王兴旺,李涛,庞宗奎,杜维,张燕,苟立梅,林江
1. 巴中市林业局,四川 巴中 636000;
2. 四川省森林病虫防治检疫总站,四川 成都 610081;
3. 恩阳区森林病虫害防治检疫站,四川 巴中 636063;
4. 四川国光农化股份有限公司,四川 成都 610100
蜀柏毒蛾(Parocneria orientaChao)隶属于鳞翅目(Lepidoptera)毒蛾科(Lymantridae)柏毒蛾属,其幼虫俗称小柏毛虫,主要取食柏木鳞叶,是川渝两地柏木林区发生严重危害的主要林业有害生物之一。蜀柏毒蛾在四川盆地丘陵和重庆低山丘陵地区广泛分布,其幼虫是柏木林(尤其是幼龄林)最主要的食叶害虫,每年发生面积可达33.3 万hm2,给林业生产造成了巨大损失[1],对森林资源和生态安全构成了严重威胁[2]。柏木林区蜀柏毒蛾的防治成为森林病虫害防治部门的重要工作之一[3]。
核型多角体病毒是一类专性昆虫病毒,其生物制剂可作为一种高效的病毒杀虫剂。已有研究表明核型多角体病毒对蜀柏毒蛾具有较好的毒杀防治效果[4,5]。甘蓝夜蛾核型多角体病毒是一种广谱的杆状病毒生物杀虫剂,对鳞翅目害虫具有较高的防效,可感染几十种鳞翅目害虫,特别是对美国白蛾、松毛虫、甜菜夜蛾、斜纹夜蛾、卷叶螟、二化螟、黄地老虎和粘虫等。同时,制剂与化学农药混用有增效作用,可大大减少农药用量。具有显著防效,且对环境、作物、人畜、食品安全、害虫天敌无毒无害;不污染环境,不易产生抗性。并且该病毒制剂通过了欧盟和中国的有机产品认证。
根据蜀柏毒蛾的生物学特性[6],综合考虑山地坡向、林被郁闭度等影响因子[7],选择在蜀柏毒蛾危害高发期的实验区域,通过使用直升机与车载高射程喷雾机喷洒甘蓝夜蛾核型多角体病病毒的施药方法[6,8],检测并验证两种施药方法对蜀柏毒蛾幼虫的防治效果,以期为蜀柏毒蛾的生物防治方法实践及推广利用提供了参考依据。
(1)供试药品来源及规格:本研究所用药品均由四川国光农化股份有限公司提供。具体信息为:甘蓝夜蛾核型多角体病毒(NPV 悬浮剂型),病毒含量为20 亿PIB·mL-1,500 g·瓶-1,生产批号201712270000;国光乐圃增效剂(乳油型),含量为95%,1 L·瓶-1,生产批号201803236。
(2)施药设备:R44 直升机、6HW-50I 车载高射程喷雾机(品牌:南通广益;生产商:江苏南通市广益机电有限公司)。
(3)施药试验对象:蜀柏毒蛾越冬代3 龄和4 龄幼虫。
(1)试验时间:2018年4月29 日至2018年5月11 日;
(2)试验地点:巴中市恩阳区花丛镇柏木林蜀柏毒蛾发生区;
(3)天气条件:气温25 ℃,空气湿度58%,平均风速5 m·s-1;
(4)试验对象:选取虫口平均密度约为8 头的柏木林区和蜀柏毒蛾3 龄或4 龄幼虫为测试对象。
(5)试验设计:
第一步,施药前虫口密度调查:在试验疫区内随机选择5 个位点,随机统计100 条柏木枝条(40 cm·条-1),分别计数枝条上的蜀柏毒蛾幼虫数量,计算出虫口密度;
第二步,设置水敏纸:为检测飞防施药效果,在施药前1 h,随机在飞防区的柏木林冠放置水敏纸共45 张,其中林冠上、中、下层各15 张,用于检测施药后水敏纸单位面积内的雾滴数量。雾滴密度≥10 个·cm-2为飞防施药质量达标,<10 个·cm-2则不达标(见图1)。
第三步,对试验区进行飞防法飞洒与地防法喷洒施药处理。飞防法作业防治面积400 hm2,用药剂量为750 g NPV·hm-2+乐圃200 倍,施药强度为0.75 kg NPV 原药·5 kg-1水·hm-2·架次-1,飞防区作业面内1 次飞洒;地防法作业防治面积为0.67 hm2,用药剂量为900 g NPV·hm-2+乐圃200 倍,施药强度为0.9 kg NPV 原药·896 kg-1水·hm-2,地防区作业面内1 次喷洒。施药作业方法见图2-a 和2-b。
图1 水敏纸式样及施药质量检测:a-空白样本,b-树上放置方式,c-施药后雾滴显影效果Fig.1 Water sensitivity of paper types and quality test of application
第四步,取回水敏纸,检测飞防施药质量是否达标。
第五步,施药结束后当日,在防治区域内随机对柏木枝条进行套网袋(图3-右),套袋操作过程中确保每个网袋内都有蜀柏毒蛾幼虫,以便后期统计试验数据。
图2 施药作业及套袋方式Fig.2 Application methods and bagging way
第六步,施药12 日后,检测飞防和地防的防治效果,并对网袋样本作数据统计;同时统计空白区虫口数据。
第八步,室内数据整理与分析。
(1)相关参数缩写:飞防区(AA,aerial control area),地防区(GA,ground control area),空白区(BA,blank control area),虫口减退率(PDR,pest population decline rates),幼虫死亡率(LKR,larval killing rates),防治效果(CEI,control effect indexes),虫口数(n,number of pests),虫口密度(D,population density),死亡虫数(n-D,number of dead pests) ,活 虫 数(n-L,number of live pests) ,处 理 总 虫 数(n-T,number of treated pests),施药前(BP,before applying pesticide)和施药后(AP,after applying pesticide)。
(2)相关参数计算公式为:
虫口减退率PDR= (n-BP -n-AP)/n-BP×100;
幼虫死亡率LKR=n-D/n-T×100,(其中中毒全部算为死虫);
防治效果CEI=(AA-PDR 或GA-PDR - BA-PDR)/(100 - BA-PDR)×100
(3)相关参数之间的显著性差异分析
使用Microsoft Excel 2010 对数据进行预处理,然后用SPSS 21.0 分别计算出飞防区、地防区、空白区中的虫口减退率、死亡率和防治效果的显著性p值。通过非参数检验中的One-Sample Kolmogorov-Smirnov 进行样本的正态分布检验。在符合正态分布的前提下,数据用Independent-Sample T test(独立样本t 检验)和One-Way ANOVA(单因素方差分析)进行检验;不符合正态分布的用非参数检验中的Independent Samples 的Mann-Whitney U 进行检验。然后,对飞防区、地防区、空白区中的虫口减退率、死亡率和防治效果进行显著性差异分析。
本次试验中,在施药前共调查柏木枝条100 条(40 cm·条-1),幼虫共计743 头,施药前的虫口密度为7.43 头·条-1;在施药后的空白区共调查柏木枝条100 条(40 cm·条-1),幼虫共计669 头,施药后空白区的虫口密度为6.99 头·条-1(见表1)。
在本次试验施药后,调查了飞防区柏木枝条100 条(40 cm·条-1),幼虫共计60 头,飞防区施药后的虫口密度降至为0.60 头·条-1;调查了地防区柏木枝条100 条(40 cm·条-1),幼虫共计62 头,地防区施药后的虫口密度降为0.62 头·条-1(见表2)。
在飞防区施药试验完成后,半小时内取回全部水敏纸45 张,分上、中、下做好标记(见表3)。经计数统计,共检测到28 张水敏纸显示雾滴≥10 个·cm-2,施药质量达标;17 张显示雾滴<10 个·cm-2,施药质量未达标。结果表明飞防施药质量在林冠上层最佳,中层也较为理想,下层效果较差。但总体来看,基本达到飞防质量要求。
表1 施药前后空白区的活虫虫口数量记录Tab.1 Records of n-L in BA at BP and AP
表2 施药后飞防区与地防区虫口数量记录Tab.2 Records of n-L in AA and GA after application of pesticide
表3 飞防区施药质量检测记录Tab.3 Records of pesticide application quality in AA
网袋取样及虫检情况:施药作业完成12 d 后,将飞防区(50 个)与地防区(29 个)网袋样本取回室内进行统计。把幼虫按活虫、中毒、死亡的标准分为3 组进行归类(分类标准:活虫:活动能力强的幼虫或虫蛹划为活虫;活动能力减退、腹部变色的划为中毒;丧失无活动能力、虫体萎缩或腐烂的划为死亡)(见图3),分别统计每个网袋样本内的虫体数据,并逐一记录统计(见表4)。
根据表1、表2 和表4 的统计数据,分别计算出施药后飞防区、地防区和空白区的虫口减退率、幼虫死亡率和防治效果。从表5 中可看出,飞防区虫口减退率为91.92%,地防区为91.66%,空白区为9.66%;飞防区幼虫死亡率为84.44%,地防区为95.22%,空白区为9.66%;飞防区与地防区的防治效果分别为82.04%和81.78%。
图3 施药后网袋取样及虫检Fig.3 The mesh bag sampling and pest screening after treatments
表4 施药后飞防区与地防区网袋取样的害虫毒杀状态检测记录Tab.4 Records of investigation on pest poisoning status from mesh bag sample in AA and GA
表5 空白区与施药处理后飞防区和地防区的防治成效比较Tab.5 Comparison of prevention and control effects between BA,AA and GA after treatment
为了比较飞防喷药和地防喷药两种防治指标的差异性情况,基于表4 数据,分别计算了飞防区、地防区和空白区之间的虫口减退率、幼虫死亡率和防治效果之间的显著性P值,并对它们进行了差异性显著分析(见表6)。
从表5 和表6 可看出,飞防区的虫口减退率最高(91.92%),但多重比较显示飞防区与地防区之间无显著差异(p=0.891),但飞防区与空白区(p<0.001)、地防区与空白区(p<0.001)之间分别存在极显著差异;从幼虫死亡率分析,地防区的死亡率最高(95.22%),但多重比较显示飞防区与地防区之间也不存在显著性差异(p=0.891),但飞防区与空白区(p<0.001)、地防区与空白区(p<0.001)之间差异极显著;从防治效果的比较来看,飞防区和地防区之间同样无显著差异(p=0.788)。
表6 空白区与施药处理后飞防区和地防区之间的显著性p 值及差异性系数分析Tab.6 Significant p values and variation coefficient analysis between BA,AA and GA after treatment
本研究利用飞防法和地防法对巴中市恩阳区花丛镇的柏木林蜀柏毒蛾疫区进行生物防治,比较了两种不同施药方法之间的防治指标,分析了两者之间的防治成效。通过本次试验得出如下结论:使用直升机与高射程喷雾机喷洒国光金美泰(甘蓝夜蛾核型多角体病毒),对蜀柏毒蛾幼虫具有较好的防治效果,在喷药12 d 后,3 龄、4 龄幼虫均出现腐烂、萎缩的症状。从虫口减退率来看,两种防治方法的虫口减退率都在92%左右;飞防区幼虫死亡率84.44%,地防区幼虫死亡率95.22%;从防效指标来看,飞防与地防两种防治方法的防治效果都能达到82%左右,防效较好。防治成效显著性差异分析结果表明,两种防治方法之间不存在显著性差异。此外,从利用国光金美泰(甘蓝夜蛾核型多角体病毒)防治蜀柏毒蛾幼虫的结果来看,施药质量达标,对3 龄、4 龄幼虫杀灭效果显著,药剂对环境不造成危害、能有效保证人畜安全。
飞防与地防成效差异不大,在实际作业中,飞防作业效率快,省工省时,但受天气因素影响大;地防有效性受山地地形影响较大。在成本上,飞防飞行成本+药剂成本为315 元·hm-2;地防药剂成本270 元+X(人工成本)·hm-2。综合分析,因人工成本持续增高,建议在推广应用飞机防治作业。
随着越来越多的生物药剂被研发和使用,森林虫害将会得到有效遏制,防治工作也会更加便利。未来可考虑将甘蓝夜蛾核型多角体病毒与其他生物药剂作的施用效果进行对比,重点观察第一代蜀柏毒蛾幼虫的虫口密度,持续观察防治效果,大力加强持续性观察试验,以期为柏木林区蜀柏毒蛾的防治提供更科学、更规范、更优化、更便捷的生物防治药剂和施药方法。