甘藍(lán)莖部用藥對(duì)小菜蛾內(nèi)吸活性的影響

楊 帆， 周利琳， 王 攀， 望 勇， 李 芒， 劉小明， 司升云

(武漢市農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)研究院蔬菜科學(xué)研究所，湖北武漢 430345)

傳統(tǒng)應(yīng)用化學(xué)農(nóng)藥的方式有種子處理、土壤處理(噴霧、撒施、灌根)和葉面處理(噴霧、噴粉、煙霧)等，尤以葉面噴霧應(yīng)用最為普遍。但長期使用噴霧技術(shù)存在諸多不足之處，如(1)霧滴漂移和流失造成的農(nóng)藥浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重；(2)大量消耗水資源；(3)嚴(yán)重污染環(huán)境；(4)對(duì)天敵影響較大，對(duì)蛀干、蛀芯及藏在其他隱蔽處危害的害蟲防治效果較差；(5)受環(huán)境因子(土壤吸附、風(fēng)雨沖刷)干擾較大[1]。此外，多年來農(nóng)民濫用、誤用化學(xué)農(nóng)藥已逐漸導(dǎo)致主要害蟲抗(耐)藥性上升、次要害蟲大發(fā)生以及生態(tài)平衡破壞等一系列問題。因此，探索新型精準(zhǔn)施藥方式尤為重要。

植株莖部施藥技術(shù)的原理是將內(nèi)吸性農(nóng)藥以注射、涂抹等特定的方法施于植株莖部，使其通過內(nèi)吸性滲透至植株體內(nèi)，隨體液傳導(dǎo)擴(kuò)散至其他部位或產(chǎn)生更毒的代謝物，使危害該部位的害蟲中毒死亡[1-2]。植株莖部施藥技術(shù)起源于15世紀(jì)的樹干注射農(nóng)藥[3]，目前用于部分林木及木本農(nóng)作物(棉花、高粱、玉米)等的病蟲害防治[4-6]，但未見有報(bào)道將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于蔬菜植株的病蟲害防控中。在之前的研究中筆者將吡蟲啉等新煙堿類殺蟲劑以莖部包裹的方式施于植株莖部發(fā)現(xiàn)，這項(xiàng)技術(shù)對(duì)蚜蟲等刺吸式口器害蟲有非常好的防治效果(未發(fā)表)，但是否同樣適用于咀嚼式口器害蟲目前尚不可知。

小菜蛾[Plutellaxylostella(L.)]屬鱗翅目(Lepidoptera)菜蛾科(Plutellidae)，是重要的十字花科害蟲之一，其生活周期短、繁殖能力強(qiáng)、世代重疊現(xiàn)象嚴(yán)重[7-8]、對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng)[9-11]，這些生物學(xué)特性使其在世界范圍內(nèi)普遍發(fā)生，危害嚴(yán)重[12-14]。小菜蛾成蟲喜在葉背產(chǎn)卵，且卵粒分散，很少成堆[8]；1～2齡幼蟲常鉆入葉片上下表皮之間取食葉肉，潛葉危害，在田間不易被發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)觸殺性藥劑也會(huì)因未能觸及蟲體而錯(cuò)過最佳防治時(shí)期。因此，選擇內(nèi)吸性強(qiáng)、持效期久的新型藥劑，減少藥劑施用量與規(guī)范施用方法，對(duì)于實(shí)現(xiàn)小菜蛾田間種群的可持續(xù)控制勢在必行。

本研究選擇目前生產(chǎn)中12種常用的防治小菜蛾的化學(xué)藥劑，以甘藍(lán)為寄主植物，在裹莖和灌根2種施藥方式下對(duì)小菜蛾低齡幼蟲的生物活性進(jìn)行比較，以期篩選高效、低毒的新型內(nèi)吸性藥劑，同時(shí)驗(yàn)證通過莖部的內(nèi)吸作用使藥劑到達(dá)害蟲取食部位進(jìn)而使其中毒死亡的方法是否可行，為甘藍(lán)莖部施藥技術(shù)的深入研究提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 供試藥劑

供試藥劑主要有20%氯蟲苯甲酰胺懸浮劑[美國杜邦(中國)有限公司]、10%溴氰蟲酰胺懸浮劑[美國杜邦(中國)有限公司]、6%乙基多殺菌素懸浮劑(美國陶氏益農(nóng)公司)、10%蟲螨腈懸浮劑(巴斯夫歐洲公司)、24%甲氧蟲酰肼懸浮劑(美國陶氏益農(nóng)公司)、15%茚蟲威乳油[美國杜邦(中國)有限公司]、2.5%多殺霉素懸浮劑(美國陶氏益農(nóng)公司)、1.8% 阿維菌素乳油(華北制藥集團(tuán)愛諾有限公司)、10%四氯蟲酰胺懸浮劑[沈陽化工研究院(南通)化工科技發(fā)展有限公司]、20%氟苯蟲酰胺水分散粒劑(浙江石原金牛農(nóng)藥有限公司)、10%氟啶蟲酰胺水分散粒劑(浙江石原金牛農(nóng)藥有限公司)、5%氟啶脲乳油(浙江石原金牛農(nóng)藥有限公司)。

1.2 供試蟲源

于2015年4月下旬在武漢市農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜科學(xué)研究所試驗(yàn)基地采集小菜蛾幼蟲，在室內(nèi)連續(xù)飼養(yǎng)多代采用新鮮甘藍(lán)葉片群體飼養(yǎng)幼蟲，成蟲羽化后雌雄隨機(jī)配對(duì)移入養(yǎng)蟲籠內(nèi)，飼喂10%新鮮蜂蜜水，并放入裝有新鮮甘藍(lán)葉片的塑料膜供其產(chǎn)卵。所有試蟲均放置在溫度為(25±1)℃、相對(duì)濕度為60%～70%、光―暗周期為14 h―10 h(光期為 06：00―20：00)的人工氣候室內(nèi)飼養(yǎng)。選擇生長發(fā)育良好的新羽化成蟲作為供試蟲源。

1.3 供試植株

甘藍(lán)品種為京豐一號(hào)。于2015年6月30日將甘藍(lán)種子播種于100孔育苗穴盤內(nèi)，然后放置于溫室的防蟲網(wǎng)(120目細(xì)紗封閉)內(nèi)生長發(fā)育；當(dāng)幼苗發(fā)育至2～3張真葉時(shí)移栽到直徑為20 cm、高為18 cm的花盆內(nèi)，移栽時(shí)間為2015年7月21日。選擇生長健康、長勢一致的甘藍(lán)苗作為供試植株。

1.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

分別將12種藥劑配制成濃度為50 mg/L的溶液，待用。在養(yǎng)蟲籠(80 cm×50 cm×40 cm)內(nèi)放置苗齡一致、無蟲卵的健康甘藍(lán)苗，再放入一定數(shù)量的小菜蛾成蟲，產(chǎn)卵24 h后取出，調(diào)查產(chǎn)卵基數(shù)。用藥方式有2種：莖部用藥(脫脂棉浸藥裹莖法：用藥量為3 mL，以3 mL清水作為空白對(duì)照)和根部用藥(灌根法：根莖部周圍5 cm處挖一小溝，將藥液倒入，填平；用藥量為20 mL，以20 mL清水作為空白對(duì)照)，分別于施藥后3、5、7、10、13 d觀察幼蟲的存活情況。每個(gè)處理重復(fù)4次，每個(gè)處理3株甘藍(lán)苗。整個(gè)過程保持環(huán)境溫度在(25±1) ℃，相對(duì)濕度在60%～70%，分別按以下公式計(jì)算試蟲的死亡率和校正死亡率。

死亡率=死蟲數(shù)/總蟲數(shù)×100%；

校正死亡率=處理組死亡率-對(duì)照組死亡率/(100-對(duì)照組死亡率)×100%。

1.5 數(shù)據(jù)處理

對(duì)相同用藥方式及用藥時(shí)間處理、不同藥劑作用下小菜蛾幼蟲的校正死亡率進(jìn)行單因素方差分析，并用LSD法進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)；2種施藥方式對(duì)校正死亡率的差異用t測驗(yàn)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。所有數(shù)據(jù)先經(jīng)反正弦轉(zhuǎn)化。不同藥劑對(duì)幼蟲發(fā)育進(jìn)度影響的差異分析采用校正χ2檢驗(yàn)。所有統(tǒng)計(jì)分析均在SAS 9.0中完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 裹莖處理下12種藥劑對(duì)小菜蛾幼蟲的校正死亡率

在相同濃度相同用量不同時(shí)間的裹莖處理下，12種藥劑對(duì)小菜蛾初孵幼蟲的活性存在顯著差異(df=11、36；F3=3.02，P3=0.011 5；F5=11.19，P5<0.000 1；F7=11.29，P7<0.000 1；F10=11.22，P10<0.000 1；F13=9.71，P13<0.000 1)。由表1可知，氯蟲苯甲酰胺和乙基多殺菌素對(duì)小菜蛾初孵幼蟲的活性較高，于藥后7 d達(dá)到最大，校正死亡率均為100.0%；其次為溴氰蟲酰胺、氟啶蟲酰胺和四氯蟲酰胺，藥后13 d校正死亡率分別為84.0%、74.4%、68.9%；再者為多殺霉素、茚蟲威和阿維菌素，最大校正死亡率分別為43.1%、41.7%、40.4%；氟啶脲、蟲螨腈和甲氧蟲酰肼對(duì)小菜蛾的活性最低，最大校正死亡率分別為29.3%、22.8%、13.3%。說明氯蟲苯甲酰胺、乙基多殺菌素、溴氰蟲酰胺、氟啶蟲酰胺和四氯蟲酰胺這5種藥劑有較好的莖部內(nèi)吸效果。

表1 不同藥劑在裹莖處理下對(duì)小菜蛾初孵幼蟲的校正死亡率

注：同一列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示在0.05水平上差異顯著，表3同。

對(duì)不同藥劑處理下小菜蛾幼蟲的發(fā)育進(jìn)度進(jìn)行了比較，結(jié)果如表2、圖1所示。藥后3 d，藥劑處理組與對(duì)照組幼蟲的發(fā)育進(jìn)度無顯著差異，絕大多數(shù)個(gè)體處于1齡幼蟲期。藥后5 d，不同處理之間出現(xiàn)顯著差異，其中氯蟲苯甲酰胺、溴氰蟲酰胺、乙基多殺菌素、四氯蟲酰胺、氟苯蟲酰胺、氟啶蟲酰胺和氟啶脲7個(gè)處理組大部分幼蟲仍停滯在1齡，發(fā)育進(jìn)度顯著降低，其他藥劑與對(duì)照組超過90%的個(gè)體進(jìn)入2～3齡幼蟲期。值得注意的是，經(jīng)四氯蟲酰胺、氟苯蟲酰胺、氟啶蟲酰胺和氟啶脲處理后除顯著降低1～2齡幼蟲的發(fā)育進(jìn)度外，還縮短了4齡幼蟲的發(fā)育歷期，藥后13 d化蛹比例明顯高于對(duì)照組。

2.2 灌根處理下12種藥劑對(duì)小菜蛾幼蟲的校正死亡率

灌根處理下12種藥劑對(duì)小菜蛾初孵幼蟲的活性存在顯著差異(df=11、36；F3=4.37，P3=0.001 2；F5=16.06，P5<0.000 1；F7=20.70，P7<0.000 1；F10=15.89，P10<0.000 1；F13=11.10，P13<0.000 1)。由表3可知，溴氰蟲酰胺表現(xiàn)出極好的根部吸收效果，藥后5 d對(duì)小菜蛾的校正死亡率迅速達(dá)到100%；其次為氯蟲苯甲酰胺、乙基多殺菌素、多殺霉素和阿維菌素，最大校正死亡率均超過90.0%。這5種藥劑處理后13 d的校正死亡率明顯高于其他藥劑；再者為氟啶蟲酰胺、四氯蟲酰胺和氟啶脲，最大校正死亡率分別為71.1%、63.5%、56.2%；蟲螨腈、甲氧蟲酰肼和氟苯蟲酰胺對(duì)小菜蛾幼蟲的活性較低，最大校正死亡率分別為17.0%、20.0%、16.7%。說明溴氰蟲酰胺、氯蟲苯甲酰胺、乙基多殺菌素、多殺霉素和阿維菌素這5種藥劑有較好的根部吸收效果。

表2 不同藥劑在裹莖處理下對(duì)小菜蛾幼蟲發(fā)育進(jìn)度影響的卡方檢驗(yàn)

表3 不同藥劑在灌根處理下對(duì)小菜蛾初孵幼蟲的校正死亡率

2.3 不同用藥方式對(duì)小菜蛾幼蟲防治效果的比較

在相同濃度下，對(duì)裹莖和灌根2種施藥方式下藥劑對(duì)小菜蛾幼蟲的防治效果進(jìn)行比較，并對(duì)其差異顯著性進(jìn)行t測驗(yàn)，結(jié)果如表4所示。藥后3 d，氯蟲苯甲酰胺、溴氰蟲酰胺、多殺霉素和氟啶蟲酰胺的根部處理防治效果顯著高于莖部處理，其他藥劑在2種施藥方式間無顯著差異，但總體而言根部處理優(yōu)勢明顯；藥后5 d，氯蟲苯甲酰胺的莖部處理活性迅速升高，且顯著高于根部處理，溴氰蟲酰胺和四氯蟲酰胺根部處理效果顯著高于莖部處理，其他藥劑無顯著差異；藥后7～13 d，除多殺霉素(藥后10、13 d)和阿維菌素外，其他10種藥劑在2種施藥方式下對(duì)小菜蛾幼蟲的校正死亡率均沒有顯著差異。

表4 裹莖和灌根處理對(duì)小菜蛾初孵幼蟲校正死亡率比較結(jié)果

注：加粗的P值表示灌根處理對(duì)小菜蛾的致死率顯著高于裹莖處理；a表示裹莖處理對(duì)小菜蛾的致死率顯著高于灌根處理。

3 結(jié)論與討論

在我國，小菜蛾由北至南一年可發(fā)生2～20代[15-17]，而在北方夏季以及南方春末夏初季節(jié)由于環(huán)境溫度較高，小菜蛾發(fā)育歷期縮短，田間種群的世代重疊現(xiàn)象最為嚴(yán)重和復(fù)雜。這種世代差異一方面與成蟲的產(chǎn)卵習(xí)性有關(guān)，小菜蛾成蟲羽化當(dāng)天即開始產(chǎn)卵，產(chǎn)卵期可一直持續(xù)到成蟲死亡，更有研究表明小菜蛾種群的整個(gè)產(chǎn)卵期最長可持續(xù)100 d[7]；另一方面與種群對(duì)環(huán)境的強(qiáng)適應(yīng)性有關(guān)，在春季大發(fā)生后，小菜蛾可在生長期較長的甘藍(lán)、蘿卜和大白菜等十字花科作物上積累大量的蟲源基數(shù)，引發(fā)秋季種群的再次猖獗。小菜蛾這種世代重疊的繁復(fù)性往往使殘效期短的農(nóng)藥無法奏效。此外，考慮到該種群低齡幼蟲潛葉危害，高齡幼蟲葉背危害的習(xí)性[9]，從化學(xué)防治角度來看，筆者認(rèn)為實(shí)現(xiàn)小菜蛾可持續(xù)控制的方法之一是選擇殺卵且持效期長的內(nèi)吸性藥劑。

本研究從目前生產(chǎn)中常用的葉面噴霧制劑中篩選出12種內(nèi)吸性好的新型藥劑。在莖部用藥處理下，12種殺蟲劑對(duì)小菜蛾低齡幼蟲的毒力由高到低依次為氯蟲苯甲酰胺、乙基多殺菌素、溴氰蟲酰胺>氟啶蟲酰胺、四氯蟲酰胺>茚蟲威、阿維菌素、多殺霉素>氟啶脲、蟲螨腈、甲氧蟲酰肼、氟苯蟲酰胺(表1)。大多數(shù)藥劑在藥后7～10 d達(dá)到最大活性，氟啶蟲酰胺表現(xiàn)出的毒效較慢，但隨著時(shí)間的延長，它對(duì)小菜蛾幼蟲的致死作用整體上增強(qiáng)。在根部用藥處理下，藥劑的毒力由高到低依次為溴氰蟲酰胺、氯蟲苯甲酰胺、乙基多殺菌素>多殺霉素、阿維菌素>氟啶蟲酰胺、四氯蟲酰胺>氟啶脲、茚蟲威、甲氧蟲酰肼>蟲螨腈、氟苯蟲酰胺(表2)。大多數(shù)藥劑在藥后7 d達(dá)到最大活性，其中溴氰蟲酰胺表現(xiàn)出極好的根部吸收效果。

這些結(jié)果表明，氯蟲苯甲酰胺、溴氰蟲酰胺和乙基多殺菌素在2種施藥方式下對(duì)甘藍(lán)植株上小菜蛾的低齡幼蟲均有較好的應(yīng)用效果。雖然在莖部處理下3種藥劑在藥后3 d的活性均較低，但藥后5 d達(dá)到較高的水平，并且表現(xiàn)較為平穩(wěn)，持效期均超過13 d。在相同濃度下，莖部的用藥量(3 mL)僅為根部(20 mL)的15%，但兩者最高防效無顯著差異(表4)。說明莖部用藥對(duì)藥劑的利用率明顯優(yōu)于根部用藥，速效性差，但持效性好；同時(shí)說明氯蟲苯甲酰胺、乙基多殺菌素、溴氰蟲酰胺、氟啶蟲酰胺和四氯蟲酰胺這5種藥劑更適用于莖部施藥方式下農(nóng)藥的選擇，還須進(jìn)一步比較2種施藥方式在相同藥劑濃度及用量下的速效性和持效性。

本結(jié)果表明，可以通過蔬菜莖部包裹法實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)藥的施用，經(jīng)植株莖部的內(nèi)吸作用使藥劑到達(dá)害蟲取食部位使其中毒死亡，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)害蟲的持續(xù)控制作用。使用該方法對(duì)內(nèi)吸性農(nóng)藥在蔬菜上進(jìn)行病蟲害的防治應(yīng)用具有以下特點(diǎn)：(1)在農(nóng)藥施用過程中霧滴無飄移、無流失，對(duì)環(huán)境無污染；(2)節(jié)約大量水資源；(3)減少農(nóng)藥施用量，降低用藥頻率；(4)施藥后受環(huán)境因子影響較小；(5)避免了農(nóng)藥與有益天敵的直接接觸；(6)在害蟲大發(fā)生前對(duì)植株進(jìn)行施藥處理，有效降低前期蟲源基數(shù)。

當(dāng)然，植株莖部施藥技術(shù)要想實(shí)現(xiàn)規(guī)模化推廣應(yīng)用，還須進(jìn)一步解決以下幾個(gè)問題：(1)篩選或生產(chǎn)合適劑型的農(nóng)藥及其配套載體；(2)明確藥劑在植株體內(nèi)的動(dòng)態(tài)分布及其與環(huán)境因子、植株生育期的關(guān)系，明確安全間隔期，結(jié)合田間害蟲的發(fā)生規(guī)律確定最佳施藥時(shí)期和施藥次數(shù)；(3)測定植株體內(nèi)藥劑含量對(duì)靶標(biāo)害蟲毒力作用的致死中濃度(lethal concentration of 50%，簡稱LC50)，確定推薦施藥劑量；(4)評(píng)估莖部施藥技術(shù)對(duì)植株自身的安全性(是否會(huì)造成局部藥害)及后期生長和產(chǎn)量的影響。

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