种衣剂对玉米田主要害虫发生及产量的影响

赵 曼，汤金荣，董少奇，王鑫辉，苗昌见，郭线茹

(河南农业大学 植物保护学院，河南 郑州 450002)

玉米作为我国重要的粮食作物和工业原料作物，其产量和品质对保障国家粮食安全和工业发展具有极其重要的意义，但玉米田病虫害尤其是虫害的发生，严重影响玉米产量和品质[1]。随着气候环境、作物种植结构及耕作制度的变化，玉米田害虫发生情况也发生了一些变化，亚洲玉米螟(Ostriniafurnacalis)和玉米蚜(Rhopalosiphummaidis)仍然是危害玉米的主要害虫，但棉铃虫(Helicoverpaarmigera)和桃蛀螟(Conogethespunctiferalis)的危害逐渐加重[2-3]，同时，二点委夜蛾(Athetislepigone)、双委夜蛾(Athetisdissimilis)和棉蚜(Aphisgossypii)等成为危害玉米的新害虫[4-6]。玉米与其他农作物相比，具有田间播种量小、株行距大、单位面积植株数量少等特点，因此，采用种衣剂对种子进行包衣是防治玉米苗期病虫害、保证一播全苗和玉米产量的简单、有效措施，已经成为种子企业和植保行业的共识。与传统施药方式相比，种衣剂具有缓释性、专一性、安全性和便于操作等突出优点，更适用于玉米等高秆作物的害虫防治[7]。但目前农药市场种衣剂种类繁多，选择能够有效控制玉米田主要害虫发生且对玉米增产具有一定作用的安全、高效种衣剂，对保障玉米稳产、增产意义重大。

新烟碱类杀虫剂是农业生产中应用较广泛的一类种衣剂，它具有类似烟碱的特征结构，以内吸、胃毒或触杀的作用方式，选择性地作用于昆虫中枢神经系统神经元后突触烟碱型乙酰胆碱受体(nAChRs)，阻断昆虫的神经传导，导致昆虫过度兴奋、死亡[8]。与传统有机磷、氨基甲酸酯和拟除虫菊酯等杀虫剂相比，该类杀虫剂具有活性高、杀虫谱广、作用速度快、持效期长和对高等动物毒性低等优点，在杀虫剂市场中占据份额较大[9]。吡虫啉、噻虫嗪和噻虫胺作为新烟碱类杀虫剂中的代表性品种，对蚜虫、飞虱、粉虱、蓟马和鞘翅目甲虫等均具有较好防效，已经普遍应用于小麦、玉米和棉花等作物的种子处理，用以防治苗期地下害虫和生长期刺吸类害虫[1,10-12]。由于这些杀虫剂对飞虱、蚜虫等传毒昆虫防效较好，因此对作物田病毒病如玉米粗缩病等病害的发生也具有一定的控制作用[13]。但也有研究表明，吡虫啉悬浮种衣剂处理玉米种子虽然对玉米蚜、灰飞虱(Laodelphaxstriatellus)等刺吸类害虫防治效果显著，但会加重玉米穗期非靶标鳞翅目害虫发生[3]。为进一步明确目前主要新烟碱类种衣剂在玉米田的应用效果，分别以吡虫啉、噻虫嗪、噻虫胺单剂和噻虫胺·吡虫啉复配悬浮种衣剂为供试药剂对玉米种子进行处理，通过田间试验，综合评价了这几种新烟碱类杀虫剂对玉米出苗率、玉米田靶标害虫防治效果、非靶标害虫发生以及玉米产量的影响，为玉米田安全、高效种衣剂的筛选及科学应用提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 材料

供试4种悬浮种衣剂为30%噻虫嗪FSC、200 g/L噻虫胺FSC、600 g/L吡虫啉FSC、48%噻虫胺·吡虫啉FSC，详细信息见表1。

表1 供试种衣剂基本信息Tab.1 Basic information of seed coating agents used in this study

供试玉米品种为浚单18，由合肥丰乐种业股份有限公司生产。

复合肥：40%复合肥(N∶P∶K为28∶6∶6)由湖北新洋丰肥业股份有限公司生产。

除草剂：26%噻酮磺隆·异恶唑悬浮剂，由拜耳作物科学有限公司生产。

1.2 试验设计

试验于河南省鹤壁市浚县国家科技园区试验田进行。试验地前茬为冬小麦，播种前沟施复合肥600 kg/hm2。于播种前1 d对玉米种子进行包衣处理，根据表1中30%噻虫嗪FSC、200 g/L噻虫胺FSC、600 g/L吡虫啉FSC、48%噻虫胺·吡虫啉FSC 4种种衣剂的试验剂量，按照药液与种子比1∶100加适量水稀释后，倒入玉米种子中并与种子充分混匀，直到药液均匀分布到每粒种子表面。之后将种子置于阴凉通风处，待种子外层药膜固化变硬后再进行播种，另设置清水处理作为空白对照。2018年6月8日铁茬单粒播种，株距25 cm，窄行行距40 cm，宽行行距60 cm。每小区长18 m、宽5 m，每个处理重复4次，区组4周设5行保护行。

玉米出苗后5 d，用26%噻酮磺隆·异恶唑悬浮剂(375 mL/hm2)对水喷雾除草。其后试验期间不施用其他任何农药，其他管理措施与当地保持一致。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 玉米出苗率 在玉米播种后第20天，采用5点取样法，每点连续20株，调查各处理区玉米出苗数量，统计出苗率。

1.3.2 主要害虫种类和数量 采用定点定株调查方法。每小区采用5点取样，每点连续标记20株，每7 d调查1次，调查、记录玉米全株上的害虫数量。玉米收获期，对样点内的所有玉米植株进行剖秆，调查记录玉米雌穗及茎秆内的主要害虫种类和数量[3]。

1.3.3 玉米产量 于2018年9月28日对不同处理玉米产量进行测产。每小区连续收获2行，每行连续采收100株玉米，晒干后测定单穗质量、穗粒数和百粒质量等指标[14]。

1.4 数据分析

所有数据统计分析均采用SPSS 20.0软件进行。不同种衣剂对玉米出苗率的影响及对靶标害虫的防治效果经平方根反正弦转换后再进行单因素方差分析；不同处理间非靶标害虫发生量、玉米产量等指标直接进行单因素方差分析。利用LSD法进行处理间的差异显著性比较(P<0.05)。

2 结果与分析

2.1 供试种衣剂对玉米出苗率的影响

从图1可见，30%噻虫嗪FSC、200 g/L噻虫胺FSC、600 g/L吡虫啉FSC、48%噻虫胺·吡虫啉FSC处理的玉米出苗率与空白对照均无显著差异，说明用供试4种新烟碱类悬浮种衣剂处理玉米种子对其出苗是安全的。

2.2 供试种衣剂对玉米田靶标害虫的防治效果

2.2.1 灰飞虱及其传播的粗缩病 灰飞虱是供试新烟碱类种衣剂的重要靶标害虫，主要在玉米苗期发生，并可传播玉米粗缩病。通过调查不同种衣剂处理灰飞虱及玉米粗缩病发生情况发现，复配种衣剂48%噻虫胺·吡虫啉FSC对灰飞虱的防治效果为78.83%，显著高于30%噻虫嗪FSC、200 g/L噻虫胺FSC和600 g/L吡虫啉FSC(图2A)。由灰飞虱传播的玉米粗缩病在48%噻虫胺·吡虫啉FSC处理的发病株率显著低于空白对照和其他处理，其他3个种衣剂处理与空白对照的粗缩病发病株率差异不显著(图2B)。由此可见，噻虫胺和吡虫啉复配后，对灰飞虱的防治效果显著升高，也降低了玉米田玉米粗缩病的发生程度。

相同字母表示处理间差异不显著(P>0.05)，不同字母表示处理间差异显著(P<0.05)，下同The same letters indicate no significant differences among different treatments (P>0.05),whereas different letters indicate obvious differences among different treatments (P<0.05),the same below图1 不同种衣剂对玉米出苗率的影响Fig.1 Effect of different seed coating agents on the emergence rate of maize

2.2.2 玉米蚜和棉蚜 玉米蚜和棉蚜是供试种衣剂在玉米生长中后期的主要靶标害虫。灌浆中期，48%噻虫胺·吡虫啉FSC和600 g/L吡虫啉FSC对玉米蚜的防治效果分别达到99.88%和93.80%，显著高于30%噻虫嗪FSC和200 g/L噻虫胺FSC(图3A)；灌浆末期，48%噻虫胺·吡虫啉FSC对玉米蚜的防效仍保持在95.22%，显著优于其他3个种衣剂处理；其次为200 g/L噻虫胺FSC和600 g/L吡虫啉FSC，其防效保持在70%以上；30%噻虫嗪FSC对玉米蚜的防效最低(图3B)。玉米灌浆中期，30%噻虫嗪FSC对棉蚜的防效为74.99%，显著低于其他3个种衣剂处理(图3C)；灌浆末期，48%噻虫胺·吡虫啉FSC对棉蚜的防效显著高于其他3个种衣剂处理，其他3个种衣剂处理对棉蚜的防效差异不显著(图3D)。

图2 不同种衣剂对灰飞虱防治效果(A)及对玉米粗缩病发病率(B)的影响Fig.2 Effects of different seed coating agents on the occurrence of L.striatellus(A) and maize rough dwarf virus(B)

A、C：灌浆中期；B、D:灌浆末期A,C:Middle filling stage;B,D:Late filling stage图3 不同种衣剂对玉米不同生育时期玉米蚜(A、B)和棉蚜(C、D)的防治效果Fig.3 Control efficacy of different seed coating agents on R.maidis(A，B) and A.gossypii(C，D) at different growth stages of corn

2.3 供试种衣剂对不同时期玉米田主要非靶标害虫发生的影响

2.3.1 玉米苗期和喇叭口期 在玉米苗期和喇叭口期，空白对照及种衣剂处理的非靶标鳞翅目幼虫发生量均较少，其百株虫量在1头左右。苗期的鳞翅目幼虫混合种群、棉铃虫、黏虫和甜菜夜蛾发生量在空白对照和种衣剂处理间差异不显著；喇叭口期，600 g/L吡虫啉FSC处理鳞翅目幼虫混合种群数量显著高于空白对照，其他种衣剂处理与空白对照无显著差异；棉铃虫、黏虫和亚洲玉米螟在空白对照和种衣剂处理间的发生量差异不大(图4)。

A、B、C、D：苗期;E、F、G、H：喇叭口期A,B,C,D：Seedling stage;E,F,G,H：Bellmouthed stage图4 不同种衣剂对玉米苗期和喇叭口期非靶标害虫种群密度的影响Fig.4 Effect of different seed coating agents on the population density of non-target pests at maize seedling stage and bellmouthed stage

2.3.2 玉米孕穗期 由图5可知，玉米孕穗期，鳞翅目幼虫如棉铃虫和黏虫发生较为严重，其中棉铃虫百株虫量在103～193头，黏虫百株虫量在12～26头。30%噻虫嗪FSC处理鳞翅目幼虫混合种群、棉铃虫和黏虫发生量与空白对照差异不显著，其他种衣剂处理的这些非靶标害虫种群密度均显著低于空白对照；供试4种种衣剂处理亚洲玉米螟的发生量也显著低于空白对照。说明除30%噻虫嗪FSC外，其他供试新烟碱类种衣剂能够降低玉米孕穗期棉铃虫、黏虫和亚洲玉米螟的发生。

2.3.3 玉米灌浆期 在灌浆初期和灌浆中期，种衣剂处理鳞翅目幼虫混合种群数量和亚洲玉米螟种群发生量均显著低于空白对照；与空白对照相比，30%噻虫嗪FSC处理棉铃虫和黏虫发生量差异不显著，200 g/L噻虫胺FSC、600 g/L吡虫啉FSC和48%噻虫胺·吡虫啉FSC处理棉铃虫和黏虫发生量均显著降低；4种种衣剂处理与空白对照的桃蛀螟发生量差异不显著。灌浆末期，除30%噻虫嗪FSC和48%噻虫胺·吡虫啉FSC处理鳞翅目幼虫混合种群发生量、棉铃虫发生量与空白对照相当外，其他2个种衣剂处理鳞翅目幼虫混合种群、棉铃虫发生量均显著低于空白对照；4种种衣剂处理亚洲玉米螟发生量显著低于空白对照；30%噻虫嗪FSC处理黏虫发生量最高，显著高于空白对照，其他种衣剂处理黏虫发生量与空白对照差异不显著；4种种衣剂处理与空白对照的桃蛀螟发生量也无显著差异(图6)。

图5 不同种衣剂对玉米孕穗期非靶标害虫种群密度的影响Fig.5 Effect of different seed coating agents on the population density of non-target pests at maize booting stage

A、B、C、D、E：灌浆初期;F、G、H、I、J：灌浆中期;K、L、M、N、O：灌浆末期A,B,C,D,E：Early filling stage;F,G,H,I,J：Middle filling stage;K,L,M,N,O：Late filling stage图6 不同种衣剂对玉米灌浆初期、灌浆中期和灌浆末期非靶标害虫种群密度的影响Fig.6 Effect of different seed coating agents on the population density of non-target pests at maize early filling stage,middle filling stage and late filling stage

由此可见，供试种衣剂对灌浆期亚洲玉米螟的发生影响较大，对桃蛀螟的发生影响不显著；在灌浆末期，200 g/L噻虫胺FSC和600 g/L吡虫啉FSC对黏虫发生的影响作用变小，而48%噻虫胺·吡虫啉FSC对黏虫和棉铃虫发生的影响作用减弱。

2.3.4 玉米收获期 图7显示，48%噻虫胺·吡虫啉FSC处理鳞翅目幼虫混合种群、棉铃虫、黏虫和桃蛀螟的发生量与空白对照差异不显著；30%噻虫嗪FSC处理棉铃虫、600 g/L吡虫啉FSC和 200 g/L噻虫胺FSC处理区黏虫的发生量与空白对照无显著差异；30%噻虫嗪FSC处理黏虫发生量显著高于空白对照；其他种衣剂处理这些非靶标害虫发生量均显著低于空白对照。

图7 不同种衣剂对玉米收获期非靶标害虫种群密度的影响Fig.7 Effect of different seed coating agents on the population density of non-target pests at maize mature stage

2.4 供试种衣剂对玉米产量及相关性状指标的影响

由表2可以看出，种衣剂处理玉米产量与空白对照差异均不显著，但均较空白对照有一定程度增产，其中30%噻虫嗪FSC处理较空白对照增产3.65%，200 g/L噻虫胺FSC处理较空白对照增产1.67%，600 g/L吡虫啉FSC处理较空白对照增产5.17%，48%噻虫胺·吡虫啉FSC较空白对照增产10.03%。从玉米产量相关性状指标来看，48%噻虫胺·吡虫啉FSC处理玉米穗质量显著高于空白对照，其他3个种衣剂处理的玉米穗质量与空白对照差异均不显著；种衣剂处理与空白对照玉米穗粒数和百粒质量差异不显著。

表2 不同种衣剂对玉米产量及其构成因素的影响Tab.2 Effects of different seed-coating agents on maize yield and its components

注：同列相同字母表示处理间差异不显著(P>0.05)，同列不同字母表示处理间差异显著(P<0.05)。
Note:The same letters in the same column indicate no significant differences among different treatments(P>0.05),whereas different letters in the same column show obvious differences among different treatments (P<0.05).

3 结论与讨论

新烟碱类杀虫剂具有独特新颖的作用方式、良好的根部内吸性、高效广谱、与自然环境相容性好等特点[15]，对蚜虫[12]、飞虱[16]等刺吸式口器害虫防效显著，对蛴螬、金针虫等咀嚼式口器害虫也具有一定的防治效果，是目前害虫防治中应用较普遍的一类重要杀虫剂[10,17]。用新烟碱类杀虫剂对作物种子进行包衣，有些作物品种出苗和幼苗生长得到促进，而有些品种作物出苗率明显降低[18-19]。本试验发现，用噻虫嗪、噻虫胺、吡虫啉以及噻虫胺·吡虫啉复配种衣剂对玉米种子进行包衣，玉米出苗率与空白对照无显著差异，这与田体伟等[1]的研究结果一致，说明只要在种衣剂产品推荐剂量下使用，新烟碱类种衣剂对玉米幼苗是安全的。

以新烟碱类杀虫剂为主要成分的种衣剂已在生产中得到广泛应用。据报道，利用吡虫啉FSC对小麦种子进行包衣后，可有效控制小麦全生育期麦蚜的发生危害[20-21]。本研究结果显示，用噻虫嗪FSC、噻虫胺FSC、吡虫啉FSC、噻虫胺·吡虫啉FSC对玉米种子进行包衣，能有效控制玉米苗期灰飞虱及其传播的玉米粗缩病的发生以及玉米生长中后期玉米蚜和棉蚜的发生，尤以48%噻虫胺·吡虫啉FSC的防治效果最为显著。因此，在玉米生产中，可考虑用48%噻虫胺·吡虫啉FSC处理玉米种子来防治玉米全生育期刺吸式害虫发生。玉米蚜和棉蚜主要在玉米抽雄后发生，在玉米灌浆期种群数量达到高峰，但此时玉米植株高，利用喷雾的施药方式进行防治不仅费时费力，而且防治效果也不理想[4,22]。相对而言，采用内吸性长效种衣剂进行种子包衣可以通过播种前一次施药长期控制靶标害虫，不仅经济节约、省时省力，而且由于施药方式较为隐蔽，还可保护自然天敌，是一种科学精准的施药方法[23]。

用新烟碱类种衣剂如吡虫啉或噻虫嗪处理玉米种子，虽然对刺吸式口器害虫防效显著，但有时会导致玉米生长后期一些鳞翅目害虫危害加重[1]。本研究中供试新烟碱类种衣剂对鳞翅目害虫发生的影响不仅药剂间有差异，而且同一药剂在玉米不同生育时期也有差异。鳞翅目昆虫种群密度较低的玉米苗期，种衣剂处理和空白对照鳞翅目主要种类及其混合种群的种群密度相当；在喇叭口期，除600 g/L吡虫啉FSC处理混合种群密度显著高于空白对照外，其他种衣剂处理与空白对照之间均无显著差异。玉米抽穗后，玉米螟、棉铃虫、桃蛀螟等鳞翅目昆虫种群数量急剧增加，不同种衣剂处理鳞翅目害虫的发生情况差异很大。如噻虫嗪FSC处理在玉米孕穗期、灌浆初期和灌浆中期的黏虫发生量与空白对照相差不大，但在灌浆末期和收获期的黏虫发生量则显著高于对照；其他3个种衣剂处理在孕穗期、灌浆初期和灌浆中期的黏虫发生量显著低于空白对照，在灌浆末期和收获期的黏虫发生量则与空白对照差异不大；4个种衣剂处理的亚洲玉米螟发生量均显著低于空白对照，棉铃虫和桃蛀螟发生量则与空白对照相当或显著低于空白对照。关于使用新烟碱类种衣剂处理玉米种子会加重一些非靶标害虫发生的原因，有报道认为可能是由于种衣剂处理后的玉米植株体内糖含量升高，从而对非靶标害虫生长和繁殖有利[3,24]。还有研究发现，新烟碱类种衣剂会对作物田如蜜蜂、蚯蚓和天敌昆虫等有益生物产生潜在不利影响[25-26]。因此，在使用新烟碱类种衣剂处理玉米种子时，除了关注其对刺吸式害虫的防治效果，还应注意做好重要非靶标鳞翅目害虫发生的监测、防控，避免对作物田有益节肢动物的不良影响。

研究表明，玉米产量受品种、水肥管理、种植密度和有害生物危害等多种因素的影响，尤其是有害生物的危害对玉米产量影响最大，最高可使玉米减产30%左右[14,27-28]。同时，玉米产量的构成要素很多，如穗质量、穗粒数和百粒质量等[29]。新烟碱类种衣剂处理小麦、油菜等作物种子，由于有效控制了靶标害虫危害，作物增产效果显著[18,30]。本研究中种衣剂处理的玉米产量虽然未明显增加，但均有一定程度增产，其中48%噻虫胺·吡虫啉FSC处理增产幅度较大，较对照增产10.03%。从玉米产量构成因素来看，除48%噻虫胺·吡虫啉FSC处理玉米穗质量显著高于空白对照外，其他种衣剂处理的玉米穗质量、穗粒数和百粒质量与对照无显著差异，这一方面可能与玉米生长后期黏虫、桃柱螟等非靶标害虫危害增加有关，另一方面与靶标害虫的危害程度有关。

总之，对于玉米这种高秆作物的害虫防治，相比于直接喷施化学杀虫剂，采用种衣剂处理种子防治主要害虫不仅具有对靶标害虫防效显著、用药量少和持效期长等优势，而且由于施药方式较为隐蔽，对天敌昆虫的影响也较小，加上操作方便，是一种值得推广应用的害虫防治措施[3]。在生产中，可考虑用48%噻虫胺·吡虫啉FSC处理玉米种子，对玉米全生育期刺吸式害虫防效显著且增产幅度也较大。但需要注意的是，在应用新烟碱类种衣剂防治玉米害虫时，应加强对非靶标害虫的监测与防控。