我国茶小绿叶蝉对7种杀虫剂的敏感性测定

张彦超,徐建陶,裴新国,王利祥,曾彬,高扬,张帅,王欣,高聪芬*

(1.南京农业大学植物保护学院,江苏 南京 210095;2.江苏省宜兴市茶果指导站,江苏 无锡 214200)

茶小绿叶蝉属半翅目、叶蝉科,在亚洲和欧洲均有分布,是我国茶区常见的重要害虫之一[1-2]。茶小绿叶蝉若虫、成虫均可通过刺吸汁液危害茶树,会使茶树嫩叶卷曲、变红,芽梢生长变缓,芽叶脱落等,严重时会导致全叶焦枯,茶树树冠顶部呈火烧状(叶蝉烧,hopperburn),可使茶叶减产20%[3]。用受害叶片加工的茶叶易碎易断,口感不佳,品质低下,严重影响茶叶的产量和品质[4]。目前,我国茶园共发现60余种叶蝉,但因虫体较小,体色和形态特征接近,难以区分,故早期部分研究可能将其误认为其他叶蝉种类(如假眼小绿叶蝉),现已证明我国绝大部分茶区的优势种为小贯小绿叶蝉(EmpoascaonukiiMatsuda)[2,5]。茶小绿叶蝉在适宜条件下,15～20 d可完成1次世代交替,1年可发生9～13代,分别于5—6月和9—10月有2个危害高峰[6-7]。由于其虫体微小,繁殖快,世代重叠严重且每年发生代数多,田间防治难度较大[8],以致防治费用占茶树病虫害总防治费用的40%～60%[9-10]。

目前,茶小绿叶蝉的防治措施有农业防治、生物防治、物理防治和化学防治等,其中化学防治是控制茶小绿叶蝉的主要手段[11-12]。我国现登记用于防治茶小绿叶蝉的有效成分有30余种、共356个产品(http://www.chinapesticide.org.cn),登记品种最多的是拟除虫菊酯类和新烟碱类杀虫剂[12-14]。其中拟除虫菊酯类仅联苯菊酯就有185个产品,该药于2005年前、后便登记注册,是较早用于防治茶小绿叶蝉的药剂之一[15];新烟碱类药剂也有超过60个产品登记。此外,虫螨腈、噻嗪酮、茚虫威和唑虫酰胺等不同类型的杀虫剂也被登记用于防治茶小绿叶蝉。化学农药的大量使用不仅会对环境和非目标生物造成不良影响,干扰茶园原本的生态[16];还会使茶小绿叶蝉产生抗性,药效降低[17];提高使用剂量会带来农药残留问题,影响茶叶的销售和出口[18]。

因此,明确茶小绿叶蝉田间种群对不同类型杀虫剂的敏感性,筛选高效、安全的药剂,对于制定茶园害虫防控策略是非常必要的。杀虫剂抗药性行动委员会(IRAC)根据作用机制对杀虫剂进行分类,被划分为同一类的杀虫剂具有相似的作用机制。为评估茶小绿叶蝉对不同类型杀虫剂的敏感性,分别选取我国已登记用于防治茶小绿叶蝉的6类不同作用机制杀虫剂中的常用药剂品种,旨在明确茶小绿叶蝉对不同作用机制药剂的敏感性,从而为茶园交替轮换用药提供参考。吡丙醚作为一种保幼激素类似物,在半翅目害虫防控中有良好的应用前景,目前正在登记用于茶小绿叶蝉的防治,明确其对茶小绿叶蝉的室内活性,可为该药剂在茶园的科学使用提供指导。因此,本研究采集我国茶叶主产区的5个茶小绿叶蝉田间种群,采用浸叶法对联苯菊酯、吡虫啉、茚虫威、虫螨腈、噻嗪酮、唑虫酰胺6类杀虫剂和吡丙醚的敏感性进行测定。研究结果可为不同茶区的杀虫剂选择提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试昆虫与药剂

2019年7至8月在我国四大茶区采集3龄茶小绿叶蝉若虫供试,具体采集信息见表1。

表1 茶小绿叶蝉采集信息Table 1 Sampling sites and collection dates of Empoasca onukii collected from fields

所选用的杀虫剂分别为联苯菊酯、吡虫啉、茚虫威、虫螨腈、唑虫酰胺、噻嗪酮及吡丙醚。上述药剂均为工业级原药,以丙酮为溶剂配制成10 g·L-1或20 g·L-1的高浓度母液备用,试验时用含0.1%(体积分数)Triton X-100水溶液等比稀释。药剂具体信息见表2。

表2 供试药剂信息Table 2 Details of seven insecticides used in this study

1.2 试验方法

参考Wei等[19]在2015年建立的浸叶法对茶小绿叶蝉进行生物测定。采集2叶1心的幼嫩茶梢,用清水冲洗后于室温晾干备用。将供试药剂按等比系列稀释5～6个浓度梯度,然后将茶叶在相应浓度的药液中浸30 s,取出置于阴凉处晾干后,以浸湿的脱脂棉包住基部,放入350 mL一次性塑料杯中,并用保鲜膜封口以防止试虫逃逸。以含0.1% Triton X-100水溶液作为对照,每浓度重复4次,接入活泼一致的3龄中期若虫,每杯10头,静置1～2 h后,将塑料杯放入温度为(27±1)℃、光/暗时间为16 h/8 h的培养箱中饲养。

根据各农药的特性来确定处理后检查结果的时间。联苯菊酯、茚虫威及虫螨腈处理48 h,唑虫酰胺和吡虫啉处理72 h,噻嗪酮处理96 h,吡丙醚处理120 h,然后检查茶小绿叶蝉活虫数,统计死亡率;以细毛笔轻轻触动虫体后不能运动为死亡标准。

1.3 数据统计与分析

采用POLO-Plus数据统计软件计算毒力回归线的斜率(b)及其标准误、LC50值及95%置信区间,采用致死中浓度比率(ratio of LC50)及其95%置信区间比较分析不同毒力数据间的差异[20]。使用Excel 2016软件绘制茶小绿叶蝉的抗性热图,并通过制图软件Adobe illustrator CS6进行优化。引入抗性水平分级体系,抗性倍数(RR)=所测种群的LC50/敏感种群LC50。除吡丙醚外,所有药剂的敏感性基线均参考Wei等[12]于2017年监测时所测最低值。以本试验中茶小绿叶蝉对吡丙醚LC50最低的种群为相对敏感种群,其RR为1.0倍。参考《灰飞虱抗药性监测技术规程》:RR ≤ 5.0倍为敏感水平;5.0100.0倍为高水平抗性,以此为标准划分茶小绿叶蝉的抗性水平。

2 结果与分析

2.1 茶小绿叶蝉田间种群对7种药剂的敏感性

采用浸叶法测定我国5个茶小绿叶蝉田间种群对7种杀虫剂的敏感性。结果(表3)表明:茶小绿叶蝉田间种群对噻嗪酮的敏感性最高,其LC50为0.134～0.347 mg·L-1;其次为吡丙醚和唑虫酰胺,LC50分别为0.364～0.401 mg·L-1和0.273～0.566 mg·L-1;随后是茚虫威、吡虫啉和虫螨腈,其LC50分别为0.161～0.964 mg·L-1、0.260～1.094 mg·L-1和0.266～1.737 mg·L-1;而茶小绿叶蝉对联苯菊酯的敏感性最低,LC50为0.439～2.293 mg·L-1。比较不同茶小绿叶蝉种群对同一药剂的敏感性是否存在显著差异。结果(表3)显示:对联苯菊酯,贵阳、南京和福安种群的敏感性无差异,但与信阳和六安种群存在显著性差异。对虫螨腈、吡虫啉、噻嗪酮和茚虫威,不同种群之间的敏感性也存在差异,尤其是茚虫威。为更加直观展示田间不同种群对茚虫威的敏感性差异,我们绘制了茚虫威对5个茶小绿叶蝉田间种群的毒力回归线的点线图(图1)。可以看出,在同一剂量下信阳和六安种群的死亡率明显低于南京、福安等种群。而对吡丙醚和唑虫酰胺,5个田间种群的敏感性均无显著差异,表明不同种群对这2种药剂的敏感性比较一致。

表3 2019年茶小绿叶蝉对7种杀虫剂的敏感性Table 3 Susceptibility of the five E. onukii field populations to seven insecticides

续表3 Table 3 continued

图1 茚虫威对茶小绿叶蝉田间种群的毒力回归线Fig.1 Dose responses plots of indoxacarb to the field populations of E. onukii

2.2 茶小绿叶蝉田间种群对7种药剂的抗性分析

对比Wei等[12]的敏感性基线,各地茶小绿叶蝉对唑虫酰胺(RR=1.2～2.4)、噻嗪酮(0.6～1.4)、吡虫啉(0.5～2.0)均处于敏感水平,且5个种群间抗性差异较小;对联苯菊酯(0.8～4.4)和虫螨腈(0.6～3.7)亦处于敏感水平,但抗性差异较大;而5个田间种群对茚虫威的抗性差异最大,其中信阳和六安种群已表现为低水平抗性(5.6和8.0倍)(表3)。由于吡丙醚尚未在茶树上登记防治茶小绿叶蝉,其敏感性基线尚未建立,所以选用本研究中对吡丙醚最敏感的贵州贵阳种群为相对敏感种群,以该种群的LC50为标准,其他茶小绿叶蝉种群与贵阳种群相比,其抗性倍数为1.0～1.1倍,表明不同种群对吡丙醚的敏感性比较一致。对比不同茶小绿叶蝉种群对杀虫剂的抗性差异,结果(表3和图2)显示:南京、贵阳和福安种群对7种杀虫剂的抗性差异较小;而信阳和六安的茶小绿叶蝉种群对7种杀虫剂的抗性变化较大。

图2 我国茶叶主产区5个茶小绿叶蝉种群对7种杀虫剂的抗性热图Fig.2 Resistance heat map to seven insecticides of the five populations of E. onukii in the main tea-growing regions of China

3 讨论

明确茶小绿叶蝉对常用杀虫剂的敏感性测定,对于精准选择农药,减少茶园农药的施用起着重要作用。茶小绿叶蝉在我国四大茶区均有发生[21],在茶叶生产中为了控制茶小绿叶蝉等害虫的危害,依然会使用化学农药,但化学农药的使用亦引起公众和政府的关注。2005年,欧盟对茶叶产品中448种农药建立了最大残留限量(maximum residue limit,MRL)标准[22],进一步增加了我国茶叶出口的难度,也使茶园虫害治理的难度增大。因此,应定期监测茶小绿叶蝉对常用杀虫剂的敏感性,根据监测结果合理选择杀虫剂以确保对有害生物进行综合治理(integrated pest management,IPM)。

因长期使用杀虫剂,茶小绿叶蝉对常用杀虫剂的敏感性有所变化。目前茶叶生产中常用的化学杀虫剂有拟除虫菊酯类、新烟碱类和生长调节剂类等。联苯菊酯、吡虫啉、噻嗪酮、唑虫酰胺、虫螨腈、茚虫威等在茶小绿叶蝉的防治中均有登记(http://www.icama.org.cn)。Wei等[12]于2015至2016年分别对我国四个主要茶区的10个茶小绿叶蝉种群进行13种杀虫剂的监测,结果显示茶小绿叶蝉对联苯菊酯的平均LC50为0.762 mg·L-1,对吡虫啉的平均LC50为0.851 mg·L-1,对茚虫威为0.379 mg·L-1,对唑虫酰胺为0.344 mg·L-1,对虫螨腈为0.700 mg·L-1,对噻嗪酮为0.291 mg·L-1。与之相比,我们的结果表明联苯菊酯、茚虫威、虫螨腈和唑虫酰胺对茶小绿叶蝉的LC50均有一定程度的上升。而不同茶区的茶小绿叶蝉种群的地理特异性和当地的用药情况等也会导致其对联苯菊酯和茚虫威的抗性存在差异。吡丙醚作为一种仿保幼激素类(7C)杀虫剂,因具有安全高效、环境友好等特点,多年以来用于卫生害虫的防控[23-24],但截至目前,该药尚未登记注册用于防控茶小绿叶蝉。我们的结果显示,吡丙醚对茶小绿叶蝉具有较高的活性,且不同田间种群对该药剂敏感性差异较小,说明该药剂在茶小绿叶蝉的防治中具有较高的应用前景。

近几年,国家对农药使用问题高度重视,2015年农业部颁布《到2020年农药使用量零增长行动方案》,实现该目标的关键之一就在于精准施用农药和提高农药的利用率。根据我们试验的结果,在使用联苯菊酯和茚虫威时,应充分考虑当地茶小绿叶蝉对该药的抗性水平,例如河南信阳和安徽六安的茶园应减少联苯菊酯和茚虫威的使用,以延缓茚虫威的抗性快速上升而导致防效下降。值得注意的是,在出口欧盟、美国的茶叶中发现,联苯菊酯等杀虫剂的农药残留量常超过欧盟、美国规定的MRL[25]。因此,应减少使用联苯菊酯防治茶小绿叶蝉。此外,也应根据发生害虫的虫龄来选择药剂类型,如当低龄若虫占据优势时,可以考虑选用噻嗪酮、吡丙醚等生长调节剂类杀虫剂,可有效控制其种群增长。

综上所述,本研究对来自不同地理区域的茶小绿叶蝉种群进行7种杀虫剂的生物测定。研究结果不仅提供了常用杀虫剂对这一重要经济害虫的敏感性信息,而且为进一步评估我国4个茶叶产区茶小绿叶蝉的抗药性发展提供背景资料。通过对不同药剂LC50值的分析,明确了不同杀虫剂对茶小绿叶蝉的抗性水平和可能存在的交互抗性风险,这对制定茶小绿叶蝉的IPM策略,缓解杀虫剂的抗性压力,确保茶叶品质的最佳化具有指导意义。