张胜兰, 伍 洲, 刘健锋, 杨 洪, 杨茂发*
(1.贵州大学 昆虫研究所/贵州山地农业病虫害重点实验室,贵州 贵阳 550025; 2.贵州大学 烟草学院,贵州 贵阳 550025; 3.贵州烟草投资管理有限公司,贵州 贵阳 550000)
【研究意义】斜纹夜蛾(Spodopteralitura)属鳞翅目夜蛾科,属间歇性发生的世界性害虫,主要分布在亚洲和大洋洲的温带和亚热带地区[1],我国各地均有分布,危害严重[2]。该虫食性杂,寄主范围广,寄主植物多达389种,包括玉米、高粱及烟草等[3],对烟草而言既影响产量也影响质量[4]。该虫具有世代重叠、迁飞性、暴食性和间歇性爆发的特点[5],是农业生产中危害严重且较难防治的重要害虫之一[6]。开展斜纹夜蛾的防治对保护农作物生长,提高产质量具有重要现实意义。【前人研究进展】斜纹夜蛾的防治方法主要集中在绿色防治[7]、生物防治[8]及化学防治[9]等。目前药剂防治仍是防治斜纹夜蛾的有效手段[10]。王玲等[10-11]研究发现,甲氨基阿维菌素苯甲酸盐和虫螨腈对斜纹夜蛾具有较好的防治效果。孙之潭等[12]研究发现,骆驼蓬种子提取物对斜纹夜蛾幼虫的生长发育具有抑制作用,但其杀虫效果并不明显。程英等[13-14]研究发现,敌百虫和联苯菊酯,甲氰菊酯与氟铃脲,氟铃脲与甲维盐,甲氰菊酯与乙酰甲胺磷,毒死蜱与阿维菌素等组合使用均对斜纹夜蛾具有明显的增效作用;而其他农药的混用对斜纹夜蛾均表现为拮抗作用。程英等[14]研究发现,蜡蚧轮枝菌对斜纹夜蛾具有很好的防治效果。【研究切入点】在斜纹夜蛾药剂防治实践中,不合理的单一使用化学农药是致使其产生较强抗药性的主要原因之一[14],在一定程度上也极大地提高了斜纹夜蛾对多种化学农药产生交互抗性的可能性。生物农药是具有农药特性的生物活体或其产生的生理活性物质、转基因产物,因此,其具有对人畜安全、环境兼容性好、易保护生物多样性、不易产生抗性及来源广泛等优点[15];但同时其也存在速效性差的缺点。高效生物农药的开发应用对人类健康、环境保护和农业的可持续发展有极其重要的意义[16],在生产上使用高效、低毒且对环境友好的农药是农作物生产的必备条件[17]。前人对斜纹夜蛾的药剂试验大多采用化学农药,选择5种生物农药和3种化学农药对斜纹夜蛾进行室内毒力测定的对比,筛选适宜生产上推广应用的、防治斜纹夜蛾高效且安全的生物农药。【拟解决的关键问题】采用室内毒力测定方法测定甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、苦参碱、短稳杆菌、苏云金杆菌及棉铃虫核型多角体病毒5种生物农药和高效氯氰菊酯、氯虫苯甲酰胺及丁醚脲3种化学农药对斜纹夜蛾的室内毒杀效果,以期筛选适宜防治斜纹夜蛾高效、低毒且环境友好的杀虫剂,为农业生产上防治斜纹夜蛾提供科学依据。
1.1.1 供试昆虫 斜纹夜蛾2龄幼虫,由贵州大学昆虫研究所提供。
1.1.2 药剂 1) 生物农药。20亿PIB/mL棉铃虫核型多角体病毒-悬浮剂(珠海市华夏生物制剂有限公司)、8 000 IU/μL苏云金杆菌-悬浮剂(黑龙江省卫星生物科技有限公司)、0.5%苦参碱-水剂(中国农科院植保所廊坊农药中试厂)、100亿孢子/mL短稳杆菌-悬浮剂(镇江润宇生物科技开发有限公司)、5.7%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐-乳油(河北威远生化农药有限公司)。2) 化学农药。4.5%高效氯氰菊酯-微乳剂(河北野田农用化学有限公司)、50%丁醚脲-悬浮剂(上海沪联生物药业(夏邑)股份有限公司)、35%氯虫苯甲酰胺-水分散粒剂(美国杜邦公司)。
1.1.3 人工饲料 饲料配方为黄豆粉80 g、麦麸粉80 g、酵母粉32 g、干酪素16 g、琼脂粉16 g、山梨酸1.6 g、胆固醇0.16 g、肌醇0.16 g、维生素C 6.4 g、氯化胆碱0.8 g,自制。
1.1.4 仪器设备 人工气候室,工作条件:湿度(27±1)℃,RH 75%±5%,光周期L∶D为14∶10。
1.2.1 材料预处理 将采自贵州省遵义市烟草公司乐山科技园区烟田的斜纹夜蛾于贵州大学昆虫研究所人工气候室用人工饲料饲养3代以上,取2龄幼虫备用。
1.2.2 试验设计
1) 半致死浓度(LC50)的确定。按各药剂说明书推荐用量结合文献[18-26]的方法,用灭菌镊子夹取斜纹夜蛾2龄幼虫于配置各浓度药液的培养皿(直径9 cm,高2 cm)中浸泡2 s,取出放在滤纸上爬行风干后放于饲养盒饲养观察,记录幼虫的死亡数,确定斜纹夜蛾的LC50。每个处理20头幼虫,5次重复,并以清水处理为空白对照(CK)。
2) 根据确定的LC50使用无菌水将8种农药分别稀释成5个浓度(表1)。用灭菌镊子夹取斜纹夜蛾2龄幼虫于配置各浓度药液的培养皿(直径9 cm,高2 cm)中浸泡2 s,取出放在滤纸上爬行风干后放于饲养盒。每个处理20头幼虫,5次重复,以无菌水处理为对照。饲养盒置于人工气候箱饲养,每24 h更换饲料,连续观察7 d,记录死亡数。用小毛笔轻轻触摸虫体,以幼虫无力且不能正常爬行作为死亡记录。
表1 供试药剂及其使用浓度
采用SPSS的Probit拟合毒力回归方程,计算各种药剂对斜纹夜蛾的LC50和95%置信区间。采用SPSS 21.0进行数据分析。
死亡率=[(处理前活虫数-处理后活虫数)/处理前活虫数]×100%
校正死亡率=[(处理死亡率-对照死亡率)/(1-对照死亡率)]×100%
2.1.1 生物农药 从表2看出,5种生物农药对斜纹夜蛾2龄幼虫的LC50随处理时间增加均呈减少趋势,其相对毒力指数在处理24 h、48 h和72 h时均为甲氨基阿维菌素苯甲酸盐>苦参碱>短稳杆菌>苏云金杆菌>棉铃虫核型多角体病毒,即甲氨基阿维菌素苯甲酸盐对斜纹夜蛾的毒力最高,其各时段的LC50分别为75.89 mg/L、8.74 mg/L和4.16 mg/L;随时间增加其相对毒力指数呈下降趋势。苏云金杆菌的相对毒力指数随时间增加呈先增后减趋势,苦参碱呈稳定不变趋势,短稳杆菌呈增大趋势。棉铃虫核型多角体病毒的相对毒力指数均最低,但随时间增加其相对毒力指数呈增大趋势。
表2 5种生物农药对斜纹夜蛾2龄幼虫的毒力
2.1.2 化学农药 从表3看出,3种化学农药对斜纹夜蛾2龄幼虫的LC50随处理时间增加均呈减少趋势,其相对毒力指数在处理24 h、48 h和72 h时均为高效氯氰菊酯>氯虫苯甲酰胺>丁醚脲,高效氯氰菊酯对斜纹夜蛾敏感品系毒力最高,各时段其LC50分别为3.34 mg/L、1.32 mg/L和1.09 mg/L,随时间增加其相对毒力指数呈下降趋势;氯虫苯甲酰胺的相对毒力指数稳定不变;丁醚脲的相对毒力指数最低,呈先增后减趋势。
表3 3种化学农药对斜紋夜蛾2龄幼虫毒力
由表4看出,不同药剂浓度越高、处理时间越长,对斜纹夜蛾2龄幼虫的毒杀效果越强。
表4 8种农药不同浓度对斜纹夜蛾2龄幼虫的毒杀作用
2.2.1 低浓度 用低浓度的药剂处理斜纹夜蛾2龄幼虫,7 d后虽对斜纹夜蛾均有一定的毒杀效果,死亡率为12.37%~23.71%,但均未达50%;棉铃虫核型多角体病毒、苏云金杆菌、苦参碱及氯虫苯甲酰胺较短稳杆菌、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、高效氯氰菊酯和丁醚脲对斜纹夜蛾2龄幼虫的毒杀作用死亡率差异显著,表现为氯虫苯甲酰胺>苦参碱>棉铃虫核型多角体病毒>苏云金杆菌>甲氨基阿维菌素苯甲酸盐>短稳杆菌>高效氯氰菊酯>丁醚脲。
2.2.2 中浓度 用中浓度的甲氨基阿维菌素苯甲酸盐处理斜纹夜蛾2龄幼虫,3 d时死亡率已达58.76%;处理5 d时,棉铃虫核型多角体病毒、短稳杆菌、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、高效氯氰菊酯、氯虫苯甲酰胺的死亡率均>50%;处理7 d时各处理死亡率均>50%,其中,甲氨基阿维菌素苯甲酸盐和氯虫苯甲酰胺处理斜纹夜蛾2龄幼虫的死亡率达88.54%。氯虫苯甲酰胺处理斜纹夜蛾2龄幼虫的毒杀死亡率最高。
2.2.3 高浓度 用高浓度的甲氨基阿维菌素苯甲酸盐和高效氯氰菊酯处理斜纹夜蛾2龄幼虫,2 d时的死亡率分别达91.83%和87.75%,较其他几种药剂处理斜纹夜蛾2龄幼虫的毒杀死亡率差异显著;短稳杆菌的毒杀效果相对较低,但在处理3 d后死亡率达92.78%;处理5 d后,除苏云金杆菌外其余7种药剂处理的死亡率均为100%;苏云金杆菌处理7 d后斜纹夜蛾2龄幼虫的死亡率为96.85%。
在贵州烟区,烟草斜纹夜蛾暴发期主要在5—8月[27],此时烤烟处于生长期,对农药安全性要求高。农药是影响害虫防治效果的重要因素之一,其药效快和慢对害虫的抑制效果有差异;低浓度达不到抑制效果,高浓度易造成害虫产生抗药性而再猖獗。
吴莉莉等[28]筛选防治番茄田棉铃虫的棉铃虫核型多角体病毒发现,药后3 d的防效为48.18%,防效较好。该研究高浓度下药后3 d时死亡率为57.73%,与吴莉莉等的研究结果接近。苏云金杆菌属典型的微生物农药,对鳞翅目、鞘翅目、双翅目、膜翅目昆虫及螨类、线虫等均有杀虫活性[29-33]。研究结果表明,苏云金杆菌药后72 h对烟草斜纹夜蛾的LC50为706.98 mg/L,与刘华梅等[33]研究的“不同苏云金杆菌菌株对草地贪夜蛾均表现显著地毒杀效果,在药后7 d时LC50为0.07~3.38 μg/g”结果存在差异,推测与处理时间长短及2种鳞翅目昆虫的防御机制不同有关。该研究中浓度下苦参碱对烟草斜纹夜蛾校正死亡率分别为8.08%~69.79%;徐洁等[16]研究报道苦参碱和苏云金杆菌对烟草斜纹夜蛾室内药效试验,施药后1~8 d,苦参碱校正死亡率为48.3~57.0%,苏云金杆菌校正死亡21.7%~66.7%,处理3 d后无明显上升;二者研究结果有差异,推测是由不同地区害虫的敏感性存在差异所致;而苏云金杆菌对烟草斜纹夜蛾校正死亡率为17.17%~50.00%,与其研究结果一致。该研究还发现,苦参碱和苏云金杆菌在处理前3 d死亡率较低,在高浓度处理条件下苏云金杆菌处理7 d时死亡率达96.85%,苦参碱处理5 d时死亡率达100%。说明生物农药见效慢,但一定时间后也能达到一定防治效果。王湘琼等[34]研究短稳杆菌防治水稻稻纵卷叶螟推荐使用的剂量与该试验浓度接近,但应注意田间用药与室内毒力测定的环境条件有一定差异。甲氨基阿维菌素苯甲酸盐(简称甲维盐)是一种易降解的新型抗生素类生物源杀虫剂,具有高效、低毒、低残留的特点,对多种鳞翅目害虫具有良好的杀虫效果[35-36]。甲氨基阿维菌素苯甲酸盐对果树上苹果蠹蛾施药3 d时防效达90%以上[37-38];其对甘蓝甜菜夜蛾[26]、草地贪夜[27]及其他几种鳞翅目害虫[20]也有较好的防治效果,其中对甘蓝甜菜夜蛾在处理7 d后死亡率为82.26%,该试验斜纹夜蛾毒力测定时中浓度药剂的敏感性相似,药剂处理7 d后校正死亡率达88.54%,与前人研究结果一致。全林发等[39]研究发现,在试验设计浓度下甲维盐的防效显著高于其他几种农药,在高浓度处理药后3 d死亡率达100%;氯氰菊酯处理桃小食心虫初孵幼虫24 h的LC50为0.812 mg/L,该试验处理24 h后LC50为3.34 mg/L,与全林发[39]研究结果有一定差异,推测可能与同种药剂对不同害虫的敏感性不同有关。试验中丁醚脲高浓度处理4 d时的防治效果达100%,与胡晓斌等[21]研究结果“丁醚脲防治小菜蛾田间试验5 d时的防治效果为76.31%”存在差异,原因在于室内与田间处理时温湿度等环境因素影响。该试验利用氯虫苯甲酰胺处理后结果与吴玮等[40]研究氯虫苯甲酰胺防治甜菜夜蛾幼虫研究结果有一定差异,可能与不同类型害虫的解毒机制及环境条件不同有关。应德文[22]用5%氯虫苯甲酰胺悬浮剂以10 mL/667m2浓度田间防治斜纹夜蛾,施药3 d后,防效达93.60%。本试验高浓度处理药后3 d时死亡率也达95.87%,说明室内测定与田间实际防治效果有较好的相关性。
化学农药的使用不但会增强斜纹夜蛾的抗药性,还造成农残和环境污染等问题。生物农药室内毒力测定结果可以为烟草田间防治斜纹夜蛾用药选择提供指导,但田间防治效果受用药时间、虫龄、处理方法以及气候生态条件等因素的影响,不能完全代表田间的防治效果。采用新型环保的生物农药进行烟草害虫防治是今后的发展方向,有待进一步深入研究。
甲氨基阿维菌素苯甲酸盐对斜纹夜蛾处理72 h后毒力最高,LC50为4.16 mg/L;相同浓度下该药剂处理的死亡率均显著高于其他药剂,在试验设计低中低浓度(0.45 mg/L)、中浓度(11.4 mg/L)和高浓度(126.70 mg/L)3个浓度各时间点的中浓度和高浓度的死亡率均明显高于其他农药,在低浓度处理7 d后死亡率达88.54%;高浓度处理3 d后死亡率达100%。利用化学农药氯虫苯甲酰胺处理斜纹夜蛾72 h后LC50为300.36 mg/L,在中浓度(291.66 mg/L)药剂处理后7 d后试虫死亡率达88.54%;高浓度(1166.6 mg/L)处理后4 d后死亡率达100%。8种农药毒力测定比较,生物农药甲氨基阿维菌素苯甲酸盐的防治效果高于其他药剂,其防治效果与化学农药的防效较好,建议在斜纹夜蛾2龄幼虫时进行防治,剂量为4.16~75.89 mg/L。