昆蟲病原真菌與植物源農(nóng)藥協(xié)同防治蔬菜蚜蟲的增效機(jī)制研究

摘要：在蔬菜上為害的蚜蟲主要是甘藍(lán)蚜、桃蚜和蘿卜蚜等，這些蚜蟲不僅直接吸食植物汁液，導(dǎo)致蔬菜生長(zhǎng)受阻、產(chǎn)量下降，還可能傳播病毒病，從而對(duì)蔬菜生產(chǎn)造成重大損失。為了保障農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)利益和消費(fèi)者的食品安全，本研究重點(diǎn)研究昆蟲病原真菌與植物源農(nóng)藥的協(xié)同防治效果，包括蔬菜病蟲害防治中農(nóng)藥減量增效的影響因素、昆蟲病原真菌與植物源農(nóng)藥協(xié)同使用的最佳配比和施用時(shí)期以及這種協(xié)同防治策略對(duì)蔬菜蚜蟲的防治效果和生態(tài)環(huán)境的影響。本研究旨在為蔬菜病蟲害的綠色防控提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持，促進(jìn)蔬菜生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展，同時(shí)減少化學(xué)農(nóng)藥的使用，降低農(nóng)藥殘留，保障農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量和安全。

關(guān)鍵詞：昆蟲病原真菌；植物源農(nóng)藥；蔬菜蚜蟲；增效機(jī)制；綠色防控

餐桌上糧食的安全性、人民群眾的健康是當(dāng)今社會(huì)普遍關(guān)注的問題。隨著人們生活水平的提高，大家對(duì)食品安全的要求也越來越高；而蔬菜作為人們?nèi)粘ｏ嬍持械闹匾M成部分，其“上桌前”的質(zhì)量與安全直接影響到人們的身體健康。但是在蔬菜生產(chǎn)過程中，病蟲害問題一直是一個(gè)難以避免的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的化學(xué)農(nóng)藥防治方法雖然在一定程度上控制了病蟲害，但長(zhǎng)期大量使用也容易帶來環(huán)境污染、農(nóng)藥殘留等問題，這嚴(yán)重威脅到了人們的食品安全和生態(tài)平衡[1]。在這種情況下，本研究通過研究昆蟲病原真菌與植物源農(nóng)藥協(xié)同防治策略，旨在深入探討這一策略的具體應(yīng)用效果，以期為蔬菜生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展和食品安全保障提供有力支持。

1 蔬菜病蟲害防治中農(nóng)藥減量增效的影響因素

1.1 害蟲的抗藥性

害蟲抗藥性是影響農(nóng)藥減量增效的關(guān)鍵生物因素之一。長(zhǎng)期單一使用化學(xué)農(nóng)藥會(huì)導(dǎo)致蚜蟲等靶標(biāo)害蟲通過基因突變、酶系統(tǒng)代謝能力增強(qiáng)等機(jī)制產(chǎn)生抗藥性。例如細(xì)胞色素P450單加氧酶、羧酸酯酶等代謝酶的活性升高，會(huì)降低農(nóng)藥對(duì)害蟲的毒力。又以桃蚜為例，其對(duì)有機(jī)磷類農(nóng)藥的抗藥性倍數(shù)可達(dá)10～100倍，最后導(dǎo)致常規(guī)劑量農(nóng)藥防治效果顯著下降。而且抗藥性種群的形成不僅使農(nóng)藥使用量被迫增加，還會(huì)加速藥劑淘汰周期。從生態(tài)進(jìn)化角度看，害蟲抗藥性的發(fā)展是農(nóng)藥與害蟲長(zhǎng)期協(xié)同進(jìn)化的結(jié)果，其基因頻率的改變遵循哈迪—溫伯格定律，當(dāng)抗藥性基因頻率超過0.1時(shí)，田間防效會(huì)出現(xiàn)明顯下降趨勢(shì)。因此，技術(shù)人員需要打破單一用藥模式，引入昆蟲病原真菌與植物源農(nóng)藥的協(xié)同作用機(jī)制，通過多靶標(biāo)作用方式抑制抗藥性基因表達(dá)，進(jìn)而突破害蟲抗藥性的瓶頸[2]。

1.2 生態(tài)環(huán)境因素

生態(tài)環(huán)境的溫濕度、光照周期、植被結(jié)構(gòu)等非生物因子對(duì)農(nóng)藥藥效發(fā)揮具有顯著調(diào)控作用。一是在溫度層面，昆蟲病原真菌的分生孢子萌發(fā)需要特定的溫度閾值，如球孢白僵菌在20～28℃萌發(fā)率可達(dá)80%以上，而低于15℃或高于30℃時(shí)萌發(fā)率下降至30%以下。二是在濕度條件上，高濕環(huán)境（相對(duì)濕度≥85%）有利于真菌菌絲穿透昆蟲體壁，而植物源農(nóng)藥中的萜類化合物在干燥環(huán)境中容易揮發(fā)降解，導(dǎo)致持效期縮短。三是從光照強(qiáng)度上看，技術(shù)人員通過影響植物氣孔開合度能間接影響藥劑在葉表的附著量，如藍(lán)光照射下甘藍(lán)葉片氣孔開放率比紅光高23%，這時(shí)候就可以使葉面藥液滯留量增加15%～20%。由于農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的植被多樣性指數(shù)與天敵昆蟲豐富度呈正相關(guān)，當(dāng)多樣性指數(shù)從1.2提升至2.5時(shí)，寄生蜂等自然天敵數(shù)量增加40%～60%，這也在一定程度上增強(qiáng)了蔬菜生態(tài)系統(tǒng)對(duì)害蟲的自然控制力。因此，技術(shù)人員在制定協(xié)同防治策略時(shí)應(yīng)充分考慮農(nóng)田生態(tài)環(huán)境的多樣性，必要的時(shí)候需要結(jié)合區(qū)域性氣候數(shù)據(jù)和農(nóng)田微生態(tài)特征優(yōu)化藥劑施用時(shí)機(jī)與方式。

1.3 農(nóng)藥使用技術(shù)

農(nóng)藥使用技術(shù)的科學(xué)性直接決定減量增效的實(shí)施效果。傳統(tǒng)背負(fù)式噴霧器的霧滴粒徑分布不均，平均粒徑多在300～500 μm，這容易導(dǎo)致葉背等隱蔽部位著藥量不足，對(duì)蚜蟲的防治效果僅為60%～70%；而靜電噴霧技術(shù)可以使霧滴粒徑細(xì)化至100～150 μm，并且該技術(shù)會(huì)使帶電荷霧滴在葉片正反面的沉積量提高

3～5倍，防治效果提升至85%以上，因此農(nóng)藥使用技術(shù)的改進(jìn)成為提高防治效果的關(guān)鍵。近年來，無人機(jī)噴灑技術(shù)逐漸應(yīng)用于蔬菜病蟲害防治，其高效、均勻、節(jié)省人力的特點(diǎn)受到廣泛關(guān)注。無人機(jī)噴灑技術(shù)通過精準(zhǔn)控制飛行高度和速度，結(jié)合先進(jìn)的噴灑系統(tǒng)可以確保農(nóng)藥均勻覆蓋在蔬菜葉片表面，特別是難以觸及的葉背部分，從而提高防治效率；而智能噴灑系統(tǒng)也能根據(jù)蔬菜生長(zhǎng)情況和病蟲害發(fā)生程度調(diào)整噴灑量和頻率，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)施藥，進(jìn)一步減少農(nóng)藥使用量，降低環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。

2 昆蟲病原真菌與植物源農(nóng)藥的協(xié)同使用

2.1 協(xié)同使用策略

2.1.1 作用機(jī)制的互補(bǔ)性

昆蟲病原真菌與植物源農(nóng)藥在作用機(jī)制上具有很強(qiáng)的互補(bǔ)性。昆蟲病原真菌主要通過孢子附著在害蟲體表，萌發(fā)后侵入害蟲體內(nèi)，消耗害蟲體內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，最后導(dǎo)致害蟲死亡。例如綠僵菌（Metarhizium anisopliae）就是一種常見的昆蟲病原真菌，其孢子能夠穿透害蟲的體壁并且在害蟲體內(nèi)大量繁殖和釋放毒素，使害蟲逐漸失去活動(dòng)能力后死亡。植物源農(nóng)藥則主要通過干擾害蟲的生理代謝過程或行為活動(dòng)來達(dá)到防治效果。例如印楝素，一種從印楝樹中提取的植物源農(nóng)藥，它能夠干擾害蟲的神經(jīng)系統(tǒng)，抑制害蟲的取食和繁殖[3]。昆蟲病原真菌與植物源農(nóng)藥的協(xié)同使用可以充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢(shì)，昆蟲病原真菌能夠快速侵染害蟲，降低害蟲的種群數(shù)量，而植物源農(nóng)藥則可以進(jìn)一步抑制害蟲的取食和繁殖，延緩害蟲對(duì)昆蟲病原真菌產(chǎn)生抗性，這種作用機(jī)制的互補(bǔ)性可以顯著提高防治效果，減少單一防治手段的使用劑量和頻率，實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥減量增效的目標(biāo)。

2.1.2 施用時(shí)間的協(xié)同性

昆蟲病原真菌與植物源農(nóng)藥的施用時(shí)間協(xié)同性是實(shí)現(xiàn)協(xié)同防治效果的關(guān)鍵因素之一。昆蟲病原真菌的施用時(shí)間應(yīng)根據(jù)害蟲的發(fā)生規(guī)律和環(huán)境條件進(jìn)行選擇。一般來說，昆蟲病原真菌的最佳施用時(shí)期是在害蟲發(fā)生初期，此時(shí)害蟲數(shù)量較少，真菌孢子能夠更容易地附著在害蟲體表并侵染害蟲。例如技術(shù)人員在蔬菜蚜蟲防治中遇到蚜蟲數(shù)量達(dá)到防治指標(biāo)的情況可以及時(shí)施用昆蟲病原真菌，以此有效控制蚜蟲的早期種群增長(zhǎng)。植物源農(nóng)藥的施用時(shí)間則應(yīng)根據(jù)其作用機(jī)制和害蟲的活動(dòng)規(guī)律進(jìn)行調(diào)整。比如一些具有觸殺或胃毒作用的植物源農(nóng)藥可以在害蟲活動(dòng)高峰期施用，提高防治效果；而對(duì)于一些具有驅(qū)避作用的植物源農(nóng)藥則可以在害蟲遷飛或擴(kuò)散之前施用，以減少害蟲的入侵。

2.1.3 施用方式的多樣性

現(xiàn)在昆蟲病原真菌的施用方式主要有噴霧、拌種、土壤處理等。噴霧是最常見的施用方式，它可以將真菌孢子均勻地噴灑在蔬菜植株表面和害蟲活動(dòng)區(qū)域，使害蟲能夠接觸到真菌孢子。例如在蔬菜種植過程中使用高壓噴霧器將綠僵菌孢子懸浮液均勻噴灑在蔬菜葉片和莖干上，能夠有效防治蔬菜蚜蟲。

植物源農(nóng)藥的施用方式則更為多樣，除了常見的噴霧外，還可以采用熏蒸、涂抹、浸泡等方式。比如現(xiàn)在一些具有揮發(fā)性的植物源農(nóng)藥可以通過熏蒸的方式施用，使其在密閉的空間內(nèi)釋放出有效成分，達(dá)到防治害蟲的目的。

綜合來看，技術(shù)人員采用多樣化的施用方式能使昆蟲病原真菌與植物源農(nóng)藥在不同的生態(tài)位和害蟲發(fā)生階段發(fā)揮作用，減少農(nóng)藥的使用量和對(duì)環(huán)境的影響。

2.2 協(xié)同使用的最佳配比

昆蟲病原真菌與植物源農(nóng)藥的協(xié)同使用需要確定最佳配比，以實(shí)現(xiàn)最佳的防治效果和經(jīng)濟(jì)效益。眾所周知，最佳配比的確定需要考慮多種因素，包括兩者的活性成分、作用機(jī)制、環(huán)境穩(wěn)定性等，所以技術(shù)人員在實(shí)驗(yàn)研究中可以通過室內(nèi)生物測(cè)定和田間試驗(yàn)相結(jié)合的方法來確定最佳配比。以球孢白僵菌（Bb）與0.3%印楝素乳油（Az）為例，可采用浸葉法測(cè)定不同配比的聯(lián)合毒力：當(dāng)Bb孢子濃度為1×107CFU/mL、Az濃度為200 mg/L時(shí)，共毒系數(shù)（CTC）達(dá)到185，表現(xiàn)為顯著增效作用；當(dāng)孢子濃度提升至5×107CFU/mL、Az濃度降至100 mg/L時(shí)，CTC值增至212，增效作用進(jìn)一步增強(qiáng)。基于正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)L9（3^4），優(yōu)化出最佳配比為Bb孢子5×107CFU/mL+Az 150 mg/L+0.1%吐溫-80，該組合在室內(nèi)生測(cè)中對(duì)桃蚜的72 h校正死亡率達(dá)92.3%，比單劑分別提高38.6%和27.5%。在田間小區(qū)試驗(yàn)中（小區(qū)面積30 m2，重復(fù)3次），該配比處理在施藥后第3天、第7天和第14天的防效分別為78.5%、89.2%和85.6%，均顯著高于單劑處理（Plt;0.05）。從化學(xué)計(jì)量學(xué)角度分析，該配比符合“劑量—效應(yīng)”曲線的拐點(diǎn)特征，即在保證生態(tài)安全性的前提下（天敵昆蟲存活率≥70%），實(shí)現(xiàn)毒力最大化。綜上所述，通過科學(xué)合理的配比，昆蟲病原真菌與植物源農(nóng)藥的協(xié)同作用可以充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢(shì)，提高防治效果，減少農(nóng)藥的使用量，降低生產(chǎn)成本，同時(shí)減少對(duì)環(huán)境的污染。

2.3 協(xié)同使用的施用時(shí)期

合理的施用時(shí)期可以確保昆蟲病原真菌和植物源農(nóng)藥在害蟲發(fā)生的關(guān)鍵時(shí)期發(fā)揮作用。一方面，根據(jù)蚜蟲的發(fā)育歷期，在其種群增長(zhǎng)指數(shù)（如周增長(zhǎng)率λ）達(dá)到1.2時(shí)啟動(dòng)防治，此時(shí)種群處于指數(shù)增長(zhǎng)前期，防治成本最低且效果最佳。以泰安地區(qū)露地甘藍(lán)為例，通過田間監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，甘藍(lán)蚜的λ值在4月25日左右達(dá)到1.2，此時(shí)正值3齡若蟲占比約40%、成蟲開始產(chǎn)卵的臨界期。在此時(shí)期先施用昆蟲病原真菌孢子懸浮液（如布氏白僵菌Bb006菌株，濃度1×108CFU/mL），利用3齡若蟲體壁較薄、活動(dòng)頻繁的特點(diǎn)提高侵染率（侵染率可達(dá)65%以上）[4]；間隔48 h后，當(dāng)田間出現(xiàn)新孵若蟲（1齡若蟲占比≥30%）時(shí)，噴施植物源農(nóng)藥煙堿·苦參堿水劑（有效成分含量為煙堿0.3%+苦參堿0.2%，稀釋倍數(shù)800倍），此時(shí)幼齡若蟲對(duì)藥劑敏感性高，24 h內(nèi)死亡率可達(dá)80%以上。另一方面，結(jié)合氣象因子預(yù)測(cè)模型，當(dāng)預(yù)測(cè)未來3 d內(nèi)平均氣溫在20～25℃、相對(duì)濕度≥80%時(shí)，技術(shù)人員可根據(jù)真菌侵染的最佳窗口期提前1～2 d施用真菌制劑，確保孢子在適宜條件下萌發(fā)；同時(shí)在設(shè)施蔬菜中利用蚜蟲性信息素誘捕器監(jiān)測(cè)成蟲高峰日，在成蟲高峰日后3～5 d（即產(chǎn)卵高峰期后）施用協(xié)同組合，也可以有效控制下一代若蟲種群基數(shù)，這也比常規(guī)防治時(shí)期減少了農(nóng)藥的使用次數(shù)和劑量。

3 協(xié)同防治策略對(duì)蔬菜蚜蟲的防治效果和生態(tài)環(huán)境的影響

3.1 對(duì)蔬菜蚜蟲的防治效果

昆蟲病原真菌與植物源農(nóng)藥的協(xié)同防治策略對(duì)蔬菜蚜蟲的防治效果顯著優(yōu)于單一防治手段。實(shí)驗(yàn)研究中通過室內(nèi)生物測(cè)定和田間試驗(yàn)相結(jié)合的方法對(duì)昆蟲病原真菌與植物源農(nóng)藥的協(xié)同防治效果進(jìn)行了評(píng)估。結(jié)果顯示，昆蟲病原真菌與植物源農(nóng)藥的協(xié)同使用對(duì)蔬菜蚜蟲的防治效果可達(dá)80%以上，而單獨(dú)使用昆蟲病原真菌或植物源農(nóng)藥的防治效果僅為60%左右。這種協(xié)同防治效果的提高主要是由于兩者在作用機(jī)制上的互補(bǔ)性，昆蟲病原真菌能夠快速侵染害蟲，降低害蟲的種群數(shù)量，而植物源農(nóng)藥則可以進(jìn)一步抑制害蟲的取食和繁殖，延緩害蟲對(duì)昆蟲病原真菌的抗性產(chǎn)生。因此，昆蟲病原真菌與植物源農(nóng)藥的協(xié)同防治策略能夠有效控制蔬菜蚜蟲的發(fā)生和為害，減少農(nóng)藥的使用量，降低農(nóng)藥殘留，保障蔬菜的產(chǎn)量和質(zhì)量。

3.2 對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響

昆蟲病原真菌與植物源農(nóng)藥的協(xié)同防治策略對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響相對(duì)較小，具有較好的環(huán)境友好性。與傳統(tǒng)的化學(xué)農(nóng)藥相比，昆蟲病原真菌和植物源農(nóng)藥都是來源于自然界的生物資源，其在環(huán)境中具有較好的降解性和生物相容性。昆蟲病原真菌在環(huán)境中主要通過自然的生態(tài)循環(huán)過程進(jìn)行降解，其孢子在土壤中可以被微生物分解，轉(zhuǎn)化為無害的有機(jī)物質(zhì)；植物源農(nóng)藥則主要通過揮發(fā)、光解和微生物降解等方式在環(huán)境中消失。研究表明，昆蟲病原真菌和植物源農(nóng)藥在環(huán)境中的殘留時(shí)間相對(duì)較短，一般在幾天到幾周之間，遠(yuǎn)低于化學(xué)農(nóng)藥的殘留時(shí)間。因此，昆蟲病原真菌與植物源農(nóng)藥的協(xié)同防治策略是一種符合可持續(xù)發(fā)展理念的綠色防控技術(shù)，對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)具有重要意義。

4 結(jié)語

綜上所述，昆蟲病原真菌與植物源農(nóng)藥的協(xié)同防治策略在蔬菜蚜蟲的防治中提高了防治效果，還減少了對(duì)環(huán)境的污染，這一策略的成功實(shí)施得益于對(duì)病原真菌和植物源農(nóng)藥特性的深入了解以及科學(xué)合理的協(xié)同使用方式，未來值得在更廣泛的農(nóng)作物病蟲害防控中推廣和應(yīng)用。

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