高嶺土粉對桔小實蠅的防治作用初探

亓永傳王玲超范銀君滕子文商明清金靜孫鵬東周洪旭

(1. 青島農業(yè)大學植物醫(yī)學學院/山東省環(huán)境友好型農業(yè)有害生物防治工程技術研究中心/山東省生物入侵與生態(tài)安全高校特色實驗室/中澳農業(yè)與環(huán)境健康聯(lián)合研究院，山東青島 266109；2. 山東省農業(yè)技術推廣中心，山東濟南 250100)

桔小實蠅(Bactrocera dorsalisHendel)，又名東方果實蠅，屬雙翅目(Diptera)實蠅科(Tetriphitidae)果實蠅屬(Bactrocera Macquar)，是世界性重要農業(yè)入侵有害生物。 桔小實蠅的寄主十分廣泛，包括250 多種果蔬經濟作物[1-3]，通常以產卵器刺穿寄主表皮，將卵產于果實內，孵化幼蟲潛居果內蛀食，致使果實內部空虛腐爛，造成大量爛果落果現(xiàn)象，失去經濟價值[4-5]。 目前桔小實蠅已對多種殺蟲劑產生了不同程度的抗藥性，加大了防治難度[6]。 因此，尋找新的防治技術是綜合治理桔小實蠅的關鍵。

物理防治方法是根據植物病蟲對某些物理因素反應規(guī)律防治植物病蟲害的應用技術。 加工高嶺土顆粒膜技術是一種近年來在國外新興的防治病蟲害的物理方法。 1999年美國研究者Glenn首次提出了利用疏水性顆粒膜技術進行農業(yè)生產中病蟲害防治[7]。 高嶺土疏水顆粒膜主要原料為加工的高嶺土粉，將高嶺土粉、表面活性劑、水混合，通過噴霧器噴施到植物表面，液體風干后形成一層白色涂層，利用疏水膜、物理顆粒屏障和表面具白色反射特性的涂層來抑制農業(yè)作物病蟲害。 自1999年第一種高嶺土顆粒膜產品(Surround?)商品化以來，在隨后的20年時間里，大量以高嶺土為主要原料的不同顆粒膜產品被研發(fā)并應用，如:Surround?CF、Surround?WP、Raynox?、CocoonTM、PurshadeTM、Parasol?、Screen?、Snow?、EclipseTM等，以應對作物生長期間面臨的蟲害、病害、曬傷、凍傷等多種威脅，并提高農作物品質[8]。

大量研究已證實了高嶺土顆粒膜產品可在園藝作物有機生產中部分或完全替代某些殺蟲劑，實現(xiàn)害蟲防控。 在整個生長季節(jié)應用高嶺土產品來防治歐洲梨木虱(Cacopsylla pyricolaFoerster)可降低成蟲數量和產卵量[7]，實現(xiàn)與傳統(tǒng)防治手段相同甚至更好的效果[9]；在蘋果生長季節(jié)應用高嶺土顆粒膜產品可降低梨園蚧[Quadraspidiotus perniciosus(Comstock)]64%左右危害[10]。 高嶺土顆粒膜對馬鈴薯木虱(Bactericera cockerelli)[11]、煙薊馬(Thrips tabaciLindeman)[12]、葉蟬[13]等多種昆蟲具有驅避效果，葉片應用高嶺土產品處理后可降低成蟲的取食和產卵；高嶺土產品可減少薔薇斜條卷葉蛾[Choristoneura rosa-ceana(Harris)][14]、蘋果蠹蛾[Cydia pomonella( L.)][15]、 甜 菜 夜 蛾 [Spodoptera exigua(Hübner)][16]等鱗翅目昆蟲成蟲的產卵量，對幼蟲發(fā)育造成不利影響，降低幼蟲為害。 在實蠅類害蟲的相關研究中，高嶺土顆粒膜產品對地中海實蠅[Ceratitis capitata(Wiedemann)]的防治效果最佳[17]，覆蓋高嶺土產品后的油桃可造成地中海實蠅無法成功識別寄主而實現(xiàn)寄主的完全保護；對 于 蘋 果 實 蠅 [Rhagoletis pomonella(Walsh)][18]、櫻桃繞實蠅[Rhagoletis indifferensCurran][19]，高嶺土產品處理寄主后可顯著降低其產卵量。

目前國內對于高嶺土粉在植物保護領域中的應用，一是將高嶺土粉作為一種儲糧害蟲防護劑，防治儲糧害蟲[20]，二是作為農藥加工中的助劑使用。 國內目前未見單獨應用高嶺土粉來防治作物生長期害蟲的研究。 本研究在實驗室條件下，探究高嶺土粉對桔小實蠅的防治作用，對尋找桔小實蠅新的防治技術和揭示高嶺土粉在作物生長期的用途具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源與材料

試蟲由華南農業(yè)大學提供，室內人工飼料飼養(yǎng)。 寄主為購買于市場上大小均勻、表面光滑無劃痕的紅富士蘋果。 4 000 目高嶺土粉，購自鞏義市鉑潤耐火材料有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 高嶺土粉處理蘋果對成蟲產卵的影響(1)選取10 只外形、顏色、成熟度等條件基本相同的蘋果，平均分為兩組。 將高嶺土粉溶于水，配制60 g/L 高嶺土溶液[8]。 處理組與對照組分別用細毛筆蘸取高嶺土粉溶液、清水均勻涂抹在蘋果表面，使之完全濕潤；試驗蘋果晾干后懸掛到處于產卵盛期的桔小實蠅養(yǎng)蟲籠，5個蘋果全部放入一個養(yǎng)蟲籠中(養(yǎng)蟲籠規(guī)格:40 cm × 40 cm ×40 cm)，一個養(yǎng)蟲籠中500 只桔小實蠅。 在前12 h，每隔1 h 觀察蘋果上停留的桔小實蠅成蟲數量；24 h 后，將所有蘋果放入塑料杯中，杯底放土，待后期計數落入土中的幼蟲數量[17-18]。

(2)在燒杯中配置60 g/L 濃度高嶺土粉水溶液，將處理組5個蘋果依次浸入溶液中10 s，對照組依次浸入無菌水中10 s，取出在通風柜中自然風干。 將蘋果放入內有已性成熟的30 頭桔小實蠅(雌∶雄＝1∶1)的養(yǎng)蟲籠(40 cm × 40 cm × 40 cm)中。 在前12 h，每隔1 h 觀察蘋果上停留的桔小實蠅成蟲數量；24 h 后將蘋果取出，幼蟲計數方法同上。

1.2.2 高嶺土粉處理寄主表面對桔小實蠅產卵行為的影響將蘋果浸入60 g/L 高嶺土粉水溶液中10 s，對照浸入無菌水中10 s，待表面液體自然晾干后，將處理和對照蘋果分別放入養(yǎng)蟲籠(40 cm × 40 cm × 40 cm) 中，接入1 頭性成熟(羽化20日齡)雌桔小實蠅。 試驗設5個重復，每個重復為一個養(yǎng)蟲籠中一頭桔小實蠅、一個蘋果，各觀察10 min，記錄雌蟲在蘋果上的接觸時間、試探產卵次數(靜止于果實表面，試探插入產卵器，但無用后足清潔產卵器或者拖拉行為)。

1.2.3 高嶺土粉對桔小實蠅的觸殺效果將直徑100 mm、高15 mm 培養(yǎng)皿浸入高嶺土粉溶液(60 g/L)，使內壁形成一層均勻的高嶺土層，以無菌水為對照組，待培養(yǎng)皿內部液體蒸發(fā)后，每個培養(yǎng)皿中移入雌雄成蟲各3 只，每個處理重復5 次。處理組與對照組分別放入(1)無食物和水，(2)1 mL 水，(3)1 mL 20%蔗糖溶液，(4)1 mL 20%蔗糖溶液滴進棉花中。 培養(yǎng)皿放在自然燈光、溫度25 ℃、相對濕度約50%的養(yǎng)蟲室中，連續(xù)觀察，記錄10 d 內成蟲的存活情況。

1.3 試驗數據處理

試驗數據用Microsoft Excel 和SPSS V20.0 軟件進行統(tǒng)計分析。 采用產卵驅避率評價高嶺土粉處理對桔小實蠅產卵驅避活性。

產卵驅避率(%) ＝(C-T)/(C+T)×100 。式中C 為對照組產卵量，T 為處理組產卵量(由孵化后的幼蟲數量代替產卵量)。

2 結果與分析

2.1 高嶺土粉處理蘋果對成蟲產卵的影響

2.1.1 寄主果實上成蟲訪問次數由圖1、圖2可知，高嶺土粉處理后的果實桔小實蠅的訪問次數明顯降低。 在使用毛筆刷法的試驗中，高嶺土粉處理組中桔小實蠅的訪問次數分別在第2、6、7、8 h 顯著低于對照組。 在使用浸泡法的試驗中，高嶺土粉處理組桔小實蠅的訪問次數分別在第9 h 和12 h 顯著低于對照組。 總體來看，經高嶺土粉處理后的果實對桔小實蠅的吸引力降低。

圖1 毛筆刷法處理果實對桔小實蠅成蟲訪問次數影響

圖2 浸泡法處理果實對桔小實蠅成蟲訪問次數影響

2.1.2 寄主果實上幼蟲數量在使用毛筆刷法的試驗中，處理組平均每個蘋果中的幼蟲數量(43 頭)顯著低于對照組(234 頭)，產卵驅避率為68.95%(表1)；在使用浸泡法的試驗中，對照組平均有16.67 頭幼蟲，而高嶺土粉處理組未發(fā)現(xiàn)幼蟲，產卵驅避率達到100%(表2)。

表1 毛筆刷法處理果實對桔小實蠅產卵影響

表2 浸泡法處理果實對桔小實蠅產卵影響

2.2 高嶺土粉處理寄主表面對桔小實蠅產卵行為的影響

表3 表明，雌性成熟桔小實蠅在高嶺土粉處理蘋果上的試探產卵次數和停留時間顯著少于對照處理。

表3 高嶺土粉處理寄主表面后對桔小實蠅產卵行為的影響

2.3 高嶺土粉對桔小實蠅的觸殺作用

表4 表明，在設置的4 種不同環(huán)境中，高嶺土粉處理組桔小實蠅的存活時間均顯著低于對照組。 4 種不同環(huán)境條件下，桔小實蠅的存活時間也存在顯著差異。 無論是對照組還是高嶺土粉處理組，與未添加任何水和蔗糖的條件相比，增加1mL 水即可顯著提高桔小實蠅的存活時間；處理組僅增加1 mL 水的條件下，桔小實蠅的存活時間增長了近2 倍，而對照組增長幅度不大。 無論是對照組還是處理組，為桔小實蠅提供1 mL 蔗糖+棉花與僅提供1 mL 蔗糖相比，成蟲存活時間均顯著提高，棉花為桔小實蠅提供了避免接觸高嶺土粉的場所，從而提高了存活時間。 無論是對照組還是高嶺土粉處理組，在給桔小實蠅提供1 mL 水及提供1 mL 蔗糖+棉花的條件下，桔小實蠅的存活時間在性別上不存在顯著差異；但在僅提供1 mL 蔗糖的條件下，雄性桔小實蠅的存活時間均顯著高于雌性。

表4 不同處理下桔小實蠅存活時間h

3 討論與結論

3.1 高嶺土粉對桔小實蠅視覺的影響

在桔小實蠅的產卵試驗中，高嶺土粉的不同處理方法均對桔小實蠅的產卵行為產生了驅避效果。 高嶺土粉覆蓋后的蘋果均不同程度降低了桔小實蠅產卵量，表現(xiàn)為更低的訪問次數和更少的幼蟲數，顏色趨性是造成這種現(xiàn)象的原因之一。研究發(fā)現(xiàn)在實驗室條件下，高嶺土覆蓋后的油桃對地中海實蠅起到100%產卵屏障作用[17]，基于寄主表面顏色的改變，高嶺土可能會干擾實蠅對寄主的識別，造成其無法成功識別寄主[21]。 桔小實蠅對不同顏色的產卵趨性不同，其中白色并不吸引桔小實蠅產卵[22]，高嶺土粉處理后的寄主表面呈現(xiàn)為白色，造成對桔小實蠅的吸引力下降。本研究發(fā)現(xiàn)，盡管高嶺土粉處理后的蘋果上幼蟲數量顯著降低，但桔小實蠅依然可以識別到寄主，在覆蓋高嶺土粉的蘋果上成功產卵。 這與蘋果實蠅[18]、西方繞實蠅[19]研究一致，高嶺土產品處理后降低了產卵，而非完全避免其產卵。 這說明，對于桔小實蠅、櫻桃繞實蠅[19]和蘋果實蠅[18]來說，寄主表面的高嶺土粉似乎并不能起到“隱藏寄主”的功能。 但在使用浸泡法處理高嶺土粉的試驗中，產卵驅避效果達到100%，而浸泡法與毛刷法試驗在處理12 h 中，多數情況下桔小實蠅在高嶺土粉處理蘋果與對照上的訪問量并無顯著差異，說明桔小實蠅依然可以成功識別到寄主，因此導致浸泡法對桔小實蠅100%的產卵驅避效果的原因可能不僅僅與視覺影響有關。

3.2 高嶺土粉對桔小實蠅觸覺的影響

高嶺土粉處理寄主后，除了改變蘋果表面的顏色，也改變了蘋果的表面形態(tài)特性，蘋果表面形成的高嶺土顆粒膜對桔小實蠅觸覺感知也造成了一定的影響。 在雌成蟲10 min 的產卵行為學觀察中，成蟲在高嶺土粉處理后的蘋果表面停留時間和試探產卵次數均顯著降低。 據報道[21]，高嶺土顆粒會對藍莓實蠅造成觸覺上的不利影響，在高嶺土產品處理后的藍莓上，藍莓實蠅爬行時間和爬行次數顯著降低，同時清潔蟲體的時間顯著增加。

高嶺土粉對桔小實蠅觸覺不利影響的證據進一步體現(xiàn)在強制接觸高嶺土粉對桔小實蠅死亡率影響的試驗中。 在設置的4 種不同環(huán)境中，高嶺土粉處理組桔小實蠅的存活時間均顯著低于對照組。 在高嶺土粉處理組，通過增加棉花提供避免桔小實蠅接觸高嶺土粉的條件，顯著提高了桔小實蠅的存活時間，同樣說明了強制接觸高嶺土粉會對桔小實蠅的生存產生顯著的負面影響。 本研究結果與高嶺土產品對蘋果實蠅的接觸毒力試驗中的效果一致[18]。 本試驗使桔小實蠅持續(xù)不間斷地接觸高嶺土粉，從而表現(xiàn)為顯著的毒殺效果；而在測定接觸高嶺土顆粒對藍莓實蠅的影響試驗中，并沒有強迫昆蟲持續(xù)不間斷的接觸高嶺土顆粒[21]，這更符合實際生產。

3.3 高嶺土粉在植物表面的分散均勻性是影響防治效果的重要因素

高嶺土粉處理蘋果降低了桔小實蠅的產卵量，保護了寄主。 但是驅避效果存在一定的不穩(wěn)定性，同樣的處理方法存在著組內差異。 對于組內差異產生的原因，推測可能是試驗方法帶來的處理上的差異，如用細毛刷蘸取高嶺土溶液涂抹蘋果時，無法保證處理效果的一致性，導致5個重復處理間的蘋果表面覆蓋的高嶺土薄膜具有差異，進而造成處理組的組內差異。 在Glenn 等[23]的研究中提到了保持植物表面足夠的高嶺土顆粒覆蓋率對發(fā)揮高嶺土的防治效果具有重要意義；銀葉粉虱、二斑葉螨、蚜蟲的田間防治效果達不到試驗室條件中的效果，原因主要是無法保證作物表面持續(xù)完整的覆蓋。 在后續(xù)的研究中，尋找一種使高嶺土顆粒更好地分散和覆蓋在目標植物表面的方法，將是提高高嶺土粉防治效果的關鍵。

針對高嶺土粉對桔小實蠅生物學影響的特點，更有效的應用策略應該是將高嶺土粉作為防治桔小實蠅“推-拉策略”中的一部分，利用高嶺土粉對桔小實蠅視覺上的不吸引及觸覺上的排斥作用，使桔小實蠅遠離被保護的目標作物，從而達到更好的保護效果。