甘藍莖部用藥對小菜蛾內吸活性的影響

楊 帆， 周利琳， 王 攀， 望 勇， 李 芒， 劉小明， 司升云

(武漢市農業科學技術研究院蔬菜科學研究所，湖北武漢 430345)

傳統應用化學農藥的方式有種子處理、土壤處理(噴霧、撒施、灌根)和葉面處理(噴霧、噴粉、煙霧)等，尤以葉面噴霧應用最為普遍。但長期使用噴霧技術存在諸多不足之處，如(1)霧滴漂移和流失造成的農藥浪費現象嚴重；(2)大量消耗水資源；(3)嚴重污染環境；(4)對天敵影響較大，對蛀干、蛀芯及藏在其他隱蔽處危害的害蟲防治效果較差；(5)受環境因子(土壤吸附、風雨沖刷)干擾較大[1]。此外，多年來農民濫用、誤用化學農藥已逐漸導致主要害蟲抗(耐)藥性上升、次要害蟲大發生以及生態平衡破壞等一系列問題。因此，探索新型精準施藥方式尤為重要。

植株莖部施藥技術的原理是將內吸性農藥以注射、涂抹等特定的方法施于植株莖部，使其通過內吸性滲透至植株體內，隨體液傳導擴散至其他部位或產生更毒的代謝物，使危害該部位的害蟲中毒死亡[1-2]。植株莖部施藥技術起源于15世紀的樹干注射農藥[3]，目前用于部分林木及木本農作物(棉花、高粱、玉米)等的病蟲害防治[4-6]，但未見有報道將這項技術應用于蔬菜植株的病蟲害防控中。在之前的研究中筆者將吡蟲啉等新煙堿類殺蟲劑以莖部包裹的方式施于植株莖部發現，這項技術對蚜蟲等刺吸式口器害蟲有非常好的防治效果(未發表)，但是否同樣適用于咀嚼式口器害蟲目前尚不可知。

小菜蛾[Plutellaxylostella(L.)]屬鱗翅目(Lepidoptera)菜蛾科(Plutellidae)，是重要的十字花科害蟲之一，其生活周期短、繁殖能力強、世代重疊現象嚴重[7-8]、對環境的適應性強[9-11]，這些生物學特性使其在世界范圍內普遍發生，危害嚴重[12-14]。小菜蛾成蟲喜在葉背產卵，且卵粒分散，很少成堆[8]；1～2齡幼蟲常鉆入葉片上下表皮之間取食葉肉，潛葉危害，在田間不易被發現，傳統觸殺性藥劑也會因未能觸及蟲體而錯過最佳防治時期。因此，選擇內吸性強、持效期久的新型藥劑，減少藥劑施用量與規范施用方法，對于實現小菜蛾田間種群的可持續控制勢在必行。

本研究選擇目前生產中12種常用的防治小菜蛾的化學藥劑，以甘藍為寄主植物，在裹莖和灌根2種施藥方式下對小菜蛾低齡幼蟲的生物活性進行比較，以期篩選高效、低毒的新型內吸性藥劑，同時驗證通過莖部的內吸作用使藥劑到達害蟲取食部位進而使其中毒死亡的方法是否可行，為甘藍莖部施藥技術的深入研究提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 供試藥劑

供試藥劑主要有20%氯蟲苯甲酰胺懸浮劑[美國杜邦(中國)有限公司]、10%溴氰蟲酰胺懸浮劑[美國杜邦(中國)有限公司]、6%乙基多殺菌素懸浮劑(美國陶氏益農公司)、10%蟲螨腈懸浮劑(巴斯夫歐洲公司)、24%甲氧蟲酰肼懸浮劑(美國陶氏益農公司)、15%茚蟲威乳油[美國杜邦(中國)有限公司]、2.5%多殺霉素懸浮劑(美國陶氏益農公司)、1.8% 阿維菌素乳油(華北制藥集團愛諾有限公司)、10%四氯蟲酰胺懸浮劑[沈陽化工研究院(南通)化工科技發展有限公司]、20%氟苯蟲酰胺水分散粒劑(浙江石原金牛農藥有限公司)、10%氟啶蟲酰胺水分散粒劑(浙江石原金牛農藥有限公司)、5%氟啶脲乳油(浙江石原金牛農藥有限公司)。

1.2 供試蟲源

于2015年4月下旬在武漢市農業科學院蔬菜科學研究所試驗基地采集小菜蛾幼蟲，在室內連續飼養多代采用新鮮甘藍葉片群體飼養幼蟲，成蟲羽化后雌雄隨機配對移入養蟲籠內，飼喂10%新鮮蜂蜜水，并放入裝有新鮮甘藍葉片的塑料膜供其產卵。所有試蟲均放置在溫度為(25±1)℃、相對濕度為60%～70%、光―暗周期為14 h―10 h(光期為 06：00―20：00)的人工氣候室內飼養。選擇生長發育良好的新羽化成蟲作為供試蟲源。

1.3 供試植株

甘藍品種為京豐一號。于2015年6月30日將甘藍種子播種于100孔育苗穴盤內，然后放置于溫室的防蟲網(120目細紗封閉)內生長發育；當幼苗發育至2～3張真葉時移栽到直徑為20 cm、高為18 cm的花盆內，移栽時間為2015年7月21日。選擇生長健康、長勢一致的甘藍苗作為供試植株。

1.4 試驗設計

分別將12種藥劑配制成濃度為50 mg/L的溶液，待用。在養蟲籠(80 cm×50 cm×40 cm)內放置苗齡一致、無蟲卵的健康甘藍苗，再放入一定數量的小菜蛾成蟲，產卵24 h后取出，調查產卵基數。用藥方式有2種：莖部用藥(脫脂棉浸藥裹莖法：用藥量為3 mL，以3 mL清水作為空白對照)和根部用藥(灌根法：根莖部周圍5 cm處挖一小溝，將藥液倒入，填平；用藥量為20 mL，以20 mL清水作為空白對照)，分別于施藥后3、5、7、10、13 d觀察幼蟲的存活情況。每個處理重復4次，每個處理3株甘藍苗。整個過程保持環境溫度在(25±1) ℃，相對濕度在60%～70%，分別按以下公式計算試蟲的死亡率和校正死亡率。

死亡率=死蟲數/總蟲數×100%；

校正死亡率=處理組死亡率-對照組死亡率/(100-對照組死亡率)×100%。

1.5 數據處理

對相同用藥方式及用藥時間處理、不同藥劑作用下小菜蛾幼蟲的校正死亡率進行單因素方差分析，并用LSD法進行顯著性檢驗；2種施藥方式對校正死亡率的差異用t測驗進行顯著性檢驗。所有數據先經反正弦轉化。不同藥劑對幼蟲發育進度影響的差異分析采用校正χ2檢驗。所有統計分析均在SAS 9.0中完成。

2 結果與分析

2.1 裹莖處理下12種藥劑對小菜蛾幼蟲的校正死亡率

在相同濃度相同用量不同時間的裹莖處理下，12種藥劑對小菜蛾初孵幼蟲的活性存在顯著差異(df=11、36；F3=3.02，P3=0.011 5；F5=11.19，P5<0.000 1；F7=11.29，P7<0.000 1；F10=11.22，P10<0.000 1；F13=9.71，P13<0.000 1)。由表1可知，氯蟲苯甲酰胺和乙基多殺菌素對小菜蛾初孵幼蟲的活性較高，于藥后7 d達到最大，校正死亡率均為100.0%；其次為溴氰蟲酰胺、氟啶蟲酰胺和四氯蟲酰胺，藥后13 d校正死亡率分別為84.0%、74.4%、68.9%；再者為多殺霉素、茚蟲威和阿維菌素，最大校正死亡率分別為43.1%、41.7%、40.4%；氟啶脲、蟲螨腈和甲氧蟲酰肼對小菜蛾的活性最低，最大校正死亡率分別為29.3%、22.8%、13.3%。說明氯蟲苯甲酰胺、乙基多殺菌素、溴氰蟲酰胺、氟啶蟲酰胺和四氯蟲酰胺這5種藥劑有較好的莖部內吸效果。

表1 不同藥劑在裹莖處理下對小菜蛾初孵幼蟲的校正死亡率

注：同一列數據后不同小寫字母表示在0.05水平上差異顯著，表3同。

對不同藥劑處理下小菜蛾幼蟲的發育進度進行了比較，結果如表2、圖1所示。藥后3 d，藥劑處理組與對照組幼蟲的發育進度無顯著差異，絕大多數個體處于1齡幼蟲期。藥后5 d，不同處理之間出現顯著差異，其中氯蟲苯甲酰胺、溴氰蟲酰胺、乙基多殺菌素、四氯蟲酰胺、氟苯蟲酰胺、氟啶蟲酰胺和氟啶脲7個處理組大部分幼蟲仍停滯在1齡，發育進度顯著降低，其他藥劑與對照組超過90%的個體進入2～3齡幼蟲期。值得注意的是，經四氯蟲酰胺、氟苯蟲酰胺、氟啶蟲酰胺和氟啶脲處理后除顯著降低1～2齡幼蟲的發育進度外，還縮短了4齡幼蟲的發育歷期，藥后13 d化蛹比例明顯高于對照組。

2.2 灌根處理下12種藥劑對小菜蛾幼蟲的校正死亡率

灌根處理下12種藥劑對小菜蛾初孵幼蟲的活性存在顯著差異(df=11、36；F3=4.37，P3=0.001 2；F5=16.06，P5<0.000 1；F7=20.70，P7<0.000 1；F10=15.89，P10<0.000 1；F13=11.10，P13<0.000 1)。由表3可知，溴氰蟲酰胺表現出極好的根部吸收效果，藥后5 d對小菜蛾的校正死亡率迅速達到100%；其次為氯蟲苯甲酰胺、乙基多殺菌素、多殺霉素和阿維菌素，最大校正死亡率均超過90.0%。這5種藥劑處理后13 d的校正死亡率明顯高于其他藥劑；再者為氟啶蟲酰胺、四氯蟲酰胺和氟啶脲，最大校正死亡率分別為71.1%、63.5%、56.2%；蟲螨腈、甲氧蟲酰肼和氟苯蟲酰胺對小菜蛾幼蟲的活性較低，最大校正死亡率分別為17.0%、20.0%、16.7%。說明溴氰蟲酰胺、氯蟲苯甲酰胺、乙基多殺菌素、多殺霉素和阿維菌素這5種藥劑有較好的根部吸收效果。

表2 不同藥劑在裹莖處理下對小菜蛾幼蟲發育進度影響的卡方檢驗

表3 不同藥劑在灌根處理下對小菜蛾初孵幼蟲的校正死亡率

2.3 不同用藥方式對小菜蛾幼蟲防治效果的比較

在相同濃度下，對裹莖和灌根2種施藥方式下藥劑對小菜蛾幼蟲的防治效果進行比較，并對其差異顯著性進行t測驗，結果如表4所示。藥后3 d，氯蟲苯甲酰胺、溴氰蟲酰胺、多殺霉素和氟啶蟲酰胺的根部處理防治效果顯著高于莖部處理，其他藥劑在2種施藥方式間無顯著差異，但總體而言根部處理優勢明顯；藥后5 d，氯蟲苯甲酰胺的莖部處理活性迅速升高，且顯著高于根部處理，溴氰蟲酰胺和四氯蟲酰胺根部處理效果顯著高于莖部處理，其他藥劑無顯著差異；藥后7～13 d，除多殺霉素(藥后10、13 d)和阿維菌素外，其他10種藥劑在2種施藥方式下對小菜蛾幼蟲的校正死亡率均沒有顯著差異。

表4 裹莖和灌根處理對小菜蛾初孵幼蟲校正死亡率比較結果

注：加粗的P值表示灌根處理對小菜蛾的致死率顯著高于裹莖處理；a表示裹莖處理對小菜蛾的致死率顯著高于灌根處理。

3 結論與討論

在我國，小菜蛾由北至南一年可發生2～20代[15-17]，而在北方夏季以及南方春末夏初季節由于環境溫度較高，小菜蛾發育歷期縮短，田間種群的世代重疊現象最為嚴重和復雜。這種世代差異一方面與成蟲的產卵習性有關，小菜蛾成蟲羽化當天即開始產卵，產卵期可一直持續到成蟲死亡，更有研究表明小菜蛾種群的整個產卵期最長可持續100 d[7]；另一方面與種群對環境的強適應性有關，在春季大發生后，小菜蛾可在生長期較長的甘藍、蘿卜和大白菜等十字花科作物上積累大量的蟲源基數，引發秋季種群的再次猖獗。小菜蛾這種世代重疊的繁復性往往使殘效期短的農藥無法奏效。此外，考慮到該種群低齡幼蟲潛葉危害，高齡幼蟲葉背危害的習性[9]，從化學防治角度來看，筆者認為實現小菜蛾可持續控制的方法之一是選擇殺卵且持效期長的內吸性藥劑。

本研究從目前生產中常用的葉面噴霧制劑中篩選出12種內吸性好的新型藥劑。在莖部用藥處理下，12種殺蟲劑對小菜蛾低齡幼蟲的毒力由高到低依次為氯蟲苯甲酰胺、乙基多殺菌素、溴氰蟲酰胺>氟啶蟲酰胺、四氯蟲酰胺>茚蟲威、阿維菌素、多殺霉素>氟啶脲、蟲螨腈、甲氧蟲酰肼、氟苯蟲酰胺(表1)。大多數藥劑在藥后7～10 d達到最大活性，氟啶蟲酰胺表現出的毒效較慢，但隨著時間的延長，它對小菜蛾幼蟲的致死作用整體上增強。在根部用藥處理下，藥劑的毒力由高到低依次為溴氰蟲酰胺、氯蟲苯甲酰胺、乙基多殺菌素>多殺霉素、阿維菌素>氟啶蟲酰胺、四氯蟲酰胺>氟啶脲、茚蟲威、甲氧蟲酰肼>蟲螨腈、氟苯蟲酰胺(表2)。大多數藥劑在藥后7 d達到最大活性，其中溴氰蟲酰胺表現出極好的根部吸收效果。

這些結果表明，氯蟲苯甲酰胺、溴氰蟲酰胺和乙基多殺菌素在2種施藥方式下對甘藍植株上小菜蛾的低齡幼蟲均有較好的應用效果。雖然在莖部處理下3種藥劑在藥后3 d的活性均較低，但藥后5 d達到較高的水平，并且表現較為平穩，持效期均超過13 d。在相同濃度下，莖部的用藥量(3 mL)僅為根部(20 mL)的15%，但兩者最高防效無顯著差異(表4)。說明莖部用藥對藥劑的利用率明顯優于根部用藥，速效性差，但持效性好；同時說明氯蟲苯甲酰胺、乙基多殺菌素、溴氰蟲酰胺、氟啶蟲酰胺和四氯蟲酰胺這5種藥劑更適用于莖部施藥方式下農藥的選擇，還須進一步比較2種施藥方式在相同藥劑濃度及用量下的速效性和持效性。

本結果表明，可以通過蔬菜莖部包裹法實現對農藥的施用，經植株莖部的內吸作用使藥劑到達害蟲取食部位使其中毒死亡，進而實現對害蟲的持續控制作用。使用該方法對內吸性農藥在蔬菜上進行病蟲害的防治應用具有以下特點：(1)在農藥施用過程中霧滴無飄移、無流失，對環境無污染；(2)節約大量水資源；(3)減少農藥施用量，降低用藥頻率；(4)施藥后受環境因子影響較小；(5)避免了農藥與有益天敵的直接接觸；(6)在害蟲大發生前對植株進行施藥處理，有效降低前期蟲源基數。

當然，植株莖部施藥技術要想實現規模化推廣應用，還須進一步解決以下幾個問題：(1)篩選或生產合適劑型的農藥及其配套載體；(2)明確藥劑在植株體內的動態分布及其與環境因子、植株生育期的關系，明確安全間隔期，結合田間害蟲的發生規律確定最佳施藥時期和施藥次數；(3)測定植株體內藥劑含量對靶標害蟲毒力作用的致死中濃度(lethal concentration of 50%，簡稱LC50)，確定推薦施藥劑量；(4)評估莖部施藥技術對植株自身的安全性(是否會造成局部藥害)及后期生長和產量的影響。

：

[1]吳春篤. 農藥使用的安全性研究[J]. 農業機械學報，1996，27(增刊1)：148-152.

[2]吳春篤. 植株莖部施藥防治害蟲的研究[J]. 農業機械學報，1996，27(增刊1)：139-143.

[3]Dick J M，Longman K A. Techniques for injecting chemicals into trees[J]. Arboricultural Journal，1985，9(3)：211-214.

[4]董 英，汪維云，吳春篤，等. 桃樹莖部施藥的生理基礎研究[J]. 農業機械學報，1999，30(5)：76-80.

[5]王慧瑜，趙玉安，賈耀軍. 樹干注射施藥技術研究概況[J]. 農藥學學報，2005，7(2)：104-108.

[6]尹可鎖，鄭泗軍，楊韶松，等. 利用假莖注射吡蟲啉防控香蕉薊馬[J]. 植物保護，2016，42(5)：238-241.

[7]柯禮道，方菊蓮. 小菜蛾生物學的研究：生活史、世代數及溫度關系[J]. 昆蟲學報，1979，22(3)：310-319.

[8]柯禮道，方菊蓮. 小菜蛾生物學研究——生活習性的觀察[J]. 植物保護學報，1980，7(3)：9-14.

[9]陳非洲，劉樹生. 低溫對小菜蛾實驗種群的影響[J]. 應用生態學報，2004，15(1)：99-102.

[10]陸自強，陳麗芳，祝樹德. 溫度對小菜蛾發育與增殖影響的研究[J]. 昆蟲知識，1988，25(3)：147-149.

[11]潘 飛，何余容，王德森，等. 溫度對小菜蛾生長發育和繁殖影響的研究進展[J]. 環境昆蟲學報，2012，34(1)：104-109.

[12]Harcourt D G，Cass L M. Photoperiodism and fecundity inPlutella

maculipennis(Curt.)[J]. Nature，1966，210(5032)：217-218.

[13]Hardy J E.PlutellamaculipennisCurt.，its natural and biological control in England[J]. Bulletin of Entomological Research，1938，29(4)：343-372.

[14]Talekar N S，Shelton A M. Biology，ecology，and management of the diamondback moth[J]. Annual Review of Entomology，1993，38：275-301.

[15]馮 夏，李振宇，吳青君，等. 小菜蛾抗性治理及可持續防控技術研究與示范——公益性行業(農業)科研專項“小菜蛾可持續防控技術研究與示范”進展[J]. 應用昆蟲學報，2011，48(2)：247-253.

[16]張貴云，張麗萍，劉 珍，等. 山西十字花科小菜蛾種群消長動態及幾種殺蟲劑的觸殺毒力比較[J]. 應用昆蟲學報，2011，48(2)：260-266.

[17]周曉榕，常 靜，龐保平，等. 內蒙古小菜蛾種群數量動態及抗藥性監測[J]. 應用昆蟲學報，2013，50(1)：173-179.