趙俊芳,樊金華,冀衛(wèi)榮
(山西農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院,山西太谷 030801)
柳膜肩網(wǎng)蝽(Hegesidemus habrus Drake)屬半翅目網(wǎng)蝽科網(wǎng)蝽亞科,是危害柳樹等樹木葉片的一種刺吸式害蟲[1-3]。柳膜肩網(wǎng)蝽不僅通過吸食葉片汁液破壞葉片的各種細(xì)胞器,還分泌大量黑褐色黏稠狀物質(zhì),堵塞氣孔,影響了光合作用和呼吸作用,同時(shí)也加重了霉病發(fā)生的概率[4-5],導(dǎo)致葉片大量失綠,樹木營(yíng)養(yǎng)缺失,落葉斷枝情況嚴(yán)重,觀賞價(jià)值大打折扣。柳樹是園林植物中生命力旺盛和觀賞性強(qiáng)的代表樹種[6],近2 a發(fā)現(xiàn),柳膜肩網(wǎng)蝽在山西省晉中市太谷縣柳樹上發(fā)生危害嚴(yán)重。該蟲一年發(fā)生4~5代,利用蟲生真菌對(duì)其進(jìn)行防治還未見報(bào)道,篩選出能替代傳統(tǒng)農(nóng)藥的生物控制因子,是對(duì)柳網(wǎng)蝽可持續(xù)控制的重要手段。
目前,針對(duì)柳膜肩網(wǎng)蝽的防治方法主要是物理防治和化學(xué)防治?;瘜W(xué)藥劑的缺點(diǎn)如污染環(huán)境、長(zhǎng)期使用容易產(chǎn)生抗藥性等已不能滿足人們的需求,而物理防治不僅效果慢,工作量也大,生物試劑已經(jīng)成為主流[7]。生物試劑的綠色無(wú)污染,受到人們的高度肯定[8]。白僵菌作為重要的昆蟲病原真菌,用于防治多種林木害蟲[9-12],在林間使用,極易形成昆蟲流行病。白僵菌是通過昆蟲體壁進(jìn)入昆蟲,不需要以取食的方式獲病,所以,對(duì)擁有刺吸式口器的柳膜肩網(wǎng)蝽有針對(duì)性防治效果。目前,國(guó)內(nèi)外還沒有關(guān)于通過蟲生真菌防治柳膜肩網(wǎng)蝽的報(bào)道。
本試驗(yàn)通過從已選擇出的4種相對(duì)毒性較高的白僵菌,對(duì)柳膜肩網(wǎng)蝽進(jìn)行毒力測(cè)試,最終篩選出1種致病性最高的菌株,同時(shí)檢測(cè)此菌株在不同溫度下的致病力,選出最佳施用溫度,為今后柳膜肩網(wǎng)蝽的生物防治提供新的依據(jù)。
供試菌株為球孢白僵菌FDB,JLYT,BF,TST菌株,保存于山西農(nóng)業(yè)大學(xué)森林生物顯微技術(shù)實(shí)驗(yàn)室。供試?yán)ハx為柳膜肩網(wǎng)蝽,主要采自山西農(nóng)業(yè)大學(xué)試驗(yàn)苗圃試驗(yàn)田中的柳樹上。
1.2.1 供試菌株培養(yǎng)及孢子懸浮液的制備 供試4種菌株采用PDA培養(yǎng)基(馬鈴薯2 g、葡萄糖0.2 g、瓊脂0.15~0.2 g、蒸餾水10 mL、自然pH)培養(yǎng),直到白僵菌完全產(chǎn)孢,在無(wú)菌環(huán)境下的操作臺(tái)里,用接菌環(huán)將分生孢子分別刮到50 mL的小三角瓶里,分別加入等量的20 mL含0.05%吐溫-80的蒸餾水,磁力攪拌器攪拌均勻后,用血球計(jì)數(shù)板在顯微鏡下計(jì)數(shù),了解孢子懸液的初始濃度,根據(jù)所需濃度進(jìn)行梯度稀釋,最終配制出所需的菌液[13-14]。
1.2.2 同濃度的4種白僵菌的高致病力篩選 選取1.0×108孢子/mL的4種球孢白僵菌孢子懸浮液,分別以相等的量均勻地涂抹在捕捉到的網(wǎng)蝽體表,放入準(zhǔn)備好的養(yǎng)蟲籠中。每菌株3個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)30頭試蟲。對(duì)照為0.1%的吐溫-80溶液。每個(gè)籠中有提前準(zhǔn)備好的新鮮柳樹枝條,并且在枝條一端綁扎蘸有保鮮液的棉球保濕保鮮。將操作后的試蟲放入恒溫光照培養(yǎng)箱,每天定時(shí)定量更換新鮮柳樹枝條。第2天的同一時(shí)間所測(cè)數(shù)據(jù)為試驗(yàn)的第一組數(shù)據(jù),每天定時(shí)對(duì)試蟲進(jìn)行統(tǒng)計(jì),直到全部死亡。死后的試蟲及時(shí)轉(zhuǎn)移到恒溫培養(yǎng)箱保濕培養(yǎng)(RH>95%),以證明試蟲是由于感染真菌而死。同時(shí),觀察對(duì)照組的死亡情況。根據(jù)死亡情況,分別計(jì)算出4種菌株在1.0×108孢子/mL時(shí)的半致死時(shí)間LT50。最終得到死亡率最大、LT50最小的高毒力菌株,并對(duì)其進(jìn)行關(guān)于溫度對(duì)菌株致病力影響的研究[15]。
1.2.3 溫度對(duì)白僵菌致病力的影響 綜合考慮死亡率和僵蟲率,選擇菌株BF進(jìn)行后續(xù)的不同溫度對(duì)白僵菌致病力的試驗(yàn)[16-17]。操作方法和不同菌株試驗(yàn)的接菌方法相同,用1.0×108孢子/mL的菌液接菌后,將養(yǎng)有試蟲的養(yǎng)蟲盒放入不同溫度恒溫培養(yǎng)箱(RH>95%)。培養(yǎng)箱的溫度分別設(shè)置為18,22,26,30℃,每個(gè)溫度3個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)30頭試蟲。從試驗(yàn)的第2天開始觀察統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)組和對(duì)照組,統(tǒng)計(jì)數(shù)值為第1組數(shù)據(jù)。及時(shí)處理死亡試蟲,將其放入恒溫培養(yǎng)箱(RH>95%)保濕培養(yǎng),從而保證試蟲是由于感染白僵菌致病而死的。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析[18-19]。
本研究應(yīng)用1.0×108孢子/mL的蟲生真菌菌液,對(duì)柳膜肩網(wǎng)蝽成蟲進(jìn)行侵染后,死亡率為70.00%~92.22%,不同菌液造成的試蟲死亡率不同,4 種菌株 FDB,JLYT,BF,TST 的死亡率分別為92.22%,73.33%,91.11%,70.00%,不同菌株的毒力明顯不同。對(duì)試蟲死亡率的差異性檢驗(yàn)結(jié)果顯示,菌株FDB,BF與其他菌株死亡率差異顯著。對(duì)試蟲的處理過程中,僵蟲率范圍是44.44%~84.44%,不同菌株 FDB,JLYT,BF,TST 的僵蟲率分別為74.11%,52.22%,84.44%,44.44%;菌株僵蟲率的差異性檢驗(yàn)顯示,菌株BF的僵蟲率顯著高于其他3種菌株(表1)。說(shuō)明試蟲的死亡主要由真菌感染引起。
表1 1.0×108孢子/mL的4種菌液侵染柳膜肩網(wǎng)蝽成蟲的死亡率和僵蟲率 %
通過致死中時(shí)分析,所選菌株對(duì)柳膜肩網(wǎng)蝽的致死中時(shí)均在5 d以內(nèi)。其中,菌株FDB和BF對(duì)試蟲的LT50均在4 d以內(nèi),菌株BF更是小于3 d(表2)。說(shuō)明菌株BF對(duì)柳膜肩網(wǎng)蝽的致死速度最快,其次是菌株FDB。
表2 1.0×108孢子/mL的4種菌液侵染柳膜肩網(wǎng)蝽成蟲的半致死時(shí)間LT50 d
通過對(duì)不同溫度下試蟲的校正死亡率比較得出,18~30℃的溫度條件均能造成試蟲侵染致死;在22~26℃時(shí),BF菌液的致死效應(yīng)較強(qiáng),在26℃時(shí)致死率達(dá)到最高。
在不同恒溫(RH>95%)條件下,BF菌液侵染后的試蟲死亡率和僵蟲率隨溫度的變化而改變(圖1,2)。在18℃時(shí),試蟲的平均死亡率最低,在22,26℃時(shí)形成逐漸增加的趨勢(shì),并且達(dá)到最大值100%;在30℃時(shí)平均死亡率回落。同樣,僵蟲率在18~26℃時(shí)呈現(xiàn)上升趨勢(shì),到30℃回落。說(shuō)明試蟲死亡是由菌液侵染致死。
在生物防治方面,蟲生真菌的選擇至關(guān)重要,除了考慮菌種對(duì)寄主的?;裕€應(yīng)關(guān)注菌株對(duì)人畜及環(huán)境的影響。本試驗(yàn)所選的4種菌株均通過了科學(xué)的驗(yàn)證,對(duì)人畜及作物無(wú)害,且是針對(duì)昆蟲的毒性較強(qiáng)的菌株,完全可以直接投入實(shí)踐。4種菌株制成1×108孢子/mL的菌液,用均勻涂抹的方式感染柳膜肩網(wǎng)蝽,以保證菌液與蟲體充分接觸和蟲體單位面積的受侵染量相同。侵染后,統(tǒng)計(jì)死亡率和僵蟲率可知,綜合考慮二者確定試蟲的致死是由于菌液的侵染。結(jié)果表明,菌株FDB對(duì)柳膜肩網(wǎng)蝽的累計(jì)死亡率達(dá)到92.22%,在4種菌株中死亡率最高,而菌株BF的死亡率是91.11%,僅次于菌株FDB,但是,菌株BF的僵蟲率達(dá)到了84.44%,高于其他3種菌株。此外,致死中時(shí)LT50也是關(guān)于高毒力的一個(gè)重要影響因素。致死中時(shí)越短,說(shuō)明菌株的毒性越強(qiáng),目標(biāo)害蟲的死亡速度越快,防治效果越好。本試驗(yàn)中4種菌株的致死中時(shí)均小于5 d,菌株BF和FDB的致死中時(shí)小于4 d,BF更是達(dá)到了2.33 d的水平。說(shuō)明所選4種球孢白僵菌對(duì)柳膜肩網(wǎng)蝽均有較高的致病力,可作為生物試劑應(yīng)用于實(shí)際防治中。
針對(duì)高毒力菌株試驗(yàn)結(jié)果,綜合考慮死亡率、僵蟲率以及致死中時(shí)LT50,篩選出菌株BF是4種菌株中具有高毒力、高致病力的菌株。為了在實(shí)際生產(chǎn)中更好地使用該菌株,本試驗(yàn)選擇單一菌株BF,測(cè)試了1×108孢子/mL下不同溫度對(duì)菌株的致病力的影響[20]。低溫會(huì)影響球孢白僵菌的萌發(fā)和對(duì)試蟲的侵染,高溫會(huì)通過提高酶活而影響孢子的活性[21]。研究結(jié)果表明,柳膜肩網(wǎng)蝽在18~26℃時(shí)的死亡率一直處于上升狀態(tài),到26℃時(shí)死亡率為100%,對(duì)柳膜肩網(wǎng)蝽的致病力最強(qiáng);溫度繼續(xù)升高,死亡率開始下降。說(shuō)明隨著溫度的升高,菌株的致病力并不是持續(xù)升高的,而是有一個(gè)最適溫度范圍。
試驗(yàn)中,在1×108孢子/mL的濃度下,篩選出的高致病力菌株BF,死亡率達(dá)到了91%以上,半致死時(shí)間為2 d左右,在投入實(shí)踐時(shí),可以考慮在春秋或者夏季的早晚施用BF菌液制備的生物殺蟲劑,該菌株毒性可以發(fā)揮到最大,殺蟲效果更好。