印楝素对草地贪夜蛾的毒力测定及田间防效

林素坤，刘凯鸿，王瑞飞，刘本菊，张悦，吴吉英子，程东美，徐汉虹，张志祥

(1天然农药与化学生物学教育部重点实验室/华南农业大学农学院，广东广州510642；2仲恺农业工程学院农业与生物学院，广东广州510225)

草地贪夜蛾Spodoptera frugiperdaJ.E.Sm ith起源于美洲热带和亚热带地区，是典型的迁飞性害虫[1]，其幼虫可取食玉米、水稻、高粱和甘蔗等350多种植物[2-3]。草地贪夜蛾于2019年1月入侵我国云南[4-7]，截至2019年7月23日，已经蔓延到我国21个省(市、自治区)，严重威胁我国农业及作物生产[8]。自草地贪夜蛾侵入我国以来，传播迅速，且我国大部分地区均适宜草地贪夜蛾生存，如果不进行人为干预，其势必会对我国作物安全造成重大影响[9]。化学农药对草地贪夜蛾的防治已有几十年的应用历史[10]，目前许多国家的田间种群对多数传统农药已产生了不同程度的抗性[11]，靶标害虫产生抗性使得农药的使用剂量加大，而农药使用剂量的增加会引发农产品质量安全、环境安全和生物多样性问题[12-14]。近年来，世界各国都在大力推广和使用生物农药来防治害虫，生物农药防治效果独特，具有多重作用机制，不易引起抗药性，而且对环境安全[15]。印楝素是一种从印楝中提取出来的生物活性物质，是世界公认的广谱、高效、低毒、易降解、无残留的杀虫剂[16-17]。许多研究表明，印楝素对多种害虫具有拒食、触杀、胃毒、抑制生长发育和影响卵巢发育的作用[18]。本文测定了室内0.3%(φ)印楝素乳油和40%(w)印楝素干粉对草地贪夜蛾毒杀活性和拒食活性以及0.3%印楝素乳油对草地贪夜蛾的田间防效，旨在为科学防治草地贪夜蛾提供参考和依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 供试虫源2019年5月在广州市花都区花山镇紫西村玉米地(113°26′50.43″N，23°48′66.63″E)采集草地贪夜蛾卵块，因1龄和2龄幼虫取食叶片后会留下一层膜，3龄及高龄幼虫可以把叶片吃穿，1龄幼虫取食量较小，试验叶片可能无法满足高龄幼虫的取食量，故卵孵化后，以玉米嫩叶饲养至2龄和3龄幼虫供试。饲养条件为温度25℃±2℃、湿度为60% ± 5%、光周期为16 h 光∶8 h 暗。

1.1.2 供试玉米供试玉米种植地为广州市花都区花山镇紫西村，试验时玉米处于喇叭口期，植株长势均匀。试验前及试验过程中均未喷施其他农药，玉米栽培及管理条件符合当地的农业实践管理。

1.1.3 供试药剂0.3%印楝素乳油，成都绿金生物科技有限责任公司；40%印楝素干粉，华南农业大学天然农药与化学生物学教育部重点实验室。

1.1.4 试验仪器及工具电动喷雾器、叶面积测定仪、定量药匙、移液枪、培养皿、天平、水桶、量杯、滤纸、剪刀、毛刷等。

1.2 方法

1.2.1 室内毒力试验采用浸叶法[19]测定了40%印楝素干粉对草地贪夜蛾2龄和3龄幼虫的毒力，根据预备试验结果，将40%印楝素干粉用φ为70%的丙酮溶液配制成0.1、0.5、1.0和5.0mg/L的4个印楝素质量浓度。将洁净的新鲜玉米嫩叶剪成3 cm×5 cm 的叶片，浸渍药液3 s，自然晾干后置于垫有滤纸(直径9 cm)保湿的培养皿中，再选取大小一致的2龄幼虫20头饥饿处理4 h 后接入培养皿内，3龄幼虫每皿只接入1头，每处理测定20头，每处理重复3次。以φ为70%的丙酮溶液浸渍3 s后自然晾干的嫩叶喂食为对照。

将0.3%印楝素乳油用水稀释成0.1、0.5、1.0和5.0mg/L 的4个印楝素质量浓度，以清水为对照，均匀喷洒至盆栽玉米叶片上，待其晾干后，选取新鲜玉米嫩叶剪成3 cm×5 cm 的叶片，置于垫有滤纸(直径9cm)保湿的培养皿中，再选取大小一致的2龄幼虫20头饥饿处理4 h 后接入培养皿内，3龄幼虫每皿只接入1头，每处理测定20头、重复3次。

处理后1、2和3 d 用叶面积测定仪测定取食面积，并根据以下公式计算拒食率：

拒食率=(对照组取食叶面积−处理组取食叶面积)/对照组取食叶面积×100%。

并使用Excel 进行毒力回归计算，得到毒力回归方程、AFC50、上下限及相关系数。

处理后1、2、3、5和7 d 检查幼虫的存活状态，以毛刷轻触幼虫体表，无反应判定为死亡，记录死亡数，按照以下公式计算各处理幼虫的死亡率和校正死亡率：

校正死亡率=(处理组死亡率−对照组死亡率)/(100−对照组死亡率)×100%。

使用Excel 进行毒力回归计算，得到毒力回归方程、LC50、上下限及相关系数，采用G raphPad Prism 5作图，SPSS19.0数据处理软件进行差异显著性分析。

1.2.2 田间药效试验田间药效试验于2019年6月17日至6月24日在广东省广州市花都区花山镇紫西村玉米地进行，草地贪夜蛾为害期为幼虫各个阶段，试验期间玉米正处于喇叭口期，试验地玉米52 500株/hm2。试验共设3个处理浓度，即用水将0.3%印楝素乳油稀释5 0 0、8 0 0和1 0 0 0倍，稀释倍数越高，药剂浓度越低。每个处理设置3 个重复小区，每个小区30 m2，各小区之间设置1 m宽的隔离带，另设对照小区3个，各30m2。试验用药时天气多云，施药当天及施药后3 d 无降雨。

将0.3%印楝素乳油稀释后，对玉米进行全株均匀喷雾施药，制剂用药量为750 mL/hm2。对照小区使用清水按照相同方法处理。

在每个小区中采用“Z”字型六点取样法，每点5株，共计30株，试验前做好标记并统计玉米上的虫口数量，施药后1、3和7 d 按照相同方式调查虫口数量，并同时观察小区玉米生长情况及药害发生情况。按照以下公式计算虫口减退率和防治效果，并用SPSS19.0数据处理软件进行差异显著性分析。

虫口减退率= (药前活虫数−药后活虫数)/ 药前活虫数×100%，

防治效果= (处理区虫口减退率−对照组虫口减退率)/(1−对照组虫口减退率)×100%。

2 结果与分析

2.1 印楝素对草地贪夜蛾幼虫的室内毒杀活性

为评价使用印楝素对草地贪夜蛾的毒杀活性与防效，在室内测定了0.3%印楝素乳油和40%印楝素干粉对草地贪夜蛾幼虫的毒杀活性，结果见图1和表1。从图1可以看出，质量浓度为5mg/L 的印楝素对草地贪夜蛾2龄和3龄幼虫具有良好的毒杀活性。在质量浓度为5mg/L时，0.3%印楝素乳油处理草地贪夜蛾后1、2、3、5和7 d，2龄幼虫的死亡率分别为6.67%、23.33%、53.33%、70.00%和86.67%，3龄幼虫的死亡率分别为8.33%、26.67%、60.00%、80.00%和90.00%；40%印楝素干粉处理草地贪夜蛾后1、2、3、5和7 d，2龄幼虫的死亡率分别为1.67%、16.67%、50.00%、61.67%和75.00%，3龄幼虫的死亡率分别为6.67%、20.00%、53.33%、65.00%和83.33%。经Tukey 法差异显著性分析，在P＜0.05水平上，7 d 后处理组与对照组的死亡率差异显著，处理组之间无显著差异，对照组之间无显著差异。试验发现，印楝素对草地贪夜蛾的毒杀效果较为缓慢，未死亡的幼虫出现行动迟缓、躯体僵硬等现象。

图1 印楝素(ρ=5m g/L)对草地贪夜蛾2龄和3龄幼虫的室内毒杀活性Fig.1 Indoor toxicity activity of azadirachtin(ρ=5m g/L)on the 2nd and 3 rd instar larvae of Spodoptera frugiperda

从表1 可以看出，相较于40%印楝素干粉，0.3%印楝素乳油对草地贪夜蛾有更好的毒力，处理后7 d 2龄和3龄幼虫的LC50值为0.59和0.46mg/L，而40%印楝素干粉处理草地贪夜蛾后7 d，2龄和3龄幼虫的LC50值为0.93和0.79mg/L。试验中，印楝素对草地贪夜蛾3龄幼虫的毒杀活性要高于2龄幼虫。

2.2 印楝素对草地贪夜蛾幼虫的室内拒食活性

本文为评价使用印楝素对草地贪夜蛾的拒食活性与防效，在室内测定了0.3%印楝素乳油和40%印楝素干粉对草地贪夜蛾幼虫的拒食活性，结果见表2。从表2可以看出，印楝素对草地贪夜蛾3 龄幼虫的拒食效果要较好于2龄幼虫；相较于40%印楝素干粉，0.3%印楝素乳油对草地贪夜蛾具有更好的拒食活性，处理后3 d，2龄和3龄幼虫的AFC50值分别为0.30和0.12mg/L；而40%印楝素干粉处理草地贪夜蛾后3 d，2龄和3龄幼虫的AFC50值分别为0.53和0.30mg/L。试验观察发现，处理组的幼虫出现逃避叶片、显著减少取食的现象。

表1 印楝素对草地贪夜蛾2龄和3龄幼虫的毒力分析Table 1 The toxicity analysesof azadirachtin on the 2nd and 3 rd instar larvae of Spodoptera frugiperda

表2 印楝素对草地贪夜蛾2龄和3龄幼虫的拒食活性Table 2 Theanti-feedant activitiesof azadirachtin on the2nd and 3 rd instar larvaeof Spodoptera frugiperda

2.3 印楝素对草地贪夜蛾的田间防效

田间测定了0.3%印楝素乳油对草地贪夜蛾的防治效果，并与10%(φ)氯氰菊酯乳油1 000倍液进行比较，结果见表3。施药后观察，0.3%印楝素乳油对玉米安全，玉米正常生长，无药害产生，对非靶标生物也未见明显的不良影响。从表3可以看出，在印楝素药剂稀释500倍时，施药后7 d，0.3%印楝素乳油对草地贪夜蛾具有良好的防效，可以将虫口密度控制在较低的水平。稀释500 倍时，施药后1、3 和7 d防效分别达到24.83%、50.34%和75.50%，稀释800倍时，施药后1、3和7 d 的防效分别为19.76%、41.51%和66.03%，稀释1 000倍时，施药后1、3 和7 d的防效分别为10.90%、32.70%和53.37%。试验发现，0.3%印楝素乳油3个处理浓度之间，稀释倍数越低，即浓度越高，对草地贪夜蛾的防效越佳。施药后草地贪夜蛾对小区玉米再取食率低，叶片的完整程度较为理想；草地贪夜蛾的卵块明显减少，但0.3%印楝素乳油防治草地贪夜蛾的速效性不佳。

表3 0.3%印楝素乳油对草地贪夜蛾的田间防效1)Table 3 The field control effect of 0.3% azadirachtin EC for Spodoptera frugiperda

3 讨论与结论

本文通过测定印楝素对草地贪夜蛾的毒杀活性、拒食活性以及防治效果，评价了印楝素在草地贪夜蛾防治工作中的应用潜力。试验中发现，相较于40%印楝素干粉，0.3%印楝素乳油对草地贪夜蛾具有更好的毒力。在生产过程中，40%印楝素干粉经除杂净化，会去除一些活性物质，而0.3%印楝素乳油中的活性物质较多，这些活性物质与印楝素发生一定的协同作用，从而造成0.3%印楝素乳油对草地贪夜蛾的毒力作用优于40%印楝素干粉。对比2龄幼虫和3龄幼虫，发现印楝素对3龄幼虫具有更好的毒杀活性和拒食活性。一般情况下，鳞翅目1～2龄害虫是对农药抵抗力最弱的阶段，杀虫剂对鳞翅目2龄害虫的毒力作用要强于3龄幼虫[20]。本研究对草地贪夜蛾取食行为的观察发现，2龄幼虫由于吃不穿叶片，取食后叶片还留下一层膜，取食同等的叶面积，2龄幼虫取食的药量接近3龄幼虫取食药量的一半，因而造成印楝素对草地贪夜蛾3龄幼虫的毒力作用强于2龄幼虫。

抗药性是杀虫剂使用留给害虫的遗传特征[21]，草地贪夜蛾作为一种迁飞性害虫，无疑会将抗性基因扩散，从而放大抗药性的问题，抗药性问题会增加农药的使用剂量，进而引发农产品的质量安全和环境安全等问题。生物农药对环境安全，并且由于具有多重作用机制不易引起抗药性，目前已成为防治害虫的重要手段之一[22]，虽然试验中印楝素对草地贪夜蛾的防治时效性不佳，但印楝素作为植物杀虫剂的代表，几乎达到了理想农药所要求的全部标准，不仅无明显的脊椎动物毒性或植物药害，还能在环境中迅速降解[23]。试验中发现，印楝素不仅对草地贪夜蛾具有良好的毒杀活性，还具有明显的拒食活性，在田间施药后，草地贪夜蛾对玉米取食率明显降低，叶片较为完整，在印楝素毒杀和拒食双重作用机制下，草地贪夜蛾的危害得到了有效控制。综上所述，在草地贪夜蛾的防治工作中，印楝素具有广阔的应用前景。