8種生物農(nóng)藥對苜蓿葉象甲的室內(nèi)毒力測定及田間防效

劉 慧, 金富強(qiáng), 劉亞朋, 黃嶸崢, 韓小強(qiáng)*, 馬春暉*

(1.石河子大學(xué)動物科技學(xué)院， 新疆 石河子 832003； 2.石河子大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院， 新疆 石河子 832003；3.石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院， 新疆 石河子 832003)

紫花苜蓿(MedicagosativaL.)是豆科苜蓿屬多年生草本植物，是奶牛等草食動物的重要優(yōu)質(zhì)飼草，在我國有兩千多年的栽培歷史。紫花苜蓿具有很高的營養(yǎng)價(jià)值，富含蛋白質(zhì)、細(xì)胞溶質(zhì)以及礦物質(zhì)和維生素[1]，適口性好，可適應(yīng)惡劣的生態(tài)環(huán)境，具有穩(wěn)定的生產(chǎn)力，被冠以“牧草之王”的稱號[2-3]。作為營養(yǎng)物質(zhì)含量豐富的優(yōu)質(zhì)牧草，紫花苜蓿同樣也被植食性昆蟲所喜食。據(jù)報(bào)道，美國苜蓿田至少有1 000種節(jié)肢動物，其中有100～150種能造成危害[1]。我國北方苜蓿害蟲達(dá)到110多種，蚜蟲、籽蜂、芫菁、薊馬、葉象甲是主要的為害種類[4]。苜蓿葉象甲(HyperaposticaGyllenhal)作為苜蓿主要害蟲，對苜蓿生產(chǎn)造成嚴(yán)重的損失[1,5-6]。

苜蓿葉象甲屬鞘翅目(Coleptera)象甲科(Curculionidae)，喜食紫花苜蓿，是苜蓿最主要的經(jīng)濟(jì)害蟲，也取食三葉草、草木樨等豆科植物[1,7-8]。據(jù)報(bào)道，苜蓿葉象甲在我國主要分布于新疆、內(nèi)蒙古和甘肅等地[9]，給苜蓿產(chǎn)業(yè)帶來毀滅性災(zāi)難[10-11]。苜蓿葉象甲的幼蟲和成蟲均能對苜蓿造成危害，且存在世代重疊，會出現(xiàn)多種蟲態(tài)同時(shí)危害苜蓿的現(xiàn)象，導(dǎo)致苜蓿生長受阻、成熟延遲、產(chǎn)量下降，同時(shí)降低苜蓿與其他雜草的競爭力，嚴(yán)重時(shí)還會導(dǎo)致苜蓿植株干枯，不開花，乃至枯死[1]。此外，苜蓿葉象甲還能造成苜蓿粗蛋白和干物質(zhì)消化率的降低，影響苜蓿品質(zhì)[12-13]。

針對苜蓿葉象甲的危害，目前的防治措施主要有以下3種(1)苜蓿與禾本科牧草進(jìn)行間作/輪作或加強(qiáng)田間管理等農(nóng)業(yè)措施來減少苜蓿葉象甲幼蟲總數(shù)[14-15]；(2)引進(jìn)天敵通過生物防治手段控制苜蓿葉象甲[1,6,16]；(3)使用農(nóng)藥防治苜蓿葉象甲，該法具有較好的速效性與持效性，是目前防治苜蓿葉象甲的主要方法[17-18]。在實(shí)際生產(chǎn)中，化學(xué)藥劑是防治苜蓿害蟲的首要選擇，如擬除蟲菊酯類和煙堿類等化學(xué)殺蟲劑常用于苜蓿田害蟲的防治[19]。但是，我國目前還沒有登記在苜蓿田的殺蟲劑，對苜蓿田蟲害的防治帶來了極大的影響。苜蓿田化學(xué)殺蟲劑的使用對包括傳粉昆蟲和天敵昆蟲在內(nèi)的非靶標(biāo)生物有不利影響[6]，再加上相關(guān)殘留限量和施藥安全間隔期等標(biāo)準(zhǔn)尚未建立，存在較大風(fēng)險(xiǎn)。因此，開展苜蓿葉象甲的綠色防控，是保障紫花苜蓿綠色生產(chǎn)及提高畜產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)的重要前提。本研究選擇7種生物源殺蟲劑和1種昆蟲生長調(diào)節(jié)劑，通過室內(nèi)毒力測定研究各藥劑對苜蓿葉象甲的毒力，進(jìn)而選取對苜蓿葉象甲具有顯著毒力的殺蟲劑進(jìn)行田間藥效試驗(yàn)，以期為苜蓿葉象甲的綠色防控提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試?yán)ハx

供試苜蓿葉象甲幼蟲采集于石河子大學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)場四連苜蓿田，室內(nèi)毒力測定時(shí)，選取活力均勻一致苜蓿葉象甲2—3齡幼蟲。

1.2 供試殺蟲劑

供試農(nóng)藥及類型見表1。

表1 供試殺蟲劑Table 1 Tested insecticide

1.3 試驗(yàn)地概況

田間藥效試驗(yàn)設(shè)在石河子大學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)場四連苜蓿田，苜蓿品種為‘中苜1號’，生長期第3年，苜蓿葉象甲偏重發(fā)生。灌溉模式為滴灌，試驗(yàn)地地勢平坦，管理水平較高。

1.4 試驗(yàn)方法

1.4.1室內(nèi)毒力測定 采用浸漬法進(jìn)行毒力測定，根據(jù)預(yù)試驗(yàn)，將各供試殺蟲劑設(shè)定為5個(gè)濃度梯度，8種殺蟲劑的濃度梯度設(shè)置見表2。以清水處理作為空白對照。

表2 8種供試殺蟲劑的濃度梯度Table 2 Test concentrations of biopesticides

藥液配制：準(zhǔn)確量取各藥劑，用自來水配制所需藥液。每個(gè)藥劑設(shè)置5個(gè)梯度濃度，每個(gè)濃度3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)處理15頭苜蓿葉象甲幼蟲。采用浸蟲法測定供試藥劑對苜蓿葉象甲幼蟲的毒力。

試蟲處理：藥劑配制后，將試蟲在藥液浸漬10 s，用吸水紙吸去多余的藥液，然后將試蟲轉(zhuǎn)移到新鮮苜蓿葉片中飼養(yǎng)。

死蟲數(shù)統(tǒng)計(jì)：統(tǒng)計(jì)藥后48 h的死蟲數(shù)，根據(jù)公式(1)和(2)計(jì)算死亡率和校正死亡率，計(jì)算結(jié)果均保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位。

(1)

(2)

1.4.2田間藥效試驗(yàn) 試驗(yàn)設(shè)計(jì)：根據(jù)室內(nèi)毒力測定結(jié)果，選擇制劑用量450 mL·hm-2的10%多殺菌素懸浮劑、2 250 mL·hm-2的0.3%印楝素乳油、900 mL·hm-2的0.5%苦參堿水劑、900 g·hm-2的30%茶皂素水劑、1 500 g·hm-2的32 000 IU·mg-1蘇云金桿菌G033A(BacillusthuringiensisG033A)可濕性粉劑進(jìn)行田間藥效試驗(yàn)，另設(shè)清水對照處理。每個(gè)處理3個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)30 m2，小區(qū)間留有2 m保護(hù)行，小區(qū)隨機(jī)排列。于苜蓿葉象甲發(fā)生始盛期(2021年5月11日)，施藥1次，兌水噴霧，用水量450 L·hm-2。

防效調(diào)查：每小區(qū)五點(diǎn)取樣，每點(diǎn)用0.5×0.5 m樣方框量取0.25 m2的苜蓿，用鐮刀小心割下樣方框內(nèi)所有苜蓿，裝入采樣袋，帶回實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)計(jì)每個(gè)采樣袋內(nèi)苜蓿上所有齡期的苜蓿葉象甲。施藥前調(diào)查蟲口基數(shù)，施藥后3，7，10 d分別調(diào)查殘蟲數(shù)。按照公式(3)和(4)計(jì)算防效。

(3)

(4)

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel進(jìn)行整理計(jì)算；采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，顯著性測驗(yàn)采用鄧肯氏新復(fù)極差法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 8種生物農(nóng)藥對苜蓿葉象甲的室內(nèi)毒力測定

8種供試生物殺蟲劑對苜蓿葉象甲幼蟲48 h的室內(nèi)毒力測定結(jié)果見表3。4種植物源殺蟲劑中，苦參堿對苜蓿葉象甲幼蟲的毒力最高，LC50為0.077 g·L-1；除蟲菊素對苜蓿葉象甲幼蟲的毒力最低，LC50為0.344 g·L-1；印楝素和茶皂素對苜蓿葉象甲幼蟲的LC50分別為0.235 g·L-1和0.277 g·L-1，表現(xiàn)出了相當(dāng)?shù)幕钚浴Ｎ⑸锇l(fā)酵的多殺菌素，對苜蓿葉象甲幼蟲也具有較好的毒力，LC50為0.168 g·L-1，優(yōu)于印楝素、茶皂素和除蟲菊素。微生物殺蟲劑蘇云金桿菌G033A(B.thuringiensisG033A)和昆蟲生長調(diào)節(jié)劑抑食肼對苜蓿葉象甲幼蟲的毒力均不理想，LC50分別為36.014 g·L-1(制劑用量)和4.105 g·L-1。

表3 8種生物殺蟲劑對苜蓿葉象甲的室內(nèi)毒力Table 3 Indoor toxicity of eight biopesticides to alfalfa leaf weevil

2.2 5種生物殺蟲劑對苜蓿葉象甲幼蟲的田間防效

根據(jù)室內(nèi)毒力測定的結(jié)果，選擇對苜蓿葉象甲具有較高毒力的4種植物源殺蟲劑(10%多殺菌素懸浮劑、0.3%印楝素乳油、0.5%苦參堿水劑和30%茶皂素水劑)和1種微生物殺蟲劑32 000 IU·mg-1蘇云金桿菌G033A(B.thuringiensisG033A)可濕性粉劑，開展防治苜蓿葉象甲的田間藥效試驗(yàn)。

5種供試殺蟲劑對苜蓿葉象甲幼蟲的田間藥效試驗(yàn)結(jié)果見表4。施藥后3 d，10%多殺菌素懸浮劑和30%茶皂素水劑對苜蓿葉象甲幼蟲的防效最好，防效分別為81.42%和75.13%，顯著優(yōu)于0.5%苦參堿水劑和32 000 IU·mg-1蘇云金桿菌G033A(B.thuringiensisG033A)可濕性粉劑(P<0.01)，表明二者對苜蓿葉象甲幼蟲具有較好的速效性。0.5%苦參堿水劑和微生物殺蟲劑32 000 IU·mg-1蘇云金桿菌G033A(B.thuringiensisG033A)可濕性粉劑對苜蓿葉象甲幼蟲的防效顯著低于10%多殺菌素懸浮劑和30%茶皂素水劑(P<0.01)，分別為21.03%和15.14%。0.3%印楝素乳油則對苜蓿葉象甲幼蟲的防效為49.48%，表現(xiàn)出了中等的防效。

表4 5種生物殺蟲劑對苜蓿葉象甲的田間防效Table 4 Field control effects of five biopesticides on alfalfa leaf weevil

施藥后7 d，0.3%印楝素乳油對苜蓿葉象甲的防效顯著提升，達(dá)到61.58%；10%多殺菌素懸浮劑和30%茶皂素水劑對苜蓿葉象甲幼蟲的防效分別為78.61%和61.85%，均顯著優(yōu)于0.5%苦參堿水劑和32 000 IU·mg-1蘇云金桿菌G033A(B.thuringiensisG033A)可濕性粉劑(P<0.01)。

施藥后10 d，各處理組防效均有所下降，但10%多殺菌素懸浮劑和30%茶皂素水劑對苜蓿葉象甲幼蟲的防效下降幅度最低，分別為68.62%和60.80%的防效，顯著優(yōu)于0.5%苦參堿水劑和32 000 IU·mg-1蘇云金桿菌G033A(B.thuringiensisG033A)可濕性粉劑(P<0.01)，二者對苜蓿葉象甲幼蟲具有較好的持效性。微生物殺蟲劑32 000 IU·mg-1蘇云金桿菌G033A(B.thuringiensisG033A)可濕性粉劑在施藥后的3個(gè)調(diào)查時(shí)期，對苜蓿葉象甲幼蟲的防效均最差。

3 討論

早在1982年，SUHAIBANI就研究了四種化學(xué)殺蟲劑滅多威、克百威、殺撲磷和亞胺硫磷對苜蓿葉象甲幼蟲的室內(nèi)毒力，發(fā)現(xiàn)克百威對苜蓿葉象甲幼蟲的毒力最高，其次是殺撲磷、克百威和水胺硫磷[20]。針對新疆地區(qū)苜蓿葉象甲的危害，劉長月等從10種殺蟲劑及1個(gè)混劑中篩選發(fā)現(xiàn)4.5%高效氯氰菊酯乳油對苜蓿葉象甲成蟲和2～4齡幼蟲的毒力最強(qiáng)，10%吡蟲啉可濕性粉劑和印楝素乳油次之；而2.0%阿維菌素乳油、20%啶蟲脒可溶液劑對苜蓿葉象甲基本無效果[16]。最近，周丹等發(fā)現(xiàn)10%聯(lián)苯菊酯乳油對紫云英中苜蓿葉象甲的速效性和持效性較好，藥后14 d防效可以達(dá)到98.2%，60 g·L-1乙基多殺菌素懸浮劑和4.5%高效氯氰菊酯乳油次之[21]。雖然化學(xué)殺蟲劑對苜蓿葉象甲具有較好的速效性，能夠在短時(shí)間內(nèi)控制住其對苜蓿的危害，但是化學(xué)殺蟲劑對苜蓿及以苜蓿為食的動物安全性較差。

利用生物有機(jī)體或其代謝產(chǎn)物進(jìn)行害蟲防治已成為新的研究熱點(diǎn)。利用“以蟲治蟲”的策略，發(fā)現(xiàn)七星瓢蟲、蜘蛛、苜蓿葉象姬蜂等天敵相繼被報(bào)道能夠在一定程度上實(shí)現(xiàn)對苜蓿葉象甲種群的控制[9]。利用“以菌治蟲”的策略，發(fā)現(xiàn)昆蟲病原病毒、細(xì)菌和真菌等微生物也能夠顯著限制苜蓿葉象甲的種群數(shù)量[22]。李益等深入研究發(fā)現(xiàn)球孢白僵菌Bb-10-12對苜蓿葉象甲2齡幼蟲毒力最高，具有開發(fā)成生物殺蟲劑的潛力[18]。本研究從已有的生物殺蟲劑出發(fā)，通過室內(nèi)毒力測定和田間藥效試驗(yàn)篩選發(fā)現(xiàn)10%多殺菌素懸浮劑和30%茶皂素水劑對苜蓿葉象甲幼蟲表現(xiàn)出了較好的速效性和持效性。值得注意的是，本研究中微生物殺蟲劑蘇云金桿菌G033A(B.thuringiensisG033A)對苜蓿葉象甲的LC50為36.014 g·L-1，施藥后7 d的田間防效僅為13.35%，表現(xiàn)出了較差的活性。但是，SHTESTHA等認(rèn)為蘇云金桿菌SDS-502(B.thuringiensisgalleriaeSDS-502)在低標(biāo)記率下可使苜蓿葉象甲幼蟲數(shù)量減少27%～40%，在高標(biāo)記率下可使苜蓿葉象甲數(shù)量減少55%～59%[23]。這可能是由于不同菌株所包含的殺蟲基因蛋白表達(dá)量不同，使得毒素蛋白在昆蟲體內(nèi)的效果存在差異[24]。

植物源殺蟲劑具有生物活性高、選擇性強(qiáng)以及對非靶標(biāo)生物安全等優(yōu)勢，同時(shí)還具有低殘留、易降解、不易引起抗藥性等有機(jī)合成農(nóng)藥無法比擬的特點(diǎn)[25]。茶皂素是從山茶科植物的種子中提取的皂素，具有良好的乳化、分散、發(fā)泡、濕潤等功能，作為潤濕劑廣泛的應(yīng)用于多種劑型的加工中。茶皂素也具有良好的生物活性，對福壽螺[26]、蝸牛[27]和蝗蟲[28]等害蟲具有較好的生物活性。本研究表明，30%茶皂素水劑對苜蓿葉象甲幼蟲的10 d防治超過60%，能夠用于苜蓿田中苜蓿葉象甲的綠色防治，且茶皂素能自動降解，無毒害，對以苜蓿為食的動物安全。

4 結(jié)論

通過對8種生物殺蟲劑的室內(nèi)毒力測定和田間藥效試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)10%多殺菌素懸浮劑和30%茶皂素水劑對苜蓿葉象甲幼蟲具有較高的毒力和較好的田間防效，且二者來源于生物，具有低殘留、易降解、對非靶標(biāo)生物安全的特性，可以用于苜蓿田苜蓿葉象甲的防治。有關(guān)多殺菌素和茶皂素對苜蓿葉象甲的殺蟲機(jī)理及其對食草動物的安全性還有待進(jìn)一步深入研究。