沙葱萤叶甲Galeruca daurica Joannis属鞘翅目叶甲科萤叶甲亚科,主要以幼虫为害沙葱Allium mongolium、野韭A.ramosum及多根葱A.polyrhizum等百合科葱属牧草的叶部及茎部[1],严重时可导致牧草绝收。近年来,受气候和草原生态环境条件改变等因素的影响,沙葱萤叶甲在内蒙古地区突发成灾,发生范围和成灾面积不断扩大。杨星科等[2]报道,2010年5月底至6月初,内蒙古锡林郭勒草原遭受沙葱萤叶甲危害,严重受害面积达9.3万hm2,造成大面积草场绝收。据内蒙古自治区锡林郭勒盟农牧业局调查统计[3],截至2014年5月12日,沙葱萤叶甲危害草原面积已达16.2万hm2,其中严重危害面积7.4万hm2。沙葱萤叶甲的危害和蔓延给农牧民的生产生活带来了很大影响。
绿僵菌Metarhizium anisopliae (Metsch.) Sorokin是一种重要的天然真菌杀虫剂,其寄主范围广,致病力强,对环境无污染,对人、畜及作物无毒害,具有广阔的应用前景[4]。目前在巴西、澳大利亚、墨西哥、美国、日本等国均有绿僵菌商品制剂生产并被大面积推广应用[5],可用于农作物、森林、草原等的害虫防治,对褐飞虱Nilaparvata lugens[6]、椰心叶甲Brontispa longissima (Gestro)[7]、桃小食心虫Carosina niponensis Walsingham[8]、蛴螬Holotrichia parallela[9]及亚洲小车蝗Oedaleus asiaticus [10]等害虫具有明显的控制效果,但其杀虫作用比较缓慢。
一般认为,将生防真菌与低剂量的化学杀虫剂混用可克服双方的缺点,提高防治效果。20世纪60年代,人们就开始了对菌药混用的研究,在前苏联和东欧,研究者成功地将球孢白僵菌Beauveria bassiana (Balsamo) Veillemin制剂和亚致死剂量的敌百虫混配用于防治马铃薯甲虫[11,12]。 2012年叶小真等[13]研究发现,10种化学杀虫剂对绿僵菌分生孢子萌发、菌落生长及产孢均有不同程度的抑制作用,且抑制作用随着药剂浓度的下降而减弱。耿博文等[6]在室内测定了低浓度噻嗪酮与绿僵菌混用对褐飞虱的毒力,发现其具有明显的协同增效作用。高书晶等[10]的室内和田间测定结果显示, 分别将植物源农药印楝素和苦参碱与绿僵菌混用,对防治亚洲小车蝗均有协同增效作用,其田间防效达到90%以上。
本研究在室内测定了阿维菌素、茚虫威和鱼藤酮3种杀虫剂对沙葱萤叶甲3龄幼虫的毒力及对绿僵菌分生孢子萌发的影响,以及低浓度杀虫剂与绿僵菌混用对沙葱萤叶甲的协同致死作用,以期为协调使用化学药剂和生防制剂防治沙葱萤叶甲提供参考。 1 材料与方法 1.1 供试材料 1.1.1 昆虫
从内蒙古锡林浩特市农业部草原有害生物野外观测试验站采集沙葱萤叶甲Galeruca daurica Joannis 幼虫,带回内蒙古农业大学昆虫实验室内以野韭饲养,待用。 1.1.2 菌种及培养
黄绿绿僵菌Metarhizium anisopliae var. acridum由中国农业大学农业部生物防治重点开放实验室提供。将供试菌种接种于PPDA培养基并置于25 ℃恒温箱中培养10 d,待各菌株充分产孢后保存于冰箱中,备用。 1.1.3 杀虫剂
92.8%阿维菌素(abamectin)原药,爱诺华北药物公司;96.9%鱼藤酮(rotenone)原药由华南农业大学徐汉虹教授提供;5%茚虫威(indoxacarb)丙酮溶液由中国农业科学院蔬菜花卉研究所提供。 1.2 试验方法 1.2.1 药剂室内毒力测定
采用点滴法[14]。用丙酮将原药等比稀释成5~7个浓度梯度,用微量点滴器逐头点滴于沙葱萤叶甲3龄幼虫的前胸背板,每头点滴1 μL,每浓度处理幼虫20头,放入装有野韭的玻璃罐头瓶内,重复3次,共60头。以点滴丙酮的处理为空白对照。将处理后试虫置于培养箱中,于(25±1)℃、相对湿度60%、光周期14L∶10D条件下培养,24 h后检查死亡率。用镊子轻触虫体,不能活动者视为死亡。所得数据用POLO软件分析。 1.2.2 供试3种药剂对绿僵菌分生孢子萌发的影响
用0.1%的吐温-80无菌水将培养基上的分生孢子洗下,并配制成高浓度的孢子悬液。根据1.2.1 节中测定的LD50、LD10和1/10 LD10剂量转换得到的浓度值,将供试药剂分别用孢子萌发培养液(蛋白胨5 g、蔗糖20 g、吐温-80 1 mL,加蒸馏水1 000 mL)配制成A、B、C 3个浓度。用该含药培养液将孢子悬液稀释至1×106个/mL,将稀释后的孢子悬液滴在凹面载玻片上,置于有保湿条件的饭盒里,放入25 ℃恒温培养箱中培养,分别于24和48 h后在显微镜下观察,按(1)式计算药剂对分生孢子萌发的抑制率。每处理重复3次,以不加农药的孢子悬液作为对照。
将亚致死浓度(LC10)的各杀虫剂分别与绿僵菌1×106个/mL孢子悬液按体积比1∶1配制成混合制剂。试验共设7个处理:Ⅰ为绿僵菌1×106个/mL孢子悬液;Ⅱ为2.42 mg/L茚虫威;Ⅲ为0.76 mg/L阿维菌素;Ⅳ为2.62 mg/L鱼藤酮;Ⅴ为Ⅰ+Ⅱ的混剂;Ⅵ为Ⅰ+Ⅲ的混剂;Ⅶ为Ⅰ+Ⅳ的混剂;以0.1%吐温-80无菌水作为空白对照。用微量点滴器分别将各药液点滴于沙葱萤叶甲3龄幼虫的前胸背板,每处理设3个重复,每重复20头。将处理后幼虫放入装有野韭的玻璃罐头瓶内,瓶口用纱布覆盖,用皮筋固定好,置于(25±1)℃、相对湿度60%、光周期14L∶10D的培养箱中饲养,每日更换新鲜足量的野韭。逐日统计感染死亡虫数,共统计10 d。以Abbott公式(式2)计算校正死亡率,用机率值分析法求得毒力回归方程,计算致死中时(LT50)及相关系数。
室内毒力测定结果见表 1。其中,阿维菌素对沙葱萤叶甲3龄幼虫的毒力最强,LD50值为4.80 ng/头;鱼藤酮毒力最弱,LD50值为53.21 ng/头。3种药剂对沙葱萤叶甲3龄幼虫的毒力由大到小依次为:阿维菌素>茚虫威>鱼藤酮。
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表 1 供试3种杀虫剂对沙葱萤叶甲3龄幼虫的毒力 Table 1 Toxicities of three insecticides to the third-instar larvae of G.daurica |
表 2中结果显示:不同浓度的3种杀虫剂对绿僵菌分生孢子萌发均有不同程度的抑制作用,但抑制率小于20%;无论是处理24还是48 h,鱼藤酮的平均抑制率均最大,茚虫威的平均抑制率均最小;各农药总体表现为随药剂浓度降低及时间的推移,对绿僵菌分生孢子萌发的抑制率明显下降。
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表 2 供试3种杀虫剂对绿僵菌分生孢子萌发的抑制作用(n=3) Table 2 Inhibition of three insecticides on conidial germination of M.anisopliae |
单独使用亚致死剂量的茚虫威、阿维菌素及鱼藤酮处理沙葱萤叶甲3龄幼虫,其LT50值分别是22.31、14.37和24.97 d,均大于10 d(表 3)。处理后第10天,沙葱萤叶甲的累计死亡率分别为34.54%、38.18%和34.54%,并趋于平稳(图 1)。单独使用绿僵菌1×106个/mL的孢子悬液处理,开始阶段绿僵菌对沙葱萤叶甲3龄幼虫的致病作用有一个潜伏期,一般到第4天时试虫累计死亡率才开始上升(图 1),LT50值为12.84 d。采用亚致死剂量的3种杀虫剂分别与绿僵菌孢子悬液共同作用,与单独使用各药剂及绿僵菌相比,其潜伏期均明显缩短。其中,茚虫威与绿僵菌混合使用的LT50值为4.72 d,比单独使用绿僵菌时缩短了8.12 d,比单独施用茚虫威时缩短了17.59 d,第10天的累计死亡率达到83.64%(图 1);鱼藤酮与绿僵菌混用的LT50值为6.39 d,比单独使用绿僵菌时缩短了6.45 d,比单独使用鱼藤酮时缩短了18.58 d,最高累计死亡率为72.73%(图 1);阿维菌素与绿僵菌混用的LT50值为5.24 d,比单独使用绿僵菌时缩短了 7.60 d,比单独使用阿维菌素时缩短了9.13 d,第10天的累计死亡率为69.09%(图 1)。
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表 3 各试验处理对沙葱萤叶甲3龄幼虫的LT50值 Table 3 LT50values of the treatment of different insecticide to the third-instar larvae of G.daurica |
![]() | 图 1 不同处理组沙葱萤叶甲3龄幼虫的累计死亡率 Fig. 1 Accumulative lethal rates of the third-instar larvae of G.daurica after different treatment |
沙葱萤叶甲是近几年突发成灾、备受瞩目的草原害虫之一。目前对该害虫的研究主要集中于寄主植物对其幼虫生长发育及取食的影响[1]、其过冷却能力与抗寒性[15]及生活习性、生活史等方面[16],有关沙葱萤叶甲防治方面的报道相对较少。生物源农药阿维菌素是一种大环内酯抗生素类广谱、高效的杀虫剂,且在环境中无积累,是草原害虫防治的首选药剂之一,侯秀敏等[17]曾用其防治草原蝗虫。茚虫威是美国杜邦公司开发的具有卓越杀虫活性并对非靶标生物低毒的新型药剂,主要破坏昆虫体内钠离子通道,阻断神经冲动传递,对部分鞘翅目昆虫有一定防效[18]。植物源农药鱼藤酮[19]是环境中自然存在的化合物,其杀虫效果显著且杀虫谱广,易降解,对农业生态环境和农产品无污染,对人和动物无害。因此,本研究选取阿维菌素、茚虫威和鱼藤酮3种杀虫剂,对沙葱萤叶甲3龄幼虫进行了室内毒力测定。结果显示,沙葱萤叶甲幼虫对供试3种杀虫剂的敏感性表现出较大差异,其中敏感性最高的是阿维菌素,其次为茚虫威,最低的是鱼藤酮。基于以上结果,笔者认为阿维菌素是非常有潜力的防治沙葱萤叶甲幼虫的可选药剂。
目前国内外对菌、药协同增效互作的研究都很重视,筛选生物学相容的农药以低剂量与绿僵菌制剂混用,既可使菌剂增效,又可大幅度降低化学药剂的用量。本研究 表明,供试3种杀虫剂对绿僵菌分生孢子萌发的抑制作用均较小,且抑制作用随着杀虫剂浓度的下降和时间的推移而减弱。其中,茚虫威对绿僵菌分生孢子萌发几乎没有抑制作用;阿维菌素的抑制率在处理24 h后为10.34%±2.68%,处理48 h后仅为7.31%±2.96%,抑制作用较弱,与叶小真等[13]的研究结果一致;鱼藤酮对绿僵菌分生孢子萌发的抑制率相对较高,但也小于20%。因此,供试3种杀虫剂均可以低剂量与绿僵菌混合施用防治沙葱萤叶甲幼虫。
室内生测结果表明,低浓度的3种杀虫剂分别作用于沙葱萤叶甲3龄幼虫,毒力均甚微,其LT50值都大于10 d,第10天的累计死亡率最高仅为38.18%。而将其分别与绿僵菌1×106个/mL的孢子悬液混配则具有明显的增效作用,不仅可大幅降低3种杀虫剂的用量,还明显缩短了杀虫时间,提高了杀虫效率。试验结果显示,茚虫威与绿僵菌混用增效作用最强,其LT50值缩短最明显,且10 d内的累计死亡率最高,杀虫作用显著提高。推测这可能与茚虫威对绿僵菌的分生孢子萌发几乎没有抑制作用密切相关,二者相容性良好,最大程度地提高了各自的杀虫作用。刘爱萍等[20]研究发现,阿维菌素与白僵菌Beauveria bassiana混配防治亚洲小车蝗时存在拮抗作用,这主要是由于阿维菌素对白僵菌孢子萌发具有抑制作用所致[21]。本研究中,阿维菌素与绿僵菌混配防治沙葱萤叶甲也表现出一定的增效作用,这与阿维菌素对绿僵菌分生孢子萌发的抑制作用小,二者的相容性较好也是密不可分的。与前面两种药剂相比,鱼藤酮对绿僵菌分生孢子萌发虽有一定的抑制作用,但其与绿僵菌混配作用于沙葱萤叶甲3龄幼虫时,LT50值也缩短了6.45 d,这与高书晶等[10]报道的两种植物源农药与绿僵菌混配后增效作用显著的结果一致。推测该结果除了与鱼藤酮对绿僵菌孢子萌发的抑制作用有关外,可能还与其杀虫机理相关——鱼藤酮作用方式多样,以毒杀作用为主,同时具有拒食和抑制生长发育的作用[19],与绿僵菌复配后,其毒杀作用和拒食作用可能导致沙葱萤叶甲3龄幼虫的免疫力迅速降低,因而更容易被绿僵菌寄生。
总之,绿僵菌与所选低剂量的3种杀虫剂混用,均可缩短对沙葱萤叶甲3龄幼虫的杀虫时间,提高杀虫效率,减少大量施用杀虫剂给草原环境带来的污染。3种药剂中可首选茚虫威与绿僵菌混配施用,其次可选用阿维菌素和鱼藤酮。但上述结果还需在大田试验中进一步验证。
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