郭志敏,呂海翔,馬康生,萬(wàn) 虎,郭子平,李建洪*
(1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院,昆蟲資源利用與害蟲可持續(xù)治理湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖北武漢 430070;2.湖北省植物保護(hù)總站,湖北武漢 430070)
草地貪夜蛾(),又名秋黏蟲,屬鱗翅目(Lepidoptera)夜蛾科(Noctuidae),是聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織全球預(yù)警的重大遷飛性害蟲。2019年1月首次入侵我國(guó),并在我國(guó)完成入侵和定殖過(guò)程。2020年,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部將草地貪夜蛾列為一類農(nóng)作物病蟲害。全國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心預(yù)測(cè)2021年草地貪夜蛾仍將呈重發(fā)態(tài)勢(shì),發(fā)生形勢(shì)極為嚴(yán)峻,防控措施刻不容緩。
在草地貪夜蛾的原產(chǎn)地美洲,化學(xué)防治已經(jīng)超過(guò)50年的歷史。因此,國(guó)外研究發(fā)現(xiàn)草地貪夜蛾對(duì)有機(jī)磷類、氨基甲酸酯類、擬除蟲菊酯類和雙酰胺類等傳統(tǒng)殺蟲劑,以及乙基多殺菌素等新型殺蟲劑產(chǎn)生了較高水平的抗藥性。國(guó)內(nèi)學(xué)者研究發(fā)現(xiàn),入侵我國(guó)的草地貪夜蛾種群攜帶有乙酰膽堿酯酶和魚尼丁受體的靶標(biāo)位點(diǎn)突變。說(shuō)明入侵我國(guó)的草地貪夜蛾產(chǎn)生抗藥性的風(fēng)險(xiǎn)較高,而抗藥性的產(chǎn)生勢(shì)必會(huì)加大化學(xué)藥劑的使用,長(zhǎng)此以往,草地貪夜蛾抗藥性的發(fā)生將不可避免。
為降低草地貪夜蛾對(duì)化學(xué)殺蟲劑產(chǎn)生抗藥性的風(fēng)險(xiǎn),世界各國(guó)均十分重視生物源殺蟲劑在草地貪夜蛾防治中的應(yīng)用。生物源殺蟲劑的使用可顯著降低化學(xué)殺蟲劑用量,實(shí)現(xiàn)不同類型殺蟲劑的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。生物源殺蟲劑(bioinsecticide)利用真菌、細(xì)菌、昆蟲病毒或其代謝產(chǎn)物(信息素、生長(zhǎng)素、萘乙酸、2,4-D等)針對(duì)農(nóng)業(yè)有害生物進(jìn)行殺滅或抑制,具有低毒、低殘留、環(huán)境友好等特點(diǎn)。在國(guó)外,多種生物源殺蟲劑被登記用于草地貪夜蛾的防治,登記商品包括印楝素、蘇云金桿菌、苜蓿銀紋核型多角體病毒等多種生物農(nóng)藥。在我國(guó),甘藍(lán)夜蛾核型多角體病毒、短穩(wěn)桿菌等多種生物源殺蟲劑被推薦用于草地貪夜蛾的防治,甘藍(lán)夜蛾核型多角體病毒、金龜子綠僵菌等多種生物源殺蟲劑也被登記用于草地貪夜蛾的防治。基于此,筆者選取幾種常見的生物源殺蟲劑對(duì)草地貪夜蛾3齡初幼蟲進(jìn)行室內(nèi)毒力測(cè)定,綜合評(píng)價(jià)不同生物源殺蟲劑的生物活性,為草地貪夜蛾高效低風(fēng)險(xiǎn)科學(xué)防控提供理論依據(jù)。
草地貪夜蛾于2019年7月14日采自湖北省武穴市玉米田(115.55°E、29.85°N),3~4齡幼蟲,使用人工飼料(主要成分為黃豆粉、玉米粉和酵母粉等)飼養(yǎng)至今,選取同一代3齡初幼蟲進(jìn)行試驗(yàn)。羽化后的成蟲飼養(yǎng)在長(zhǎng)×寬×高=30 cm × 30 cm × 30 cm的養(yǎng)蟲籠內(nèi),成蟲用10%的蜂蜜水補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)。
7種供試藥劑有效成分、類別和生產(chǎn)廠家見表1。
采用飼料浸毒法測(cè)定各藥劑對(duì)草地貪夜蛾3齡幼蟲的毒力。用無(wú)菌水將各藥劑配制成5~7個(gè)濃度梯度,以無(wú)菌水作為對(duì)照,將人工飼料切成5 mm × 5 mm × 5 mm的小塊,每個(gè)藥液濃度浸36塊,浸泡30 s后取出晾干,置于12孔板中。挑選健康一致、經(jīng)過(guò)4 h饑餓處理的3齡初幼蟲(< 24 h),用小毛筆接入12孔板中,每孔1頭,使用2層宣紙封口并蓋上培養(yǎng)板蓋,防止逃逸。將12孔板置于溫度(25±1)℃、相對(duì)濕度60%、光周期(16L:8D)的人工氣候箱飼養(yǎng)。每處理重復(fù)3次,處理后1、3、5、7 d檢查結(jié)果。試蟲死亡判斷標(biāo)準(zhǔn):使用毛筆尖輕觸蟲體,不能正常爬行視為死亡。對(duì)照組死亡率在10%以下為有效試驗(yàn)。
表1 供試生物殺蟲劑商品信息
使用POLO Plus 2.0軟件計(jì)算毒力回歸方程的斜率、卡方值()、致死中濃度(LC)及95%置信區(qū)間等。
30億PIB/mL甘藍(lán)夜蛾核型多角體病毒懸浮劑對(duì)草地貪夜蛾具有較好的室內(nèi)毒力,稀釋1 000倍,處理1 d的校正死亡率達(dá)100%,稀釋50 000倍,處理3 d的校正死亡率同樣達(dá)100%,稀釋100 000倍,處理5 d的校正死亡率仍高達(dá)100%。0.3%印楝素乳油和32 000 IU/mg蘇云金桿菌可濕性粉劑對(duì)草地貪夜蛾的毒殺效果較為緩慢,0.3%印楝素乳油稀釋120倍,處理5 d的校正死亡率達(dá)52.77%,處理7 d,校正死亡率達(dá)97.23%;32 000 IU/mg蘇云金桿菌可濕性粉劑稀釋9 600倍,處理7 d的校正死亡率達(dá)69.43%,稀釋4 800倍,處理7 d的校正死亡率達(dá)100%(表2)。
100億孢子/mL短穩(wěn)桿菌懸浮劑、80億孢子/mL金龜子綠僵菌油懸浮劑、10億PIB/mL苜蓿銀紋夜蛾核型多角體病毒懸浮劑和1×10PIB/mL苜蓿銀紋夜蛾核型多角體病毒+2 000 IU/μL蘇云金桿菌懸浮劑對(duì)草地貪夜蛾的室內(nèi)毒力相對(duì)較弱。100億孢子/mL短穩(wěn)桿菌懸浮劑稀釋100倍,處理7 d的校正死亡率為66.67%,稀釋10倍,處理5 d的校正死亡率為91.67%,處理7 d的校正死亡率為94.47%;80億孢子/mL金龜子綠僵菌懸浮劑稀釋100倍,處理7 d的校正死亡率為72.23%,稀釋10倍,處理5 d的校正死亡率為91.70%,處理7 d的校正死亡率達(dá)100%;10億PIB/mL苜蓿銀紋夜蛾核型多角體病毒懸浮劑稀釋25倍,處理5 d的校正死亡率為58.33%,處理7 d的校正死亡率為66.67%,稀釋10倍處理7 d的校正死亡率為97.23%;1×10PIB/mL苜蓿銀紋夜蛾核型多角體病毒+2 000 IU/μL蘇云金桿菌懸浮劑稀釋50倍處理7 d的校正死亡率為70.02%,稀釋12.5倍處理7 d的校正死亡率為96.25%。
為了評(píng)價(jià)生物源殺蟲劑對(duì)草地貪夜蛾的室內(nèi)毒殺活性,在室內(nèi)測(cè)定了7種生物源殺蟲劑對(duì)草地貪夜蛾3齡幼蟲的室內(nèi)毒力,生物測(cè)定結(jié)果見表3。從表3可以看出,0.3%印楝素乳油、30億PIB/mL甘藍(lán)夜蛾核型多角體病毒懸浮劑和32 000 IU/mg蘇云金桿菌可濕性粉劑對(duì)草地貪夜蛾3齡幼蟲的室內(nèi)毒力較好,LC分別為4.22 mg/L、959.65 PIB/mL和2 901.63 IU/mL。100億孢子/mL短穩(wěn)桿菌懸浮劑、80億孢子/mL金龜子綠僵菌油懸浮劑、10億PIB/mL苜蓿銀紋夜蛾核型多角體病毒懸浮劑和1千萬(wàn)PIB/mL苜蓿銀紋夜蛾核型多角體病毒+2 000 IU/μL蘇云金桿菌懸浮劑對(duì)草地貪夜蛾3齡幼蟲的室內(nèi)毒力較弱,LC分別為8.82×10孢子/mL、3.55×10孢子/mL、2.32×10PIB/mL和1.49×10PIB/mL+29.81 IU/μL。毒力測(cè)定過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)不同生物源殺蟲劑引起的草地貪夜蛾致死癥狀明顯不同,較清水對(duì)照組幼蟲形態(tài)均發(fā)生了明顯變化(圖1)。
表2 7種生物源農(nóng)藥不同濃度處理后草地貪夜蛾3齡幼蟲死亡率
草地貪夜蛾的入侵對(duì)我國(guó)玉米、小麥等主要糧食作物的安全生產(chǎn)造成了嚴(yán)重威脅,對(duì)其進(jìn)行科學(xué)防控十分關(guān)鍵。生物源殺蟲劑作為重要的防控藥劑,在草地貪夜蛾高效低風(fēng)險(xiǎn)防控中起重要作用。該研究通過(guò)室內(nèi)毒力測(cè)定明確了7種農(nóng)業(yè)農(nóng)村部推薦的生物源殺蟲劑對(duì)草地貪夜蛾的毒力水平。結(jié)果表明30億PIB/mL甘藍(lán)夜蛾核型多角體病毒懸浮劑、0.3%印楝素乳油和32 000 IU/mg蘇云金桿菌可濕性粉劑對(duì)草地貪夜蛾3齡幼蟲具有較好的活性。而100億孢子/mL短穩(wěn)桿菌懸浮劑、80億孢子/mL金龜子綠僵菌懸浮劑、10億PIB/mL苜蓿銀紋夜蛾核型多角體病毒懸浮劑和1×10PIB/mL苜蓿銀紋夜蛾核型多角體病毒+2 000 IU/μL蘇云金桿菌懸浮劑對(duì)草地貪夜蛾的室內(nèi)毒力相對(duì)較弱。這與張海波等發(fā)現(xiàn)甘藍(lán)夜蛾核型多角體病毒對(duì)草地貪夜蛾既有較好防控效果,而苜蓿銀紋夜蛾核型多角體病毒效果一般的結(jié)果類似。
美國(guó)、巴西、非洲等國(guó)家一直把蘇云金桿菌作為防治草地貪夜蛾的主要生物農(nóng)藥,蘇云金桿菌在我國(guó)也已經(jīng)獲準(zhǔn)登記用于草地貪夜蛾的防治。該研究所選用的32 000 IU/mg 蘇云金桿菌可濕性粉劑室內(nèi)生測(cè)表明草地貪夜蛾對(duì)蘇云金桿菌仍具有較高的敏感性,這與前人研究結(jié)果基本一致,蘇云金桿菌可作為草地貪夜蛾防控的推薦藥劑。毒力測(cè)定結(jié)果表明,細(xì)菌性殺蟲劑短穩(wěn)桿菌對(duì)草地貪夜蛾3齡幼蟲的毒力較低,但100億孢子/mL短穩(wěn)桿菌對(duì)草地貪夜蛾具有較好的殺卵活性,因此不建議單獨(dú)用于草地貪夜蛾的幼蟲防治,但可以與其他不同作用類型的殺蟲劑復(fù)配使用提高田間防效。
表3 7種生物源農(nóng)藥對(duì)草地貪夜蛾3齡幼蟲的室內(nèi)毒力
注:A.甘藍(lán)夜蛾核型多角體病毒;B.印楝素;C.苜蓿銀紋夜蛾核型多角體病毒;D.蘇云金桿菌;E.金龜子綠僵菌;F.苜蓿銀紋夜蛾核型多角體病毒+蘇云金桿菌;G.短穩(wěn)桿菌;H.對(duì)照Note:A.MbNPV3;B.Azadirachtin;C.Autographa californica nucleopolyhedrovirus;D.Bacillus thuringiensis;E.Metarhizium anisopliae;F.Autographa californica nucleopolyhedrovirus + Bacillus thuringiensis;G.Empedobacter brevis;H.Control圖1 不同生物源殺蟲劑處理草地貪夜蛾3齡幼蟲7 d后的死亡癥狀Fig.1 The death symptoms of third instar larvae of Spodoptera frugiperda treated with different bioinsecticides
昆蟲病原真菌是最早被鑒定的昆蟲病原微生物,由于其流行病學(xué)和致病性的特點(diǎn)被用來(lái)作為一類生防菌。其中,白僵菌是研究最多的一種昆蟲生防真菌,它可以感染多種重要農(nóng)業(yè)害蟲。研究表明,白僵菌對(duì)草地貪夜蛾的防治效果差異較大,Carneiro等對(duì)24個(gè)白僵菌spp株系進(jìn)行分子鑒定,并將其與對(duì)草地貪夜蛾的致病性進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)株系與致病性顯著相關(guān)。該研究所選用80億孢子/mL金龜子綠僵菌與其他藥劑對(duì)比,對(duì)草地貪夜蛾的室內(nèi)毒力較差,猜測(cè)原因可能是與所用菌株的致病性有關(guān),因此在未來(lái)的研究中應(yīng)加強(qiáng)篩選分離對(duì)草地貪夜蛾有效的菌株。
該研究結(jié)果表明0.3%印楝素乳油對(duì)草地貪夜蛾3齡初幼蟲具有較好的殺蟲活性,這可能與3齡幼蟲取食量較多有關(guān)。林素坤等研究發(fā)現(xiàn)草地貪夜蛾2齡幼蟲取食時(shí)吃不穿葉片,2齡幼蟲的取食量比3齡幼蟲低50%,導(dǎo)致取食藥量也低50%,從而致使印楝素對(duì)3齡幼蟲的毒力作用要強(qiáng)于2齡幼蟲。因此選擇印楝素作為防治草地貪夜蛾的田間用藥時(shí),需要注意使用時(shí)期以提高防效。
除真菌、細(xì)菌、植物源殺蟲劑外,病毒殺蟲劑也被廣泛用于草地貪夜蛾的防治。該研究結(jié)果表明,不同病毒殺蟲劑對(duì)草地貪夜蛾的效果有差異,30億PIB/mL甘藍(lán)夜蛾核型多角體病毒對(duì)草地貪夜蛾3齡初幼蟲的LC為959.65 PIB/mL,而10億PIB/mL苜蓿銀紋夜蛾核型多角體病毒懸浮劑對(duì)草地貪夜蛾3齡初幼蟲的LC為2.32×10PIB/mL。研究表明,草地貪夜蛾對(duì)核型多角體病毒的敏感性在很大程度上也取決于幼蟲的齡期,草地貪夜蛾幼蟲對(duì)核型多角體病毒的LC從2齡至5齡增加了10倍,6齡期的LC增幅更大。因此,在草地貪夜蛾田間防治過(guò)程中應(yīng)選用合適的防治藥劑,并適期用藥。
生物源農(nóng)藥可在草地貪夜蛾幼蟲初發(fā)期替代化學(xué)殺蟲劑進(jìn)行綠色防治,也可在盛發(fā)期與其他類型殺蟲藥劑進(jìn)行復(fù)配使用,增加殺蟲效果。該研究選用7種常見的生物源殺蟲劑,測(cè)定了其對(duì)草地貪夜蛾3齡初幼蟲的室內(nèi)毒力,其中3種對(duì)草地貪夜蛾具有較高的生物活性,可考慮作為草地貪夜蛾田間防治的推薦藥劑。