灰飞虱对几种杀虫剂的抗性
2015-02-14班兰凤高聪芬郭昊岩
班兰凤, 高聪芬, 郭昊岩
(1.沈阳化工研究院有限公司新农药创制与开发国家重点实验室,沈阳 110021;2.南京农业大学植物保护学院农业部作物病虫害监测与防控重点开放实验室,南京 210095)
灰飞虱对几种杀虫剂的抗性
班兰凤1,2, 高聪芬2*, 郭昊岩2
(1.沈阳化工研究院有限公司新农药创制与开发国家重点实验室,沈阳 110021;2.南京农业大学植物保护学院农业部作物病虫害监测与防控重点开放实验室,南京 210095)
采用稻苗浸渍法测定了灰飞虱对7种常用杀虫剂的抗性。2011年监测了我国江苏、浙江、安徽三省9个灰飞虱种群对噻虫嗪、烯啶虫胺、毒死蜱、吡蚜酮、噻嗪酮、高效氯氰菊酯及氟虫腈的抗性。结果表明:灰飞虱对噻虫嗪都处于敏感阶段(0.6~2.2倍);对烯啶虫胺处于敏感阶段(0.8~3.0倍);对毒死蜱产生了中高水平抗性(17.5~83.6倍);对吡蚜酮为敏感到低水平抗性(1.9~5.5倍);对噻嗪酮的抗性为高极高水平(136.4~271.1倍);对高效氯氰菊酯的抗性为低中等水平(5.2~34.9倍);对氟虫腈为低水平抗性(0.9~8.0倍)。基于灰飞虱对7种药剂的抗性情况,对田间治理灰飞虱合理使用药剂进行了讨论。
灰飞虱; 杀虫剂; 抗药性
灰飞虱[Laodelphax striatellus(Fallén)]是水稻的重要害虫之一,其不仅刺吸取食为害水稻、小麦、玉米及高粱等作物,更重要的是传播水稻条纹叶枯病(Rice stripe virus,RSV)、水稻黑条矮缩病(Rice black sreaked dwarf virus,RBSDV)、小麦丛矮病(Wheat rosette stunt virus,WRSV)及玉米粗缩病(Maize rough dwarf virus,MRDV)等病毒病害[1-2],并且传毒造成的危害远大于直接刺吸危害[2]。由于至今没有理想的防治病毒病的药剂,治虫防病成为挽回损失的主要手段。
灰飞虱一直以来主要采用化学农药进行防治,但化学药剂的长期、大量、不合理使用导致了灰飞虱对多种杀虫剂产生了抗药性。为了明确我国稻区灰飞虱对常用药剂的抗性,笔者于2011年测定了江苏、安徽、浙江的9个地区灰飞虱种群对吡蚜酮等7种杀虫剂的抗性,以期为生产上防治灰飞虱科学用药及抗性治理提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 供试昆虫
田间种群:2011年5-7月采自我国安徽(庐江、来安)、江苏(盐城、通州、无锡、南京、宜兴)、浙江(湖州、嘉兴)3省9地区的麦田灰飞虱种群(表1),每个种群采集成虫或若虫1 000~1 500头,室内饲养,取F0~F2代的3龄中期若虫供测定。
敏感种群:2008年由江苏农业科学院植物保护研究所提供。该种群2002年采自江苏海安,在实验室用稻苗饲养,不接触药剂。
试虫的室内饲养采用无土稻苗饲养法,水稻品种为‘武育粳3号’,在温度为(25±1)℃、光周期为L∥D=16 h∥8 h的恒温光照培养箱中饲养。
1.2 供试药剂
98%噻虫嗪原药,由先正达(中国)投资有限公司提供;95%烯啶虫胺原药,由江苏南通江山农药化工股份有限公司提供;96%毒死蜱原药,由红太阳集团公司南京第一农药厂提供;95%吡蚜酮原药,由南京艾金化工有限责任公司提供;97%噻嗪酮原药,江苏常隆化工有限公司;95%高效氯氰菊酯原药,江苏扬农化工集团股份有限公司提供;95%氟虫腈原药,浙江新农化工股份有限公司。
上述原药以丙酮作溶剂(吡蚜酮以二甲基甲酰胺作溶剂),加100 g/L乳化剂Triton X-100加工成乳油,供测定用。
1.3 试验方法
1.3.1 敏感性测定
采用稻苗浸渍法。将配制的乳油用水等比稀释成系列浓度,每个试验设5个浓度,以清水为对照,每处理重复3次。将6日龄‘武育粳3号’稻苗连根在系列浓度的药液中浸10 s,取出沥至无液体滴下后置于垫有滤纸的一次性塑料杯中,30 min后接入3龄中期若虫15头,然后用保鲜膜封口并扎孔。接虫后的培养杯放置于(25±1)℃、光照周期L∥D= 16∥8 h的恒温光照培养箱中。有机磷类、拟除虫菊酯类杀虫剂48 h后检查结果,新烟碱类、苯基吡唑类杀虫剂96 h后检查结果,吡啶甲亚胺杂环类、昆虫生长调节剂类杀虫剂120 h后检查结果。
1.3.2 统计分析
采用美国环保局EPA(EPA probit analysis program used for calculation LC/EC values Version 1.5)软件进行处理,计算毒力回归式、LC50及95%置信限。抗性倍数(RR)为田间种群的LC50除以敏感种群的LC50。抗性水平分级标准为:抗性倍数3.0倍以下为敏感;3.1~5.0倍为敏感性下降;5.1~10.0倍为低水平抗性;10.1~40.0倍为中等水平抗性;40.1~160.0倍为高水平抗性;大于160.0倍为极高水平抗性[3]。
2 结果与分析
采用稻苗浸渍法监测了2011年江苏无锡、通州、盐城、南京、宜兴;浙江湖州、嘉兴;安徽庐江、来安9个灰飞虱田间种群对7种常用药剂的抗性,结果表明(表1),江苏通州、宜兴和安徽来安种群对吡蚜酮为敏感水平(1.9~3.0倍),浙江湖州、嘉兴和安徽庐江种群对吡蚜酮的抗性为敏感性下降阶段(抗性倍数分别为4.2、4.5和3.2倍),而江苏无锡、盐城和南京种群对吡蚜酮已发展为低水平抗性(5.3~5.5倍);除江苏盐城外的其他8个供试种群对毒死蜱都为高水平抗性(41.0~83.6倍),占监测种群的89%,江苏盐城种群为中等抗性水平(17.5倍);对噻虫嗪和烯啶虫胺都为保持在敏感水平(抗性倍数分别为0.6~2.2和0.8~3.0倍);江苏盐城和安徽庐江种群对噻嗪酮的抗性为高水平抗性,抗性倍数分别为152.4和136.4倍,江苏无锡、通州、南京、宜兴、浙江湖州、嘉兴和安徽来安种群对噻嗪酮产生了168.1~271.1倍的极高水平抗性;江苏无锡和安徽来安种群对高效氯氰菊酯的抗性为低水平抗性,抗性倍数分别为5.2和7.5倍,江苏通州、盐城、南京、宜兴、浙江湖州、嘉兴和安徽庐江种群对高效氯氰菊酯的抗性都达到了中等水平,抗性倍数为11.9~34.9倍;江苏无锡、宜兴和浙江嘉兴种群对氟虫腈均为敏感水平(0.9~2.8倍),江苏通州、盐城。南京、安徽庐江和来安种群对氟虫腈的抗性为敏感性下降(3.3~5.9倍),只有浙江湖州种群对氟虫腈产生了8.0倍的低水平抗性。
表1 灰飞虱对7种药剂的抗性监测Table 1 Resistance monitoring ofLaodelphax striatellusto 7 insecticides
续表1 Table 1(Continued)
3 讨论
吡蚜酮作用方式独特、内吸活性好,对刺吸式口器害虫有选择性,近几年在我国被大规模用于稻飞虱的防治。由于大面积的单一施用,2010年监测到中国和越南的褐飞虱种群已对吡蚜酮产生了低水平抗性[5],田间灰飞虱对吡蚜酮的抗性也已有所发展,江苏无锡、盐城及南京种群对吡蚜酮已产生低水平的抗性。吡蚜酮能有效阻断蚜虫取食[6],目前在麦田也被广泛使用。在稻麦连作的情况下,在田间灰飞虱每年要经历多次药剂的筛选,这样灰飞虱有可能很快产生高水平抗性,因此应尽早限制吡蚜酮在麦田及稻飞虱防治中的使用次数,与其他药剂交替轮换使用,以延长这一高效药剂的使用寿命。
毒死蜱是全球应用最广泛的5种杀虫剂之一[7],也是我国替代高毒农药防治水稻害虫的主要药剂。虽然害虫或螨对毒死蜱的抗性发展比较缓慢[8-10],但Recep报道土耳其二斑叶螨对毒死蜱的抗性高达1 774倍[11],我国甜菜夜蛾对毒死蜱也产生了100倍以上的高水平抗性[12],表明如不合理使用,该杀虫剂产生抗性的风险也较高。本研究表明,2009-2011三年间灰飞虱对毒死蜱的抗性已从中等水平发展到高水平,这可能与麦田、稻田长期、大面积使用毒死蜱有关。因此,建议在高抗地区暂停使用毒死蜱防治灰飞虱,在中抗地区应限制其在稻田防治螟虫和稻飞虱的使用次数,且应与烯啶虫胺、噻虫嗪及吡蚜酮等药剂交替轮换使用,以延缓灰飞虱对其抗性的进一步发展。
第二代新烟碱类杀虫剂噻虫嗪和烯啶虫胺作为防治灰飞虱的主要杀虫剂,可与吡蚜酮等药剂轮换使用。笔者监测到江苏、安徽和浙江三省田间灰飞虱对噻虫嗪和烯啶虫胺的抗性水平比较低。王利华等对灰飞虱的抗药性监测结果[4]也呈现了同样的趋势。但刘叙杆等监测到2006-2008年间采自苏、浙、皖的褐飞虱田间种群对噻虫嗪已产生了低到中等水平抗性;对烯啶虫胺也从处于敏感到敏感性下降阶段[13],Rauch等研究发现2000年采自西班牙和2001年采自德国的Q型烟粉虱种群对噻虫嗪的抗性为301倍和1 284倍[14],表明如不科学合理使用,灰飞虱对噻虫嗪和烯啶虫胺也有产生抗性的风险。因此应加强灰飞虱田间种群对噻虫嗪和烯啶虫胺的抗药性监测,以便及时了解其抗性变化动态,为制定灰飞虱防治策略提供理论依据。
拟除虫菊酯类杀虫剂由于对鱼毒性高而禁止在稻田使用,Sone等和Endo等监测到我国浙江富阳、日本和越南的灰飞虱种群对该类药剂比较敏感[15-16]。但2007年王利华等监测到我国灰飞虱对高效氯氰菊酯产生了中到高水平抗性[4],2011年江苏、安徽和浙江田间灰飞虱对其仍为低到中等水平抗性。这可能是由于麦田用高效氯氰菊酯防治越冬代灰飞虱及其他害虫,或者是防治水稻螟虫的复配药剂中违规添加了该药剂,最终导致灰飞虱对其产生了抗性。鉴于灰飞虱对高效氯氰菊酯的抗性水平较高,麦田防治灰飞虱应暂停使用该药剂;另外稻田用药应严格把关,禁止所有对鱼高毒的拟除虫菊酯类杀虫剂在稻田使用。
噻嗪酮自20世纪80年代末在江苏推广用于防治褐飞虱和白背飞虱,而当时灰飞虱为次要害虫,生产中也没有用噻嗪酮对其进行针对性防治。但马崇勇2006年采用稻茎浸渍法测定浙江湖州灰飞虱种群对噻嗪酮敏感性较低(LC50为105 mg/L)[17],并且江苏海安地区噻嗪酮对灰飞虱的防效也较差,在50 g/667 m2(25%可湿性粉剂)的用量下,6 d后防效仅为16.15%[18],江苏盐城地区也存在相似的情况[19];2011年监测结果显示,江苏、安徽和浙江9个田间种群对其仍为高到极高水平抗性(136.4~271.1倍)。灰飞虱对噻嗪酮产生较高水平的抗性,可能是该杀虫剂在防治褐飞虱和白背飞虱的过程中对灰飞虱筛选的结果。目前褐飞虱对其抗性已发展为中到高水平,且在逐渐上升[20],因此建议稻田限制噻嗪酮的使用次数,使用中注意与其他药剂的交替轮换,以防止稻飞虱对其抗性的进一步上升。
氟虫腈曾被推荐用于取代高毒农药防治多种水稻害虫,田间灰飞虱对氟虫腈的敏感性较高[17,21],而2009年褐飞虱对其产生了中到高水平抗性[22]。由于氟虫腈对水生动物、蜜蜂高毒,2009年在我国境内被禁用,但本研究中2011年监测到部分灰飞虱种群对其已达到低水平抗性,其中江苏通州和安徽庐江种群与2007年[4]相比有明显上升。这可能是由于田间使用了乙虫腈和丁烯氟虫腈,而其与氟虫腈存在交互抗性[22]。
鉴于化学防治是当前控制灰飞虱的重要手段,而且灰飞虱对多种药剂产生了不同程度的抗性,可以长期用于防治灰飞虱的高效药剂越来越少。因此,加强对灰飞虱的抗性治理,对水稻生产可持续发展显得尤为重要。首先,应加强灰飞虱抗药性监测,及时了解田间抗性水平,以提早采取措施延长其使用寿命;其次,对已产生高水平抗性的药剂应暂停使用或限制使用(如毒死蜱);另外,实施农业防治和生物防治等综合防治措施,以减少化学药剂的使用,从而延缓灰飞虱抗药性的产生。
[1] 陈声祥,张巧艳.我国水稻黑条矮缩病和玉米粗缩病研究进展[J].植物保护学报,2005,32(1):97 103.
[2] 丁锦华,洪晓月.农业昆虫学[M].第2版北京:中国农业出版社,2007:98 101.
[3] 沈晋良,谭建国,肖斌,等.我国棉铃虫对拟除虫菊酯类农药的抗性监测及预报[J].昆虫知识,1991,28(6):337 341.
[4] 王利华,方继朝,刘宝生.几类杀虫剂对灰飞虱的相对毒力及田间种群的抗药性现状[J].昆虫学报,2008,51(9):930 937.
[5] 凌炎,黄凤宽,尤丽萍,等.中国和越南褐飞虱抗药性研究[J].应用昆虫学报,2011,48(5):1374 1380.
[6] Harrewijin P,Kayser H.Pymetrozine,a fast-acting and selective inhibitor of aphid feeding:In-situ studies with electronic monitoring of feeding behavior[J].Pesticide Science,1997,49(2):130 140.
[7] 边全乐.使用毒死蜱的安全性[J].中国农学通报,1997,13(6):71.
[8] Torres-Vila L M,Rodríguez-Molina M C,Lacasa-Plasencia A,et al.Insecticide resistance ofHelicoverpaarmigerato endosulfan,carbamates and organophosphates:the Spanish case[J].Crop Protection,2002,21(10):1003 1013.
[9] Ribeiro B M,Santos J P,Oliveira E E,et al.Insecticide resistance and synergism in Brazilian populations ofSitophilus zeamais(Coleoptera:Curculionidae)[J].Journal of Stored Products Research,2003,39(1):21 31.
[10]Ahmad M,Arif M I,Ahmad M.Occurrence of insecticide resistance in field populations ofSpodoptera litura(Lepidoptera:Noctuidae)in Pakistan[J].Crop Protection,2007,26(6):809 817.
[11]Recep A Y.Determination of susceptibility and resistance of some greenhouse populations ofTetranychus urticaeKoch to chlorpyrifos(Dursban 4)by the petri dish-Potter tower method[J].Journal of Pest Science,2005,78(3):139 143.
[12]王开运,姜兴印,仪美芹,等.甜菜夜蛾的抗药性变化及治理对策的研究[J].农药,2001,40(6):29 32.
[13]刘叙杆,赵兴华,沈晋良,等.褐飞虱对氟虫腈和新烟碱类药剂的抗性动态变化[J].中国水稻科学,2010,24(1):73 80.
[14]Rauch N,Nauen R.Identification of biochemical markers linked to neonicotinoid cross resistance inBemisia tabaci(Hemiptera:Aleyrodidae)[J].Archives Insect Biochemistry Physiology,2003,54(4):165 176.
[15]Sone S,Hattori Y,Tsuboi S,et al.Difference in susceptibility to imidacloprid of the populations of the small brown planthopper,Laodelphax striatellusFallén,from various localitiesin Japan[J]. Journal of Pesticide Science,1995,20(4):541 543.
[16]Endo S,Takahashi A,Tsurumachi M.Insecticide susceptiblity of small brown planthopper,Laodelphax striatellusFallén(Hemoptera:Delphacidae),collected from East Asia[J].Applied Entomology and Zoology,2002,37(1):79 84.
[17]马崇勇,高聪芬,沈晋良,等.灰飞虱对几类杀虫剂的抗性和敏感性[J].中国水稻科学,2007,21(5):555 558.
[18]孙春来,陆晓峰,孟爱中,等.不同药剂防治灰飞虱试验简报[J].上海农业科技,2005(4):109 110.
[19]林付根,赵阳,仇光灿,等.35%寨丹EC等药剂防治小麦田灰飞虱的效果[J].江苏农业科学,2006(3):86 88.
[20]甯佐苹.褐飞虱抗药性监测及对噻嗪酮的抗性风险评估[D].南京:南京农业大学,2011.
[21]彭永强,高聪芬,沈晋良,等.灰飞虱对氟虫腈抗性风险评估、遗传分析及杀虫剂敏感性研究[J].中国水稻科学,2009,23(6):645 652.
[22]赵兴华.褐飞虱对苯基吡唑类杀虫剂抗性风险评估及交互抗性研究[D].南京:南京农业大学,2010.
Resistance to insecticides in the small brown planthopper,Laodelphax striatellus(Homoptera:Delphacidae)
Ban Lanfeng1,2, Gao Congfen2, Guo Haoyan2
(1.State Key Laboratory of the Discovery and Development of Novel Pesticide,Shenyang Research
Institute of Chemical Industry Co.,Ltd.,Shenyang110021,China;2.College of Plant Protection,
Nanjing Agricultural University,Key Laboratory of Monitoring and Management of Crop
Diseases and Pest Insects,Ministry of Agriculture,Nanjing210095,China)
Resistance of the small brown planthopper to seven insecticides were evaluated by rice seedlings-dipped method.The resistance ofL.Striatellusto thiamethoxam,nitenpyram,chlorpyrifos,pymetrozine,buprofezin,beta-cypermethrin and fipronil were monitored in nine field populations from Jiangsu Province,Anhui Province and Zhejiang Province,in 2011.All the populations kept susceptible to minor resistance to thiamethoxam and nitenpyram(0.6 to 2.2-fold and 0.8 to 3.0-fold,respectively),while moderate to high level resistance to chorpyrifos(17.5 to 83.6-fold).Nine populations were in high to very high resistance to buprofezin(136.4 to 271.1-fold).Most of the field populations developed low to medium resistance tobeta-cypermethrin and fipronil in 2011(5.2 to 34.9-fold and 0.9 to 8.0-fold,respectively).The resistance management strategies of the small brown planthopper to insecticides were also proposed.
Laodelphax striatellus; insecticide; insecticide resistance
S 433.39;S 482.3
A
10.3969/j.issn.0529 1542.2015.01.032
2014 01 08
2014 02 11
国家自然科学基金(31171884);水稻重大病虫抗药性监测与安全用药项目
*通信作者gaocongfen@njau.edu.cn