植物源杀虫剂对棉蚜毒力及多异瓢虫的安全性评价

刘佳美，刘 冰，王佩玲，陆宴辉2，

(1.石河子大学农学院，新疆石河子 832003；2.中国农业科学院西部农业研究中心，新疆昌吉 831100 3.中国农业科学院植物保护研究所植物病虫害生物学国家重点实验室，北京 100193)

0 引 言

【研究意义】棉蚜(Aphisgossypii)是新疆棉区的主要害虫之一，常造成棉花产量的重大损失[1]。多异瓢虫(Hippodamiavariegata)是当地棉田优势天敌昆虫，可显著抑制棉蚜种群增长[2]。化学杀虫剂的大量使用，使棉蚜抗性快速增加[3]，还杀伤了大量有益天敌，造成蚜虫再猖獗[4]。植物源杀虫剂具有杀虫谱广、持效期长且对环境安全的特点[5-7]。研究通过评价不同植物源杀虫剂对棉蚜及多异瓢虫的毒力，为筛选绿色环保型杀虫剂，促进棉蚜绿色防控提供依据。【前人研究进展】苦参碱(Matrine)、藜芦碱(Veratrine)、印楝素(Azadirachtin)是3种常见的植物源杀虫剂，近年来在农业生产上普遍应用。苦参碱具有防治多种病虫害[8-10]、调节植物生长发育、对天敌安全等特点[11, 12]，藜芦碱在多种作物上杀虫效果显著[13-17]，印楝素可对10余目400多种害虫表现出生物活性[18]，且对天敌昆虫和其他有益生物影响普遍较小。【本研究切入点】目前关于苦参碱、藜芦碱、印楝素等植物源杀虫剂对新疆棉田蚜虫的毒力研究较少，特别是对其优势捕食性天敌-多异瓢虫的安全性缺少系统评价。亟需研究评价植物源杀虫剂对棉蚜毒力及多异瓢虫的毒性。【拟解决的关键问题】利用喷雾塔进行室内定量喷雾，测定苦参碱、藜芦碱、印楝素处理后棉蚜、多异瓢虫的死亡率。系统评价苦参碱、印楝素、藜芦碱对棉蚜和多异瓢虫(包括卵、低龄和高龄幼虫、成虫)的毒力，为利用植物源杀虫剂防控新疆棉花蚜虫提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

1.1.1 供试虫源

棉蚜和多异瓢虫采自中国农业科学院植物保护研究所新疆库尔勒试验基地内棉田。在室内用西葫芦苗长期继代饲养棉蚜，多异瓢虫通过饲喂豌豆苗上定殖的桃蚜(Myzuspersicae)长期继代饲养，养虫环境条件为(25±1)℃，相对湿度50% ± 10% RH，光周期16 L∶8 D。

1.1.2 供试药剂

苦参碱(20%母药)、藜芦碱(1%母药)、印楝素(38.4%母药)，均由杨凌馥稷生物科技有限公司提供，对照杀虫剂为吡虫啉(95%原药)，由江苏绿叶农化有限公司生产。其他试剂为DMF(分析纯，国药集团化学试剂有限公司)、吐温80(北京酷来科技有限公司生产)、无水乙醇(分析纯，西陇科学股份有限公司)。

1.2 方 法

1.2.1 试验设计

以无水乙醇溶解植物源杀虫剂母药，配置成母液，用0.1%的吐温80溶液稀释杀虫剂母液，植物源杀虫剂采用逐级稀释法配置5～8个浓度梯度。吡虫啉原药用二甲基酰胺(DMF)溶解，配置成1%母液，再稀释成所需浓度。设清水为对照。3种植物源农药设置浓度为棉蚜：1、50、200、400、800、2 000 mg/L；多异瓢虫卵：1、10、50、100、200、400、800、2 000 mg/L。其中，用于棉蚜和多异瓢虫卵处理的吡虫啉浓度为1、5、10、50、100 mg/L，多异瓢虫幼虫和成虫毒性测定均取最高浓度(苦参碱、藜芦碱和印楝素均为2 000 mg/L，吡虫啉为100 mg/L)。

每种药剂每个浓度设置3次重复，每重复30头试虫。设清水为对照。先将一龄若蚜接到5叶期棉花苗上，饲养6 d后选取无翅成蚜用于试验。采用琼脂保鲜法，将8‰的琼脂倒入无色透明塑料杯(上盖直径7 cm，下底直径5.8 cm，高3.7 cm)至1/2刻度，待琼脂冷却后备用。选取西葫芦叶片，剪成圆形铺在琼脂上，使叶片完全覆盖并紧贴琼脂，以防止试虫钻入叶片下面被琼脂粘住。每张叶片保留30头个体大小一致的无翅成蚜，用毛笔移除多余蚜虫，放入喷雾塔(由鹤壁佳多科工贸有限责任公司生产)内进行药剂喷雾处理。喷雾压力设置为20 kPa，加药量6 mL；待雾滴沉降完全后将一次性塑料杯取出，喷雾后盖上杯盖防止试虫逃逸(杯盖直径5 cm，挖空后粘有100目纱网透气)，将处理后的试虫放入人工气候箱(宁波江南仪器厂，型号RX2500d；温度(26±1)℃，相对湿度(70±5)% RH，光周期L∶D = 16 h∶8 h，下同)培养。24 h后在体式镜下检查棉蚜存活情况，用毛笔轻触棉蚜不能爬行视为死亡，以对照死亡率小于10%视为有效测定。

1.2.2 指标测定

每种药剂每浓度设置3次重复，每重复取多异瓢虫卵30粒，1龄幼虫、3龄幼虫、2日龄成虫各20头(雌雄各10头)。

1.2.2.1 卵毒性

选取多异瓢虫当日新产的卵，用湿润的毛笔将饱满的卵转移到铺有1层滤纸的培养皿(直径3.5 cm)内，每皿放入1粒卵，置于喷雾塔中进行喷雾处理，喷雾参数同棉蚜毒力测定。将处理好的试虫移入人工气候箱培养(环境条件设置同棉蚜)。96 h后检查卵的孵化情况，不孵化的卵视为死亡。

1.2.2.2 幼虫毒性

取实验室正常饲养的1龄和3龄多异瓢虫幼虫，单独饲养1 d后用于试验，试验前，所有试虫均饥饿4 h。同棉蚜毒力测定一样，用琼脂培养法对西葫芦叶片进行保湿，用小毛笔分别将50～100头棉蚜(用来饲喂1龄幼虫)、150～200头棉蚜(饲喂3龄幼虫)接到每张叶片背面，再接入1头幼虫试虫，喷雾处理后，置于人工气候箱中培养(喷雾参数和环境条件同卵的毒力测定)。24 h后检查多异瓢虫幼虫死亡情况，以用毛笔轻触虫体不能正常爬行视其死亡。

1.2.2.3 成虫毒性

选取当日羽化的多异瓢虫成虫，经鉴定性别后分开饲养，以避免成虫交配，1 d后用于试验。试验前试虫饥饿4 h。试验开始后提供足量蚜虫(200头左右)供成虫取食。喷雾处理和培养环境同幼虫。24 h后检查成虫死亡情况。

1.3 数据处理

统计各处理试虫存活情况，计算棉蚜及多异瓢虫的死亡率和校正死亡率：

死亡率=死亡虫数/处理总虫数×100%；

校正死亡率=(处理组死亡率-对照组死亡率)/(1-对照组死亡率)×100%。

根据棉蚜的毒力回归方程计算致死浓度 LC50、LC90，通过二因素方差分析法比较各杀虫剂不同浓度处理下试虫校正死亡率差异，根据Duncan's 新复极差法进行多重比较。采用SPSS 24.0软件进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 各杀虫剂对棉蚜的毒力

研究表明，各杀虫剂对棉蚜毒力均随着浓度增加显著提高。在3种植物源杀虫剂中，最高浓度(2 000 mg/L)处理下苦参碱药效明显要高于藜芦碱和印楝素。处理48 h后，苦参碱最高浓度处理下棉蚜的校正死亡率为84.2%，显著高于藜芦碱(58.42%)和印楝素(44.19%)处理(F= 49.14，df = 2，6，P< 0.001)；药后72 h苦参碱对应的棉蚜死亡率为89.27%，显著高于藜芦碱的61.69%和印楝素的57.61%(F= 44.78，df = 2，6，P< 0.001)。而对照吡虫啉对棉蚜毒力相对较高，5 mg/L浓度处理24 h后棉蚜校正死亡率超过90%，10 mg/L处理72 h后死亡率达到100%，更高浓度50和100 mg/L处理下，48 h后的棉蚜校正死亡率均达到100%。苦参碱2 000 mg/L对棉蚜具有较高毒力。表1

表1 不同杀虫剂处理下棉蚜校正死亡率和毒力曲线

2.2 各杀虫剂对多异瓢虫的毒力

研究表明，药剂处理96 h后，苦参碱各浓度对应的多异瓢虫卵的校正死亡率均比较低，最高浓度2 000 mg/L处理下为16.5%，不同浓度之间没有显著差异(F= 0.25，df = 7，16，P= 0.965)。藜芦碱各浓度处理下多异瓢虫卵的校正死亡率有显著性差异(F= 3.02，df = 7，16，P= 0.032)，1～200 mg/L处理下死亡率没有显著差异，均不足10%，400～2 000 mg/L处理下死亡率在20%～30%，也无明显差异。印楝素不同浓度处理下多异瓢虫卵的校正死亡率也有显著差异(F= 4.49，df = 7，16，P= 0.006)，800 mg/L的校正死亡率达到34.3%，显著高于1～100 mg/L处理，但与更高浓度之间无明显差异。对照杀虫剂吡虫啉最高浓度100 mg/L下多异瓢虫卵的校正死亡率(47.7%)高于最低浓度1 mg/L(2.4%)，但其他浓度之间无显著差异。苦参碱对多异瓢虫卵的安全性要高于藜芦碱、印楝素和吡虫啉。表2

表2 不同杀虫剂处理下多异瓢虫卵的校正死亡率变化

在2 000 mg/L浓度下，3种植物源杀虫剂处理下多异瓢虫1龄幼虫死亡率无显著差异(最低为苦参碱的29.6%，最高为印楝素的42.6%)，但明显低于吡虫啉100 mg/L处理(死亡率达到100%)(F= 7.99，df = 3，8，P= 0.009)。3种植物源杀虫剂处理下多异瓢虫3龄幼虫死亡率均小于10%，远低于对照吡虫啉的70%(F= 109.41，df = 3，8，P< 0.001)，其中，苦参碱处理下3龄幼虫死亡率最低(为1.7%)。同种药剂处理下3龄幼虫的校正死亡率低于1龄幼虫，苦参碱、藜芦碱和印楝素对多异瓢虫高龄幼虫的安全性较高，苦参碱最高。

在2 000 mg/L浓度处理下，3种植物源杀虫剂对多异瓢虫雌虫校正死亡率无显著差异(最高为印楝素13.3%)，但明显低于吡虫啉100 mg/L对照(死亡率达到100%)(F= 141.61，df = 3，19，P< 0.001)。不同杀虫剂处理对雄虫死亡率有轻微差异，最低为印楝素(死亡率为0%)，与藜芦碱(8%)无显著差异，显著低于苦参碱(20%)，但均远低于吡虫啉(F= 54.83，df = 3，19，P< 0.001)，同种药剂处理下雄虫的校正死亡率略高于雌虫(印楝素除外)。印楝素、藜芦碱和苦参碱对多异瓢虫成虫的安全性较高。表3

表3 不同杀虫剂对多异瓢虫幼虫和成虫的校正死亡率变化

3 讨 论

苦参碱等生物农药对蚜虫的毒理作用与其调控谷氨酸和γ-氨基丁酸体系有关，苦参碱处理后的豌豆蚜体内谷氨酸含量均显著增加，引起害虫大量死亡[21]。利用喷雾塔技术测定了苦参碱、藜芦碱和印楝素3种植物源杀虫剂对棉蚜和多异瓢虫的毒力(毒性)。研究结果表明，苦参碱最高浓度2 000 mg/L处理48和72 h后，棉蚜的校正死亡率均达到80%以上，接近90%，明显高于藜芦碱和印楝素，苦参碱对棉蚜具有较高的致死作用。 有研究也报道苦参碱等植物源农药对棉蚜防效较好[10, 22, 23]。藜芦碱对棉蚜也有较好防效[16, 24, 25]，印楝素对蚜虫也具有较高防效[26, 27]。研究发现药后72 h吡虫啉LC90值为3 mg/L，吡虫啉对新疆棉蚜的毒力依然很高，但许多研究也报道棉蚜对吡虫啉、啶虫脒等新烟碱类杀虫剂已经产生了较高水平抗性[28-31]。

研究还测定了苦参碱、藜芦碱和印楝素对多异瓢虫不同虫态(卵、低龄幼虫、高龄幼虫、成虫)的毒性。最高浓度2 000 mg/L处理下，苦参碱所对应卵的死亡率最低(16.5%)，藜芦碱和印楝素略高，但都不超过30%。而3种植物源杀虫剂处理下1龄幼虫死亡率比较高(29.6%～42.6%)，3龄幼虫死亡率比较低(1.7%～8.3%)，这些植物源杀虫剂对多异瓢虫低龄幼虫有一定活性，但对高龄幼虫安全性较高，以苦参碱最高。对多异瓢虫成虫的生测结果也说明3种植物源杀虫剂安全性较高，对雌虫、雄虫存活均无显著不利影响。苦参碱等植物源杀虫剂对棉蚜毒力高，对天敌昆虫影响较小，可考虑在棉田推广使用，逐步替代吡虫啉等化学药剂，对于促进棉田害虫综合防治有重要意义。

4 结 论

与吡虫啉相比，以苦参碱为母液的植物源杀虫剂对新疆棉蚜毒力较高，同时苦参碱、藜芦碱和印楝素这3种植物源杀虫剂对多异瓢虫安全性较高，特别是苦参碱，对多异瓢虫卵、幼虫、成虫活性均比较低。在新疆棉田可以推广以苦参碱为代表的生物农药作为吡虫啉等新烟碱类杀虫剂的替代或轮换药剂。