稻纵卷叶螟[Cnaphalocrocis medinalis(Güenée)]是东南亚和东北亚危害水稻的一种迁飞性害虫,国内分布于全国各稻区^[1]。由于频繁使用杀虫剂防治该种害虫,田间稻纵卷叶螟种群对杀虫剂抗性不断上升,关于抗药性的报道在中国、日本及印度均有记录^{[2, 3, 4, 5, 6]}。由于稻纵卷叶螟室内大规模饲养困难,对稻纵卷叶螟抗药性的研究并不系统,田间种群抗药性水平的监测也未普遍开展,甚至缺少稻纵卷叶螟对杀虫剂敏感基线的基本数据,给田间种群抗药性状况的评估带来困难。

江苏省是我国水稻主产区,2003年以来江苏省稻纵卷叶螟连续多年大发生^[7]。尤其是2003年为历史上罕见的特大发生年份,未防治田块稻纵卷叶螟的白叶率达100%,产量损失50%以上,严重威胁着水稻生产^[8],之后多年都造成了严重的经济损失。本研究中,我们对2010至2013年采自广西南宁、湖南长沙以及江苏南京三地的稻纵卷叶螟进行生物测定,建立了稻纵卷叶螟对氯虫苯甲酰胺、毒死蜱、茚虫威、阿维菌素以及多杀菌素5种杀虫剂的敏感毒力基线,并在2015年对江苏3个地区稻纵卷叶螟种群的抗性水平进行测定,为合理使用杀虫剂与抗药性治理提供参考数据。

2010至2013年间在广西南宁、湖南长沙、江苏南京三地连续4年采集稻纵卷叶螟成虫用于建立稻纵卷叶螟对杀虫剂的敏感基线,2015年从江苏三地(江浦、盐城、武进)采集稻纵卷叶螟成虫,用于测定该年度种群对杀虫剂的抗药性水平。用捕虫网采集稻纵卷叶螟成虫转移到去底的透明塑料瓶(1~2 L)中,瓶底用纱布封口,纱布上铺上脱脂棉为瓶内成虫提供10%蜂蜜水作为补充营养,用胶带固定脱脂棉于纱布上。采集有成虫的塑料瓶可装箱送回实验室孵育,成虫产卵于瓶内壁上,饲养条件:温度(26±2) ℃,相对湿度60%~70%,光/暗周期为16 h/8 h。每个采集地至少采集1 500头成虫^[9]。

用于试验的原药有毒死蜱(南京红太阳集团公司,96%)、阿维菌素(先正达,90%)和多杀菌素(上海农乐化学,93.4%),氯虫苯甲酰胺(拜尔,200 g·L^-1悬浮剂)和茚虫威(杜邦,150 g·L^-1悬浮剂)采用商品制剂。原药用丙酮溶解配制成母液,母液用0.01%(体积分数)Triton X-100水溶液稀释,并倍比稀释成5~7个系列浓度的生测工作液,商品制剂则直接用水稀释成生测工作液,以0.01% Triton X-100水溶液为对照。

采用Zheng等^[10]的方法即稻苗浸渍法测定稻纵卷叶螟初孵幼虫对杀虫剂的敏感性。将生长3周的水稻苗(大约25 cm高)茎叶倒置,浸没到不同浓度药剂的悬浮液中,然后自然晾干,直至无明水。在培养皿(直径7 cm)中放入大小适当的滤纸3张,用胶头滴管滴入少量水使滤纸湿润。将浸渍后的稻叶剪成5 cm长,将上部叶片片段30根左右放入培养皿中的滤纸上。将有孵化卵的塑料瓶悬挂,初孵幼虫会从去底的塑料瓶中吐丝下滑,用软毛笔轻轻挑起幼虫所吐丝线,将初孵幼虫转移到培养皿的稻叶上。

将接入幼虫的培养皿置于25 ℃、相对湿度60%和光/暗周期为16 h/8 h的培养箱中饲养,接虫3 d(72 h)以后检查结果。每个药剂设5~7个浓度,每个处理4个重复,每个重复处理12头初孵幼虫。死亡标准以毛笔轻触虫体,幼虫不能协调运动为死亡标准,凡对照死亡率大于20%的生测需重做。

采用POLO Plus软件计算毒力回归式,计算参数包括:毒力回归式、斜率b值及标准误、LC₅₀值及95%置信限。以LC₅₀的95%置信限不重叠作为判断不同杀虫剂间毒力差异显著的标准,用每个种群的LC₅₀值除以敏感基线LC₅₀值计算得到抗性倍数^[11]。抗性水平的划分标准为^[12]:抗性倍数小于3为敏感,3~5为敏感性下降,5~10为低水平抗性,10~40为中等水平抗性,40~160为高水平抗性,大于160为极高水平抗性。

2010至2013年采集自广西南宁、 湖南长沙以及江苏南京的稻纵卷叶螟田间种群对氯虫苯甲酰胺、毒死蜱、阿维菌素、茚虫威以及多杀菌素5种杀虫剂的敏感性测定结果(表 1)显示:氯虫苯甲酰胺对稻纵卷叶螟初孵幼虫的LC₅₀值为 1.017 mg·L^-1,95%置信限为0.802~1.249 mg·L^-1;毒死蜱的LC₅₀值为1.147 mg·L^-1,95%置信限为0.921~1.378 mg·L^-1;阿维菌素的LC₅₀值为0.014 mg·L^-1,95%置信限为0.012~0.016 mg·L^-1;茚虫威的LC₅₀值为0.018 mg·L^-1,95%置信限为0.013~0.025 mg·L^-1;多杀菌素的LC₅₀值为0.019 mg·L^-1,95%置信限为0.016~0.023 mg·L^-1。

2015年8至9月间采集江苏武进、盐城以及江浦三地稻田的稻纵卷叶螟成虫,测定初孵幼虫对杀虫剂的抗药性水平。结果表明:氯虫苯甲酰胺对江苏武进、盐城与江浦三地稻纵卷叶螟种群的LC₅₀值为0.597~1.172 mg·L^-1,这三地种群对氯虫苯甲酰胺的敏感性间没有显著差异(表 2),与所建立的敏感基线比较没有显著差异,其95%置信限相互重叠,计算的抗性倍数为0.6~1.2,基本上没有抗性,三地稻纵卷叶螟种群仍对氯虫苯甲酰胺保持敏感状态。江浦种群对毒死蜱的敏感性(LC₅₀为2.513 mg·L^-1)显著低于武进种群(LC₅₀为1.407 mg·L^-1)与盐城种群(LC₅₀为1.320 mg·L^-1)对毒死蜱的敏感性,但其抗性倍数仍低于3,说明稻纵卷叶螟对毒死蜱仍处于敏感状态,没有出现抗药性现象。茚虫威对三地种群稻纵卷叶螟初孵幼虫的毒力没有显著差异,其LC₅₀值为0.25~0.46 mg·L^-1,抗性倍数为1.5~2.5,没有表现出抗性。对阿维菌素的敏感性以江浦种群最高(LC₅₀值为0.014 mg·L^-1),其次是盐城种群(LC₅₀值为0.032 mg·L^-1),武进种群的敏感性最低(LC₅₀值为0.061 mg·L^-1),武进种群对阿维菌素的抗性倍数为4.3,表现出敏感性下降的状态,盐城与江浦种群仍处于敏感性状态。对多杀菌素的抗药性三地种群间表现出一定的差异性,江浦种群的LC₅₀值为0.093 mg·L^-1,抗性倍数为4.8,表现为敏感性下降的状态;对盐城种群的LC₅₀值为0.151 mg·L^-1,抗性倍数为7.8,表现为低水平抗性;对武进种群的LC₅₀值为0.198 mg·L^-1,抗性倍数为10.2,达到中等抗性水平。

近年来,稻纵卷叶螟在我国许多稻区频繁大发生,发生面积逐步扩大,危害程度日益严重,对水稻的优质高产构成了严重威胁。江苏省作为我国粮食主产区,每年稻纵卷叶螟危害都造成严重的经济损失。当前,化学防治仍然是控制稻纵卷叶螟的最主要手段,了解田间种群对常用药剂的抗性状况是科学合理用药的前提。稻纵卷叶螟的抗药性研究在90年代以前有些报道^{[3, 4, 5, 6]},苏建坤等^[2]针对稻纵卷叶螟对有机磷、沙蚕毒素类杀虫剂的抗药性监测方法进行过探索,目前水稻生产上害虫防治药剂与10多年前已完全不同,传统的有机磷与沙蚕毒素类杀虫剂已使用较少,大量新型、高效、安全杀虫剂在稻田害虫防治中得到广泛应用,如氯虫苯甲酰胺、茚虫威、多杀菌素等。本研究建立的稻纵卷叶螟对这些新型药剂的毒力敏感基线为了解该害虫的抗药性状况提供了技术条件。

稻纵卷叶螟抗药性研究目前很少,过去的研究多采用3龄或5龄幼虫点滴法或浸虫法^{[2, 3, 6, 13, 14]},浸虫法或点滴法可很好地评估以触杀作用为主的有机磷类、氨基甲酸酯等杀虫剂的毒力,但近十年来开发的新产品杀虫作用多以胃毒为主,如氯虫苯甲酰胺、多杀菌素、茚虫威、阿维菌素等,针对以胃毒作用为主的杀虫剂其生物测定一般采用浸叶法或饲料感染法。由于稻纵卷叶螟在室内进行大规模饲养目前还有困难,过去人们在进行该害虫的抗性测定时往往采用田间幼虫直接进行测定^[2],但田间采集幼虫往往生理状态不完全一致,以及存在寄生或感染等问题会导致试虫标准化不能满足生物测定的基本要求。针对这种目前还不能在室内进行大规模饲养害虫的抗药性监测工作,通常采用初孵幼虫进行测定,国外大型农药公司对稻纵卷叶螟的药剂筛选工作也是采用初孵幼虫进行生物测定。我们采用稻苗浸渍法,利用初孵幼虫在2010至2013年对稻纵卷叶螟的杀虫剂敏感性进行了连续4年的监测^{[10, 15]},将4年三地连续监测数据汇总后,我们制订了稻纵卷叶螟对这些新型杀虫剂的毒力敏感基线,为稻纵卷叶螟的抗药性监测工作创造技术条件,本实验室建立的稻纵卷叶螟生物测定方法目前已得到国外大型农药公司的采用。

氯虫苯甲酰胺自2008年在我国取得商业登记以来,其抗性已在多种农业害虫上有报道^{[16, 17, 18]},尤其是我国广东小菜蛾个别田间种群的抗性倍数甚至达到2 000倍以上^[19]。可喜的是稻纵卷叶螟对该药剂尚未产生抗性,江苏武进、盐城与江浦稻纵卷叶螟田间种群对氯虫苯甲酰胺的敏感性没有差异,其LC₅₀值与敏感基线比较,抗性倍数为0.6~1.2,仍然保持在敏感性状态,这与田间氯虫苯甲酰胺防治稻纵卷叶螟仍有良好效果的反映也是一致的。

2007年1月11日,我国禁止甲胺磷等5种高毒农药在国内销售和使用,同时由于氟虫腈对水生生物毒性大而被禁止用于稻田,使毒死蜱在稻田的应用更加广泛,用于防治水稻稻纵卷叶螟、二化螟以及稻飞虱等害虫。二化螟^[20]、褐飞虱^[21]、白背飞虱^[22]以及灰飞虱^{[23, 24]}已对毒死蜱普遍产生中等水平的抗药性。本研究根据2010至2013年监测数据建立的稻纵卷叶螟敏感基线判断,2015年江苏三地稻纵卷叶螟种群并未发生抗药性,但毒死蜱在我国稻田的使用已有很多年的历史,2010至2013年监测数据可能不一定准确地反映其初始的敏感性状态,用于确定抗药性水平不一定完全恰当,但比较2015年监测结果与2010至2013年监测数据,至少2015年毒死蜱对稻纵卷叶螟的毒力并未明显下降,仍保持与2010至2013年间类似的毒力,所以说,这些年来稻纵卷叶螟对毒死蜱的抗药性并未明显上升。

茚虫威是电压敏感钠通道阻断剂,2001年在我国登记用于防治蔬菜上的小菜蛾与甜菜夜蛾,据报道甜菜夜蛾^[25]、小菜蛾^{[26, 27]}已对茚虫威产生了中到高水平的抗性。2015年江苏三地稻纵卷叶螟种群对茚虫威的抗性倍数为1.5~2.5,仍属敏感状态没有表现出抗药性。

阿维菌素属大环内酯杀虫剂,在稻田主要用于防治稻纵卷叶螟,同时也出现在许多防治二化螟的混剂中,据报道我国二化螟对该药剂的抗性虽然不高,但在不断上升^[20]。江苏江浦与盐城稻纵卷叶螟种群对阿维菌素目前尚没有抗性,但武进种群表现出敏感性下降的趋势,抗性倍数为4.3。多杀菌素同属大环内酯类杀虫剂,农业害虫对该杀虫剂的抗性情况也屡见报道^[28]。2015年江苏三地稻纵卷叶螟种群对该杀虫剂已表现出明显的抗药性,江浦种群的抗性倍数为4.8(接近低水平抗性),而盐城与武进种群的抗性倍数分别为7.8与10.2,达到了低到中等水平抗性的程度,稻纵卷叶螟抗性水平的上升除了与多杀菌素在水稻上的大量使用有关外,还可能与其结构类似物乙基多杀菌素在水稻上大量推广应用有关。

总体来说,江苏稻纵卷叶螟对常用杀虫剂的抗性问题并不突出,所监测的3个地点稻纵卷叶螟田间种群对氯虫苯甲酰胺、毒死蜱、茚虫威以及阿维菌素均未出现抗药性的现象,这些药仍可有效地用于防治稻纵卷叶螟,仅对多杀菌素表现出了低到中等水平的抗性。本研究虽仅对江苏稻纵卷叶螟的抗药性水平进行了测定,由于稻纵卷叶螟是迁飞性害虫,江苏稻纵卷叶螟的抗药性水平应能反映我国各水稻区抗药性的现状。多杀菌素低到中等水平抗性的出现应引起植保部门的重视,进一步加强稻纵卷叶螟的抗药性监测工作,密切监控生产上害虫抗药性发展的实际情况,加强对水稻种植户的用药指导,做到不同类型药剂的轮换使用,以期达到延缓抗药性产生的目的。

致谢: 2010至2013年间南宁、长沙的生物测定分别得到广西农科院廖世纯研究员、湖南农业大学曾爱平教授的协助与支持。2015年田间稻纵卷叶螟成虫的采集得到江苏省武进植保站荆卫峰、江苏沿江地区农业科学研究所孙星星的协助与支持。本实验室研究生刘继东、魏琪、王闯等同学参与田间稻纵卷叶螟的采集,在此一并致谢!