徐長寶,謝戈亮,柯偉政,王瀟瀟,林雨晴,BEATTIE George A. C.,岑伊靜*
(1. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院,廣州 510642;2. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)昆蟲生態(tài)研究室/廣東省生物農(nóng)藥創(chuàng)制與應(yīng)用重點實驗室,廣州 510642;3. School of Science, Western Sydney University, Penrith, NSW 2751, Australia)
小貫小綠葉蟬Empoasca(Matsumurasca)onukiiMatsuda也常稱為茶小綠葉蟬,上世紀(jì)80年代前定名為小綠葉蟬EmpoascaflavescensFabricius;1988年鑒定為假眼小綠葉蟬Empoascavitis(Gothe)并一直沿用,2015年經(jīng)分子和形態(tài)學(xué)鑒定為小貫小綠葉蟬,屬半翅目Hemiptera葉蟬科Cicadellidae,是東亞地區(qū)茶樹最重要的刺吸式口器害蟲(Qinetal., 2015;孟召娜等,2018;陳宗懋等,2020)。這種害蟲刺吸為害茶樹芽葉,導(dǎo)致紅褐、焦枯、萎縮不展,在我國,北至安徽,南至廣東、海南等省茶區(qū)均有不同程度的危害,一般損失達(dá)10%~20%,嚴(yán)重時達(dá)50%(余素紅,1999)。該蟲在長江流域一年發(fā)生9~11代,華南11~13代,海南多達(dá)17代(張漢鵠和譚濟(jì)才,2004)。由于缺乏高效無害化的防治技術(shù),目前對其防治主要依賴化學(xué)農(nóng)藥(陳宗懋等,2020)。根據(jù)我們的調(diào)查,在廣東部分主產(chǎn)茶區(qū)常年用于防治茶小綠葉蟬的噴藥次數(shù)達(dá)10~14次。因此,尋找替代化學(xué)防治的安全措施十分重要。
礦物油作為農(nóng)用殺蟲劑已有悠久的歷史,具有殺蟲譜廣、害蟲不易產(chǎn)生抗藥性的優(yōu)點,而且對天敵、人畜和環(huán)境安全,除了通過封閉阻塞昆蟲氣門殺死小型害蟲之外,對多種害蟲有顯著的驅(qū)避、拒食作用(Beattieetal., 1996,2002;岑伊靜等,1999)。此外,礦物油還可單獨使用或作為殺菌劑的增效劑用于防治柑橘脂點黃斑病、柑橘潰瘍病、香蕉葉斑病和多種作物的白粉病(Whiteside,1989;Vawdreyetal., 2004;Raeetal., 2006;全金城等,2018)。以礦物油為基礎(chǔ)的柑橘病蟲害防治取得了顯著的效果,顯著減少了橘園化學(xué)農(nóng)藥的使用(Smithetal., 1997;Raeetal., 2006;全金城等,2018)。20世紀(jì)50年代后化學(xué)農(nóng)藥的大量使用使茶園主要害蟲由原來的食葉鱗翅目害蟲先后演替為蚧類、螨類、葉蟬類和粉虱類害蟲(陳宗懋,1997),這些都是礦物油易于控制的、體型小的害蟲,但有關(guān)礦物油對茶葉害蟲防治的報道很少,推測可能與舊式礦物油在生長季節(jié)使用會影響茶葉的口感有關(guān)。上世紀(jì)使用的礦物油主要為機油乳劑,肯尼亞茶葉研究所曾開展了機油乳劑對茶樹介殼蟲和害螨的防治效果研究。Sudoi(1993)比較了0.5%、1%、1.5%、2.5%機油乳劑對圓盾蚧屬害蟲Aspidiotussp.的防治效果和對茶葉產(chǎn)量的影響,發(fā)現(xiàn)1.5%處理圓盾蚧的爬蟲密度最低、茶葉產(chǎn)量最高;在溫室噴施2%的機油乳劑加上3%的印楝油對這種盾蚧的毒殺效果比單用2%機油乳劑或3%印楝油好,而且印楝油效果最差(Sudoietal., 2001);0.05%機油乳劑對紫紅短須螨Brevipalpusphoenicis的防治效果為49.3%,使用后茶葉產(chǎn)量提高17.5%(Sudoietal., 2004)。在我國,周鐵鋒等(2011)以45%晶體石硫合劑、99%綠穎礦物油、30%機油石硫微乳劑為封園藥劑,比較其對茶園主要害蟲的防治效果,結(jié)果表明, 3種藥劑對茶橙癭螨都有較好的控害效果,但對假眼小綠葉蟬效果則差異較大,綠穎礦物油的兩個處理(200 mL/667 m2、300 mL/667 m2)較另外2種藥劑好。劉雙弟(2010)報道,植物源農(nóng)藥苦參堿、印楝素分別加入300倍液的礦物油后,對假眼小綠葉蟬和茶跗線螨PolyphagotarsonemusLatus(Banks)的防效顯著高于單用兩種植物源農(nóng)藥和兩種常用化學(xué)農(nóng)藥硫丹、樂果,而且持效期較長,并對天敵安全,可在有機茶生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。本文在室內(nèi)研究礦物油對小貫小綠葉蟬的驅(qū)避、拒食作用,并研究其在茶葉生長季節(jié)使用對小綠葉蟬田間種群的控制效果,同時調(diào)查其對蜘蛛種群的影響,分析施用礦物油后采摘的茶芽制成茶葉后感官品質(zhì)的變化,為在有機茶生產(chǎn)中推廣應(yīng)用提供依據(jù)。
礦物油乳劑:D-C-Tron NR(nC23園藝用礦物油),加德士公司生產(chǎn)。
供試蟲源和茶葉嫩梢:小貫小綠葉蟬成蟲、若蟲和茶葉嫩梢均采自潮州市潮安縣鳳凰鎮(zhèn)鵬龍茶業(yè)有限公司的大山有機茶園,品種為鳳凰單樅,采后直接用于驅(qū)避、拒食作用測定。
1.2.1礦物油乳劑對小貫小綠葉蟬成蟲的驅(qū)避和拒食作用
從田間采回未受害蟲為害的鳳凰單樅茶樹嫩梢,選擇24條長勢一致、一芽三葉的梢,隨機分成4組,每組6條,2組分別浸入礦物油乳劑150倍液和200倍液、2組浸入清水中約2秒后取出,自然晾干表面水分。準(zhǔn)備18個直徑3 cm、高5 cm的塑料杯,杯中裝滿濕潤的沙土,將1條礦物油處理梢和1條清水處理梢插在同一個杯里,兩條梢盡量遠(yuǎn)離,將杯子放在直徑為15 cm的培養(yǎng)皿中,并用直徑10 cm、高25 cm的透明塑料圓筒罩住杯子,接上20頭小貫小綠葉蟬成蟲,然后用紗布封住塑料圓筒的頂部,分別在處理后1、2、3 d后檢查梢上的蟲口數(shù),并在第3天把梢取出,剝查處理梢和對照梢上的卵量,以及芽下第一葉的受害斑點數(shù)。每處理設(shè)6個重復(fù)。
1.2.2礦物油乳劑對小貫小綠葉蟬若蟲的驅(qū)避和拒食作用
從田間采回未受害蟲為害的鳳凰單樅茶樹嫩梢, 選擇12條長勢一致、一芽三葉的梢,隨機分成2組,每組6條,1組浸入礦物油乳劑200倍液、1組浸入清水中約2秒后取出。自然晾干表面水分后剪下葉片,培養(yǎng)皿內(nèi)放一張直徑為15 cm的濾紙、紙上滴幾滴自來水保濕,將1片處理、1片對照葉平放在1個直徑為15 cm的培養(yǎng)皿中,然后在每個培養(yǎng)皿正中央接入10頭小貫小綠葉蟬若蟲,用保鮮膜封住培養(yǎng)皿,同時用針在保鮮膜上扎20個小孔透氣。分別在1、2、3 d后檢查蟲口數(shù),并在第3天檢查處理葉片和對照葉片的取食點數(shù)。每處理重復(fù)6次。
1.2.3礦物油乳劑對小貫小綠葉蟬田間種群的控制效果
田間試驗于夏季在潮州市潮安縣鳳凰鎮(zhèn)鵬龍茶業(yè)有限公司的大山有機茶園進(jìn)行,品種為鳳凰單樅,樹齡10年,樹與樹之間枝條不交叉。實驗設(shè)礦物油乳劑為100倍液、200倍液、300倍液,以清水作對照。每處理4個重復(fù),采用隨機區(qū)組設(shè)計方法。每處理小區(qū)為20株茶樹,用背負(fù)式噴霧器將茶樹噴至均勻濕透、開始滴水為度。每小區(qū)隨機取10株茶樹,每株取5條梢,分別于處理前和處理后1、3、5、7 d調(diào)查每梢一芽二葉上小貫小綠葉蟬若蟲、成蟲的數(shù)量,并將嫩梢采回室內(nèi),剝查其中小貫小綠葉蟬卵的數(shù)量。同時,用捕蟲網(wǎng)(φ40 cm)在試驗小區(qū)內(nèi)隨機掃10株茶樹,每株樹在東、南、西、北、中各掃5網(wǎng),共50網(wǎng),統(tǒng)計其中蜘蛛的數(shù)量。
1.2.4礦物油乳劑對茶葉口感的影響研究
試驗在華南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院試驗茶園進(jìn)行,品種為福云6號,于茶芽抽發(fā)期噴施1次礦物油乳劑200倍液,噴至茶樹葉片正面、背面均勻濕透、開始滴水為度,并以噴布自來水為對照,處理和對照間隔50 m,各噴約20 m2茶樹,分別于處理后5 d、10 d采摘茶芽,把相同處理的茶芽放在一起,在茶廠經(jīng)攤涼、殺青、揉捻、烘干等程序?qū)⑻幚砗蛯φ詹柩糠謩e加工成綠茶后,編號送品茶師進(jìn)行評審。
1.3.1室內(nèi)試驗結(jié)果計算方法:
驅(qū)避率(%)= [(對照平均蟲口數(shù)-處理平均蟲口數(shù))/(對照平均蟲口數(shù)+處理平均蟲口數(shù))]×100
產(chǎn)卵忌避率(%)= [(對照平均卵量-處理平均卵量)/(對照平均卵量+處理平均卵量)] ×100
拒食率(%)= [(對照平均取食點數(shù)-處理平均取食點數(shù))/(對照平均取食點數(shù)+處理平均取食點數(shù))]×100
1.3.2田間試驗結(jié)果計算方法:
蟲口減退率(%)= [(處理前蟲口數(shù)-處理后蟲口數(shù))] /處理前蟲口數(shù)×100
校正蟲口減退率(%)= [(處理蟲口減退率-對照蟲口減退率)/(1-對照蟲口減退率)] ×100
干擾作用控制指數(shù)(IIPC)= 處理蟲口數(shù)/對照蟲口數(shù) (龐雄飛等,2000)
1.3.3試驗數(shù)據(jù)的分析與處理:
采用DPS system軟件進(jìn)行處理分析(唐啟義等,1997)。
2.1.1礦物油乳劑對小貫小綠葉蟬成蟲的驅(qū)避和拒食作用
礦物油乳劑對小綠葉蟬成蟲的驅(qū)避作用結(jié)果見表1。由表1結(jié)果可知,礦物油乳劑150倍液處理后1、2、3 d的蟲口數(shù)與清水對照呈顯著差異,說明該濃度對小貫小綠葉蟬成蟲有顯著的驅(qū)避效果,其中,處理后2 d的驅(qū)避率最高,達(dá)78.28%。而礦物油乳劑200倍液處理后1、2 d雖然蟲口密度有所下降,和清水對照相比差異都不顯著。
表1 礦物油乳劑對小貫小綠葉蟬成蟲的驅(qū)避作用Table 1 Repellency effect of mineral oil on adults of Empoasca (Matsumurasca) onukii Matsuda
礦物油乳劑對小貫小綠葉蟬成蟲的拒食作用結(jié)果見表2。由表2結(jié)果可知,礦物油乳劑150倍液和200倍液處理后3 d,嫩梢上小貫小綠葉蟬的取食點數(shù)均顯著少于清水對照, 說明2個濃度處理均具有顯著的拒食效果,拒食率分別為85.59%和89.17%。
表2 礦物油乳劑對小貫小綠葉蟬成蟲的拒食效果Table 2 Antifeeding effect of mineral oil on adults of Empoasca (Matsumurasca) onukii Matsuda
2.1.2礦物油乳劑對小貫小綠葉蟬成蟲的產(chǎn)卵忌避作用
礦物油乳劑對小貫小綠葉蟬成蟲的產(chǎn)卵驅(qū)避作用結(jié)果見表3。由表3結(jié)果可知,處理后第3天,在礦物油乳劑150倍液和200倍液處理的嫩梢上,小貫小綠葉蟬的平均卵數(shù)均顯著低于與清水對照,說明2個處理均具有顯著的產(chǎn)卵忌避效果,其中,200倍液的產(chǎn)卵忌避率達(dá)91.50%,高于150倍液的產(chǎn)卵忌避率(僅70.22%)。
表3 礦物油乳劑對小貫小綠葉蟬成蟲的產(chǎn)卵忌避作用Table 3 Oviposition deterrent effect of mineral oil on adults of Empoasca (Matsumurasca) onukii Matsuda
2.1.3礦物油乳劑對小貫小綠葉蟬若蟲的驅(qū)避和拒食作用
礦物油乳劑對小貫小綠葉蟬若蟲的驅(qū)避作用結(jié)果見表4。由表4結(jié)果可知,礦物油乳劑200倍液處理后2 d,葉片上的蟲口數(shù)與清水對照有顯著差異,驅(qū)避率達(dá)81.96%。但處理后1 d和3 d的蟲口數(shù)與清水對照差異均不顯著。
表4 礦物油乳劑對小貫小綠葉蟬若蟲的驅(qū)避作用Table 4 Repellency effect of mineral oil on nymphs of Empoasca (Matsumurasca) onukii Matsuda
礦物油乳劑對小貫小綠葉蟬若蟲的拒食作用結(jié)果見表5。由表5結(jié)果可知,礦物油乳劑200倍液噴施后3 d,處理葉片上小貫小綠葉蟬若蟲的取食點數(shù)顯著少于清水對照,說明礦物油乳劑200倍液對小綠葉蟬若蟲具有顯著的拒食效果,拒食率達(dá)85.86%。
表5 礦物油乳劑對小貫小綠葉蟬若蟲的拒食作用Table 5 Antifeeding effect of mineral oil on nymphs of Empoasca (Matsumurasca) onukii Matsuda
2.2.1礦物油乳劑對小貫小綠葉蟬若蟲、成蟲的田間控制效果
礦物油乳劑不同濃度處理對小貫小綠葉蟬若蟲、成蟲的校正蟲口減退率見圖1、圖2。從圖1、圖2可以看出,礦物油乳劑100倍液、200倍液、300倍液處理后小貫小綠葉蟬若蟲、成蟲的蟲口密度都顯著下降。100倍液和200倍液的控制效果差異不顯著,施藥后5 d,100倍液處理組若蟲、成蟲的校正蟲口減退率分別達(dá)到89.13%和87.58%,200倍液分別達(dá)到87.63%和84.22%,均顯著高于300倍液處理組。
圖1 礦物油乳劑處理茶樹上小貫小綠葉蟬若蟲的校正蟲口減退率Fig.1 Corrected percent reductions in presence of Empoasca (Matsumurasca) onukii Matsuda nymphs on tea plants after application of mineral oil注:同組柱上標(biāo)有不同字母者表示經(jīng)DMRT法分析在0.05水平上差異顯著。Note:Different letters within the same group indicate significant difference among treatments at 0.05 level by DMRT.
圖2 礦物油乳劑處理茶樹上小貫小綠葉蟬成蟲的校正蟲口減退率Fig.2 Corrected percent reductions in presence of Empoasca (Matsumurasca) onukii Matsuda adults on tea plants after application of mineral oil注:同組柱上標(biāo)有不同字母者表示經(jīng)DMRT法分析在0.05水平上差異顯著。Note:Different letters within the same group indicate significant difference among treatments at 0.05 level by DMRT.
2.2.2礦物油乳劑處理小貫小綠葉蟬落卵量的影響
試驗結(jié)果表明,礦物油乳劑100倍液、200倍液、300倍液處理后1 d,小綠葉蟬卵的密度與清水對照較為接近,可能是因為處理前這些梢上已經(jīng)有較多的卵,但處理后3 d,小綠葉蟬卵的密度都顯著低于清水對照,說明和室內(nèi)結(jié)果一樣,礦物油乳劑在田間對小綠葉蟬產(chǎn)卵也有較強的干擾作用,其中礦物油乳劑100倍液、200倍液的干擾作用較300倍液強,施藥后5~7 d干擾作用控制指數(shù)(IIPC)最低達(dá)0.1914,即產(chǎn)卵驅(qū)避率最高達(dá)80.86%(圖3)。
圖3 礦物油乳劑處理對小貫小綠葉蟬產(chǎn)卵的干擾作用Fig.3 Empoasca (Matsumurasca) onukii Matsuda oviposition deterrent on tea plants after application of mineral oil
2.2.3礦物油乳劑對茶園蜘蛛的干擾作用
試驗結(jié)果表明,礦物油乳劑100、200、300倍液使用后1~7 d,大部分的干擾作用控制指數(shù)(IIPC)略低于對照,說明礦物油乳劑對蜘蛛種群有一定影響,但I(xiàn)IPC變幅僅為0.7248~1.0415,處理后第7天與對照相比很接近(圖4)。說明礦物油乳劑對茶園蜘蛛的干擾作用較小。
圖4 礦物油乳劑處理對茶園蜘蛛的干擾作用Fig.4 Incidence of spiders on tea plants after application of mineral oil
礦物油乳劑200倍液和清水(自來水)噴施后5 d、10 d采摘的茶芽制成綠茶后,經(jīng)廣州市芳村茶葉市場滇粵茶行品茶師品審,與清水對照相比口感都沒有任何差異,說明D-C-Tron NR礦物油乳劑200倍液處理后5 d以上采摘的茶芽對茶葉的感官品質(zhì)沒有影響。
室內(nèi)試驗結(jié)果表明,礦物油對小貫小綠葉蟬成蟲、若蟲具有顯著的驅(qū)避和拒食效果,同時對成蟲具有顯著的產(chǎn)卵驅(qū)避作用。Beattie等(1996)指出,礦物油乳劑防止害蟲侵入行為的影響可能等同于其致死作用,或比致死作用更為重要,本研究結(jié)果也證實了礦物油乳劑對防止小貫小綠葉蟬侵入行為有重要影響,這種行為影響對其種群控制的作用是不可低估的。田間試驗結(jié)果表明,礦物油乳劑100倍液、200倍液、300倍液處理后小貫小綠葉蟬若蟲、成蟲的蟲口密度都顯著下降,其中處理5 d后,100倍液處理的校正蟲口減退率分別達(dá)到89.13%(若蟲)和87.58%(成蟲),處理3 d后茶芽上卵的密度也顯著低于對照,說明礦物油乳劑對小貫小綠葉蟬田間種群具有顯著的控制效果。另外,調(diào)查結(jié)果說明礦物油對茶園蜘蛛的干擾作用較小,說明對蜘蛛種群安全,這些結(jié)果與礦物油在橘園的應(yīng)用結(jié)果相似。但礦物油對茶園其他害蟲的防治效果有待進(jìn)一步研究。
對小貫小綠葉蟬的防治前人已經(jīng)開展了農(nóng)業(yè)防治、生物防治、物理機械防治等多方面研究,取得了一定的成果(史慶才等,2015;陳宗懋等,2020)。鄧欣等(2002)指出,改善茶園生態(tài)環(huán)境,加強茶園管理,減少化學(xué)農(nóng)藥的使用是茶園害蟲生態(tài)控制的基礎(chǔ)和保證。及時清除雜草和冬季徹底清園有減少假眼小綠葉蟬密度的效果(潭濟(jì)才等,2001)。洪北邊等(1995)篩選出舉巖茶、房縣1號等對小綠葉蟬抗性較好的品種。蜘蛛是假眼小綠葉蟬最主要的捕食性天敵(唐顥等,2011)。捕食假眼小綠葉蟬的蜘蛛類有20科,80余種,其中重要的是園蛛科Araneidae和跳蛛科Salticdae(戴軒,1999)。草間小黑蛛ErigonidiumgraminicolumSundevall、迷宮漏斗蛛Agelenalabyrinthica(Clerck)等優(yōu)勢種對假眼小綠葉蟬具有很好的捕食效應(yīng)(謝振倫,1996;趙冬香等,2001)。除了蜘蛛外,王沅江等(1995)、孫椒德等(1998)報道纓小蜂Anagrussp.對假眼小綠葉蟬的卵有很好的寄生作用。有關(guān)生物農(nóng)藥防治假眼小綠葉蟬的研究報道也較多,其中白僵菌BLK和綠僵菌Ma1775分別與除蟲菊素和阿維菌素復(fù)配效果顯著高于單劑(李萬里等,2017);馮安偉等(2010)報道,入侵雜草薇甘菊Mikaniamicrantha的乙醇提取物對假眼小綠葉蟬有較好的控制作用,而且對潮州鳳凰單叢茶園的優(yōu)勢天敵銀斑蛛Argyrodessp.、旋轉(zhuǎn)后丘蛛Dipoenuracyclosides安全。周長輝等(2003)、郭日蓮等(2003)、楊榮凱等(2004)報道茶園使用殺蟲燈誘殺茶園害蟲,燈誘區(qū)茶小綠葉蟬的數(shù)量明顯少于非燈誘區(qū)。有趣的是,近年的研究結(jié)果表明,小綠葉蟬為害茶樹并不是完全有弊無利,其誘導(dǎo)茶樹產(chǎn)生的次生代謝物使茶葉產(chǎn)生特殊的香氣(Meietal., 2017),這就使其防治指標(biāo)可以顯著提高,如果將礦物油與上述生態(tài)控制措施相結(jié)合,相信完全可以取代化學(xué)殺蟲劑而有效控制小綠葉蟬的為害。
礦物油由于具有有效性和安全性,國際上的有機農(nóng)業(yè)及中國的A級和AA級有機食品均允許使用(Raeetal., 2006)。據(jù)有關(guān)專家介紹,茶園不使用礦物油乳劑的原因可能是因為舊式的礦物油乳劑對茶葉口感有影響,但本研究結(jié)果表明,D-C-Tron NR礦物油200倍液處理后5、10 d采茶不會影響茶葉的口感,說明在茶芽抽發(fā)期施藥和采茶間隔5 d以上對茶葉感官品質(zhì)是安全的。本研究結(jié)果為在茶園推廣應(yīng)用礦物油乳劑提供了重要的依據(jù)。但是礦物油乳劑的種類較多,不同種類對茶葉品質(zhì)的影響有待進(jìn)一步研究。
致謝:廣東潮安縣鳳凰鎮(zhèn)鵬龍茶業(yè)發(fā)展有限公司提供試驗基地并在試驗過程中給予協(xié)助,華南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院茶學(xué)系覃松林老師提供感官影響試驗用茶樹并幫助制茶,廣州芳村茶葉市場滇粵茶行的高級評茶師冼兆芬先生和李獻(xiàn)華女士幫助對茶葉進(jìn)行感官評審,在此一并表示衷心的感謝。