張學濤, 柳建偉, 李 芬, 劉 寧, 孫 磊, 張東海, 劉小寧*
(1.新疆大學生命科學與技術學院,新疆生物資源與基因工程重點實驗室,烏魯木齊 830046;2.石河子大學農學院,石河子 830032; 3.國家棉花工程技術研究中心,烏魯木齊 830091)
棉蚜是世界性主要農業害蟲之一,在棉花全生 育期內均能取食為害。前期危害最重,主要群聚于植株生長點等幼嫩部位取食為害,蚜量大時,嚴重抑制棉株的正常發育,并分泌大量蜜露污染棉花葉、蕾、花、鈴、絮,嚴重影響光合作用,造成蕾、花、幼鈴脫落,產量下降、棉纖維受到污染,降低植棉經濟效益。新疆棉區是我國的三大植棉區之一,地理位置及氣候條件特殊,棉蚜的發生為害特點與其他地區差異很大[1-4],20世紀80年代中、后期以來,棉蚜開始成為新疆棉區的主要害蟲。
目前,棉蚜的防治主要依賴于殺蟲劑。連續不科學地使用殺蟲劑,使害蟲承受較高的選擇壓力。于金鳳等利用殺蟲劑抗性選育棉蚜,在第16代時對溴氰菊酯的抗藥性可達6719倍[5]。棉蚜生命歷期短,北疆棉區年發生25~35代[6],在不合理地加大殺蟲劑用量,增加用藥頻率的情況下,棉蚜可能產生嚴重的抗藥性。本研究選擇北疆棉區所用的主要殺蟲劑類型,測定了該棉區不同地區棉蚜種群的敏感度水平,為北疆棉區科學、合理地防治棉蚜提供依據和指導。
新煙堿類:96%吡蟲啉粉劑(山東聯合化工股份有限公司),98.54%啶蟲脒粉劑(山東聯合化工股份有限公司);抗生素類:97.75%阿維菌素粉劑(石家莊市凱利達化工有限公司);有機磷類:91.1%辛硫磷乳油(湖北仙隆化工有限責任公司),98%毒死蜱粉劑(江蘇寶靈化工股份有限公司),90%馬拉硫磷乳油(葫蘆島凌云集團農藥化工有限公司),87.1%三唑磷乳油(湖北仙隆化工有限責任公司),90.9%丙溴磷乳油(煙臺科達化工有限公司);菊酯類:93.6%氰戊菊酯乳油(江蘇常隆化工有限公司),95%高效氟氯氰菊酯粉劑(南京紅太陽股份有限公司),95.6%聯苯菊酯粉劑(江蘇常隆化工有限公司)。
試驗于2010年7-8月進行,測試棉蚜田間種群分別采自新疆農業大學老滿城試驗地(簡稱:新農大種群)、農業部農作物新品種DUS測試烏魯木齊分中心(安寧渠種群)、石河子墾區147團(147團種群)和新湖農場(新湖種群)。
生物測定采用FAO 1980年推薦的葉片浸漬法[7]:將供試殺蟲劑用體積分數0.05%Triton X-100溶液溶解,如果殺蟲劑不溶于0.05%Triton X-100溶液,加入少量的丙酮直至殺蟲劑完全溶解后再溶解于0.05%Triton X-100溶液并稀釋成試驗濃度。田間采集新鮮棉葉,在藥液中浸泡5 s,取出自然陰干后,放入含有1.5%瓊脂的培養皿(內徑為9 c m)內。田間自然震落法采集棉蚜,選擇個體大小均勻一致的3~4齡無翅蚜進行試驗,以0.05%的Triton X-100溶液為對照,每濃度處理棉蚜不少于20頭,重復4次。24 h后檢查試蟲死亡情況,以0#毛筆輕輕觸動棉蚜足和觸角無反應為死亡判定標準。
測試數據利用Excel 2003版及DPS 9.5軟件處理,參照Finney幾率值分析法計算毒力回歸曲線、LC50及95% 置信限。
新疆農業大學試驗田極少使用殺蟲劑,且距最近主產棉區50 k m以上,對殺蟲劑較為敏感。具體結果見表1,用藥24 h后,啶蟲脒、吡蟲啉的毒殺效果最好,其LC50均為0.04 mg/L,其他殺蟲劑效果依次為辛硫磷(0.15 mg/L)>阿維菌素(0.78 mg/L)>毒死蜱(1.27 mg/L)>氰戊菊酯(1.78 mg/L)>高效氟氯氰菊酯(6.58 mg/L)。而安寧渠棉蚜種群用藥24 h后,以吡蟲啉的毒殺效果最好,LC50為0.06 mg/L,其次為啶蟲脒(0.13 mg/L)>辛硫磷(0.47 mg/L)>阿維菌素(0.79 mg/L)>毒死蜱(1.99 mg/L)>氰戊菊酯(7.04 mg/L)>高效氟氯氰菊酯(11.77 mg/L)。通過對比,安寧渠棉蚜較新農大棉蚜對殺蟲劑產生了一定的抗藥性。分析兩地棉蚜種群的LC50,新煙堿類殺蟲劑效果最好,菊酯類殺蟲劑效果最差,有機磷類、阿維菌素介于其間。
北疆石河子墾區農八師147團場、農六師新湖農場大面積種植棉花已有20余年,棉鈴蟲、棉蚜為其主要害蟲,為害嚴重,殺蟲劑的使用量相對較大。從測試結果來看(表2):有機磷類殺蟲劑對147團和新湖農場兩地棉蚜種群毒殺效果最差,其中147團棉蚜種群對三唑磷的抗藥性最高(LC50為578.52 mg/L),其次為丙溴磷的(LC50為376.31 mg/L),對辛硫磷的抗性最小(LC50為142.77 mg/L);新湖棉蚜種群對有機磷殺蟲劑同樣產生了較高的抗藥性,最高的為三唑磷(LC50為460.16 mg/L),其次為丙溴磷(LC50為335.06 mg/L),對辛硫磷的抗性最小(LC50為185.54 mg/L)。對于新煙堿類殺蟲劑而言,啶蟲脒對147團棉蚜種群的LC50為5.24 mg/L,吡蟲啉的 LC50為0.43 mg/L;啶蟲脒對新湖棉蚜 LC50為10.53 mg/L,吡蟲啉的 LC50為0.94 mg/L;菊酯類殺蟲劑的毒殺效果較好,其中聯苯菊酯對147團棉蚜種群LC50為0.29 mg/L,氰戊菊酯LC50為10.99 mg/L,高效氟氯氰菊酯的LC50為15.48 mg/L;聯苯菊酯對新湖棉蚜種群的LC50為0.35 mg/L,氰戊菊酯LC50為 7.21 mg/L,高效氟氯氰菊酯的 LC50為28.09 mg/L。阿維菌素對兩地棉蚜種群的毒殺效果均較好(對147團棉蚜種群的LC50為6.75 mg/L,對新湖棉蚜種群的LC50為3.77 mg/L)。

表1 7種殺蟲劑對新農大和安寧渠棉蚜田間種群的毒力測定

表2 10種殺蟲劑對147和新湖棉蚜田間種群的毒力測定
以新疆農業大學試驗田種群作為相對敏感系,分析了三地棉蚜種群的相對抗性倍數,結果如表3所示,安寧渠棉蚜種群均處于相對敏感水平,在所有測試殺蟲劑中抗性最高的氰戊菊酯,其抗性倍數僅為4.0倍;而石河子墾區對有機磷和新煙堿類的啶蟲脒產生了高抗藥性,147團種群對辛硫磷的抗性倍數為951.8倍,對啶蟲脒的相對抗性倍數為134.4倍。新湖種群對辛硫磷的相對抗性倍數更達到了1236.9倍,對啶蟲脒的相對抗性倍數為270.0倍;但147團種群和新湖種群對氰戊菊酯(147團種群的相對抗性倍數為6.2倍,新湖種群相對抗性倍數為4.1倍)的敏感度均較高,147團種群對阿維菌素的相對抗性倍數為8.6倍;新湖農場種群對阿維菌素的相對抗性倍數為4.8倍。

表3 棉蚜田間種群對殺蟲劑的相對抗性倍數
棉蚜的抗性發展與其自身特點、生活史和殺蟲劑的使用有著重要的聯系。
棉蚜的發育歷期短,繁殖方式多樣,繁殖能力強,對殺蟲劑的抗性發展快,特別是殺蟲劑的不合理使用如高頻次使用同類別或同一品種殺蟲劑,使其抗藥性發展進程加快。在棉蚜對某種殺蟲劑產生抗藥性之后,該殺蟲劑的毒殺效果減弱,為強化對棉蚜的毒殺效果,棉農普遍會加大使用濃度,這樣增加了對棉蚜的選擇壓力,短期內造成抗藥性水平迅速升高。
測試結果與文獻報道的內地其他省份棉區棉蚜的抗藥性相比,新疆北疆棉區棉蚜對于殺蟲劑的敏感性較 高,抗 藥 性 水 平 較 低[8-9]。 宋 化 穩 等[8]2002年測定了15種殺蟲劑對敏感性棉蚜的LC50,其中,辛硫磷的LC50高出新農大棉蚜種群LC5069.45倍、吡蟲啉高出9倍,氰戊菊酯高出1.07倍,對于阿維菌素和高效氟氯氰菊酯,新農大棉蚜種群抗藥性水平與之比較分別達到了4.18倍和17.59倍。綜合分析,新農大棉蚜種群仍處于相對敏感的水平。
安寧渠棉蚜種群較新農大種群對殺蟲劑產生了一定的抗藥性,但抗性水平還相對較低。分析其原因:一方面,該測試地點主要進行農作物的新品種測試與鑒定,田間種植小麥、玉米、大豆、棉花等作物種類較多,嚴格執行輪作倒茬等耕作制度,蟲害主要依賴生物、物理防治,殺蟲劑使用較少;另一方面,該測試地點相對封閉,遠離烏魯木齊市近郊蔬菜區和棉花主產區,棉蚜的傳播、發生危害輕。殺蟲劑的使用量和頻率均很低,所以該處棉蚜種群對殺蟲劑的抗藥性相對偏低。
石河子墾區棉蚜種群對菊酯類殺蟲劑的敏感度水平在所測試的殺蟲劑中最高,與新農大種群相比較,其中高效氟氯氰菊酯的相對抗性倍數為0.04倍(147團種群)和0.1倍(新湖種群),這與石河子墾區嚴禁使用菊酯類殺蟲劑有關。但菊酯類殺蟲劑的抗性一旦形成將很難恢復敏感性,因此在生產中還應繼續嚴格控制該類殺蟲劑的使用。吡蟲啉、啶蟲脒是新煙堿類殺蟲劑,對已對有機磷、氨基甲酸酯類殺蟲劑產生抗性的害蟲有特效。但本試驗測定結果表明,與新農大種群相比,147團棉蚜種群對啶蟲脒的抗藥性水平達到了134.4倍,新湖種群抗藥性水平更是達到了270.0倍,而對吡蟲啉卻很敏感,這是由于吡蟲啉的價格略高于啶蟲脒,由于經濟及使用偏好等原因,啶蟲脒的使用頻率和使用量均高于吡蟲啉,因此導致了棉蚜對啶蟲脒的高抗藥性。雖然現階段石河子墾區棉蚜對吡蟲啉的抗藥性還較低,但棉蚜對新煙堿類殺蟲劑存在較大的抗藥性風險[10-11]。因此,石河子墾區應密切關注棉蚜對該類殺蟲劑的抗性發展,防止石河子墾區棉蚜對該類殺蟲劑產生過高的抗藥性,為后續的棉蚜防治帶來困難。
殺蟲劑的使用方式對棉蚜的抗性水平發展有直接影響。石河子墾區是新疆棉花的主要產區,本研究結果為石河子墾區棉蚜的化學防治提供了一個明確的依據和指導。由于該區的棉蚜種群對于有機磷類殺蟲劑和啶蟲脒均產生了明顯的抗藥性,因此在今后田間防治過程中應減少或禁止使用有機磷類殺蟲劑,減少啶蟲脒的使用量和使用頻率;或者輪換使用不同類型殺蟲劑;或不同殺蟲機理的殺蟲劑按照一定的比例混配;或適當添加增效劑等均可延緩棉蚜抗性的發展。
[1] 羅亮,馬德英,苗偉,等.北疆氣溫與棉蚜發生量之間關系的探討[J].新疆農業科學,2007,44(4):423-428.
[2] 馮志超,王永安.新疆北部棉區棉蚜大發生原因及綜合防治[J].新疆農業科學,2005,42(4):265-268.
[3] 劉健,吳孔明,趙奎軍,等.不同地理種群棉蚜對溫度和光周期的生態適應性[J].生態學報,2003,23(5):863-869.
[4] 張福遠,劉衛同.春棉不同時期主要害蟲和天敵群落特征的研究[J].植保技術與推廣,1998,18(3):6-7.
[5] 于金鳳,王金信,劉峰,等.棉蚜對不同類型殺蟲劑的抗性發生規律[J].山東農業大學學報,1997,28(3):315-319.
[6] 苗偉,郭忠勇,呂昭智,等.基于正弦函數擬合估算新疆棉鈴蟲及棉蚜的發生代數[J].新疆農業科學,2006,43(3):186-188.
[7] FAO.Reco mmended met hods for measurementof pest resistance to pesticides[M].FAO Plant Production and Pr otection,1980:21.
[8] 宋化穩,陳澤龍,莊占興,等.濟南地區棉蚜對15種殺蟲劑的抗性比較[J].農藥科學與管理,2002,23(4):29-31.
[9] 任明勇,梁革梅,張永軍,等.幾種藥劑對棉苗蚜、伏蚜的毒力測定和藥效試驗[J].棉花學報,2007,19(3):199-204.
[10]王開運,姜興印,儀美芹.山東省主要菜區瓜(棉)蚜抗藥性及機理研究[J].農藥學學報,2000,2(3):19-24.
[11]潘文亮,黨志紅,高占林.幾種蚜蟲對吡蟲啉抗藥性的研究[J].農藥學學報,2000,2(4):85-87.