段愛玲,李洪剛,袁雪松,趙 鳴
(1.山東棉花研究中心,濟南 250100;2.山東省植物保護總站,濟南 250100;3.美國富美實公司,上海 201203)
【研究意義】棉田薊馬是我國棉花種植區普遍發生的一類重要害蟲,主要有煙薊馬(ThripstabaciLindeman)和花薊馬(FrankliniellaintonsaTrybom)2種[1]。轉基因棉花的大面積種植后,棉鈴蟲等鱗翅目害蟲得到了有效控制,但棉花薊馬危害日趨嚴重[2],已成為棉花上不能忽視的防治害蟲之一。棉薊馬危害盛期在棉田苗期5~6月,主要以成蟲、若蟲銼吸植株組織,棉花生長點、子葉和真葉等部位受到為害,可形成無頭株或枝杈叢生的多頭株,嚴重影響棉花產量[3,4];棉薊馬也是棉花病毒病主要傳播害蟲之一,病毒病能影響植株發育,造成結鈴減少[5]。【前人研究進展】以往對棉花薊馬的防治以化學防治為主,使用藥劑多為啶蟲脒、吡蟲啉等新煙堿類殺蟲劑,長期、廣泛使用這類藥劑使棉花薊馬產生抗藥性,降低防治效果[5]。溴氰蟲酰胺是一種新型鄰氨基苯甲酰胺類殺蟲劑,可以通過激活靶標害蟲的魚尼丁受體,導致害蟲麻痹死亡,該藥劑有較好的內吸性,對刺吸式害蟲具有優異的防效[6,7]。【本研究切入點】溴氰蟲酰胺目前已廣泛應用在黃瓜、西瓜、玉米等作物的薊馬防治上[8,9],但該藥劑針對棉花薊馬的生物活性、防效等仍未見報道。研究溴氰蟲酰胺對棉花薊馬的室內毒力測定和田間藥效評價。【擬解決的關鍵問題】測定溴氰蟲酰胺對棉花薊馬的毒力,開展田間防效試驗,為該藥劑在生產上實際應用提供數據支持。
試驗分別在山東省魯西南棉區巨野縣楊莊村和魯北棉區利津縣北宋鎮進行。
利津縣北宋鎮,試驗地土壤偏鹽堿性,肥力中等,灌排條件良好,田間管理良好。2019年試驗期間(6月17~30日),日平均溫度為28.23℃,日平均降雨量為0.07 mm。
巨野縣楊莊村,試驗地中壤土,肥力中等偏上,灌排條件良好,田間管理良好;2019年試驗期間(6月18日~7月1日),日平均溫度為28.68℃,日平均降雨量為0.07 mm。
1.1.1 室內毒力測試
供試藥劑:94%溴氰蟲酰胺原藥(美國富美實公司)。
供試蟲源:棉花煙薊馬,分別從巨野縣楊莊村和利津縣北宋鎮的棉花植株上采集若蟲,在(25±1)℃,RH(70±5)%、L∶D=13∶11的條件下飼養,取若蟲20~30頭,單頭飼養于直徑 3 cm,高8 cm的玻璃管中,以新鮮潔凈的棉花嫩葉片(未噴藥)進行飼養,隔天更換新鮮葉片,若蟲于玻璃管中化蛹,羽化后轉入60 cm×60 cm×60 cm的養蟲籠中配對,同時養蟲籠放置6~8片真葉棉苗并供給20%蜂蜜水,薊馬于棉株上產卵并孵化后,將若蟲取出待試。
供試棉苗:棉花品種為魯棉研1141(常規抗蟲中早熟品種,魯審棉20190004),種植于相同條件下的人工氣候箱中,未施用任何化學藥劑,長至6~8片真葉后待用。
1.1.2 對棉花的安全性評價
供試藥劑:10%溴氰蟲酰胺可分散油懸劑(美國富美實公司)。
供試品種:棉花品種魯棉1141(常規抗蟲中早熟品種,魯審棉20190004);魯棉研54號(常規抗蟲短季棉品種,魯農審2012021);海7124(海島棉材料,由山東棉花研究中心供種)
供試棉苗:生長環境控制在溫度25~30℃,濕度50%~75%。塑料花盆中栽培介質為滅菌的肥土/基質混合物(體積比1∶1),種子硫酸脫絨后用1%NaOCl消毒2.5 min,后播種到花盆中,每盆播種10粒種子,出苗后每盆保留5棵健苗,長出5~6片真葉后待用。
1.1.3 田間調查及田間藥效
供試藥劑:10%溴氰蟲酰胺可分散油懸劑(美國富美實公司);20%呋蟲胺可溶粒劑(日本三井化學AGRO株式會社);25%噻蟲嗪水分散粒劑(山東省聯合農藥工業有限公司)。
供試品種:魯棉研1141(常規抗蟲中早熟品種,魯審棉20190004)。
1.2.1 室內毒力測定
采用葉片浸漬飼喂法。將供試原藥用丙酮溶解,并用0.1%土溫80水溶液將各母液逐級稀釋成0.625、1.25、2.5、5和10 mg/L的濃度溶液備用。每個濃度3次重復,以0.1%土溫80水溶液作為空白對照。以棉薊馬若蟲為供試材料,將帶有棉薊馬的棉花葉片于藥液中浸漬10 s,取出后于吸水濾紙上陰干,反面朝上放置在養蟲盒中。每盒接入棉薊馬50頭,置于人工氣候箱飼養相同條件下。48 h后檢查死蟲數,檢查時用小毛筆撥動蟲體,試蟲完全不動視為死亡。若對照死亡率<10%為有效測定,若對照死亡率>10%,則當天全部處理作廢。
1.2.2 對棉花安全性試驗
以田間藥效試驗最高劑量為最低試驗計量,按照1、2、4倍的梯度設計10%溴氰蟲酰胺可分散油懸劑60、120和240 g.a.i./hm23個劑量,配藥用水量按照675 L/ hm2,每個處理4個重復,每個重復15株。施藥后分別于藥后7、14、21 d目測法觀察植株生長狀況和藥害癥狀及程度,根據棉花受害癥狀進行評價。表1

表1 藥害評價指標Table 1 Evaluation index of Phytotoxicity
1.2.3 田間藥效試驗
試驗設10%溴氰蟲酰胺可分散油懸劑49.95和60 g.a.i./hm2, 20%呋蟲胺可溶粒劑60和120 g.a.i./hm2,25%噻蟲嗪水分散粒劑56.25和75 g.a.i./hm2以及清水對照7個處理,小區面積20 m2,4次重復,隨機區組排列。采用MATABI-16人工背負式手動噴霧器,噴片口徑0.7 mm,打足氣,托扣結合,全株周到均勻噴霧,噴液量675 kg/hm2。藥后3、7、14 d調查記載活蟲數,每小區對角線5點取樣,取中上部固定掛牌15~30片有薊馬葉片(處理前薊馬基數不少于300頭),計算防治效果。
防治效果(%)=(空白對照區藥后蟲數-處理區藥后蟲數)/對白對照區藥后蟲數×100。
采用MS Excel 2013和IBM SPSS statistics 20對試驗數據進行處理分析,根據死亡機率值和濃度對數值求出毒力回歸方程(y=a+bx)和致死中濃度LC50值;用Duncan新復極差(DMRT)對田間藥效各處理間防效的差異顯著性進行檢驗。
研究表明,溴氰蟲酰胺對兩地采集的棉花薊馬均有很好的活性,處理48 h后 LC50分別為7.667和17.049 mg/L,溴氰蟲酰胺對巨野采集的棉花薊馬生物活性略優于利津采集的蟲源。表2

表2 溴氰蟲酰胺對棉花薊馬室內毒力Table 2 Indoor toxicity by cyantraniliprole to thrips of cotton
對3個不同棉花品種,以10%溴氰蟲酰胺可分散油懸劑田間藥效施藥高劑量為標準,分別按照田間標準計量1、2、4倍進行施藥,觀察棉花噴藥后7、14、21 d的生長狀況和藥害癥狀及程度。研究表明,3個棉花品種噴施3個不同藥量后,均正常生長,無變色、壞死、發育遲緩、萎蔫、畸形等藥害癥狀產生,生長狀態與未施藥對照無明顯差異,說明10%溴氰蟲酰胺可分散油懸劑對棉花的安全閾值大于240 g.a.i./hm2(田間用量的4倍)。
研究表明, 藥后3 d,供試藥劑10%溴氰蟲酰胺可分散油懸劑和對照藥劑20%呋蟲胺可溶粒劑、25%噻蟲嗪水分散粒劑均對照藥劑表現較好的速效性,6個處理的防效均達到80%以上,10%溴氰蟲酰胺可分散油懸劑高濃度處理防效最高,顯著高于其他幾個處理;藥后7 d,各處理防效不同程度增高,10%溴氰蟲酰胺可分散油懸劑高濃度處理和20%呋蟲胺可溶粒劑2個濃度處理的防效均達到90%以上;藥后14 d,10%溴氰蟲酰胺可分散油懸劑高濃度處理的防效最高,達95.36%, 顯著高于其他各處理,其次是10%溴氰蟲酰胺可分散油懸劑低濃度、20%呋蟲胺可溶粒劑高、低濃度、25%噻蟲嗪水分散粒劑高濃度4個處理的防效相當,25%噻蟲嗪水分散粒劑低濃度處理的防效最低,為81.48%,顯著低于其他各處理。表3
藥后3 d除25%噻蟲嗪水分散粒劑低濃度處理防效為79.06%外,其他處理均在80%以上,供試藥劑10%溴氰蟲酰胺可分散油懸劑高濃度處理防效最高,為92.25%,顯著高于其他各處理,速效性好;藥后7 d,各處理防效均有所增高,供試藥劑10%溴氰蟲酰胺可分散油懸劑高濃度和對照藥劑20%呋蟲胺可溶粒劑高濃度處理防效最高,分別為94.69%和93.34%,顯著高于其他各處理;藥后14 d,供試藥劑10%溴氰蟲酰胺可分散油懸劑高濃度的防效最高,為97.32%,顯著高于其他各處理,10%溴氰蟲酰胺可分散油懸劑低濃度的防效為88.50%,低于對照藥劑20%呋蟲胺可溶粒劑高濃度處理的防效,且顯著高于2個對照藥的低濃度處理。表4

表3 3種殺蟲劑防治棉花薊馬田間藥效(巨野)Table 3 control effect of three pesticides against thrips in cotton field (Juye)
注:上表中的殘蟲數量、防效均為重復平均值。小寫字母代表0.05水平差異顯著

表4 3種殺蟲劑防治棉花薊馬田間藥效(利津)Table 3 Control effect of three pesticides against thrips in cotton field (Lijin)
注:上表中的殘蟲數量、防效均為重復平均值。小寫字母代表0.05水平差異顯著
抗蟲棉大面積推廣種植后,多種原因導致薊馬等次要害蟲發生日趨嚴重并猖獗為害。薊馬形體小,活動敏捷,一般年份5月中下旬遷入棉田為害,苗期以煙薊馬為主,花蕾期煙薊馬和花薊馬混合發生為害[10]。苗期薊馬為害棉苗生長點,可形成無頭棉或多頭棉,亦可為害葉片造成葉片皺縮影響棉苗生長,因此,防治苗期薊馬是保證棉花正常生長的重要措施。清除田間周邊雜草能一定程度減輕薊馬的發生,但目前仍以化學防治為主,針對目前我國登記的防治棉花薊馬藥劑種類少的現狀,許多科研工作者進行了相關研究和藥劑篩選,吡蟲啉、噻蟲嗪等藥劑拌種,丁硫克百威、吡蟲啉、啶蟲脒等化學藥劑及生物農藥印楝素、蘇云金桿菌等噴霧均能較好的控制棉花薊馬為害[11,12]。
薊馬的抗藥性問題由來已久,20世紀50年代后,有機磷類殺蟲劑和氨基甲酸酯類殺蟲劑相繼被用于防治薊馬,至20世紀80年代末,薊馬對這兩類藥劑的抗藥性開始被不斷報道,這中間僅相隔20余年[13,14]。目前新煙堿類、氨基甲酸酯類等多種殺蟲劑被廣泛用于薊馬防治,抗藥性的問題也逐漸凸顯,抗藥性的產生又不斷促使農民增加用藥量,從而導致農藥殘留及環境污染的加重[5]。
作用機制不同的藥劑交替使用或輪用是延緩害蟲抗藥性的重要途徑之一,21世紀初美國杜邦公司研發完成最新形式的鄰甲酰胺基苯甲酰胺類化合物殺蟲劑氯蟲酰胺,并在此基礎上多次對苯環上的各種極性基團進行改變調整,研發出了魚尼丁受體抑制劑類殺蟲劑的第2代產品溴氰蟲酰胺,該藥劑殺蟲譜廣,內吸性好,不但對咀嚼式口器的鱗翅目、鞘翅目害蟲有直接殺害作用,還對刺吸式口器害蟲有很好的殺傷作用[15,16],該藥劑目前已經在包括棉鈴蟲、煙粉虱、蔬菜薊馬等多種作物的多種害蟲推廣應用,其作用機制不同與新煙堿類等其他殺蟲劑,因此,合理使用溴氰蟲酰胺與其他殺蟲劑輪換使用防治棉花薊馬不但具有良好的防效,還有利于控制和延緩棉花薊馬抗藥性的產生。
溴氰蟲酰胺對棉花薊馬有較好的生物活性,且對棉花安全性好,安全閾值240 g.a.i./hm2范圍內使用對棉花無不良影響。通過田間藥效試驗評價了溴氰蟲酰胺、呋蟲胺、噻蟲嗪的田間防效。