金 晶,羅 寧,李金鴻,李惠霞,陳愛昌,楊順義
(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學 植物保護學院,甘肅省農(nóng)作物病蟲害生物防治工程實驗室,蘭州 730070;2.定西市植保植檢站,甘肅定西 743000)
小菜蛾(Plutellaxylostella)是為害十字花科蔬菜的毀滅性害蟲。其生活周期短且適應(yīng)能力強,嚴重影響農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)[1-2]。由于小菜蛾對十字花科蔬菜基本都有取食性,加之殺蟲劑的濫用及生活史的特殊性,使之成為當今最難防控的害蟲之一[3-4]。全球每年因小菜蛾造成經(jīng)濟損失高達40~50億美元[5]。小菜蛾在中國各蔬菜種植區(qū)均有分布,每年經(jīng)濟損失達7.7億美元,防治極其困難[6]。小菜蛾通過幼蟲取食造成減產(chǎn),嚴重時達90%以上,甚至絕收,嚴重影響十字花科蔬菜生產(chǎn)安全性[4]。
小菜蛾防治措施主要有輪作、黑光燈誘殺和化學防治等,目前仍以化學藥劑為主,多數(shù)地區(qū)連年大量不合理使用化學藥劑,使小菜蛾長期生活在較高濃度的藥劑選擇壓力下,促進了小菜蛾抗藥性的產(chǎn)生和發(fā)展[7-9]。2014年首次發(fā)現(xiàn)小菜蛾田間種群對溴氰蟲酰胺的抗性[10]。在湖南省發(fā)現(xiàn)對茚蟲威、阿維菌素和高效氯氟氰菊酯產(chǎn)生高抗性[11]??傊?,自1953年報道小菜蛾對DDT產(chǎn)生抗藥性以來,已對多數(shù)殺蟲劑產(chǎn)生不同程度抗性,幾乎涉及所有藥劑。研究表明,濫用化學藥劑極易誘導小菜蛾產(chǎn)生抗藥性,因此小菜蛾抗藥性治理是亟待解決的問題。
甘肅省是中國西北地區(qū)高原夏菜的主產(chǎn)區(qū),2018年僅蘭州的種植面積就已達7.47萬hm2,年產(chǎn)量310萬t,種植面積在逐年擴大[12]。小菜蛾是高原夏菜安全生產(chǎn)中的主要害蟲,為害一直呈上升趨勢。目前,生產(chǎn)中小菜蛾的防治仍以大量使用化學藥劑為主,既增加農(nóng)藥殘留又促進小菜蛾抗藥性的產(chǎn)生和發(fā)展。因此,減少化學藥劑的使用量,即“雙減”之一是中國當前生產(chǎn)中的迫切需求。本試驗選用市場上常用的包括吡啶類、多角體病毒類、多殺菌素類、半合成抗生素類、植物源類、微生物源類、惡二嗪類、菊酯類、硫脲類等9類13種殺蟲劑(其中吡啶類、病毒類、多殺菌素類等殺蟲劑在甘肅地區(qū)的抗性水平未見報道),以定西和武威(為雙減項目在西北地區(qū)的試驗點)蔬菜產(chǎn)區(qū)小菜蛾種群為研究對象,結(jié)合室內(nèi)和田間試驗,測定其對小菜蛾相對敏感及田間種群3齡幼蟲的毒力,并在此基礎(chǔ)上篩選毒力較高的藥劑開展田間藥效試驗,以期篩選出防治小菜蛾最佳的藥劑,為甘肅乃至西北高原夏菜小菜蛾的綜合防控提供依據(jù)。
1.1.1 供試昆蟲 小菜蛾相對敏感(RS)種群:相對敏感種群的選育參照韓招久等[13]的方法,將西北農(nóng)林科技大學植物保護學院提供的敏感種群作為蟲源,在甘肅農(nóng)業(yè)大學植物保護學院養(yǎng)蟲室飼養(yǎng),飼料是昆蟲實驗室內(nèi)育苗移栽的黃花芥藍,且在飼養(yǎng)期間取食未接觸任何農(nóng)藥和化學藥劑的植物,作為相對敏感種群。飼養(yǎng)條件:溫度為(25±1)℃,相對濕度為(75±5)%,光周期(L∶D)為16 h∶8 h。
小菜蛾田間種群:采自定西市(D-R種群)和武威市(W-R種群)高原夏菜產(chǎn)區(qū)。采集3~4齡幼蟲,室內(nèi)飼養(yǎng)1~2代后用于室內(nèi)毒力測定。
1.1.2 飼養(yǎng)方法 將小菜蛾蛹放于養(yǎng)蟲籠中,待其羽化、產(chǎn)卵后收集卵。將所收集只有卵的葉片,放于塑料盒中飼養(yǎng),一般3 d后孵化,每天更換補充新鮮葉片供其取食生長,直至化蛹,將蛹收集到培養(yǎng)皿中,保存于4 ℃冰箱中(時間不可超過1個月,否則會影響羽化后產(chǎn)卵)。在飼料充足的情況下,同一天收集足夠多的卵,讓其孵化生長,大量幼蟲相繼生長至3齡期,用于試驗研究。
1.1.3 供試藥劑 室內(nèi)毒力測定:95%氯蟲苯甲酰胺原藥、97%溴氰蟲酰胺原藥、88%茚蟲威原藥(美國富生物科技有限公司),5%苦參堿母藥(北京三浦百草綠色植物制劑有限公司),95.6%高效氯氰菊酯原藥、77%甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽原藥、97%高效氯氟氰菊酯原藥(南京紅太陽股份有限公司),10%四氯蟲酰胺懸浮劑(沈陽科創(chuàng)化學品有限公司),50%丁醚脲懸浮劑(東莞市瑞德豐生物科技有限公司),1×109PIB/mL甘藍夜蛾核型多角體病毒懸浮劑(江西新龍生物科技股份有限公司),25%乙基多殺菌素水分散粒劑(美國陶氏益農(nóng)公司),8 000 IU/μL蘇云金桿菌懸浮劑(山東魯抗生物農(nóng)藥有限責任公司),2×109PIB/mL棉鈴蟲核型多角體病毒懸浮劑(河南勇冠喬迪農(nóng)業(yè)科技有限公司)。
田間藥效試驗:0.5%苦參堿水劑(北京三浦百草綠色植物制劑有限公司),5%甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽微乳劑(深圳諾普信農(nóng)化股份有限公司),4.5%高效氯氰菊酯微乳劑(東莞市瑞德豐生物科技有限公司),150 g/L茚蟲威乳油、10%溴氰蟲酰胺懸浮劑(美國富生物科技有限公司),10%四氯蟲酰胺懸浮劑(沈陽科創(chuàng)化學品有限公司),25%乙基多殺菌素水分散粒劑(美國陶氏益農(nóng)公司),8 000 IU/μL蘇云金桿菌懸浮劑(山東魯抗生物農(nóng)藥有限責任公司),5%氯蟲苯甲酰胺懸浮劑(美國杜邦公司),1×109PIB/mL甘藍夜蛾核型多角體病毒懸浮劑(江西新龍生物科技股份有限公司),2×109PIB/mL棉鈴蟲核型多角體病毒懸浮劑(河南勇冠喬迪農(nóng)業(yè)科技有限公司)。
1.1.4 試驗地概況 試驗地一:位于甘肅省定西市內(nèi)官鎮(zhèn)邊家灣村,土質(zhì)為沙壤土,面積為0.267 hm2,肥力中等,于2019年6月11日移栽甘藍(Brassicaoleracea)。試驗地二:位于武威市民勤縣蔡旗鄉(xiāng)月牙村,土質(zhì)為沙壤土,面積為0.133 hm2,肥力中等,于2019年8月23日定植娃娃菜(Brassicacampestris)。
1.2.1 室內(nèi)毒力測定 采用浸漬法,將原藥分別用二甲基甲酰胺(氯蟲苯甲酰胺),二氯甲烷(高效氯氰菊酯、甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽、丁醚脲),丙酮(茚蟲威、高效氯氟氰菊酯),二甲基亞砜(苦參堿),甲醇(溴氰蟲酰胺、乙基多殺菌素)和乙腈(四氯蟲酰胺)溶解,用含1‰吐溫80蒸餾水按濃度梯度稀釋藥劑,用相同濃度溶劑處理作為對照,制劑直接用水稀釋(濃度梯度按照最高濃度小菜蛾死亡率不超過80%,最低濃度死亡率不小于20%的原則,經(jīng)過多次預試驗最終確定)。將直徑為 3 cm的新鮮甘藍葉餅于藥液中浸漬10 s、晾干、轉(zhuǎn)至培養(yǎng)皿中,每皿3個葉餅、10頭3齡幼蟲,每個處理重復3次,飼養(yǎng)條件同相對敏感種群。藥后48 h計算毒力回歸方程、LC50值及置信區(qū)間。
1.2.2 田間試驗藥劑處理 試驗地一設(shè)置11個處理,制劑用量分別為:0.5%苦參堿水劑1 500 mL/hm2,5%甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽微乳52.5 g/hm2,4.5%高效氯氰菊酯微乳劑750 g/hm2,150 g/L茚蟲威乳油210 mL/hm2,10%四氯蟲酰胺懸浮劑525 g/hm2,25%乙基多殺菌素水分散粒劑195 g/hm2,10%溴氰蟲酰胺懸浮劑270 mL/hm2,8 000 IU/μL蘇云金桿菌懸浮劑3 750 mL/hm2,5%氯蟲苯甲酰胺懸浮劑637.5 mL/hm2,1×109PIB/mL甘藍夜蛾核型多角體病毒懸浮劑750 mL/hm2,2×109PIB/mL棉鈴蟲核型多角體病毒懸浮劑1 200 mL/hm2,用水量為450 L/hm2。于2019年6月28日采用背負式噴霧器均勻噴霧施藥。
試驗地二直接在試驗一藥劑篩選的基礎(chǔ)上共設(shè)置4個處理,制劑用量分別為:25%乙基多殺菌素水分散粒劑180 g/hm2,5%氯蟲苯甲酰胺懸浮劑450 mL/hm2,1×109PIB/mL甘藍夜蛾核型多角體病毒懸浮劑750 mL/hm2,10%四氯蟲酰胺懸浮劑600 g/hm2,用水量為450 L/hm2。于2019-08-30采用背負式噴霧器均勻噴霧施藥。 每處理重復3次,小區(qū)面積為50 m2,以不施任何藥劑處理為對照,各小區(qū)隨機排列。
1.2.3 蟲口基數(shù)調(diào)查與統(tǒng)計 施藥前調(diào)查蟲口基數(shù)。采用五點取樣法,每點10株甘藍,每小區(qū)50株,定株定點標記,統(tǒng)計幼蟲數(shù)。施藥后1、3、 7 d統(tǒng)計各處理活蟲數(shù)。計算蟲口減退率和防治效果,公式為:
蟲口減退率=(施藥前小區(qū)蟲數(shù)-施藥后小區(qū)蟲數(shù))/施藥前小區(qū)蟲數(shù)×100%
防治效果=(處理區(qū)蟲口減退率-對照區(qū)蟲口減退率)/(100-對照區(qū)蟲口減退率)×100%
1.2.4 數(shù)據(jù)分析 用Excel 2010和SPRS 22.0軟件進行統(tǒng)計分析,采用Duncan’s新復極差法及t檢驗法進行5%差異顯著性分析。
13種殺蟲劑對小菜蛾RS種群室內(nèi)毒力如表1所示,各類殺蟲劑對小菜蛾RS種群室內(nèi)48 h毒力由大到小依次為多殺菌素類>吡啶類>微生物源類>半合成抗生素類>惡二嗪類>硫脲類>菊酯類>植物源類,多角體病毒類屬于昆蟲病毒生物農(nóng)藥。其中,乙基多殺菌素在48 h時毒力最大,LC50為0.129 mg/L;四氯蟲酰胺次之,LC50為0.178 mg/L;苦參堿毒力最小,LC50為62.357 mg/L;甘藍夜蛾核型多角體病毒及棉鈴蟲核型多角體病毒的LC50分別為2.414×105PIB/mL和8.082×105PIB/mL 。
表1 對不同小菜蛾種群的毒力Table 1 Virulence test results of different Plutella xylostella populations
D-R種群對部分殺蟲劑產(chǎn)生不同程度的抗性。就毒力測定而言,四氯蟲酰胺對定西田間種群的室內(nèi)48 h毒力最大,LC50為0.193 mg/L;其次為溴氰蟲酰胺,LC50為0.506 mg/L;高效氯氰菊酯最差,LC50為197.875 mg/L。根據(jù)毒力測定結(jié)果可看出,該種群對高效氯氰菊酯的毒力最低,與RS種群相比,抗性倍數(shù)達4.2以上,且對高效氯氰菊酯、高效氯氟氰菊酯、丁醚脲和蘇云金桿菌均產(chǎn)生不同程度抗藥性,但抗性倍數(shù)不是很高,說明該種群幼蟲產(chǎn)生抗藥性的趨勢較緩慢。
9種殺蟲劑對W-R種群室內(nèi)毒力由大到小依次為四氯蟲酰胺>乙基多殺菌素>氯蟲苯甲酰胺>甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽>茚蟲威>苦參堿>高效氯氟氰菊酯>高效氯氰菊酯,其LC50值分別為0.228、0.643、0.809、7.620、12.118、 62.427、116.531和193.564 mg/L,甘藍夜蛾核型多角體病毒的LC50值為7.564×105PIB/mL。與RS種群相比,對當?shù)爻S盟巹└咝确杈挣?、甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽和高效氯氰菊酯抗性倍數(shù)為3.105、4.243和4.160倍。
綜合3個種群毒力測定結(jié)果來看,四氯蟲酰胺對小菜蛾RS種群、D-R種群和W-R種群在 48 h內(nèi)的毒力最大,LC50分別為0.178 、0.193、 0.228 mg/L;其次是乙基多殺菌素和氯蟲苯甲酰胺,LC50分別為0.129、0.558、0.462 mg/L和 0.260、0.631、0.809 mg/L。
2.2.1 D-R種群 由表2可見,所有藥劑處理的小菜蛾數(shù)量均不同程度減少,而未施任何藥劑的對照處理小菜蛾數(shù)量增加 ,說明所用13種藥劑均對小菜蛾有一定防治效果。其中1×109PIB/mL甘藍夜蛾核型多角體病毒懸浮劑750 mL/hm2防治效果最好,藥后1 d防效達 62.95%,與對照差異顯著。4.5%高效氯氰菊酯微乳劑750 g/hm2防治效果較差,防效僅為 29.03%,與其他處理差異顯著。藥后3 d,5%氯蟲苯甲酰胺懸浮劑637.5 mL/hm2防治效果最好,防效為61.01%,4.5%高效氯氰菊酯微乳劑750 g/hm2和150 g/L茚蟲威乳油210 mL/hm2防治效果較差,防效為33.64%和 38.22%。藥后7 d,1×109PIB/mL甘藍夜蛾核型多角體病毒懸浮劑750 mL/hm2防治效果最好,為 84.28%;5%四氯蟲酰胺懸浮劑次之,為 77.96%。8 000 IU/μL蘇云金桿菌懸浮劑防效最差,為45.02%。結(jié)合所有藥劑處理組結(jié)果來看,1×109PIB/mL甘藍夜蛾核型多角體病毒、5%四氯蟲酰胺和5%氯蟲苯甲酰胺的防治效果最好,速效性優(yōu)于其他藥劑。
表2 不同藥劑對D-R種群小菜蛾的防治效果Table 2 Control efficacy of different pesticides on Plutella xylostella of D-R population
2.2.2 W-R種群 25%乙基多殺菌素水分散粒劑180 g/hm2處理速效性最佳,藥后1 d防效達49.26%,與其他處理差異顯著。藥后3 d,25%乙基多殺菌素水分散粒劑、5%氯蟲苯甲酰胺懸浮劑、1×109PIB/mL甘藍夜蛾核型多角體病毒懸浮劑和10%四氯蟲酰胺懸浮劑處理防效相對較高,均超過50%;25%乙基多殺菌素水分散粒劑防效達到57.80%,與其他處理差異顯著。藥后 7 d, 25%乙基多殺菌素水分散粒劑處理防效最高,為80.93%,其余處理防效均在76.93%以上(表3)。
表3 不同藥劑對W-R種群小菜蛾的防治效果Table 3 Control efficacy of different pesticides on Plutella xylostella of W-R population
綜上所述,D-R種群對高效氯氰菊酯的抗性最高, W-R種群對甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽的抗性最高。
小菜蛾是一種寡食性害蟲,也是對十字花科蔬菜具有毀滅性危害的害蟲。隨著全球氣候變暖,中國小菜蛾分布區(qū)域呈北移趨勢,近年來青海、甘肅及內(nèi)蒙古等地區(qū)小菜蛾發(fā)生愈來愈嚴重[14]。為了減少農(nóng)民用藥的盲目性,提高小菜蛾防治效率,增加十字花科蔬菜經(jīng)濟效益,本試驗在甘肅高原夏菜主產(chǎn)區(qū),測定13種不同藥劑處理對小菜蛾蟲口基數(shù)變化的影響,評價藥劑的防治效果。研究結(jié)果表明,13種試驗藥劑均抑制小菜蛾的繁殖。
通過室內(nèi)毒力測定,明確了13種藥劑LC50大小。各類殺蟲劑對小菜蛾RS種群毒力由大到小依次為多殺菌素類>雙酰胺類>微生物源類>半合成抗生素類>惡二嗪類脲類>植物源類>菊酯類。其中,乙基多殺菌素的毒力最大,LC50為0.129 mg/L;苦參堿毒力最小,LC50為62.357 mg/L 。D-R種群對部分殺蟲劑產(chǎn)生不同程度的抗性。四氯蟲酰胺對D-R種群的毒力最大,LC50為0.193 mg/L;高效氯氰菊酯毒力最小,LC50為197.875 mg/L,與RS種群相比,抗性倍數(shù)達4.2以上,且對高效氯氟氰菊酯、丁醚脲和蘇云金桿菌均產(chǎn)生不同程度抗藥性。四氯蟲酰胺對W-R種群的室內(nèi)毒力最大,LC50為0.228 mg/L;高效氯氰菊酯最小, LC50為193.564 mg/L。與RS種群相比,對當?shù)爻S盟巹└咝确杈挣?、甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽和高效氯氰菊酯抗性倍數(shù)分別為3.105、4.243和4.160倍。
本試驗毒力測定中,高效氯氰菊酯對RS種群的LC50為46.526 mg/L,略低于殷劭鑫等[15]的結(jié)果(49.574 5 mg/L),遠低于呂銘瀟等[16]的結(jié)果(116.752 8 μg/mL)。因此,可保證本研究中所用小菜蛾RS種群的敏感性。實際上小菜蛾敏感種群的選育需根據(jù)普通遺傳學原理,通過雌性成蟲單獨配對,使其子代對殺蟲藥劑的敏感性狀發(fā)生分離,用藥劑的區(qū)分劑量測定其4齡幼蟲,選擇敏感性高的作為下一代蟲種,繼續(xù)單配選育。經(jīng)過連續(xù)多代的汰選,直至對多數(shù)藥劑有較高的敏感性為止[16-17]。因而用抗性指數(shù)的大小來評價兩個小菜蛾種群的抗性監(jiān)測結(jié)果具有一定的可靠性,但是該方法不適合早期抗性監(jiān)測[18]??山Y(jié)合聯(lián)合國糧農(nóng)組織建議的區(qū)分劑量法也叫診斷劑量技術(shù)、神經(jīng)電生理監(jiān)測技術(shù)和生物化學檢測法等更準確地檢測小菜蛾的抗藥性[19]。
田間防效受溫度、降雨和天敵等的影響,但抗藥性是影響田間防效的主要因素。研究表明,金華地區(qū)小菜蛾田間種群對氯蟲苯甲酰胺的敏感性逐漸下降,柳州地區(qū)、佛山地區(qū)和華南地區(qū)小菜蛾田間種群對氯蟲苯甲酰胺表現(xiàn)分別為抵抗、中抗和高抗。??诘貐^(qū)小菜蛾種群對溴氰蟲酰胺產(chǎn)生抗性[20-22]。四氯蟲酰胺對商丘地區(qū)小菜蛾防效較好,未產(chǎn)生抗性[23]。本研究結(jié)果表明,1×109PIB/mL甘藍夜蛾核型多角體病毒懸浮劑對D-R種群防效最好,藥后1、3、7 d防效分別為 62.95%、65.42%和84.28%,其次是10%四氯蟲酰胺懸浮劑和5%氯蟲苯甲酰胺懸浮劑,8 000 IU/μL蘇云金桿菌懸浮劑、4.5%高效氯氰菊酯微乳劑和0.5%苦參堿水劑對小菜蛾的田間防效相對較低,可能是該地區(qū)高頻率使用這3種藥劑所致。核型多角體病毒類和吡啶類殺蟲劑對的D-R種群防治效果最好,速效性優(yōu)于其他藥劑處理組。25%乙基多殺菌素水分散粒劑和10%四氯蟲酰胺懸浮劑對W-R種群小菜蛾防效最好,藥后7 d防效分別為80.93%和80.07%。試驗中選用的殺蟲劑多為化學合成殺蟲劑,極易使小菜蛾產(chǎn)生抗藥性,可進一步擴大和加深生物源農(nóng)藥的開發(fā)與應(yīng)用。試驗所在區(qū)域氯蟲苯甲酰胺、溴氰蟲酰胺和四氯蟲酰胺未大量使用,無明顯抗藥性。兩種核型多角體病毒及乙基多殺菌素防效較好,對人畜和環(huán)境安全。因此,兩種核型多角體病毒、乙基多殺菌素及3種吡啶類殺蟲劑可在西北旱區(qū)蔬菜小菜蛾等鱗翅目害蟲的綜合防治中推廣應(yīng)用,但需注意不同藥劑的輪換使用,以增長藥劑使用年限[24-25]。