稻田二化螟綜合防治研究進展

張凱， 曹凱歌， 周長勇， 陳澄宇， 趙云霞， 唐藝婷， 張學峰， 付佑勝

(江蘇徐淮地區淮陰農業科學研究所， 江蘇 淮安 223001)

二化螟屬鱗翅目螟蛾科昆蟲，是我國水稻常發性害蟲，寄主除水稻外，還有茭白、玉米、甘蔗、稗草等作物，早春越冬蟲還能為害麥苗、蠶豆、油菜等[1]。二化螟在我國分布比較廣泛，北起黑龍江，南抵海南省，東自臺灣，西至新疆。自20世紀70年代中后期，全國大面積推廣雜交水稻。在江淮稻麥兩熟區，二化螟一直是稻螟中的優勢種群，為害水稻，形成枯鞘、枯心、白穗、枯孕穗和蟲傷株等癥狀[2-4]。目前生產上以化學防治為主。本文結合田間實際情況，對當前稻田二化螟化學藥劑選擇及防治方法作綜述，為田間科學防控二化螟提供參考。

1 抗藥性研究進展

目前生產上用于防治二化螟的主要藥劑包括大環內酯抗生素類殺蟲劑阿維菌素和甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽，沙蠶毒素類殺蟲劑殺蟲單，雙酰胺類殺蟲劑氯蟲苯甲酰胺、氟苯蟲酰胺和四氯蟲酰胺[5]，微生物源類殺蟲劑乙基多殺菌素，雙酰肼類殺蟲劑甲氧蟲酰肼。下面就這幾類殺蟲劑的特點、抗藥性現狀及田間應用情況作分析。

1.1 阿維菌素和甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽

1975年日本科學家在土壤里分離到一種鏈霉菌，后經美國科學家從該發酵菌絲中提取1組由8個結構相近的同系物組成的混合天然物，并命名阿維菌素[6-7]。我國自20世紀80年代末引進并分離阿維菌素產素菌種，經由多家單位進行誘變育種、發酵工藝、精制提取等研究[8]，后廣泛應用于生產。阿維菌素殺蟲譜較廣，包括節肢動物中的蜱螨目、鞘翅目、同翅目、鱗翅目等害蟲害螨80余種[9]。阿維菌素主要通過胃毒和觸殺起作用，通過谷氨酸門控Cl-通道加強氯離子的傳導性，從而刺激大量釋放γ-氨基丁酸(GABA)，使中毒昆蟲麻痹、癱瘓而死亡[10]。阿維菌素單劑或復配劑被廣泛用于防治稻田二化螟[11-12]，由于種植結構的調整[13-14]、抗藥性變化[15]、新農藥的開發與應用[16]等因素，全國各地區的防治效果也存在差異。

圖1為2009—2018年二化螟對阿維菌素的抗性發展動態。2009—2011年所監測二化螟種群對阿維菌素處于敏感至低水平抗性。至2018年，73.3%二化螟種群對阿維菌素產生中等水平抗性至極高水平抗性，抗藥性水平顯著提升[17-21]。針對二化螟對阿維菌素抗藥性問題，2019年全國農業推廣中心建議在中等水平抗性和高水平抗性地區分別限制和停止使用阿維菌素防治二化螟[22]。2020年監測結果顯示，相比于2019年，江西、湖南二化螟種群對阿維菌素抗性倍數增加3～10倍，其余二化螟種群對阿維菌素抗性水平變化不大。

甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽(下稱甲維鹽)是由南開大學元素有機化學研究所和山東京博農化有限公司通過對阿維菌素母體結構優化的基礎上研制的一種高效、廣譜、無公害生物源殺蟲劑[23-24]，其作用機制與阿維菌素相同，但防效優于阿維菌素，毒性低于阿維菌素，被廣泛應用于防治稻田二化螟和稻縱卷葉螟[25-26]。高鵬[27]于2008—2009年監測了四川省6個二化螟種群對甲維鹽的抗性，結果顯示，所有二化螟種群對甲維鹽處于敏感至敏感性下降階段(抗性倍數≤5)，2009年抗性倍數略高于2008年。

圖1 2009—2018年二化螟對阿維菌素抗性情況

南京農業大學殺蟲劑毒理與抗性實驗室于2012—2018年在全國范圍內調查二化螟對甲維鹽的抗性情況，結果顯示(圖2)，二化螟對甲維鹽的抗性水平不斷上升，低水平抗性至中等水平抗性二化螟種群比例不斷增大[5,18-20,28]，抗性發展動態與阿維菌素較類似，這可能與二者存在交互抗性具有一點關聯，因此，建議謹慎使用甲維鹽防治二化螟，尤其在二化螟種群對阿維菌素抗性較高的地區，做到合理輪換用藥。

圖2 2012—2018年二化螟對甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽抗性情況

1.2 殺蟲單

殺蟲單屬沙蠶毒素類殺蟲劑，此類殺蟲劑作用機制多樣，如在昆蟲體內轉化成沙蠶毒素后作用于神經系統的突觸體，使得神經沖動受阻于突觸部位[29]；通過競爭性占據煙堿型乙酰膽堿受體(nACHR)抑制神經興奮的傳遞[30]，影響受體通道電流[31]，破壞神經興奮的傳導等[32]。

20世紀80年代至21世紀初，殺蟲單成為我國防治稻田二化螟首選藥劑，這也導致了二化螟對殺蟲單的抗性水平逐漸上升，于2006—2007年達到最高，部分地區如江蘇、安徽、四川、湖南、湖北、江西等地已達極高水平抗性[33-42]。由于抗藥性問題導致防效逐漸下降甚至喪失，2001—2003年邗江地區二化螟一、二代為害增幅分別為1 051.16%和1 766.67%[43]，這與二化螟對殺蠶毒素類殺蟲劑抗性水平增加有很大關聯。隨后，殺蟲單逐漸被暫停使用，二化螟對殺蟲單逐漸恢復至敏感至中等水平抗性[5,18-20,28]，其中敏感至低水平抗性種群比例逐漸增加(圖3)，2018年所監測的8個種群二化螟均處于敏感至低水平抗性。因此，在抗性水平較低的地區可以將殺蟲單作為防治水稻二化螟的主要輪換藥劑。

圖3 2010—2018年二化螟對殺蟲單抗性情況

1.3 雙酰胺類殺蟲劑

雙酰胺類殺蟲劑是一類以魚尼丁受體為靶標的新型殺蟲劑，該藥劑通過激活昆蟲肌肉細胞中魚尼丁受體，導致細胞內鈣庫中鈣離子無限制釋放，使昆蟲肌肉松弛性麻痹、癱瘓、停止取食，最終導致死亡[44-45]。自2008年起，雙酰胺類殺蟲劑氯蟲苯甲酰胺和氟蟲雙酰胺進入中國市場，由于其獨特的作用機理，成為防治小菜蛾、稻縱卷葉螟、甜菜夜蛾、水稻螟蟲首選[46-48]。氯蟲苯甲酰胺作為雙酰胺類殺蟲劑中應用最廣泛的藥劑，自進入中國就存在抗藥性問題，且抗性發展較為迅速。

吳敏等[18-19]研究顯示，2012年，江蘇、浙江等部分地區二化螟種群對氯蟲苯甲酰胺和氟苯蟲酰胺均產生低水平抗性，浙江金華二化螟種群對氟苯蟲酰胺已升至中等水平抗性(11.8倍)。2013—2016年，二化螟種群對雙酰胺類藥劑抗性水平不斷上升，同一種群二化螟抗性倍數不斷增加，抗性種群所占比例也越來越大。2014年浙江余姚的二化螟種群已對氯蟲苯甲酰胺產生高水平抗性(77.6倍)，2015年超過一半的二化螟種群對氯蟲苯甲酰胺產生高水平抗性；2020年，楊進等[49]使用超過氯蟲苯甲酰胺推薦濃度的200倍防治二化螟，死亡率僅有7%，防效嚴重下降。交互抗性結果顯示，對氟苯蟲酰胺和氯蟲苯甲酰胺均產生中到高水平抗性(27.6～133.6倍)的象山、余姚的二化螟種群，對溴氰蟲酰胺、四氯蟲酰胺和氯氟氰蟲酰胺同樣也產生了中到高水平抗性(30.3～127.0倍)，存在交互抗性[50]。針對二化螟對雙酰胺類藥劑抗性增加情況，全國農技推廣中心于2012年建議減少雙酰胺類藥劑使用；2015年限制使用雙酰胺類藥劑[51]；2018年在高水平抗性地區停止使用氯蟲苯甲酰胺防治二化螟，中等抗性水平地區限制使用氯蟲苯甲酰胺[52]。此外，譚曉偉等[53]研究表明，抗氯蟲苯甲酰胺小菜蛾種群對溴氰蟲酰胺(12.0倍)具有中等水平交互抗性，賴添財[54]研究表明，甜菜夜蛾對氯蟲苯甲酰胺具有一定的抗性風險。由此可見，二化螟對雙酰胺類藥劑的抗性已相當嚴峻，需采取相關措施保護此類藥劑。

1.4 乙基多殺菌素和甲氧蟲酰肼

乙基多殺菌素是一個新型高效的廣譜性農用抗生素類殺蟲劑，作用于昆蟲的乙酰膽堿受體和γ-氨基丁酸(GABA)，該化合物對于小菜蛾[55]、稻縱卷葉螟[56]、二化螟[57]、薊馬[58]等害蟲均有較高活性[59]，當前僅柯迪華農業科技有限公司的25%水分散粒劑登記水稻防治二化螟。近兩年抗藥性監測結果顯示，全國范圍內二化螟種群對乙基多殺菌素基本處于敏感至低水平抗性之間，田間表現較好，可作為田間防治二化螟的主要輪換藥劑。甲氧蟲酰肼是非甾醇類蛻皮激素競爭物中的新型化合物，該化合物能夠模擬鱗翅目幼蟲蛻皮激素功能，促進其提前蛻皮，成熟，發育不完全，對鱗翅目害蟲有很強的毒殺作用，且對非靶標生物安全性較高[60]，目前被廣泛用來防治水稻二化螟。近幾年的抗藥性監測結果顯示，各地區二化螟種群對甲氧蟲酰肼抗性水平存在差異，中等至高水平抗性種群所占比例不斷上升，雖然目前尚無針對二化螟對甲氧蟲酰肼的抗性風險評估報道，但已有相關研究表明，甲氧蟲酰肼存在一定的抗性風險[61]。因此，生產上應謹慎使用該藥劑單劑防治二化螟，盡量采用含甲氧蟲酰肼的復配劑，從而延緩抗性上升。

2 防治方法

目前二化螟的綜合防治多包括冬季翻耕、春季灌溉及苗期化防[62]，而苗后化學防治多采用對稻苗整株噴霧的方式。二化螟為害包含兩方面。首先，成蟲于葉片上產卵，蟻螟孵化后為害水稻葉片；其次，蟻螟鉆蛀水稻莖稈進行為害。由于我國土地扭轉面積不斷擴大，以及勞動力短缺，使用植保無人機施藥已經越來越廣泛，但植保無人機存在用水量小、藥劑漂移等問題，且二化螟后期鉆蛀水稻莖稈為害，加上水稻葉片間的相互遮蔽，使得藥劑進入水稻莖稈更加困難，盲目施藥對防治效果及生態安全均存在一定的影響。結合江蘇省“狠治1代，決戰2代”的二化螟防治策略，1代二化螟的防治顯的尤為關鍵，確定防治適期及選擇對路藥劑是重點。表1整理了當前常用藥劑的特性，包括抗藥性、藥劑特點、作用方式等，在防治時，應根據當地生產實際情況選擇合適藥劑進行防治。

表1 常規防治二化螟藥劑的特點

3 問題及展望

化學防控依然是生產上防治二化螟的主要手段，但江蘇地區二化螟種群抗藥性水平仍需進一步研究。提升化學防控效果主要包括選擇合理藥劑以及改進施藥方法，而抗性發展動態是藥劑選擇的基礎，目前二化螟對各類藥劑如雙酰胺類、沙蠶毒素類、大環內酯抗生素類、微生物源類等均產生不同程度抗性且抗性發展快，中至高抗種群所占比例逐漸增加，部分地區二化螟種群甚至出現高至極高水平抗性，如殺蟲單，安徽望江463.8倍[63]，三唑磷，浙江金華350.5倍，氯蟲苯甲酰胺，浙江蒼南138.4倍，甲氧蟲酰肼，浙江瑞安188.2倍[5，18]。近年來，全國農技推廣中心不斷調整用藥思路以延緩二化螟抗性。江蘇是全國稻麥主產區，隨著種植結構的調整、耕作制度的改革、秸稈禁燒及免耕栽培的推廣，二化螟的發生為害不斷呈現加重趨勢，目前對于江蘇稻區二化螟的抗藥性監測報道較少，因此，亟須全面掌握江蘇地區稻田二化螟對常規藥劑的抗性水平，為藥劑選擇提供依據。

植保無人機施藥模式下水稻冠層藥劑分布動態研究較多，而霧滴在水稻莖稈沉積分布研究則相對缺乏。近年來，隨著土地扭轉面積不斷擴大，植保無人機的應用越來越廣泛，促進了航空植保領域技術的發展。目前國內外學者多集中在通過改變無人機飛行參數來考察霧滴在作物冠層的沉積規律，同時采取添加助劑、增加用水量等方式增加葉片藥液沉積量或沉積率[64-69]，但該研究僅適用于為害葉片的病蟲害如蟻螟、白粉病、赤霉病、稻飛虱、稻縱卷葉螟、蚜蟲等，并不適用于鉆蛀為害的二化螟，二化螟孵化后鉆蛀至水稻莖稈，加上水稻冠層遮蔽以及植保無人機用水量少等因素的影響，使得二化螟接觸藥液更加困難，盲目施藥不僅不能有效防控病蟲害，甚至對環境都會造成一定的污染。此外，二化螟在江蘇地區一年發生2～3代，發生時期從5月上旬至8月下旬，水稻苗期至穗期均有為害，水稻的不同生育期決定了不同的田間密度，密度的差異勢必對藥劑霧滴的穿透有一定的影響。研究植保無人機施藥模式下霧滴在靶標上的沉積動態是飛防的基礎，如何在不同田間密度下將藥劑有效、精準運輸至水稻莖稈位置，對不同為害時期二化螟的防控具有一定的指導，該研究對于農藥減量控害、二化螟綠色精準防控具有現實意義。