卢辉 唐继洪 吕宝乾 张永军 刘万才 苏豪
摘 要:草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda)是世界重要的迁飞害虫,具有迁飞速度快、适生区域广、繁殖能力强、危害程度高、防控难度大等特点。为了明确草地贪夜蛾的防治时期和次数对玉米产量的影响,进一步探究周年繁殖区草地贪夜蛾的防治指标提供理论依据,田间选用甲氨基阿维菌素苯甲酸盐分别于苗期、小喇叭口期、大喇叭口期和抽雄期防治草地贪夜蛾,玉米收获期测定主要产量指标,分析防治时期、防治次数、施药间隔周期与防治效果、产量增幅之间的关系。结果表明:各时期防治处理对草地贪夜蛾防效的影响程度均呈随防治时期推后而降低趋势,其中苗期防效(大于90%)优于喇叭口期,抽雄期后防效下降不到83%,施药2次后的防效均超过89%,各处理间差异不显著,施药3次后的防效均超过95%,在苗期、小喇叭口期、大喇叭口期和抽雄期4次施药后防效最高,达97.27%;玉米产量随施药次数增加而显著上升,施药4次、施药3次和苗期+喇叭口期施药2次处理的玉米产量最高(均超过10 t/hm2),这3种处理的玉米产量分别为10.96、10.59、10.14 t/hm2,显著高于其他施药2次和施药1次的处理;苗期施药(7.29 t/hm2)、小喇叭口期(8.04 t/hm2)、大喇叭口期(7.56 t/hm2)及小喇叭口期+抽雄期(9.08 t/hm2)的产量差异不显著,均高于抽雄期(5.85 t/hm2)的产量,表明抽雄期后施药增产效果不明显,所有施药处理产量均显著高于对照(4.29 t/hm2);施药次数、间隔周期与玉米产量增幅之间呈二次函数关系,间隔15~20 d施药玉米产量增加幅度最大,施药次数在2~4次产量增幅最高,均出现产量增幅超过60%的处理,产量增幅最高达63.43%(施药3次),施药次数在3~4次产量增幅并不明显。海南甜玉米种植区草地贪夜蛾化学防治,建议选择苗期、小喇叭口期、大喇叭口期施药2~3次能达到高产高效的目标。
關键词:草地贪夜蛾;生育期;防治次数;防效;产量
中图分类号:S435.132 文献标识码:A
Abstract: Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) is an important migratory pest in the world. It has the characteristics of fast migratory speed, wide suitable area, strong reproduction ability, high degree of damage, and difficulty in prevention and control. In order to clarify the relationship between the control period and frequency of S. frugiperda and corn yield in the annual breeding area, emamectin benzoate was used to control S. frugiperda at seedling stage, small bell mouth stage, big bell mouth stage and tasseling stage respectively under field conditions. The main yield indexes were recorded at harvest stage, and the relationship between control period, control frequency, application interval and control effect and increase of yield was analyzed. The results showed that the effect of control treatments on the control effect of night was decreased with the delay of the control period, and the control effect at seedling stage (more than 90%) was better than that at bell mouth stage. The control effect decreased less than 83% after tasseling stage. The control effect after 2 times of application is more than 89%, and the difference between the treatments is not significant; the control effect after 3 times of application is all over 95%. In the seedling stage, small bell mouth stage, big bell mouth stage and tasseling stage, the control effect was the highest after 4 times of application, reaching 97.27%. The corn yield increased significantly with the increase of application times, and the highest corn yields were treated with 4 times of application, 3 times of application and 2 times of application at seedling + bell stage (both more than 10 t/hm2). The yields of 4 times, 3 times and 2 times at seedling + small bell stage of application were the highest, which were 10.96 t/hm2, 10.59 t/hm2 and 10.14 t/hm2, respectively, which were significantly higher than other treatments. The yield of seedling stage (7.29 t/hm2), small bell stage (8.04 t/hm2), big bell stage (7.56 t/hm2) and small bell + tasseling stage (9.08 t/hm2) was not significant, and they were all higher than tasseling stage (5.85 t/hm2). It indicated that the effect of pesticide application after the tasseling period was not obvious. The yield of all pesticide treatments was significantly higher than that of CK (4.29 t/hm2). Meanwhile, there was a quadratic function relationship between the number of application times, the interval period and the increase in corn yield. The largest in-crease in maize yield was observed by applying pesticides at intervals of 15-20 d. The highest yield increase was between 2 times and 4 times of application, and the treatments with the output increase more than 60% appeared. The highest yield increase was 63.43% (3 times of application), and the increasing value of yield was not obvious between 3 times and 4 times. Chemical control of S. frugiperda in the sweet corn of Hainan, the goal of high yield and high efficiency can be achieved by applying 2-3 times in the seedling stage, small bell mouth stage and big bell mouth stage.
Keywords: Spodoptera frugiperda; growth period; control times; control effect; yield
DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2021.12.002
草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda)属于鳞翅目夜蛾科害虫,是世界重要的迁飞害虫[1],具有迁飞速度快、适生区域广、繁殖能力强、危害程度高、防控难度大等特点[2-4]。草地贪夜蛾原产于美洲热带和亚热带地区,2016年首次入侵到非洲中部和西部地区,之后迅速扩散到非洲的其他国家和地区,导致当地大面积玉米受灾[5]。草地贪夜蛾2019年初进入我国云南以来,迅速扩散到国内多个省市,对我国农业生产造成巨大的威胁[6]。草地贪夜蛾分为2种生态型,即玉米型和水稻型,入侵我国的草地贪夜蛾为玉米型种群[7]。草地贪夜蛾从玉米苗期至成熟期均可取食为害,造成玉米大量减产甚至绝收[8]。鉴于化学农药具有高效、速效、使用方便的特点,化学防治成为应急防控草地贪夜蛾的爆发性发生的主要手段[9],但田间大量无序使用杀虫剂会导致草地贪夜蛾很快产生抗药性[10],同时会对当地天敌资源产生极大的影响,因此,亟须开展草地贪夜蛾防治时期和次数的研究。
海南岛地处热带北部,被南海包围,属热带季风气候和热带海洋气候,一年四季气温相差不大[11],是我国南繁科研育种基地,自1956年开始至今育成品种7000多个,占全国育成新品种的70%[12]。海南是玉米育种和制种的理想之地,玉米南繁已成为加快玉米种质创新、品质改良和种子繁育的重要措施[13];同时,鲜食甜玉米是海南主要的反季节蔬果之一,近年来年均种植面积不少于40万hm2[14],已成为海南省东方市农民的主导支柱产业。海南属于草地贪夜蛾周年繁殖区和北迁虫源地之一,同时也是我国南繁玉米育种及冬季鲜食玉米种植基地,生产中针对海南种植甜玉米上发生的草地贪夜蛾无法及时确定最佳防治时期和防治次数,田间调查发现海南部分区域草地贪夜蛾防治次数达到4~6次,防治时期和次数偏差会造成防治效果欠佳和增加成本。
根据生产实际需要,以海南地区广泛种植的甜玉米为研究对象,通过分析玉米不同生育期施用化学农药对草地贪夜蛾的防治效果及产量的影响,探究草地贪夜蛾的防治时期和次数与玉米产量之间的关系,为草地贪夜蛾周年繁殖区玉米防治提供理论支撑和参考依据。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 试验地点 海南省儋州市中国热带农业科学院儋州院区环境与植物保护研究所六坡试验基地,长期种植玉米,草地贪夜蛾发生为害偏重,在玉米开花期之前虫口持续高密度(百株虫量>10头)。
1.1.2 供试品种 玉米为‘皇冠’超甜玉米,海南绿川种苗有限公司(市售种子),播种时期为2020年3月12日和10月25日。
1.1.3 药剂与仪器 甲氨基阿维菌素苯甲酸盐(简称甲维盐)对草地贪夜蛾具有较强的杀虫活性,能有效地控制草地贪夜蛾[15-17],可作为应急防控的最佳推荐药剂之一。选取5%甲维盐微乳剂作为供试药剂,惠州市银农科技股份有限公司。背负式电动喷雾器为3WBD-20x型电动喷雾器,台州路桥万苗喷雾器厂生产。
1.2 方法
1.2.1 试验设计 采用随机化完全区组设计,每6行为1个小区,小区面积为5 m×6 m(30 m2),每行20株,株距0.3 m,边行作为保护行,小区间距0.5 m。每小区1个处理,共设9个施药处理:苗期(4~6叶期)、小喇叭口期(7~9叶期)、大喇叭口期(10~12叶期)、抽雄期(14~15叶期)、苗期+大喇叭口期(施药2次)、苗期+抽雄期(施药2次)、小喇叭口期+抽雄期(施药2次)、苗期+大喇叭口期+抽雄期(施药3次)和苗期+小喇叭口期+大喇叭口期+抽雄期(施药4次),每个处理重复3次,以喷施清水做空白对照。
1.2.2 防治效果 分别在施药前以及施药后第7天调查施药处理区与空白对照区的虫口数量,每小区6行每行随机调查5株,共调查30株玉米,记录植株上幼虫数量,统计百株虫量(头)。根据
调查数据计算虫口减退率和防治效果。虫口减退率=[(处理前虫口数-处理后虫口数)/处理前虫口数]×100%,防治效果=[(处理区虫口减退率-对照区虫口减退率)/(1-对照区虫口减退率)]×100%
1.2.3 玉米产量 玉米成熟后,以小区为单位收获果穗称取鲜重,每小区6行,每行随机选5株,共选取30个果穗进行产量测定。根据测产调查数据,计算产量增幅。产量增幅=[(防治处理区产量-不防治处理区产量)/防治处理区产量]× 100%
1.3 数据处理
采用DPS 7.05軟件进行数据分析,采用邓肯氏新复极差法进行处理间差异显著性检验,使用双向方差分析,结果用平均值±标准误表示。防治效果的原始数据在方差分析前进行数据转换预处理,采用反正弦转换,处理后的数据如符合正态分布,再进行方差分析,之后将数据再转化。
2 结果与分析
2.1 施药时期和次数对防效的影响
防治前草地贪夜蛾虫量苗期最大,各处理均超过20头/百株,显著高于小喇叭口期和大喇叭口期,抽雄期(11.56头)有所下降。施药1次后,苗期和小喇叭口期的防效显著高于大喇叭口期,防效都超过90%以上,抽雄期后防效下降到82.73%;施药2次后的防效均超过89%,各处理间差异不显著;施药3次后的防效均超过95%;在苗期、小喇叭口期、大喇叭口期和抽雄期施药4次后防效最高,达97.27%(表1)。
2.2 不同玉米生育期施药和产量的关系
随着施药次数的增加,玉米的产量也增加,其中施药4次处理、施药3次处理和苗期+喇叭口期施药2次处理的玉米产量最高,分别为10.96 t/hm2、10.59 t/hm2和10.14 t/hm2,显著高于其他施药2次和施药1次的处理;苗期施药(7.29 t/hm2)和小喇叭口期(8.04 t/hm2)、大喇叭口期(7.56 t/hm2)及小喇叭口期+抽雄期(9.08 t/hm2)的产量差异不显著,均高于抽雄期(5.85 t/hm2)的产量,表明抽雄期后施药增产效果不明显;所有施药处理产量均显著高于对照(4.29 t/hm2)(图1)。
2.3 施药次数对玉米产量的影响
施药次数对玉米产量的影响结果表明,随着施药次数的增加玉米产量呈递增趋势,施药1次后平均产量由6.68 t/hm2增加到施药3次后的产量10.96 t/hm2,施药3次和4次后产量差异不显著,均高于其他施药次数(P<0.05),施药2次后平均产量为9.78 t/hm2(图2)。
2.4 施药次数对产量增幅的影响
施药次数对产量增幅的影响结果表明,随着施药次数的增加,玉米产量增幅呈现先增加之后逐步下降的趋势(图3)。施药次数和产量增幅成二次函数模型y=–0.1571x2+5.5762x+10.701(R2 = 0.8935,P<0.01),施药次数在2~4次产量增幅最高,均出现产量增幅超过60%的处理,产量增幅最高达63.43%(施药3次),施药3~4次产量增幅并不明显。
2.5 施药间隔周期对产量增幅的影响
施药2次的处理,随着施药间隔周期的增加,玉米产量增幅呈现先增加之后逐步下降的趋势(图4)。施药间隔周期和产量增幅成二次函数模型y=–0.58926x2+37.429x+3.4512(R2=0.7834,P<0.01),间隔周期15~20 d进行防治草地贪夜蛾,产量增幅最高,其中间隔周期17 d时,产量增幅最高达62.40%,间隔周期超过20 d后防治产量增幅随间隔周期增加逐渐下降。
3 讨论
海南甜玉米上进行草地贪夜蛾防治施药2次后的防效超过89%,施药3次后超过95%,施药2~3次均可达到较好的防治效果。海南整个玉米生育期草地贪夜蛾均保持高密度,田间调查发现成虫喜欢苗期产卵,玉米生长后期产卵有所下降,同时高龄幼虫自残会使虫口有所下降,所以施药前百株虫量苗期>喇叭口期>抽雄期,与海南草地贪夜蛾为害偏向于苗期、小喇叭口期和大喇叭口期研究结果相一致[18]。苗期防效(大于90%)优于喇叭口期,抽雄期后防效下降不到83%,原因是草地贪夜蛾虫龄增加容易躲避危害,加之后期玉米植株增大造成施药困难等因素,与王磊等[19]针对草地贪夜蛾化学防控要做到抓住异地成虫迁入早期、田间幼虫发生早期使用高效、低风险化学杀虫剂灭除低龄幼虫相一致。
施药次数在2~3次产量增幅最高,但施药2次处理中存在产量变化增幅较大的现象,产量最大增幅为62.40%,最低却只有45.28%;苗期+大喇叭口期施药2次处理和施药3次处理的玉米产量均超过10 t/hm2;同样也发现,苗期+抽雄期施药2次处理(8.45 t/hm2)和喇叭口期施药1次处理(8.14 t/hm2)的产量差异不显著,主要原因是苗期防治后间隔时间太久,别的田块中草地贪夜蛾成虫转移过来产卵所孵化的幼虫对玉米产生危害,导致虽然有抽雄期的再次施药,但收获产量仍然较低。上述问题均说明适当的间隔周期施药对产量增幅影响较大,然而在周年繁殖区自草地贪夜蛾入侵以来,农药使用次数呈增加趋势,其中云南西部2019年夏播玉米平均施药高达6.83次[20],杀虫剂的使用次数过多,草地贪夜蛾抗药性升高后将可能出现大面积的暴发为害[21],因此,选择玉米适当的生育期防治草地贪夜蛾不仅可以减少农药使用,延缓害虫抗性,同时还可以降低农药残留。
田间调查发现,海南草地贪夜蛾更多在玉米大喇叭口期之前为害明显,而到了抽雄期后,发生量明显下降[18],本文研究也表明玉米的苗期、小喇叭口期和大喇叭口期施药后玉米产量更高,对于同一块玉米地,草地贪夜蛾发育完一代后会迁飞或扩散到其他附近的玉米地继续为害[22],对于该虫的防治一定要“打早打小”;草地贪夜蛾为害造成的产量损失不仅与玉米的生育期密切相关,还受玉米品种的影响[23];同时,本研究使用甲维盐作为供试农药仅为了试验过程中的统一施药条件,田间操作应交替轮换使用农药以延缓抗药性发展,避免重复使用单一类型杀虫剂品种。
草地贪夜蛾是海南玉米生产中频繁发生入侵性昆虫,海南省常年高温高湿,22~27 ℃是草地贪夜蛾种群繁殖的适宜温度[24],这也是海南草地贪夜蛾发生严重的原因,加之邻国越南、柬埔寨等国该虫的防控力度相对薄弱[25],存在迁飞到海南为害的可能性;海南作为南繁科研育种基地,承担了重要的玉米育种制种的任务,必须把保障南繁生物安全作为重中之重。因此,对于周年繁殖区草地贪夜蛾的防治,合理使用高效、低風险的杀虫剂,建议选择玉米苗期、小喇叭口期和大喇叭口期进行施药2~3次,可达到保证玉米产量又节约防治成本的效果。
参考文献
[1] Todd E L, Poole R W. Keys and illustrations for the army-worm moths of the noctuid genus Spodoptera Guenee from the Western Hemisphere[J]. Annals of the Entomological Society of America, 1998, 73(6): 722-738.
[2] 江幸福, 张 蕾, 程云霞, 等. 草地贪夜蛾迁飞行为与监测技术研究进展[J]. 植物保护, 2019, 45(1): 12-18.
[3] 魏向敏, 崔勇叶, 叶国浚, 等. 草地貪夜蛾寄主适应性、种群动态特征及防控新思路展望[J]. 环境昆虫学报, 2020, 42(1): 42-51.
[4] 杨普云, 朱晓明, 郭井菲, 等. 我国草地贪夜蛾的防控对策与建议[J]. 植物保护, 2019, 45(4): 1-6.
[5] Nboyine J A, Kusi F, Abudulai M, et al. A new pest, Spo-doptera frugiperda (J. E. Smith), in tropical Africa: Its sea-sonal dynamics and damage in maize fields in northern Ghana[J]. Crop Protection, 2020, 127: 104960.
[6] 吴孔明. 中国草地贪夜蛾的防控策略[J]. 植物保护, 2020, 46(2): 1-5.
[7] 张 磊, 靳明辉, 张丹丹, 等. 入侵云南草地贪夜蛾的分子鉴定[J]. 植物保护, 2019, 45(2): 19-24, 56.
[8] 杨普云, 常雪艳. 草地贪夜蛾在亚洲、非洲发生和影响及其防控策略[J]. 中国植保导刊, 2019, 39(6): 88-90.
[9] 赵胜园, 孙小旭, 张浩文, 等. 常用化学杀虫剂对草地贪夜蛾防效的室内测定[J]. 植物保护, 2019, 45(3): 10-14, 20.
[10] 李永平, 张 帅, 王晓军, 等. 草地贪夜蛾抗药性现状及化学防治策略[J]. 植物保护, 2019, 45(4): 14-19.
[11] 吴胜安, 张永领, 杨金虎. 海南岛最高和最低气温的非对称变化[J]. 热带气象学报, 2006, 22(6): 667-671.
[12] 卢 辉, 唐继洪, 吕宝乾, 等. 草地贪夜蛾的生物防治及潜在入侵风险[J]. 热带作物学报, 2019, 40(6): 1237- 1244.
[13] 邢宝龙, 李育才, 刘根科, 等. 海南岛玉米南繁关键技术研究[J]. 玉米科学, 2006, 14(S1): 26-27.
[14] 林乙明. 海南鲜食甜玉米绿色高产栽培技术探讨[J]. 农业科技通讯, 2019(7): 342-344.
[15] Thumar R K, Zala M B, Varma H S, et al. Evaluation of insecticides against fall armyworm, Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) infesting maize[J]. International Journal of Chemical Studies 2020, 8(4): 100-104.
[16] Wu X W, Zhang L, Yang C, et al. Detection on emamectin benzoate-induced apoptosis and DNA damage in Spodoptera frugiperda Sf-9 cell line[J]. Pesticide Biochemistry and Physiology, 2016, 126(1): 6-12.
[17] 赵胜园, 杨现明, 杨学礼, 等. 8种农药对草地贪夜蛾的田间防治效果[J]. 植物保护, 2019, 45(4): 74-78.
[18] 卢 辉, 唐继洪, 吕宝乾, 等. 海南冬季玉米种植区草地贪夜蛾种群动态调查初报[J]. 热带作物学报, 2021, 42(6): 1764-1769.
[19] 王 磊, 陈科伟, 钟国华, 等. 重大入侵害虫草地贪夜蛾发生危害、防控研究进展及防控策略探讨[J]. 环境昆虫学报, 2019, 41(3): 479-487.
[20] 宋翼飞, 吴孔明. 滇西甜糯玉米草地贪夜蛾防治现状调查[J]. 植物保护, 2020, 46(5): 217-222.
[21] 吴益东, 沈慧雯, 张 正, 等. 草地贪夜蛾抗药性概况及其治理对策[J]. 应用昆虫学报, 2019, 56(4): 599-604.
[22] 吴正伟, 李 运, 徐 进, 等. 虫酰肼和甲维盐对甜玉米草地贪夜蛾的生物活性及田间防效[J]. 环境昆虫学报, 2019, 41(5): 968-973.
[23] 李贤嘉, 吴吉英子, 戴修纯, 等. 草地贪夜蛾对不同玉米品种果穗的为害研究[J]. 华南农业大学学报, 2021, 42(2): 71-79.
[24] 鲁智慧, 和淑琪, 严乃胜, 等. 温度对草地贪夜蛾生长发育及繁殖的影响[J]. 植物保护, 2019, 45(5): 27-31.
[25] 卢 辉, 唐继洪, 吕宝乾, 等. 越南北部草地贪夜蛾发生情况调查[J]. 植物保护, 2020, 46(2): 222-225.
责任编辑:崔丽虹