潘红坤,阚海礼,李元高,王晓钰,张文生,郭文秀,于毅
(1.山东省农业科学院植物保护研究所/山东省植物病毒学重点实验室,山东 济南 250100;2.莒南县农业农村局,山东 莒南 276600)
花生(Arachis hypogaea L.)是我国的四大油料作物之一。中国年均总产量约占世界总产量的42.1%,出口总量占世界花生出口贸易总量的25%以上,是世界上最大的花生生产国与出口国[1]。其中,山东是我国主要花生产区,种植面积70×104hm2以上,年均总产量达350×104t以上,分别约占全国的18%和25%[2]。生产上花生受病虫危害较为严重,蓟马是主要害虫之一,以成虫、若虫为害花生心叶、花器等,心叶受害后变薄、皱缩、失绿、畸形并形成疮痂状,严重时整株卷缩、枯死[3,4]。近年来,花生蓟马为害日趋加剧,严重制约着花生产业的发展[5,6]。
目前,蓟马的防治仍以化学药剂为主,但由于蓟马体型微小、隐匿性强、发育历期短、世代重叠等特点,防治难度较大[7,8];同时,化学农药的过度、频繁使用不仅对生态环境造成不可逆转的破坏[9],而且使得蓟马的抗药性逐渐增强,导致多种传统化学药剂如有机磷、氨基甲酸酯类、拟除虫菊酯类、新烟碱类等的防效呈下降趋势[10-14]。因此,如何选用低毒、安全有效的绿色生物药剂防控蓟马是花生生产上亟需解决的问题。本试验以乙基多杀菌素为对照药剂,研究金龟子绿僵菌、苦参碱、藜芦碱、阿维菌素4种生物药剂对花生田蓟马的田间防控效果,以期筛选出有效防控花生田蓟马的生物药剂,为花生的绿色生产提供技术支撑。
80亿孢子/mL金龟子绿僵菌(Metarhizinm anisopliae)可分散油悬浮剂(重庆聚立信生物工程有限公司)、0.5%苦参碱(matrine)水剂(河北中保绿农作物科技有限公司)、0.5%藜芦碱(veratridine)可溶液剂(陕西杨凌馥稷生物科技有限公司)、1.8%阿维菌素(abamectin)乳油(河北润农化工有限公司)、60 g/L乙基多杀菌素(ethyl spinetoram)悬浮剂(美国陶氏益农有限公司)。
本试验于2019年6月19日在山东省临沂市莒南县邱官镇坊前村花生田内进行。花生种植面积约14 hm2,品种为丰花1号,垄距0.80 m,株距0.20 m。试验时花生处于盛花期,蓟马种类为端大蓟马(Megalurothrips distalis Kanrny),试验前该田未喷施任何化学药剂。试验区除去周边3 m距离的花生防止“边缘效应”,试验小区面积为3.2m ×20.0 m,所有试验小区于试验田内随机分布。
试验设金龟子绿僵菌1 125 mL/hm2、苦参碱1 125 mL/hm2、藜芦碱1 125 mL/hm2、阿维菌素180 mL/hm2及阳性对照乙基多杀菌素450 g/hm2处理,将定量药剂于HD-400型背负式手摇压缩喷雾器内溶于水(5.76 L)后均匀喷至花生叶片正背两面,以等体积清水作为阴性对照,每处理设5个重复。分别于施药前及施药后1、3、7、14 d每小区内两垄花生区随机选取1 m2花生(12穴),以15 cm×20 cm×30 cm的白色塑料盘为托盘,置于花生根部,轻轻抖动植株使蓟马散落于盘中,统计蓟马的数量,每次调查后该区域不再进行二次调查。于14 d时每小区内随机选取12穴花生,每穴花生从茎叶顶部自上而下依次调查8片叶的受害数量,依据被害症状对受害叶片进行等级[15]划分,具体如表1所示。
表1 花生叶片受蓟马为害的分级标准
虫口减退率、校正防效、叶片受害率及叶片为害指数分别按照下列公式[15,16]进行计算。使用SPSS16.0软件进行统计分析,百分数值均经反正弦arcsin(X1/2)转换后进行方差分析,多重比较采用Tukey法检验各处理之间的差异显著性(P<0.05)。
虫口减退率(%)=(处理前虫口数-处理后虫口数)/处理前虫口数×100 ;
校正防效(%)=(处理区减退率-对照区减退率)/(1-对照区减退率)×100 ;
叶片受害率(%)=受害叶片数/调查叶片总数×100 ;
叶片为害指数=∑(受害级叶片数×受害级代表值)/(调查总叶片数×受害最高级值)×100。
田间调查发现,药剂处理后花生的株形、叶色、花蕾、生长状况等均与清水处理基本一致,未发现药害现象。不同生物药剂处理对蓟马虫口减退率的影响如图1所示。施药1 d后,乙基多杀菌素处理的虫口减退率最高(71.10%),金龟子绿僵菌、苦参碱、藜芦碱、阿维菌素处理的虫口减退率(48.29%~56.65%)之间无显著差异,所有处理的虫口减退率均显著高于阴性对照(11.41%)(F=21.489;df=5,24;P<0.001)。3 d后,所有生物药剂处理的虫口减退率(53.23~58.17%)之间无显著差异,但均显著低于乙基多杀菌素处理(74.11%),所有处理的虫口减退率均显著高于阴性对照(-16.35%)(F=21.626;df=5,24;P<0.001)。7 d后,金龟子绿僵菌处理的虫口减退率达70.34%,与乙基多杀菌素处理(68.44%)之间无显著差异,二者均显著高于其他生物药剂处理(49.05~53.99%)(F=286.775;df=5,24;P<0.001),所有处理的虫口减退率均显著高于阴性对照(-20.91%)。14 d后,金龟子绿僵菌处理的虫口减退率为71.48%,显著高于乙基多杀菌素处理(58.94%)(F=210.452;df=5,24;P<0.001),二者均显著高于其他生物药剂处理(36.88~44.11%),所有处理的虫口减退率均显著高于阴性对照(-46.39%)。
图1 不同生物药剂对花生田蓟马虫口减退率的影响
不同生物药剂处理对花生田蓟马的校正防效不同(图2)。施药1 d后,不同生物药剂对蓟马的校正防效(40.27% ~51.30%)无显著差异,但均显著低于乙基多杀菌素处理(67.08%)(F=6.272;df=4,20;P=0.002)。3 d后,生物药剂对蓟马的校正防效均呈上升趋势(59.71%~63.85%),且相互之间无显著差异,但均显著低于乙基多杀菌素处理(77.68%)(F=9.023;df=4,20;P<0.001)。7 d后,除金龟子绿僵菌对蓟马的校正防效仍保持较高水平(74.89%),与乙基多杀菌素处理(72.34%)之间无显著差异外,其他生物药剂均呈下降趋势(<62%),且显著低于金龟子绿僵菌及乙基多杀菌素处理(F=11.039;df=4,20;P<0.001)。14 d后,金龟子绿僵菌对蓟马的校正防效达80.40%,与乙基多杀菌素处理之间无显著差异(71.78%),但显著高于其他生物药剂处理(<62%)(F=18.184;df=4,20;P<0.001)。
图2 不同生物药剂对花生田蓟马的校正防效
由图3可知,金龟子绿僵菌处理的叶片受害率为22.90%,与乙基多杀菌素处理(23.22%)之间无显著差异,二者均显著低于苦参碱、藜芦碱、阿维菌素处理(35.06~39.54%)及阴性对照(42.94%)(F=27.725;df=5,24;P<0.001);苦参碱、藜芦碱及阿维菌素处理的叶片受害率之间无显著差异,其中,苦参碱和阿维菌素处理与阴性对照之间也无显著差异。
图3 施用不同生物药剂14 d时对花生叶片受害率的影响
由图4可知,所有药剂处理的叶片为害指数均显著低于阴性对照(18.84%)。其中,苦参碱、藜芦碱与阿维菌素处理的叶片为害指数(10.69%~12.92%)无显著差异,但均显著高于金龟子绿僵菌(6.28%)与乙基多杀菌素(5.22%)(F=31.215;df=5,24;P<0.001)处理;金龟子绿僵菌处理的叶片为害指数与乙基多杀菌素处理的无显著差异。
图4 施用不同生物药剂14 d时对花生叶片为害指数的影响
生物药剂是从天然的化学物质或生命体提取的天然新型农药,一般具有对靶标害虫专一性强、毒性大,而对高等动物毒性小的特点,在避免环境污染、减少害虫抗药性等方面具有独特的优势[17,18]。乙基多杀菌素为烟碱型乙酰胆碱受体(nAchR)调节剂,作用于昆虫神经系统中烟碱型乙酰胆碱受体和γ-氨基丁酸受体,影响昆虫正常的神经活动,直至死亡,具有触杀和胃毒作用[12],其在本试验中对花生田蓟马的防治效果与在其他作物上的防控效果一致,均具有很好的防治效果[14,19]。本试验以乙基多杀菌素作为阳性对照,得出金龟子绿僵菌可有效防控蓟马。昆虫病原真菌中白僵菌与绿僵菌是应用于防控蓟马研究较多的生防因子。已有研究发现,白僵菌可有效防控蓟马若虫,并能显著缩短成虫的寿命,降低成虫的繁殖率和产卵量[20,21],绿僵菌对蛹期蓟马的防控效果优于化学药剂[22],两类真菌均可有效感染蓟马成虫[23,24],均与本试验的结论一致。
与乙基多杀菌素对花生田蓟马防效的速效性相比,金龟子绿僵菌的防治效果偏慢,这可能与金龟子绿僵菌的致病机理有关。作为昆虫病原真菌,其对昆虫的作用机制主要是抑制昆虫的细胞免疫反应,引起体液免疫中酚氧化酶活性的改变,影响脂肪体和体壁皮细胞层等[24],所以金龟子绿僵菌发挥其药效需要一定的时间[26]。金龟子绿僵菌可利用寄主进行繁殖,产生大量可侵染的孢子,能够在非人为作用下通过有效的传播途径转移到新的寄主体内,在害虫种群内长期流行[26],所以金龟子绿僵菌的药效持效期可能会比其他化学药剂的持效期长[25]。这与本研究后期乙基多杀菌素的防治效果有所下降而金龟子绿僵菌的防治效果却持续升高的现象相一致。与阴性对照处理的蓟马发生数量处于不断上升的趋势相比,可能金龟子绿僵菌的流行在后期蓟马虫口密度的压制方面起到了一定的作用。
研究表明,植物源杀虫剂苦参碱、藜芦碱对蓟马的防效较好[27]。苦参碱的防治效果随时间的延长逐渐上升[28];而在本试验中其防治效果并不理想,这种差异可能与作物、环境、蓟马种类等因素不同有关[27]。阿维菌素属于大环内酯类化合物,曾作为防治蓟马的首选药剂[6,29],本试验中防治效果并未达到以往研究中所表现出的防治水平,这可能与近几年蓟马对阿维菌素的抗性上升有关[12,14]。
综上所述,金龟子绿僵菌可有效控制花生田蓟马的发生,防治效果与乙基多杀菌素相仿,可作为花生绿色生产中防控蓟马的有效药剂;然而,其有效应用受多种环境因素影响显著[21],如何在花生生产中建立起有效防控蓟马的应用技术值得进一步研究。