13种农药对甘肃定西和武威地区小菜蛾的毒力及药效

2021-10-30 06:06李金鸿李惠霞陈爱昌杨顺义
西北农业学报 2021年10期
关键词:小菜蛾核型酰胺

金 晶,罗 宁,李金鸿,李惠霞,陈爱昌,杨顺义

(1.甘肃农业大学 植物保护学院,甘肃省农作物病虫害生物防治工程实验室,兰州 730070;2.定西市植保植检站,甘肃定西 743000)

小菜蛾(Plutellaxylostella)是为害十字花科蔬菜的毁灭性害虫。其生活周期短且适应能力强,严重影响农产品的产量和品质[1-2]。由于小菜蛾对十字花科蔬菜基本都有取食性,加之杀虫剂的滥用及生活史的特殊性,使之成为当今最难防控的害虫之一[3-4]。全球每年因小菜蛾造成经济损失高达40~50亿美元[5]。小菜蛾在中国各蔬菜种植区均有分布,每年经济损失达7.7亿美元,防治极其困难[6]。小菜蛾通过幼虫取食造成减产,严重时达90%以上,甚至绝收,严重影响十字花科蔬菜生产安全性[4]。

小菜蛾防治措施主要有轮作、黑光灯诱杀和化学防治等,目前仍以化学药剂为主,多数地区连年大量不合理使用化学药剂,使小菜蛾长期生活在较高浓度的药剂选择压力下,促进了小菜蛾抗药性的产生和发展[7-9]。2014年首次发现小菜蛾田间种群对溴氰虫酰胺的抗性[10]。在湖南省发现对茚虫威、阿维菌素和高效氯氟氰菊酯产生高抗性[11]。总之,自1953年报道小菜蛾对DDT产生抗药性以来,已对多数杀虫剂产生不同程度抗性,几乎涉及所有药剂。研究表明,滥用化学药剂极易诱导小菜蛾产生抗药性,因此小菜蛾抗药性治理是亟待解决的问题。

甘肃省是中国西北地区高原夏菜的主产区,2018年仅兰州的种植面积就已达7.47万hm2,年产量310万t,种植面积在逐年扩大[12]。小菜蛾是高原夏菜安全生产中的主要害虫,为害一直呈上升趋势。目前,生产中小菜蛾的防治仍以大量使用化学药剂为主,既增加农药残留又促进小菜蛾抗药性的产生和发展。因此,减少化学药剂的使用量,即“双减”之一是中国当前生产中的迫切需求。本试验选用市场上常用的包括吡啶类、多角体病毒类、多杀菌素类、半合成抗生素类、植物源类、微生物源类、恶二嗪类、菊酯类、硫脲类等9类13种杀虫剂(其中吡啶类、病毒类、多杀菌素类等杀虫剂在甘肃地区的抗性水平未见报道),以定西和武威(为双减项目在西北地区的试验点)蔬菜产区小菜蛾种群为研究对象,结合室内和田间试验,测定其对小菜蛾相对敏感及田间种群3龄幼虫的毒力,并在此基础上筛选毒力较高的药剂开展田间药效试验,以期筛选出防治小菜蛾最佳的药剂,为甘肃乃至西北高原夏菜小菜蛾的综合防控提供依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

1.1.1 供试昆虫 小菜蛾相对敏感(RS)种群:相对敏感种群的选育参照韩招久等[13]的方法,将西北农林科技大学植物保护学院提供的敏感种群作为虫源,在甘肃农业大学植物保护学院养虫室饲养,饲料是昆虫实验室内育苗移栽的黄花芥蓝,且在饲养期间取食未接触任何农药和化学药剂的植物,作为相对敏感种群。饲养条件:温度为(25±1)℃,相对湿度为(75±5)%,光周期(L∶D)为16 h∶8 h。

小菜蛾田间种群:采自定西市(D-R种群)和武威市(W-R种群)高原夏菜产区。采集3~4龄幼虫,室内饲养1~2代后用于室内毒力测定。

1.1.2 饲养方法 将小菜蛾蛹放于养虫笼中,待其羽化、产卵后收集卵。将所收集只有卵的叶片,放于塑料盒中饲养,一般3 d后孵化,每天更换补充新鲜叶片供其取食生长,直至化蛹,将蛹收集到培养皿中,保存于4 ℃冰箱中(时间不可超过1个月,否则会影响羽化后产卵)。在饲料充足的情况下,同一天收集足够多的卵,让其孵化生长,大量幼虫相继生长至3龄期,用于试验研究。

1.1.3 供试药剂 室内毒力测定:95%氯虫苯甲酰胺原药、97%溴氰虫酰胺原药、88%茚虫威原药(美国富生物科技有限公司),5%苦参碱母药(北京三浦百草绿色植物制剂有限公司),95.6%高效氯氰菊酯原药、77%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐原药、97%高效氯氟氰菊酯原药(南京红太阳股份有限公司),10%四氯虫酰胺悬浮剂(沈阳科创化学品有限公司),50%丁醚脲悬浮剂(东莞市瑞德丰生物科技有限公司),1×109PIB/mL甘蓝夜蛾核型多角体病毒悬浮剂(江西新龙生物科技股份有限公司),25%乙基多杀菌素水分散粒剂(美国陶氏益农公司),8 000 IU/μL苏云金杆菌悬浮剂(山东鲁抗生物农药有限责任公司),2×109PIB/mL棉铃虫核型多角体病毒悬浮剂(河南勇冠乔迪农业科技有限公司)。

田间药效试验:0.5%苦参碱水剂(北京三浦百草绿色植物制剂有限公司),5%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐微乳剂(深圳诺普信农化股份有限公司),4.5%高效氯氰菊酯微乳剂(东莞市瑞德丰生物科技有限公司),150 g/L茚虫威乳油、10%溴氰虫酰胺悬浮剂(美国富生物科技有限公司),10%四氯虫酰胺悬浮剂(沈阳科创化学品有限公司),25%乙基多杀菌素水分散粒剂(美国陶氏益农公司),8 000 IU/μL苏云金杆菌悬浮剂(山东鲁抗生物农药有限责任公司),5%氯虫苯甲酰胺悬浮剂(美国杜邦公司),1×109PIB/mL甘蓝夜蛾核型多角体病毒悬浮剂(江西新龙生物科技股份有限公司),2×109PIB/mL棉铃虫核型多角体病毒悬浮剂(河南勇冠乔迪农业科技有限公司)。

1.1.4 试验地概况 试验地一:位于甘肃省定西市内官镇边家湾村,土质为沙壤土,面积为0.267 hm2,肥力中等,于2019年6月11日移栽甘蓝(Brassicaoleracea)。试验地二:位于武威市民勤县蔡旗乡月牙村,土质为沙壤土,面积为0.133 hm2,肥力中等,于2019年8月23日定植娃娃菜(Brassicacampestris)。

1.2 试验方法

1.2.1 室内毒力测定 采用浸渍法,将原药分别用二甲基甲酰胺(氯虫苯甲酰胺),二氯甲烷(高效氯氰菊酯、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、丁醚脲),丙酮(茚虫威、高效氯氟氰菊酯),二甲基亚砜(苦参碱),甲醇(溴氰虫酰胺、乙基多杀菌素)和乙腈(四氯虫酰胺)溶解,用含1‰吐温80蒸馏水按浓度梯度稀释药剂,用相同浓度溶剂处理作为对照,制剂直接用水稀释(浓度梯度按照最高浓度小菜蛾死亡率不超过80%,最低浓度死亡率不小于20%的原则,经过多次预试验最终确定)。将直径为 3 cm的新鲜甘蓝叶饼于药液中浸渍10 s、晾干、转至培养皿中,每皿3个叶饼、10头3龄幼虫,每个处理重复3次,饲养条件同相对敏感种群。药后48 h计算毒力回归方程、LC50值及置信区间。

1.2.2 田间试验药剂处理 试验地一设置11个处理,制剂用量分别为:0.5%苦参碱水剂1 500 mL/hm2,5%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐微乳52.5 g/hm2,4.5%高效氯氰菊酯微乳剂750 g/hm2,150 g/L茚虫威乳油210 mL/hm2,10%四氯虫酰胺悬浮剂525 g/hm2,25%乙基多杀菌素水分散粒剂195 g/hm2,10%溴氰虫酰胺悬浮剂270 mL/hm2,8 000 IU/μL苏云金杆菌悬浮剂3 750 mL/hm2,5%氯虫苯甲酰胺悬浮剂637.5 mL/hm2,1×109PIB/mL甘蓝夜蛾核型多角体病毒悬浮剂750 mL/hm2,2×109PIB/mL棉铃虫核型多角体病毒悬浮剂1 200 mL/hm2,用水量为450 L/hm2。于2019年6月28日采用背负式喷雾器均匀喷雾施药。

试验地二直接在试验一药剂筛选的基础上共设置4个处理,制剂用量分别为:25%乙基多杀菌素水分散粒剂180 g/hm2,5%氯虫苯甲酰胺悬浮剂450 mL/hm2,1×109PIB/mL甘蓝夜蛾核型多角体病毒悬浮剂750 mL/hm2,10%四氯虫酰胺悬浮剂600 g/hm2,用水量为450 L/hm2。于2019-08-30采用背负式喷雾器均匀喷雾施药。 每处理重复3次,小区面积为50 m2,以不施任何药剂处理为对照,各小区随机排列。

1.2.3 虫口基数调查与统计 施药前调查虫口基数。采用五点取样法,每点10株甘蓝,每小区50株,定株定点标记,统计幼虫数。施药后1、3、 7 d统计各处理活虫数。计算虫口减退率和防治效果,公式为:

虫口减退率=(施药前小区虫数-施药后小区虫数)/施药前小区虫数×100%

防治效果=(处理区虫口减退率-对照区虫口减退率)/(100-对照区虫口减退率)×100%

1.2.4 数据分析 用Excel 2010和SPRS 22.0软件进行统计分析,采用Duncan’s新复极差法及t检验法进行5%差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 对小菜蛾RS种群及田间种群的毒力

13种杀虫剂对小菜蛾RS种群室内毒力如表1所示,各类杀虫剂对小菜蛾RS种群室内48 h毒力由大到小依次为多杀菌素类>吡啶类>微生物源类>半合成抗生素类>恶二嗪类>硫脲类>菊酯类>植物源类,多角体病毒类属于昆虫病毒生物农药。其中,乙基多杀菌素在48 h时毒力最大,LC50为0.129 mg/L;四氯虫酰胺次之,LC50为0.178 mg/L;苦参碱毒力最小,LC50为62.357 mg/L;甘蓝夜蛾核型多角体病毒及棉铃虫核型多角体病毒的LC50分别为2.414×105PIB/mL和8.082×105PIB/mL 。

表1 对不同小菜蛾种群的毒力Table 1 Virulence test results of different Plutella xylostella populations

D-R种群对部分杀虫剂产生不同程度的抗性。就毒力测定而言,四氯虫酰胺对定西田间种群的室内48 h毒力最大,LC50为0.193 mg/L;其次为溴氰虫酰胺,LC50为0.506 mg/L;高效氯氰菊酯最差,LC50为197.875 mg/L。根据毒力测定结果可看出,该种群对高效氯氰菊酯的毒力最低,与RS种群相比,抗性倍数达4.2以上,且对高效氯氰菊酯、高效氯氟氰菊酯、丁醚脲和苏云金杆菌均产生不同程度抗药性,但抗性倍数不是很高,说明该种群幼虫产生抗药性的趋势较缓慢。

9种杀虫剂对W-R种群室内毒力由大到小依次为四氯虫酰胺>乙基多杀菌素>氯虫苯甲酰胺>甲氨基阿维菌素苯甲酸盐>茚虫威>苦参碱>高效氯氟氰菊酯>高效氯氰菊酯,其LC50值分别为0.228、0.643、0.809、7.620、12.118、 62.427、116.531和193.564 mg/L,甘蓝夜蛾核型多角体病毒的LC50值为7.564×105PIB/mL。与RS种群相比,对当地常用药剂高效氯氟氰菊酯、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐和高效氯氰菊酯抗性倍数为3.105、4.243和4.160倍。

综合3个种群毒力测定结果来看,四氯虫酰胺对小菜蛾RS种群、D-R种群和W-R种群在 48 h内的毒力最大,LC50分别为0.178 、0.193、 0.228 mg/L;其次是乙基多杀菌素和氯虫苯甲酰胺,LC50分别为0.129、0.558、0.462 mg/L和 0.260、0.631、0.809 mg/L。

2.2 不同杀虫剂对小菜蛾田间种群的防治效果

2.2.1 D-R种群 由表2可见,所有药剂处理的小菜蛾数量均不同程度减少,而未施任何药剂的对照处理小菜蛾数量增加 ,说明所用13种药剂均对小菜蛾有一定防治效果。其中1×109PIB/mL甘蓝夜蛾核型多角体病毒悬浮剂750 mL/hm2防治效果最好,药后1 d防效达 62.95%,与对照差异显著。4.5%高效氯氰菊酯微乳剂750 g/hm2防治效果较差,防效仅为 29.03%,与其他处理差异显著。药后3 d,5%氯虫苯甲酰胺悬浮剂637.5 mL/hm2防治效果最好,防效为61.01%,4.5%高效氯氰菊酯微乳剂750 g/hm2和150 g/L茚虫威乳油210 mL/hm2防治效果较差,防效为33.64%和 38.22%。药后7 d,1×109PIB/mL甘蓝夜蛾核型多角体病毒悬浮剂750 mL/hm2防治效果最好,为 84.28%;5%四氯虫酰胺悬浮剂次之,为 77.96%。8 000 IU/μL苏云金杆菌悬浮剂防效最差,为45.02%。结合所有药剂处理组结果来看,1×109PIB/mL甘蓝夜蛾核型多角体病毒、5%四氯虫酰胺和5%氯虫苯甲酰胺的防治效果最好,速效性优于其他药剂。

表2 不同药剂对D-R种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种群 25%乙基多杀菌素水分散粒剂180 g/hm2处理速效性最佳,药后1 d防效达49.26%,与其他处理差异显著。药后3 d,25%乙基多杀菌素水分散粒剂、5%氯虫苯甲酰胺悬浮剂、1×109PIB/mL甘蓝夜蛾核型多角体病毒悬浮剂和10%四氯虫酰胺悬浮剂处理防效相对较高,均超过50%;25%乙基多杀菌素水分散粒剂防效达到57.80%,与其他处理差异显著。药后 7 d, 25%乙基多杀菌素水分散粒剂处理防效最高,为80.93%,其余处理防效均在76.93%以上(表3)。

表3 不同药剂对W-R种群小菜蛾的防治效果Table 3 Control efficacy of different pesticides on Plutella xylostella of W-R population

综上所述,D-R种群对高效氯氰菊酯的抗性最高, W-R种群对甲氨基阿维菌素苯甲酸盐的抗性最高。

3 结论与讨论

小菜蛾是一种寡食性害虫,也是对十字花科蔬菜具有毁灭性危害的害虫。随着全球气候变暖,中国小菜蛾分布区域呈北移趋势,近年来青海、甘肃及内蒙古等地区小菜蛾发生愈来愈严重[14]。为了减少农民用药的盲目性,提高小菜蛾防治效率,增加十字花科蔬菜经济效益,本试验在甘肃高原夏菜主产区,测定13种不同药剂处理对小菜蛾虫口基数变化的影响,评价药剂的防治效果。研究结果表明,13种试验药剂均抑制小菜蛾的繁殖。

通过室内毒力测定,明确了13种药剂LC50大小。各类杀虫剂对小菜蛾RS种群毒力由大到小依次为多杀菌素类>双酰胺类>微生物源类>半合成抗生素类>恶二嗪类脲类>植物源类>菊酯类。其中,乙基多杀菌素的毒力最大,LC50为0.129 mg/L;苦参碱毒力最小,LC50为62.357 mg/L 。D-R种群对部分杀虫剂产生不同程度的抗性。四氯虫酰胺对D-R种群的毒力最大,LC50为0.193 mg/L;高效氯氰菊酯毒力最小,LC50为197.875 mg/L,与RS种群相比,抗性倍数达4.2以上,且对高效氯氟氰菊酯、丁醚脲和苏云金杆菌均产生不同程度抗药性。四氯虫酰胺对W-R种群的室内毒力最大,LC50为0.228 mg/L;高效氯氰菊酯最小, LC50为193.564 mg/L。与RS种群相比,对当地常用药剂高效氯氟氰菊酯、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐和高效氯氰菊酯抗性倍数分别为3.105、4.243和4.160倍。

本试验毒力测定中,高效氯氰菊酯对RS种群的LC50为46.526 mg/L,略低于殷劭鑫等[15]的结果(49.574 5 mg/L),远低于吕铭潇等[16]的结果(116.752 8 μg/mL)。因此,可保证本研究中所用小菜蛾RS种群的敏感性。实际上小菜蛾敏感种群的选育需根据普通遗传学原理,通过雌性成虫单独配对,使其子代对杀虫药剂的敏感性状发生分离,用药剂的区分剂量测定其4龄幼虫,选择敏感性高的作为下一代虫种,继续单配选育。经过连续多代的汰选,直至对多数药剂有较高的敏感性为止[16-17]。因而用抗性指数的大小来评价两个小菜蛾种群的抗性监测结果具有一定的可靠性,但是该方法不适合早期抗性监测[18]。可结合联合国粮农组织建议的区分剂量法也叫诊断剂量技术、神经电生理监测技术和生物化学检测法等更准确地检测小菜蛾的抗药性[19]。

田间防效受温度、降雨和天敌等的影响,但抗药性是影响田间防效的主要因素。研究表明,金华地区小菜蛾田间种群对氯虫苯甲酰胺的敏感性逐渐下降,柳州地区、佛山地区和华南地区小菜蛾田间种群对氯虫苯甲酰胺表现分别为抵抗、中抗和高抗。海口地区小菜蛾种群对溴氰虫酰胺产生抗性[20-22]。四氯虫酰胺对商丘地区小菜蛾防效较好,未产生抗性[23]。本研究结果表明,1×109PIB/mL甘蓝夜蛾核型多角体病毒悬浮剂对D-R种群防效最好,药后1、3、7 d防效分别为 62.95%、65.42%和84.28%,其次是10%四氯虫酰胺悬浮剂和5%氯虫苯甲酰胺悬浮剂,8 000 IU/μL苏云金杆菌悬浮剂、4.5%高效氯氰菊酯微乳剂和0.5%苦参碱水剂对小菜蛾的田间防效相对较低,可能是该地区高频率使用这3种药剂所致。核型多角体病毒类和吡啶类杀虫剂对的D-R种群防治效果最好,速效性优于其他药剂处理组。25%乙基多杀菌素水分散粒剂和10%四氯虫酰胺悬浮剂对W-R种群小菜蛾防效最好,药后7 d防效分别为80.93%和80.07%。试验中选用的杀虫剂多为化学合成杀虫剂,极易使小菜蛾产生抗药性,可进一步扩大和加深生物源农药的开发与应用。试验所在区域氯虫苯甲酰胺、溴氰虫酰胺和四氯虫酰胺未大量使用,无明显抗药性。两种核型多角体病毒及乙基多杀菌素防效较好,对人畜和环境安全。因此,两种核型多角体病毒、乙基多杀菌素及3种吡啶类杀虫剂可在西北旱区蔬菜小菜蛾等鳞翅目害虫的综合防治中推广应用,但需注意不同药剂的轮换使用,以增长药剂使用年限[24-25]。

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