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        印楝素對草地貪夜蛾的毒力測定及田間防效

        2020-01-18 03:40:10林素坤劉凱鴻王瑞飛劉本菊張悅吳吉英子程東美徐漢虹張志祥
        華南農業(yè)大學學報 2020年1期
        關鍵詞:印楝素干粉夜蛾

        林素坤,劉凱鴻,王瑞飛,劉本菊,張悅,吳吉英子,程東美,徐漢虹,張志祥

        (1天然農藥與化學生物學教育部重點實驗室/華南農業(yè)大學農學院,廣東廣州510642;2仲愷農業(yè)工程學院農業(yè)與生物學院,廣東廣州510225)

        草地貪夜蛾Spodoptera frugiperdaJ.E.Sm ith起源于美洲熱帶和亞熱帶地區(qū),是典型的遷飛性害蟲[1],其幼蟲可取食玉米、水稻、高粱和甘蔗等350多種植物[2-3]。草地貪夜蛾于2019年1月入侵我國云南[4-7],截至2019年7月23日,已經蔓延到我國21個省(市、自治區(qū)),嚴重威脅我國農業(yè)及作物生產[8]。自草地貪夜蛾侵入我國以來,傳播迅速,且我國大部分地區(qū)均適宜草地貪夜蛾生存,如果不進行人為干預,其勢必會對我國作物安全造成重大影響[9]?;瘜W農藥對草地貪夜蛾的防治已有幾十年的應用歷史[10],目前許多國家的田間種群對多數(shù)傳統(tǒng)農藥已產生了不同程度的抗性[11],靶標害蟲產生抗性使得農藥的使用劑量加大,而農藥使用劑量的增加會引發(fā)農產品質量安全、環(huán)境安全和生物多樣性問題[12-14]。近年來,世界各國都在大力推廣和使用生物農藥來防治害蟲,生物農藥防治效果獨特,具有多重作用機制,不易引起抗藥性,而且對環(huán)境安全[15]。印楝素是一種從印楝中提取出來的生物活性物質,是世界公認的廣譜、高效、低毒、易降解、無殘留的殺蟲劑[16-17]。許多研究表明,印楝素對多種害蟲具有拒食、觸殺、胃毒、抑制生長發(fā)育和影響卵巢發(fā)育的作用[18]。本文測定了室內0.3%(φ)印楝素乳油和40%(w)印楝素干粉對草地貪夜蛾毒殺活性和拒食活性以及0.3%印楝素乳油對草地貪夜蛾的田間防效,旨在為科學防治草地貪夜蛾提供參考和依據。

        1 材料與方法

        1.1 材料

        1.1.1 供試蟲源2019年5月在廣州市花都區(qū)花山鎮(zhèn)紫西村玉米地(113°26′50.43″N,23°48′66.63″E)采集草地貪夜蛾卵塊,因1齡和2齡幼蟲取食葉片后會留下一層膜,3齡及高齡幼蟲可以把葉片吃穿,1齡幼蟲取食量較小,試驗葉片可能無法滿足高齡幼蟲的取食量,故卵孵化后,以玉米嫩葉飼養(yǎng)至2齡和3齡幼蟲供試。飼養(yǎng)條件為溫度25℃±2℃、濕度為60% ± 5%、光周期為16 h 光∶8 h 暗。

        1.1.2 供試玉米供試玉米種植地為廣州市花都區(qū)花山鎮(zhèn)紫西村,試驗時玉米處于喇叭口期,植株長勢均勻。試驗前及試驗過程中均未噴施其他農藥,玉米栽培及管理條件符合當?shù)氐霓r業(yè)實踐管理。

        1.1.3 供試藥劑0.3%印楝素乳油,成都綠金生物科技有限責任公司;40%印楝素干粉,華南農業(yè)大學天然農藥與化學生物學教育部重點實驗室。

        1.1.4 試驗儀器及工具電動噴霧器、葉面積測定儀、定量藥匙、移液槍、培養(yǎng)皿、天平、水桶、量杯、濾紙、剪刀、毛刷等。

        1.2 方法

        1.2.1 室內毒力試驗采用浸葉法[19]測定了40%印楝素干粉對草地貪夜蛾2齡和3齡幼蟲的毒力,根據預備試驗結果,將40%印楝素干粉用φ為70%的丙酮溶液配制成0.1、0.5、1.0和5.0mg/L的4個印楝素質量濃度。將潔凈的新鮮玉米嫩葉剪成3 cm×5 cm 的葉片,浸漬藥液3 s,自然晾干后置于墊有濾紙(直徑9 cm)保濕的培養(yǎng)皿中,再選取大小一致的2齡幼蟲20頭饑餓處理4 h 后接入培養(yǎng)皿內,3齡幼蟲每皿只接入1頭,每處理測定20頭,每處理重復3次。以φ為70%的丙酮溶液浸漬3 s后自然晾干的嫩葉喂食為對照。

        將0.3%印楝素乳油用水稀釋成0.1、0.5、1.0和5.0mg/L 的4個印楝素質量濃度,以清水為對照,均勻噴灑至盆栽玉米葉片上,待其晾干后,選取新鮮玉米嫩葉剪成3 cm×5 cm 的葉片,置于墊有濾紙(直徑9cm)保濕的培養(yǎng)皿中,再選取大小一致的2齡幼蟲20頭饑餓處理4 h 后接入培養(yǎng)皿內,3齡幼蟲每皿只接入1頭,每處理測定20頭、重復3次。

        處理后1、2和3 d 用葉面積測定儀測定取食面積,并根據以下公式計算拒食率:

        拒食率=(對照組取食葉面積?處理組取食葉面積)/對照組取食葉面積×100%。

        并使用Excel 進行毒力回歸計算,得到毒力回歸方程、AFC50、上下限及相關系數(shù)。

        處理后1、2、3、5和7 d 檢查幼蟲的存活狀態(tài),以毛刷輕觸幼蟲體表,無反應判定為死亡,記錄死亡數(shù),按照以下公式計算各處理幼蟲的死亡率和校正死亡率:

        校正死亡率=(處理組死亡率?對照組死亡率)/(100?對照組死亡率)×100%。

        使用Excel 進行毒力回歸計算,得到毒力回歸方程、LC50、上下限及相關系數(shù),采用G raphPad Prism 5作圖,SPSS19.0數(shù)據處理軟件進行差異顯著性分析。

        1.2.2 田間藥效試驗田間藥效試驗于2019年6月17日至6月24日在廣東省廣州市花都區(qū)花山鎮(zhèn)紫西村玉米地進行,草地貪夜蛾為害期為幼蟲各個階段,試驗期間玉米正處于喇叭口期,試驗地玉米52 500株/hm2。試驗共設3個處理濃度,即用水將0.3%印楝素乳油稀釋5 0 0、8 0 0和1 0 0 0倍,稀釋倍數(shù)越高,藥劑濃度越低。每個處理設置3 個重復小區(qū),每個小區(qū)30 m2,各小區(qū)之間設置1 m寬的隔離帶,另設對照小區(qū)3個,各30m2。試驗用藥時天氣多云,施藥當天及施藥后3 d 無降雨。

        將0.3%印楝素乳油稀釋后,對玉米進行全株均勻噴霧施藥,制劑用藥量為750 mL/hm2。對照小區(qū)使用清水按照相同方法處理。

        在每個小區(qū)中采用“Z”字型六點取樣法,每點5株,共計30株,試驗前做好標記并統(tǒng)計玉米上的蟲口數(shù)量,施藥后1、3和7 d 按照相同方式調查蟲口數(shù)量,并同時觀察小區(qū)玉米生長情況及藥害發(fā)生情況。按照以下公式計算蟲口減退率和防治效果,并用SPSS19.0數(shù)據處理軟件進行差異顯著性分析。

        蟲口減退率= (藥前活蟲數(shù)?藥后活蟲數(shù))/ 藥前活蟲數(shù)×100%,

        防治效果= (處理區(qū)蟲口減退率?對照組蟲口減退率)/(1?對照組蟲口減退率)×100%。

        2 結果與分析

        2.1 印楝素對草地貪夜蛾幼蟲的室內毒殺活性

        為評價使用印楝素對草地貪夜蛾的毒殺活性與防效,在室內測定了0.3%印楝素乳油和40%印楝素干粉對草地貪夜蛾幼蟲的毒殺活性,結果見圖1和表1。從圖1可以看出,質量濃度為5mg/L 的印楝素對草地貪夜蛾2齡和3齡幼蟲具有良好的毒殺活性。在質量濃度為5mg/L時,0.3%印楝素乳油處理草地貪夜蛾后1、2、3、5和7 d,2齡幼蟲的死亡率分別為6.67%、23.33%、53.33%、70.00%和86.67%,3齡幼蟲的死亡率分別為8.33%、26.67%、60.00%、80.00%和90.00%;40%印楝素干粉處理草地貪夜蛾后1、2、3、5和7 d,2齡幼蟲的死亡率分別為1.67%、16.67%、50.00%、61.67%和75.00%,3齡幼蟲的死亡率分別為6.67%、20.00%、53.33%、65.00%和83.33%。經Tukey 法差異顯著性分析,在P<0.05水平上,7 d 后處理組與對照組的死亡率差異顯著,處理組之間無顯著差異,對照組之間無顯著差異。試驗發(fā)現(xiàn),印楝素對草地貪夜蛾的毒殺效果較為緩慢,未死亡的幼蟲出現(xiàn)行動遲緩、軀體僵硬等現(xiàn)象。

        圖1 印楝素(ρ=5m g/L)對草地貪夜蛾2齡和3齡幼蟲的室內毒殺活性Fig.1 Indoor toxicity activity of azadirachtin(ρ=5m g/L)on the 2nd and 3 rd instar larvae of Spodoptera frugiperda

        從表1 可以看出,相較于40%印楝素干粉,0.3%印楝素乳油對草地貪夜蛾有更好的毒力,處理后7 d 2齡和3齡幼蟲的LC50值為0.59和0.46mg/L,而40%印楝素干粉處理草地貪夜蛾后7 d,2齡和3齡幼蟲的LC50值為0.93和0.79mg/L。試驗中,印楝素對草地貪夜蛾3齡幼蟲的毒殺活性要高于2齡幼蟲。

        2.2 印楝素對草地貪夜蛾幼蟲的室內拒食活性

        本文為評價使用印楝素對草地貪夜蛾的拒食活性與防效,在室內測定了0.3%印楝素乳油和40%印楝素干粉對草地貪夜蛾幼蟲的拒食活性,結果見表2。從表2可以看出,印楝素對草地貪夜蛾3 齡幼蟲的拒食效果要較好于2齡幼蟲;相較于40%印楝素干粉,0.3%印楝素乳油對草地貪夜蛾具有更好的拒食活性,處理后3 d,2齡和3齡幼蟲的AFC50值分別為0.30和0.12mg/L;而40%印楝素干粉處理草地貪夜蛾后3 d,2齡和3齡幼蟲的AFC50值分別為0.53和0.30mg/L。試驗觀察發(fā)現(xiàn),處理組的幼蟲出現(xiàn)逃避葉片、顯著減少取食的現(xiàn)象。

        表1 印楝素對草地貪夜蛾2齡和3齡幼蟲的毒力分析Table 1 The toxicity analysesof azadirachtin on the 2nd and 3 rd instar larvae of Spodoptera frugiperda

        表2 印楝素對草地貪夜蛾2齡和3齡幼蟲的拒食活性Table 2 Theanti-feedant activitiesof azadirachtin on the2nd and 3 rd instar larvaeof Spodoptera frugiperda

        2.3 印楝素對草地貪夜蛾的田間防效

        田間測定了0.3%印楝素乳油對草地貪夜蛾的防治效果,并與10%(φ)氯氰菊酯乳油1 000倍液進行比較,結果見表3。施藥后觀察,0.3%印楝素乳油對玉米安全,玉米正常生長,無藥害產生,對非靶標生物也未見明顯的不良影響。從表3可以看出,在印楝素藥劑稀釋500倍時,施藥后7 d,0.3%印楝素乳油對草地貪夜蛾具有良好的防效,可以將蟲口密度控制在較低的水平。稀釋500 倍時,施藥后1、3 和7 d防效分別達到24.83%、50.34%和75.50%,稀釋800倍時,施藥后1、3和7 d 的防效分別為19.76%、41.51%和66.03%,稀釋1 000倍時,施藥后1、3 和7 d的防效分別為10.90%、32.70%和53.37%。試驗發(fā)現(xiàn),0.3%印楝素乳油3個處理濃度之間,稀釋倍數(shù)越低,即濃度越高,對草地貪夜蛾的防效越佳。施藥后草地貪夜蛾對小區(qū)玉米再取食率低,葉片的完整程度較為理想;草地貪夜蛾的卵塊明顯減少,但0.3%印楝素乳油防治草地貪夜蛾的速效性不佳。

        表3 0.3%印楝素乳油對草地貪夜蛾的田間防效1)Table 3 The field control effect of 0.3% azadirachtin EC for Spodoptera frugiperda

        3 討論與結論

        本文通過測定印楝素對草地貪夜蛾的毒殺活性、拒食活性以及防治效果,評價了印楝素在草地貪夜蛾防治工作中的應用潛力。試驗中發(fā)現(xiàn),相較于40%印楝素干粉,0.3%印楝素乳油對草地貪夜蛾具有更好的毒力。在生產過程中,40%印楝素干粉經除雜凈化,會去除一些活性物質,而0.3%印楝素乳油中的活性物質較多,這些活性物質與印楝素發(fā)生一定的協(xié)同作用,從而造成0.3%印楝素乳油對草地貪夜蛾的毒力作用優(yōu)于40%印楝素干粉。對比2齡幼蟲和3齡幼蟲,發(fā)現(xiàn)印楝素對3齡幼蟲具有更好的毒殺活性和拒食活性。一般情況下,鱗翅目1~2齡害蟲是對農藥抵抗力最弱的階段,殺蟲劑對鱗翅目2齡害蟲的毒力作用要強于3齡幼蟲[20]。本研究對草地貪夜蛾取食行為的觀察發(fā)現(xiàn),2齡幼蟲由于吃不穿葉片,取食后葉片還留下一層膜,取食同等的葉面積,2齡幼蟲取食的藥量接近3齡幼蟲取食藥量的一半,因而造成印楝素對草地貪夜蛾3齡幼蟲的毒力作用強于2齡幼蟲。

        抗藥性是殺蟲劑使用留給害蟲的遺傳特征[21],草地貪夜蛾作為一種遷飛性害蟲,無疑會將抗性基因擴散,從而放大抗藥性的問題,抗藥性問題會增加農藥的使用劑量,進而引發(fā)農產品的質量安全和環(huán)境安全等問題。生物農藥對環(huán)境安全,并且由于具有多重作用機制不易引起抗藥性,目前已成為防治害蟲的重要手段之一[22],雖然試驗中印楝素對草地貪夜蛾的防治時效性不佳,但印楝素作為植物殺蟲劑的代表,幾乎達到了理想農藥所要求的全部標準,不僅無明顯的脊椎動物毒性或植物藥害,還能在環(huán)境中迅速降解[23]。試驗中發(fā)現(xiàn),印楝素不僅對草地貪夜蛾具有良好的毒殺活性,還具有明顯的拒食活性,在田間施藥后,草地貪夜蛾對玉米取食率明顯降低,葉片較為完整,在印楝素毒殺和拒食雙重作用機制下,草地貪夜蛾的危害得到了有效控制。綜上所述,在草地貪夜蛾的防治工作中,印楝素具有廣闊的應用前景。

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