之后由高至低依次为哒嗪硫磷(98.9%)、乙基多杀菌素(97.9%)、环氧虫啶(94.7%)、噻虫嗪(89.5%)、异丙威(85.1%)、阿维菌素(84.4%)、吡蚜酮(81.6%),除甲维盐达到79.1%和氟啶虫酰胺达73.7%外,其余药剂均在32.5%~62.1%之间;对4~5龄若虫(图1-B),噻虫胺、烯啶虫胺、毒死蜱的校正死亡率均为100%,之后依次为氟啶虫胺腈(99.0%)、环氧虫啶(98.3%)、呋虫胺(94.9%)、哒嗪硫磷(91.3%)、乙基多杀菌素(87.2%)、吡蚜酮(85.5%)、异丙威(79.4%),其余药剂除阿维菌素(71.7%)、氟啶虫酰胺(59.2%)外,最高不过40.3%。显然,对两种虫龄褐飞虱均有较高杀虫活性(校正死亡率>80%)的药剂有10种,其中烯啶虫胺、噻虫胺、毒死蜱、氟啶虫胺腈、呋虫胺和环氧虫啶最好,4 d校正死亡率均高于94%;其次为哒嗪硫磷、乙基多杀菌素、吡蚜酮、异丙威,4 d校正死亡率高于80%。其他9种药剂中,阿维菌素对两种虫态褐飞虱的活性仅次于上述10种杀虫剂,4 d校正死亡率高于70%;其余的除噻虫嗪、甲维盐和氟啶虫酰胺对2~3龄若虫效果较好(校正死亡率为73%~90%),而4~5龄效果差(校正死亡率为17%~60%)外,噻嗪酮、吡虫啉、噻虫啉、啶虫脒、氯噻啉对两种虫态褐飞虱的活性均较差,4 d校正死亡率5%~62%。
柱上具相同英文字母者表示经邓肯新复极差比较无显著差异(P>0.05)。
Fig. 1. Corrected mortality of the nymphs of4 d after treatment by different insecticides (Mean ± SE).
2.2.1 速效性
从高龄和低龄试虫死亡时间动态(图2)来看,有两种不同情况。1)毒死蜱、哒嗪硫磷、烯啶虫胺、呋虫胺、噻虫胺、环氧虫啶和氟啶虫胺腈等7种药剂的最大校正死亡率达到100%,均为杀虫活性较高的药剂,其速效性可依据接虫后试虫的死亡速率直接判别。其中,有机磷农药毒死蜱、哒嗪硫磷致死速度最快,处理1 d后的试虫校正死亡率分别居于第1(2~3龄虫、4~5龄虫分别为98.3%、91.5%)和第2(2~3龄虫、4~5龄虫分别为 91.0%、78.3%),毒死蜱最突出,其2 d后校正死亡率>90%;烯啶虫胺等其他5种药剂的致死速度次之,处理1 d后2~3龄、4~5龄试虫的校正死亡率分别>65%和>40%,且至处理4 d后校正死亡率均达到或接近100%。2) 异丙威、乙基多杀菌素、吡蚜酮、阿维菌素、甲维盐、氟啶虫酰胺、噻虫嗪等7种药剂的最大校正死亡率均小于前几种药剂,以处理后早期(1 d后)死亡率及其占最大死亡率的比值对药剂的速效性进行评价。异丙威处理1 d后试虫的校正死亡率为66%~75%,占最高校正死亡率的79%~83%,且处理2~10 d后的试虫校正死亡率无显著差异,致死速度快于烯啶虫胺等药剂,仅次于毒死蜱和哒嗪硫磷;乙基多杀菌素处理1 d后两种虫态试虫的校正死亡率不超过40%,占最高校正死亡率的比例为36%~41%,速效性弱于烯啶虫胺等药剂;吡蚜酮处理1 d后试虫的校正死亡率分别为14.4%、10.2%,占处理10 d后校正死亡率的比值分别为16.2%、11.2%,且处理后校正死亡率直到处理4 d后或6 d后才与10 d后无显著差异,速效性最差。阿维菌素、甲维盐、氟啶虫酰胺、噻虫嗪等药剂处理1 d后试虫的校正死亡率均<33%,占处理10 d后校正死亡率的比例分别为25%~30%、5%~36%、30%~32%、23~51%,其速效性强于吡蚜酮,弱于乙基多杀菌素。
DAT, 用药后天数; 同一药剂在不同处理时间, 柱上具相同小写字母者示无显著差异(邓肯新复极差法,P>0.05)。下同。
Fig. 2. Corrected mortality of the nymphs oftreated by the insecticides for 1 to 10 days(Mean ± SE).
2.2.2 持效性
4个批次(分别在处理后0、5、10、15 d后新接试虫)的观察结果表明(图3),试虫校正死亡率一般随接虫批次而呈下降趋势,但不同药剂的杀虫效果下降情况明显不同。其中,吡蚜酮处理的前3个批次试虫间差异不显著,均>70%,而第4批死亡率迅速下降到不足一半(33%);呋虫胺相邻两批间(第1、2批间,第2、3批间,第3、4批间)无显著差异,而隔批之间(第1、3批间,第2、4批间)差异显著,且第3批校正死亡率>80%,第4批亦达到67.5%;烯啶虫胺随批次下降速度快于呋虫胺,第2批即显著低于第1批,但第2、3批间和第3、4批间均差异不显著,且第3批校正死亡率达63.3%,第4批42%;噻虫胺、环氧虫啶有所不同,尽管第2批迅速下降至约60%,但第2、3、4批间均无显著差异,校正死亡率最低40%;显然,若以吡蚜酮第4批校正死亡率33%为依据,上述5种药剂的药效持续期均在15 d以上,但不同药剂药效下降速率有所不同,其中,吡蚜酮、呋虫胺分别在15 d、10 d后开始显著下降,其余3种则均在处理5 d后开始显著下降。哒嗪硫磷、氟啶虫胺腈、乙基多杀菌素和氟啶虫酰胺处理的试虫从第2批开始即显著降低,且之后每增一个批次均显著降低,至第4批时校正死亡率均降为0,持效性较差,这4种药剂中,前三者的药效可持续5~10 d,氟啶虫酰胺持效期则短于5 d。值得注意的是,毒死蜱的持效期最短,第1批校正死亡率为98.3%而第2批(5d后)效果显著下降,死亡率低于20%,且在第3批死亡率降为0。而噻嗪酮尽管各批次试虫均无显著差异,在所研究的药剂中持效性表现最好,但其最高校正死亡率仅63%,不适合生产上利用。
从处理后不同时间怀卵雌虫、初羽化雌虫和雄成虫的校正死亡率来看(图4),毒死蜱处理1 d后即达到90%以上,2 d后达100%,致死活性高、速度快;烯啶虫胺、呋虫胺、噻虫胺、环氧虫啶次之,处理后4 d死亡率均高于90%,6 d时达97.5%~100%;异丙威尽管2 d后雄虫和怀卵雌虫均达到了90%、致死速度仅次于毒死蜱,但其对初羽化雌成虫相对较差,10 d后仅致死90%。吡蚜酮处理4 d后仅80%,6 d后接近或达到100%,其致死活性较好但速效性较差。噻虫嗪、噻嗪酮、吡虫啉对成虫的致死作用相对较弱且速度较慢,试虫校正死亡率至处理后4 d仅为22.5%~72.5%,10 d后亦仅67.5%~97.5%。各药剂对3类成虫的致死作用与前述若虫相似。
图3 药剂处理后不同时间接2~3龄褐飞虱若虫的校正死亡率(平均值±标准误)
Fig. 3. Mortality of the 2nd and 3rd instar nymphs oftreated by the insecticides for different days(Mean ± SE).
图4 药剂处理褐飞虱雄、雌成虫1~10 d后的校正死亡率(平均值±标准误)
Fig. 4. Corrected mortality of the male and female adults oftreated by insecticides for 1 to 10 days(Mean ± SE).
从处理雌虫所繁殖子代数量动态来看(图5),毒死蜱、噻虫胺、呋虫胺、烯啶虫胺无论处理初羽化雌虫还是怀卵雌虫,均没有若虫孵化或只有少量若虫孵化且短期内死亡,14 d后未见若虫,表明二者处理的雌虫即使能产卵,卵能孵化,若虫亦不能存活;而环氧虫啶、异丙威、吡蚜酮处理的两类雌虫尽管孵化和存活的若虫不多,但21 d后仍有少量若虫存活。吡虫啉、噻嗪酮处理的两类雌虫均能繁殖较多子代;噻虫嗪处理仅怀卵雌虫能繁殖较多子代,初羽化雌虫则子代较少。综上,除噻虫嗪之外,各药剂对怀卵雌虫、初羽化雌虫子代的影响相似。
图5 药剂处理褐飞虱初羽化、怀卵雌虫后8~21 d的平均子代数(平均值±标准误)
Fig. 5. Average offspring number ofon rice seedlings with newly moulted and pregnant females treated by the insecticides for 8 to 21 days(Mean ± SE).
药剂处理产卵后0~5 d的带卵稻苗后,药剂处理4 d后开始有若虫孵化,但不同药剂的若虫发生情况有明显差异(图6)。毒死蜱、呋虫胺、噻虫胺和烯啶虫胺处理若虫数量于处理6 d后或8 d后达到峰值(23~48头/笼),少于同期溶剂对照(88~139头/笼),之后虫量下降,毒死蜱与烯啶虫胺处理12~16 d均无若虫存活,呋虫胺处理16 d后无若虫,噻虫胺处理16 d后若虫数仅2头/笼,表明这些药剂对卵及其孵化的若虫均有较高杀虫活性。吡蚜酮处理后第6天达峰值(99头/笼),与同期溶剂对照(88头/笼)相似,之后虫量下降,12 d后迅速下降至2头/笼,16 d后仅0.3头/笼,表明卵能正常孵化,无杀卵活性,但孵化后几乎不能存活。噻嗪酮、环氧虫啶、噻虫嗪、吡虫啉、异丙威处理4~8 d后,若虫的峰值为64~150头/笼,与同期溶剂对照(50~139头/笼)相当,但12~16 d后时各药剂处理的虫量均远低于溶剂对照(266~340头/笼),其中,噻嗪酮、环氧虫啶、噻虫嗪的虫量最少(19~37头/笼),吡虫啉(40~77头/笼)和异丙威(88~103头/笼)次之,表明卵均能正常孵化,无杀卵活性,但对若虫有不同程度的杀虫活性。
图6 药剂处理带卵稻苗上4~16 d后的褐飞虱数量(平均值±标准误)
Fig. 6. Number ofon spawn rice seedlings treated by insecticides for 4 to 16 days(Mean±SE).
当前,可用于稻田飞虱防治的药剂种类众多,在同一试验条件下进行比较,掌握不同药剂的作用特点,对在防治过程中选择合适的对口药剂十分关键。前人曾开展了不同药剂种类对褐飞虱田间防效的比较[5,11,13],本研究则采用药剂登记推荐使用的中剂量,在统一室内试验条件下就9种新烟碱类药剂和10种其他稻田用药剂(5种其他类飞虱药剂,5种稻田其他害虫常用药剂)对褐飞虱的作用特性进行了比较,明确了有关药剂对褐飞虱的杀虫活性、速效性、持效性以及对不同虫态褐飞虱的作用特性。
通过对褐飞虱低龄(2~3龄)、高龄(4~5龄)若虫处理4d后校正死亡率的比较,发现供试的19种药剂中,烯啶虫胺、噻虫胺、呋虫胺、环氧虫啶、氟啶虫胺腈、毒死蜱和哒嗪硫磷、乙基多杀菌素、吡蚜酮、异丙威等10种药剂对高龄和低龄若虫均有较高杀虫活性(校正死亡率大于80%)。其中,前6种最好(大于94%),后4种次之(大于80%)。其他9种药剂中,阿维菌素对两种虫态褐飞虱的校正死亡率不低于70%;噻虫嗪、甲维盐和氟啶虫酰胺则仅对2~3龄若虫效果较好(73%~90%)、而对4~5龄效果差(17%~60%);噻嗪酮、吡虫啉、噻虫啉、啶虫脒、氯噻啉活性最差(5%~62%)。显然,常登记用于刺吸式口器害虫防治的16种药剂中,烯啶虫胺、噻虫胺、呋虫胺、环氧虫啶、氟啶虫胺腈、毒死蜱、吡蚜酮、异丙威和哒嗪硫磷,对褐飞虱不同龄期若虫的杀虫效果明显,适合褐飞虱的防治;而氟啶虫酰胺、噻虫嗪、噻嗪酮、吡虫啉、噻虫啉、啶虫脒、氯噻啉等7种查虫效果显著差于其他药剂,不推荐用于褐飞虱的防治。此外,乙基多杀菌素、阿维菌素、甲维盐等登记于水稻鳞翅目害虫的3种常用药剂,在试验中表现出对褐飞虱较好的杀虫活性,可以考虑在防治鳞翅目害虫时有兼治褐飞虱作用。鉴于褐飞虱是迁飞性害虫,每年借助东南季风在我国华南和长江中下游流域稻区北迁、南返,在该区域内的褐飞虱因地理因素导致的遗传隔离小,因此,尽管本研究仅针对浙江富阳田间种群进行研究,但这一结果应对我国华南和长江中下游流域褐飞虱的防治具有参考价值。
药剂的杀虫活性与其毒力和抗药性有关。一般来说,杀虫活性较差的药剂若曾广泛使用,应主要是害虫的抗药性引起;若生产上尚未广泛应用,则是毒力相对较弱或与已产生抗药性的药剂有交互抗性之故。吡虫啉、噻嗪酮从20世纪90年代开始在我国大面积应用,噻虫嗪继吡虫啉之后开始大面积推广,其中褐飞虱对前两者分别在2005年、2011年开始产生高抗药性[20],2013年则开始监测到噻虫嗪达高水平抗性[21]。本研究中,这3种常用药剂杀虫活性均较差,进一步说明褐飞虱对它们的抗药性问题突出,与近年来我国田间褐飞虱种群对这三种药剂均产生高水平抗药性的监测结果一致[22]。噻虫啉、啶虫脒、氯噻啉并未在水稻生产上大面积应用,其对褐飞虱的杀虫活性较差,其原因可能在于高抗吡虫啉的褐飞虱对这三种药剂有明显交互抗性[23]。同为新烟碱类杀虫剂的呋虫胺、烯啶虫胺、噻虫胺、环氧虫啶,在本研究中对褐飞虱表现出较高杀虫活性,此结果表明这些药剂与吡虫啉等药剂无明显交互抗性,高抗吡虫啉的褐飞虱对呋虫胺、烯啶虫胺无明显交互抗性亦见于王彦华等[23]的报道。值得注意的是,褐飞虱的抗药性发展较快,张帅等[22]对2017年长江中下游稻区田间褐飞虱的抗药性监测发现:褐飞虱对烯啶虫胺、呋虫胺已经产生了低水平抗性,个别地区出现中抗的水平;毒死蜱抗性逐年上升至中等水平抗性,吡蚜酮在浙江、湖南部分地区的田间防效有所下降,抗性亦不断上升。
氟啶虫胺腈是2013年在我国登记的砜亚胺类杀虫剂[7],尽管与新烟碱类农药同属国际昆虫抗性行动委员会(IRAC)确定的第4组“烟碱型乙酰胆碱受体激动剂”,但二者属不同的亚组,其中氟啶虫胺腈属4C、新烟碱类属4A。本研究中,氟啶虫胺腈对抗吡虫啉、噻虫嗪等的褐飞虱杀虫活性高,与前人对抗新烟碱类药剂褐飞虱种群有较好田间防治效果的结果一致[24-25]。从2014~2016年的监测结果来看,褐飞虱未对其产生抗药性[26],为亚组间不同药剂无明显交互抗性提供新的案例。另一种新药氟啶虫酰胺是一种吡啶酰胺类杀虫剂,其对刺吸式口器害虫有抑制口针穿透植株组织和抑制产生唾液分泌物而无法取食的作用,有报道称其对稻飞虱防治有较好效果[27],但本研究发现其仅对褐飞虱低龄若虫有较好的杀虫活性,而对高龄若虫杀虫活性较差,其原因尚需进一步研究。
本研究在同一条件下用同一方法对褐飞虱防治药剂的速效性进行了比较。结果表明,对褐飞虱有较高杀虫活性的10种药剂中,毒死蜱、哒嗪硫磷等有机磷类药剂的速效性最好,氨基甲酸酯类的异丙威次之,新烟碱类的呋虫胺、烯啶虫胺、噻虫胺、环氧虫啶和砜亚胺类的氟啶虫胺腈再次之,接下来为乙基多杀菌素,吡蚜酮则最差。该结果为褐飞虱防治中药剂的选择提供了重要依据,一般地,如果褐飞虱虫口密度过高(如>30头/丛)、急需压低虫量时,可首选速效性和高活性的毒死蜱;虫量超出防治指标但紧迫性不是很高时可选用新烟碱类药剂或氟啶虫胺腈等速效性次之、活性较高的药剂;而虫量没达到防治指标而需进行预防性防治时,可忽略速效性而重点考虑持效性等其他特性,如考虑持效性时可选用吡蚜酮。
药剂的持效性,以往多通过田间处理后不同时间的防效进行分析,长持效期有两个不同的原因,一是农药有效成分能持续较长时间;二是农药持续时间不长但施药后无后续虫源迁入,田间试验结果常不能区分这两种情况。本研究于室内采用处理后不同时间分批接虫的方法,可有效解决这个问题。研究中发现,吡蚜酮、呋虫胺、烯啶虫胺、噻虫胺、环氧虫啶持效性相对较长,药效持续期长于15 d,其中吡蚜酮持效性最好(0、5、10 d后接虫无显著差异),呋虫胺次之(0、5 d后接虫无显著差异),另3种再次之;哒嗪硫磷、氟啶虫胺腈和乙基多杀菌素的药效持续期5~10 d,毒死蜱和氟啶虫酰胺持效期则短于5 d。这些结果主要体现有关药剂有效成分持续时间的长短。值得指出的是,这一结果是在药剂商用剂型推荐中剂量的条件下得到的,提高或降低药剂使用剂量可能延长或缩短持效期。此外,研究中发现噻嗪酮的药效在15d后接虫时仍无明显变化,持效性在所研究药剂中表现最好,但最高校正死亡率仅63%,应与褐飞虱对该药剂的抗药性有关。2011年开始监测到了褐飞虱对噻嗪酮的高抗药性[20],之后抗性在全国范围内迅速上升,2013年检测到多数地区抗性倍数大于100[21],至2017年则多数地区抗药性大于1000倍[22]。
在上述有关药剂对低龄、高龄褐飞虱若虫作用特性研究的基础上,本研究还重点研究了部分药剂对雌、雄成虫和卵的作用特征。结果表明,在处理稻苗上接褐飞虱雄虫、初羽化雌成虫或怀卵雌成虫时,呋虫胺、烯啶虫胺、噻虫胺、环氧虫啶、毒死蜱、异丙威、吡蚜酮对3类成虫均有较好杀虫活性,且处理雌虫所产卵孵化后的若虫亦全部死亡或仅有少量存活;而噻虫嗪、噻嗪酮、吡虫啉对成虫杀虫活性较差,且对处理雌虫所繁殖子代的控制作用亦较差,与前文对若虫的研究结果相似。
处理带有产后0~5 d卵的稻苗时,毒死蜱、烯啶虫胺、呋虫胺和噻虫胺对卵及其孵化的若虫均有较高杀虫活性;而吡蚜酮、噻嗪酮、环氧虫啶、噻虫嗪、吡虫啉、异丙威等药剂无明显杀卵活性,仅对孵化若虫表现出不同程度的杀虫活性,其中,吡蚜酮最强(与噻虫胺相当),噻嗪酮、环氧虫啶、噻虫嗪次之,吡虫啉、异丙威再次之。究其原因,吡蚜酮的较好效果应取决于其长持效性,而噻虫嗪、吡虫啉、噻嗪酮效果较差,则主要在于褐飞虱对这些药剂的高抗药性[22,26]。
本研究结果为防治世代重叠的褐飞虱田间种群提供了依据。田间褐飞虱的世代重叠现象普遍,尤其在水稻后期经过多代繁殖后世代重叠更为突出,烯啶虫胺、呋虫胺、噻虫胺、吡蚜酮和毒死蜱等药剂对不同虫态褐飞虱均有效,适合于解决世代重叠褐飞虱种群防治适期选择的难题。
褐飞虱是典型的迁飞害虫,具有突发性,化学防治是防控褐飞虱的应急防治手段。然而,我国水稻生产上过度依赖化学农药,一季水稻多次连用同一药剂的现象较普遍,其结果是褐飞虱对主要杀虫剂的抗药性十分突出[28]。药剂轮用是延缓褐飞虱抗药性的重要途径,要求在不同抗性机制或没有交互抗性的药剂间进行轮用,避免连续使用同一种药剂或抗性机制相同或有交互抗性的药剂。本研究结果表明,新烟碱类、吡蚜酮、氟啶虫胺腈等药剂可提供多种组合的轮用方案。基于此,这3类药剂间的复配或混用显然不利于实施药剂轮用,因此目前生产上出现的烯啶虫胺或呋虫胺与吡蚜酮复配剂不应提倡和推广。
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Laboratory Bioactivity Study on Neonicotinoid and Other Rice Paddy Used Insecticides Against the Brown Planthopper,(Stål)(Hemiptera: Delphacidae)
HE Jiachun1, LI Bo1, 3, XIE Maocheng2, LAI Fengxiang1, HU Guowen1, FU Qiang1,*
(,,,;Agricultural Bureau of Zhaoping,,,;College of Plant Protection,,,;*,)
【】 Bioactivity assessment of mainstream insecticides against the brown planthopper [(Stål)] was conducted to choose proper insecticide(s) in field conditions.【】We evaluated the bioactivities, short-term effectiveness, persistence of 9 neonicotinoid insecticides and other 10 commonly-used chemicals against BPH at various developmental stages by the rice stem-dipping method. 【】 1) Bioactivitiy: the bioactivities of the 19 insecticides differed significantly. Among them, nitenpyram, clothianidin, chlorpyrifos, sulfoxaflor, dinotefuran and cycloxaprid showed the best bioactivities to both 2nd-3rd instar and 4th-5th instar nymphs followed by pyridaphenthione, spinetoram, pymetrozine, isoprocarb and abamectin. However, insecticides such as thiamethoxam, emamectin benzoate, flonicamid only showed some bioactivities against the 2nd-3rd instar nymphs but relatively weak bioactivities against the 4th−5th instar nymphs. And other insecticides such as buprofezin, imidacloprid, thiacloprid, acetamiprid, imidaclothiz showed low bioactivities against both nymph stages. 2)Short-term effectiveness: chlorpyrifos, pyridaphenthione showed the best performance followed by isoprocarb, dinotefuran, nitenpyram, clothianidin. Pymetrozine showed the slowest effectiveness. 3)Persistence: high effectiveness levels of pymetrozine, dinotefuran, nitenpyram, clothianidin, cycloxaprid were maintained over 15 days. Pymetrozine was the best one, and there was no significant difference in the corrected mortalities of BPH reared on rice plants at 0, 5 and 10 days after pymetrozine treatment. 4)Bioactivities against adults: dinotefuran, nitenpyram, clothianidin, cycloxaprid, chlorpyrifos, isoprocarb, pymetrozine showed obvious bioactivities against adults as well as nymphs. 5)Ovicidal activity: chlorpyrifos, nitenpyram, dinotefuran and clothianidin had significant ovicidal activities. Pymetrozine, cycloxaprid, isoprocarb showed no ovicidal activity, but pymetrozine had insecticidal activity against newly hatched nymphs.【】 As for the tested 19 insecticides, only 9 chemicals (pymetrozine, nitenpyram, dinotefuran, clothianidin, cycloxaprid, sulfoxaflor, chlorpyrifos, pyridaphenthioneand isoprocarb ) could be used to control BPH. Among them, pymetrozine had the worst short-term effectiveness and the best persistence and obvious bioactivity against different-stage BPH except eggs. Dinotefuran, nitenpyram, clothianidin and cycloxaprid showed good performance in short-term effectiveness and persistence, and the former three were effective to different stages of BPH. Sulfoxaflor had good bioactivity and short-term effectiveness, whose persistence was shorter than that of neonicotinoid insecticides. Either chlorpyrifos or pyridaphenthione could be applied alone or mixed with other insecticides to control BPH. The former one was suitable tocope with the BPH outbreak threat, because it showed the best short-term effectiveness. The bioactivity of isoprocarb was weaker than the neonicotinoids, but its short-term effectiveness was better, which could be used to mix with pymetrozine for pest control. Moreover, three insecticides such as spinetoram, abamectin, emamectin benzoate normally used to control lepidopteran pests also exerted the promising activities against BPH. However, other seven insecticides such as imidacloprid, buprofenzin and thiamethoxam were not appropriate for controlling BPH anymore.
; bioactivity; short-term efficiency; persistences; bioactivity against adult; ovicidal activity
S435.112+.3; S482.3
A
1001-7216(2019)05-0467-12
10.16819/j.1001-7216.2019.8098
2018-08-31;
2019-02-28。
国家重点研发计划资助项目(2016YFD0200801);中国农业科学院创新工程创新团队资助项目;国家水稻产业技术体系资助项目(CARS-01-35)。