鐵皮石斛蝸牛為害調(diào)查及茶皂素活性試驗初報

孫晗靖，滕瑩，金雅慧，王靈玲，繆強(qiáng)*，陸文軍

(1.杭州市富陽區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,浙江 杭州 311400；2.杭州市富陽區(qū)植物檢疫所,浙江 杭州 311400；3.春江街道農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,浙江 杭州 311400)

在杭州市富陽區(qū)開展鐵皮石斛(Dendrobiumcandidum)大棚設(shè)施、林下原生態(tài)及仿生栽培過程中，因鐵皮石斛溫暖濕潤和半陰半陽栽培環(huán)境與蝸牛適生環(huán)境近似，極易造成蝸牛滋生，表現(xiàn)為咬食石斛莖、葉、花、嫩芽等,甚至啃食全株，導(dǎo)致植株死亡。蝸牛爬行時留下白色黏液及糞便對石斛生長極其不利，嚴(yán)重影響石斛品質(zhì)和產(chǎn)量,蝸牛已成為石斛生產(chǎn)中需嚴(yán)加防控的對象。

茶皂素是一類結(jié)構(gòu)相近的三萜類皂苷糖苷化合物[1]，具有乳化、分散、濕潤、發(fā)泡等表面活性及溶血、魚毒、抗?jié)B消炎等生物活性[2-3]。作為優(yōu)良的農(nóng)藥助劑茶皂素可以促進(jìn)某些農(nóng)藥在作物葉片上的沉積量,增加藥效[4-8]。茶皂素對雙翅目(家蠅)、鱗翅目(菜青蟲、小夜蛾、甜菜夜蛾、茶尺蠖)、半翅目(棉蚜、茶小綠葉蟬)害蟲及線蟲表現(xiàn)出明顯的生物活性(毒性)[9-13]，同時對蚯蚓、田螺、釘螺、福壽螺等冷血動物也具有很強(qiáng)的毒殺活性[14-25]，茶皂素對蝸牛的防治潛力也有一些探討[26-27]。我們通過鐵皮石斛蝸牛為害的調(diào)查，明確富陽區(qū)本地為害優(yōu)勢種；開展茶皂素對蝸?；钚宰饔檬覂?nèi)藥效試驗和田間試驗效果測定，為鐵皮石斛生產(chǎn)綠色防控藥劑和方法提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1 供試蝸牛

蝸牛為田間捕捉成貝，置于室溫(25±1)℃、相對濕度80.0%±10%養(yǎng)蟲室養(yǎng)蟲盒(15 cm×8 cm×6 cm)內(nèi)以新鮮生菜飼養(yǎng)。飼喂復(fù)壯2 d后,挑選活性良好、個體大小基本一致、開口活動的蝸牛進(jìn)行試驗。

1.1.2 供試植物

試驗植物選用盆栽生菜，分批種植在中國林業(yè)科學(xué)院亞熱帶林業(yè)研究所溫室中。在基質(zhì)中育苗，等長到有3～5張葉片時移栽到直徑8 cm、高12 cm的塑料盆中。選用7～8片葉的生菜進(jìn)行茶皂素生物測試。

1.1.3 供試藥劑

96%茶皂素純品，由中國林業(yè)科學(xué)院亞熱帶林業(yè)研究所林產(chǎn)化工團(tuán)隊分離提純；吐溫-80(Tween-80)，由上海國藥集團(tuán)生產(chǎn)。

1.2 方法

1.2.1 富陽地區(qū)石斛蝸牛種類和優(yōu)勢種調(diào)查

于2019年6月12—18日雨季下雨后當(dāng)天的晚間,在洞橋鎮(zhèn)查口村鐵皮石斛種植基地和黃公望鐵皮石斛野外種植基地進(jìn)行實地調(diào)查。利用野外工作燈照明，調(diào)查有害軟體動物發(fā)生為害情況。收集健康蝸牛標(biāo)本,寄送軟體動物分類專家鑒定(活體標(biāo)本置于裝有生菜葉網(wǎng)封塑料盒中，防止活體標(biāo)本寄送途中死亡并腐爛影響鑒定結(jié)果)，依據(jù)采集蝸牛數(shù)量及為害率確定為害優(yōu)勢種。

1.2.2 供試蝸牛行為習(xí)性觀察

用塑料收納箱(50 cm×30 cm×40 cm)作為飼養(yǎng)間，在箱底部放入10 cm厚濕潤基質(zhì)，在基質(zhì)上擺放2盆鐵皮石斛供蝸牛取食。同時在收納箱內(nèi)接入50只供試蝸牛,每天觀察其活動、行為特征及習(xí)性，每2 h記錄1次。

1.2.3 茶皂素對蝸牛生物活性室內(nèi)藥效測定

采用十字選擇儀測定茶皂素對供試蝸牛取食影響。十字選擇儀為自制,用木質(zhì)材料制成，十字長度25 cm,中心交合區(qū)長、寬均5 cm。取食選擇試驗在中國林業(yè)科學(xué)院亞熱帶林業(yè)研究所溫度(25±1)℃、相對濕度70.0%±10.0%、自然光照的養(yǎng)蟲室內(nèi)進(jìn)行。選擇生長基本一致的盆栽生菜，自基部切斷后作為蝸牛食物。將配置好的茶皂素溶液均勻噴施于生菜葉片正反面作為處理,以噴施清水作對照，以葉片剛有液體滴下為準(zhǔn)。試驗時，先將十字選擇儀底部濕潤，再將經(jīng)同一濃度茶皂素處理過生菜和清水浸過的生菜分別間隔放入十字選擇儀的一端，在十字選擇儀中心接入20頭供試蝸牛讓其自由選擇取食。試驗自20：00開始，12 h后統(tǒng)計不同生菜上(所在)蝸牛數(shù)量。茶皂素設(shè)置5個濃度梯度，分別為0.1、0.2、0.3、0.4和0.5 mg·mL-1，每濃度重復(fù)3次。生菜葉及蝸牛均只使用1次。

1.2.4 田間試驗

試驗在中國林業(yè)科學(xué)院亞熱帶林業(yè)研究所黃公望試驗林場鐵皮石斛種植基地內(nèi)進(jìn)行(120°00′36″E,30°06′02″N)。選擇2個長勢一致、蝸牛發(fā)生較為嚴(yán)重的臨近種植區(qū)進(jìn)行試驗，每個苗床面積約20 m2，鐵皮石斛的種植密度為6株·m-2。

選用0.3 mg·mL-1茶皂素溶液對一個試驗區(qū)內(nèi)鐵皮石斛進(jìn)行噴霧防治，另一個試驗區(qū)以噴清水作為對照。噴霧前,先抽樣調(diào)查每塊樣地蝸牛的發(fā)生基數(shù)。調(diào)查時，在2個試驗區(qū)內(nèi)分別隨機(jī)選定5個試驗小區(qū)(面積1 m2左右)，于21：00調(diào)查統(tǒng)計各自小區(qū)蝸牛侵入數(shù)量。

施藥后每晚檢查一次，調(diào)查時間為21：00,統(tǒng)計各小區(qū)蝸牛侵入的數(shù)量，持續(xù)檢查5 d。

1.3 數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(V14.10)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計。在取食選擇試驗中，蝸牛對不同處理生菜的選擇偏好進(jìn)行重復(fù)適合性G檢驗；在田間防治試驗中，不同處理小區(qū)內(nèi)蝸牛的侵入數(shù)量采用單因素方差分析，選P<0.05顯著水平。

2 結(jié)果與分析

2.1 為害種類和優(yōu)勢種

蔬菜、大豆、棉花等田間蝸牛為害優(yōu)勢種[28-35]主要為巴蝸?？频耐桶臀伵；蚧野臀伵！Ｔ诟魂枀^(qū)洞橋鎮(zhèn)查口村和黃公望林場鐵皮石斛種植基地進(jìn)行的蝸牛種類及發(fā)生情況調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在大棚和野外種植區(qū)為害鐵皮石斛的蝸牛主要有海南小囊螺、琥珀螺、灰巴蝸牛、同型巴蝸牛和扁形小囊螺5種(表1)。從調(diào)查期內(nèi)各種蝸牛采集數(shù)量和為害情況分析,富陽區(qū)以扁形小囊螺為鐵皮石斛為害優(yōu)勢種，在黃公望林場野外種植區(qū)部分樣地內(nèi)蟲口達(dá)到102頭·m-2。從采集地點(diǎn)分析,野外仿生種植區(qū)蝸牛數(shù)量極顯著多于大棚鐵皮石斛種植區(qū)(P<0.01,t檢驗)。

表1 杭州市富陽區(qū)石斛蝸牛的為害情況

2.2 蝸牛行為習(xí)性

試驗中,蝸牛晝伏夜出,一般在18：00 之后陸續(xù)爬出基質(zhì)覓食，喜取食嫩芽和基質(zhì)表面上已經(jīng)被取食過、留有傷口的植株,20：00至次日4：00是蝸?；顒痈叻迤?以20：00—22：00 在土表及植株上活動取食的蝸牛數(shù)量最多，6：00—8：00全部返回藏身之處，8：00—18：00不出來活動(圖1)。陰雨天氣的白天也只有少量個體出來活動,即使白天澆水后也很少有蝸牛爬出基質(zhì)，要到日落時才出來取食。

圖1 供試蝸牛的活動節(jié)律

2.3 茶皂素藥效

2.3.1 驅(qū)避作用

供試蝸牛對不同濃度茶皂素溶液的行為反應(yīng)表明,當(dāng)濃度≥0.3 mg·mL-1時,茶皂素溶液對蝸牛表現(xiàn)出極顯著的驅(qū)避作用(Gp=6.823,P<0.01；GH=6.11,P=0.403；Gp為選擇處理間差異，GH為重復(fù)間差異，下同)。93.1%的蝸牛會選擇對照組取食，且隨著濃度的提高，驅(qū)避作用越顯著，當(dāng)濃度達(dá)到0.5 mg·mL-1時，98.2%會選擇對照組取食。當(dāng)十字選擇儀四端都放置未處理生菜時，蝸牛選擇基本相當(dāng)，試驗裝置對蝸牛選擇無顯著影響(圖2)。觀察可見,蝸牛不取食經(jīng)茶皂素處理過的菜葉，當(dāng)接觸到藥液后腹足馬上縮入體內(nèi)休眠。

*表示處理和對照間差異顯著(P<0.05)；NS表示差異不顯著(圖3同)。

茶皂素對鐵皮石斛蝸牛驅(qū)避作用與處理時間密切相關(guān)(圖3)。噴施0.3 mg·mL-1茶皂素12 h后，作用最為顯著,隨著時間的延長，驅(qū)避作用略有降低，但與對照相比仍表現(xiàn)出顯著的驅(qū)避作用，直至60 h后仍有93.2%蝸牛選在對照葉片上取食(Gp=8.823,P<0.05)，趨避作用顯著，且茶皂素對石斛蝸牛的驅(qū)避作用持續(xù)時間較長。另外在試驗過程中發(fā)現(xiàn)，蝸牛對茶皂素表現(xiàn)出拒食作用，絕大多數(shù)蝸牛在接觸各濃度藥液處理葉片后頭部縮入殼內(nèi)，不取食或少量取食，而對照組蝸牛則相對較活躍，正常取食。

圖3 茶皂素不同處理時間對蝸牛趨避作用的影響

2.3.2 田間防控效果

噴施茶皂素溶液鐵皮石斛樣區(qū)內(nèi)，24 h后蝸牛侵入量由21.9頭·m-2降為6.8頭·m-2，72 h后侵入量降至最低。而對照區(qū)72 h后蝸牛侵入量由0 h的23.4頭·m-2增加至32.2頭·m-2(表2)。雖然隨著試驗時間進(jìn)一步延長，處理區(qū)內(nèi)石斛蝸牛侵入率在逐漸回升，但仍顯著低于對照組，可見茶皂素對石斛蝸牛侵入有明顯抑制作用。

表2 茶皂素處理對石斛蝸牛的防控效果

2.3.3 安全性

經(jīng)田間觀察，噴施≥0.3 mg·mL-1茶皂素防治蝸牛，藥后試驗小區(qū)與對照區(qū)鐵皮石斛均無異常現(xiàn)象發(fā)生，生長情況基本一致。

3 討論

當(dāng)前生產(chǎn)中防控蝸牛、蛞蝓等軟體動物,常用化學(xué)藥劑為四聚乙醛粉劑或顆粒劑[36-38]，由于蝸牛體壁構(gòu)造在不適環(huán)境中可分泌黏液形成白色薄膜而封閉殼口保護(hù)其肉體部分，甚至可進(jìn)行墊伏越夏和休眠越冬，因此，用藥后防效顯著下降；同時農(nóng)戶存在超量用藥、生長期使用單一農(nóng)藥、盲目施藥問題,造成田間實際防治效果不理想、藥劑污染環(huán)境等現(xiàn)象。而茶皂素具有在自然界中可自行降解、無毒性殘留、不污染環(huán)境、對人畜無影響等優(yōu)點(diǎn)，符合目前農(nóng)藥工業(yè)和農(nóng)業(yè)綠色環(huán)保可持續(xù)發(fā)展要求。茶皂素對蝸牛生物活性室內(nèi)試驗結(jié)果表明，當(dāng)溶液濃度≥0.3 mg·mL-1時對蝸牛表現(xiàn)出極顯著的驅(qū)避作用(Gp=6.823,P<0.01；GH=6.11,P=0.403)。同時茶皂素對石斛蝸牛驅(qū)避作用持續(xù)時間較長，表現(xiàn)為噴施0.3 mg·mL-1茶皂素12 h后作用最為顯著，與對照相比，直至60 h后仍表現(xiàn)出顯著的驅(qū)避作用(Gp=8.823,P<0.05)。田間防控效果試驗也具較好的速效性和持效性，表明茶皂素溶液對石斛蝸牛侵入有顯著抑制作用，72 h后田間抑制效果達(dá)到峰值。因此,茶皂素可作為替代化學(xué)藥劑防治蝸牛的有效物質(zhì)，能較好控制野外石斛蝸牛等軟體動物為害，具有一定的推廣應(yīng)用價值。

因茶皂素純品相對成本較高，油茶提油后副產(chǎn)品茶粕中茶皂素含量豐富(約20%)，能在較短時間內(nèi)對相關(guān)動物產(chǎn)生毒性作用[25]，具備生物農(nóng)藥特點(diǎn)，將其作為肥料同時也可達(dá)到驅(qū)避蝸牛等蟲害效果。