2. 中国农业大学 农学与生物技术学院, 北京 100193
2. College of Agronomy and Biotechnology, China Agricultural University, Beijing 100193, China
粘虫Mythimna separata (Walker)是一种迁飞性、多食性、暴发性的世界性害虫。在我国除西藏未见报道外其他省市均有发生,是我国粮食作物的重要害虫,每年南北往返迁飞为害,给农业生产造成巨大损失[1, 2]。近几年来,该虫在我国东北、华北、黄淮部分地区多次出现高密度集中为害情况[3, 4]。2012和2013年,北京市3代粘虫和2代粘虫严重发生,发生面积都在4万hm2以上,分别占全市玉米播种面积的33.4%和37.9%[5],对秋粮生产造成了严重威胁。
目前在农业生产中防治粘虫主要以有机磷和拟除虫菊酯类农药为主。研究表明,粘虫对拟除虫菊酯类农药已产生了不同程度的抗药性,尽管其对有机磷类农药仍较敏感,但长期使用后势必会导致抗药性的产生[6, 7]。为此,笔者就北京市6个有代表性的粘虫种群对5种新型杀虫剂和目前生产上常用杀虫剂的抗药性进行了测定,以期为粘虫防治过程中合理使用化学农药提供参考。 1 材料与方法 1.1 供试粘虫
田间种群:于2013年6月分别采自北京市顺义、大兴、延庆、平谷、怀柔、房山6个不同代表性区县的玉米田或小麦田(图 1),每个区县采集5龄或6龄粘虫幼虫100头以上,在室内用玉米叶饲养至化蛹,饲养条件为温度(25±1)℃,光周期14L∶10D,相对湿度65%±5%。待蛹将要羽化时放入养虫笼内,成虫喂以10%蜂蜜水,并放入产卵条供其产卵。孵化的F\-1代幼虫饲养至3龄中期,供毒力测定用。
![]() | 图 1 北京地区田间种群粘虫采集地点分布图 Fig. 1 Geographical locations of Mythimna separata sampling sites in Beijing |
相对敏感品系:1998年引自河北省农林科学院植物保护研究所,在室内不接触药剂的情况下饲养至今。 1.2 供试药剂
选用了5种不同作用类型的杀虫剂:邻酰氨基苯甲酰胺类的20%氯虫苯甲酰胺悬浮剂(chlorantraniliprole,SC),吡咯类的240 g/L虫螨腈(chlorfenapyr)SC,拟除虫菊酯类的2.5%氯氟氰菊酯水乳剂(lambda-cyhalothrin,EW),有机磷类的480 g/L毒死蜱乳油(chlorpyrifos,EC),以上药剂均由江西施普润农化有限公司生产;大环内酯抗生素类的5%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐水分散粒剂(emamectin benzoate,WG),江西天人生态股份有限公司生产。 1.3 杀虫剂室内毒力测定方法
选取F\-1代生长一致的3龄幼虫,用浸叶法[8]测定各药剂的室内毒力。将待测药剂用蒸馏水稀释成7~9个等比系列质量浓度,将玉米叶片(温室内种植,不喷施任何杀虫剂)在待测药液中浸10 s后于培养皿上自然晾干。每个培养皿中放入适量处理的叶片,接入整齐一致的3龄中期粘虫幼虫10头,每浓度重复3次,每浓度共30头幼虫,用封口膜封口,放入培养箱内,饲养条件同1.1节。分别以蒸馏水处理和实验室内饲养的敏感品系为对照。根据不同药剂的不同作用特性,氯虫苯甲酰胺于处理72 h后检查幼虫死亡数量,以幼虫不能正常爬行为死亡标准;甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、虫螨腈、氯氟氰菊酯和毒死蜱于处理48 h后检查幼虫死亡数量,以镊子轻触虫体不动者为死亡。 1.4 数据统计与分析
试验数据采用PoloPlus软件进行统计,计算毒力回归方程的斜率、LC50值及其95%置信限。以各杀虫剂对田间种群的LC50值除以该杀虫剂对敏感品系的LC50值,得到抗性倍数;以LC50值的95%置信限不重叠作为判断不同杀虫剂间毒力差异显著性的标准[9]。抗性水平的分级标准[10]:抗性倍数3倍以下为敏感;3~5倍为敏感性降低;5~10倍为低水平抗性;10~40倍为中等水平抗性;40~160倍为高水平抗性;>160为极高水平抗性。 2 结果与分析 2.1 不同杀虫剂对粘虫敏感品系的毒力
浸叶法测定结果(表 1)表明:甲氨基阿维菌素苯甲酸盐对粘虫敏感品系的毒力最高,LC50值为0.013 mg/L,其次是虫螨腈和氯虫苯甲酰胺,LC50值分别为0.293和0.389 mg/L,氯氟氰菊酯和毒死蜱对敏感品系的毒力偏低,LC50值分别为2.044和2.238 mg/L。各药剂对粘虫敏感品系的毒力次序为:甲氨基阿维菌素苯甲酸盐>虫螨腈、氯虫苯甲酰胺>氯氟氰菊酯、毒死蜱。
| 表 1 5种杀虫剂对粘虫敏感品系3龄幼虫的毒力 Table 1 Toxicity of five insecticides to 3rd instar larvae of susceptible strain of M.separata |
与敏感品系相比,顺义、大兴、延庆、平谷、怀柔和房山6个粘虫种群对氯虫苯甲酰胺的抗药性水平较低,有 5个种群的抗性倍数均在3以下,属于敏感阶段;仅延庆种群对氯虫苯甲酰胺的敏感性略有下降,LC50值为1.639 mg/L,为敏感种群的4.213倍(表 2)。
| 表 2 粘虫田间种群3龄幼虫对氯虫苯甲酰胺的抗性水平 Table 2 Resistance status of 3rd instar larvae of field population of M.separata to chlorantraniliprole |
与氯虫苯甲酰胺相同,粘虫田间种群对甲氨基阿维菌素苯甲酸盐的抗药性水平也较低(表 3)。6个粘虫种群中,有3个种群的抗性倍数均在3以下,属于敏感阶段;顺义、房山和延庆种群对甲氨基阿维菌素苯甲酸盐的敏感性略有下降,LC50值分别为 0.057、0.050和0.046 mg/L,分别产生了4.385、3.846和3.538倍的抗药性。
| 表 3 粘虫田间种群3龄幼虫对甲氨基阿维菌素苯甲酸盐的抗性水平 Table 3 Resistance status of 3rd instar larvae of field population of M.separata to emamectin benzoate |
北京地区6个粘虫田间种群对虫螨腈的抗药性差异明显(表 4):与敏感品系相比,大兴和延庆种群的抗药性水平最高,LC50值分别为 6.093和5.812 mg/L,抗性倍数分别为20.80和19.84;顺义种群次之,LC50为 3.227 mg/L,抗性倍数为 11.01,上述3个种群对虫螨腈均产生了中等水平抗性;房山种群对虫螨腈产生了低水平抗性,LC50为 2.087 mg/L,其抗性倍数为7.123,其他两个地区的粘虫种群对虫螨腈仍然敏感。
| 表 4 粘虫田间种群3龄幼虫对虫螨腈的抗性水平 Table 4 Resistance status of 3rd instar larvae of field population of M.separata to chlorfenapyr |
结果(表 5)表明:北京地区粘虫田间种群均对氯氟氰菊酯产生了一定程度的抗药性,其中顺义种群的抗性水平最高,LC50值为28.58 mg/L,抗性倍数为 13.98,为中等水平抗性;延庆种群的抗性水平最低,抗性倍数为1.748,属于敏感阶段;其他4个地区的粘虫种群对氯氟氰菊酯的敏感性降低或产生了低水平抗性。
| 表 5 粘虫田间种群3龄幼虫对氯氟氰菊酯的抗性水平 Table 5 Resistance status of 3rd instar larvae of field population of M.separata to lambda-cyhalothrin |
与敏感品系相比,供试粘虫田间种群对毒死蜱的抗药性水平较低。6个粘虫种群中,除大兴和房山种群产生了低水平抗性或敏感性降低外,其他4个种群的抗性倍数均在3以下,属于敏感阶段(表 6)。
| 表 6 粘虫田间种群3龄幼虫对毒死蜱的抗性水平 Table 6 Resistance status of 3rd instar larvae of field population of M.separata to chlorpyrifos |
氯虫苯甲酰胺属于邻酰氨基苯甲酰胺类杀虫剂,作用位点为鱼尼丁受体,对鳞翅目害虫及其抗药性种群具有优异的防治效果[11, 12]。但由于用量大及使用频率较高,部分害虫已经对其产生不同程度的抗药性。有报道指出,华中地区的岳阳和云梦两个小菜蛾田间种群对氯虫苯甲酰胺已达中等水平抗性(抗性倍数分别为23.1和10.6)[13],华南地区增城小菜蛾田间种群甚至对其产生了极高水平抗性,抗性倍数高达606[14]和2000[15]。本研究表明,北京地区粘虫田间种群对氯虫苯甲酰胺也产生了一定的抗药性,但抗性水平还较低,仍处于敏感和敏感性略有下降阶段。
甲氨基阿维菌素苯甲酸盐作为一种大环内酯抗生素类杀虫、杀螨剂,具有胃毒和触杀作用,其作用机制是阻断昆虫的神经传导系统,使其麻痹直至死亡[16],作为高效、低毒杀虫剂已被广泛使用。本研究表明,除顺义、房山和延庆粘虫种群对甲氨基阿维菌素苯甲酸盐的敏感性有所降低(抗性倍数分别为4.385、3.846和3.538)外,北京地区其他粘虫田间种群对该药剂仍处于敏感阶段(抗性倍数<3)。
虫螨腈是一种新型吡咯类杀虫、杀螨剂,药剂本身对昆虫无毒杀作用,但其与昆虫接触或被取食后,可在昆虫体内被氧化代谢并转变为具有杀虫活性的化合物,后者作用于虫体细胞内线粒体,破坏由ADP转变成ATP的生理过程,使得ATP合成受阻,最终导致害虫死亡[17]。虫螨腈可防治鳞翅目、同翅目、鞘翅目和害螨等多种害虫。本研究表明,除平谷和怀柔粘虫田间种群对虫螨腈仍处于敏感状态(抗性倍数分别为1.355和2.611)外,北京其他地区田间种群已经对虫螨腈产生了7.123~20.80倍的抗药性。
氯氟氰菊酯属于拟除虫菊酯类杀虫剂,其作用机理主要是使钠离子通道长期开放,导致害虫兴奋过度而死亡[18]。目前害虫已普遍对其产生了不同程度的抗药性[19]。本研究结果表明,除延庆粘虫田间种群对氯氟氰菊酯仍处于敏感阶段(抗性倍数为1.748)外,北京地区其他种群已经对氯氟氰菊酯产生了4.468~13.98倍的抗药性。
毒死蜱是我国用于替代高毒有机磷农药的品种之一,具有触杀、胃毒和熏蒸作用[20]。害虫或螨对毒死蜱的抗性发展一般比较缓慢[21, 22]。本研究表明,除大兴和房山种群分别对其产生了低水平抗性和敏感性降低外(抗性倍数分别为5.936和3.807),其他4个种群均处于敏感状态。说明北京地区粘虫对毒死蜱仍具有较高的敏感性,这与目前北京地区普遍使用毒死蜱作为防治粘虫的首选药剂的措施是相吻合的。
由于粘虫的迁飞能力很强,每次迁飞都可能使抗性基因被稀释,从而降低了抗性产生的速率,但应该注意到,迁飞这一特性只能延缓而不能完全阻止抗性的发展[6, 23]。本研究表明,北京地区部分区县的粘虫田间种群已经对虫螨腈、氯氟氰菊酯和毒死蜱产生了不同程度的抗药性。此外,笔者在研究中还发现,对虫螨腈产生中等水平抗性的粘虫田间种群,对氯氟氰菊酯和毒死蜱还产生了一定的交互抗性,而对氯虫苯甲酰胺和甲氨基阿维菌素苯甲酸盐则无交互抗性(将另文发表)。因此,在粘虫的综合治理中,应尽量避免虫螨腈与拟除虫菊酯类和有机磷类杀虫剂在相同地块使用,以延缓抗性增长;而作用机制新颖、毒性低的杀虫剂如氯虫苯甲酰胺、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐等可以作为传统杀虫剂毒死蜱、氯氟氰菊酯等的交替或轮换使用药剂,以降低抗性产生的风险,延长杀虫剂的使用寿命。
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