3种药剂对栗实象甲防治效果及安全性评价1)

2015-03-07遇文婧宋小双王琪邓勋马晓乾周琦申国涛

东北林业大学学报 2015年11期

遇文婧宋小双王琪邓勋马晓乾周琦申国涛

(黑龙江省森林保护研究所，哈尔滨，150040)

责任编辑:程红。

栗实象甲(Curculio davidi)又名栗实象鼻虫、栗蛆、属鞘翅目象甲科［1］，为世界性板栗(Castanea mollissima)害虫。在我国主要分布在南方的板栗生产区，是南方板栗生产上危害最严重的害虫之一。近年来，由于种苗调运和商品板栗带虫等原因，该虫逐渐由南向北扩散蔓延。尤其是在北方人工林开始大面积暴发，严重危害蒙古栎(Quecus mongolica)橡实，经林间踏查发现橡子被害率高达83%。目前，针对栗实象甲的防治技术和手段多应用于南方板栗生产林。杨霁红等［3］发现利用稀释800 倍Bt 悬浮剂能有效控制豫南地区板栗栗实象甲危害［2］，另外25.0%灭幼脲Ⅲ号胶悬剂也能有效延迟其蜕皮［3］;曾林等［4］采用齐螨素、吡虫啉等无公害农药的5 倍液树干打孔注药防治凤城市板栗栗实象甲，防治效果极佳。但是，由于北方气候严寒，蒙古栎生物学特性又与板栗不同，这些防治手段都无法有效控制危害蒙古栎橡实的栗实象甲［5］。王立中等［5］对大兴安岭蒙古栎栗实象甲进行化学药剂防治，防治效果并不显著。化学防治虽然见效快，但是长期使用易引发抗药性和环境污染，尤其在气候变暖后，农药的使用量增大，客观上造成病虫害的逐步增加［6-7］。因此，根据害虫防治的可持续控制策略，应尽量选用低毒、环保的绿色无公害农药来防治害虫［8］。本研究以此为依据，首先对经过室内毒力测定筛选出的3 种药剂:5.0%噻虫啉100 倍液、1.2%阿维菌素100倍液和25.0%灭幼脲100 倍液，进行野外防治试验，对其防治效果进行评估;然后，检测3 种药剂对蒙古栎生理指标的影响，从而评价药剂对树体的干扰作用;最后，在实验室内检测3 种药剂对土壤过氧化氢酶活性及微生物呼吸作用的影响，评价农药安全性，以期为安全、有效施用农药防治蒙古栎栗实象甲提供理论依据。

1 材料与方法

供试药剂为经过实验室毒力测试筛选出的效果较好的5.0%噻虫啉100 倍液(浙江森得保生物制品有限公司)、1.2%阿维菌素100 倍液(平山林业药厂)和25.0%灭幼脲100 倍液(通化农药化工股份有限公司)。

样地选择:试验地在牡丹江江山娇林场蒙古栎人工林内。该林分林龄25 a，平均树高10.3 m，胸径25 cm，郁闭度0.6，栗实象甲发生严重，橡实被害率80%以上。分别对3 种供试的药剂进行统筹设计，划分试验区和对照区。在试验区选择结实量较多、立地条件相似、随机分布的蒙古栎作为试验样树，并编号。

野外防治试验:在2013年6月，在试验地树干下部用便携电钻在3 个方向分别打直径为1.0 cm的孔，孔向下倾斜45°，深5 cm。采用强力注药的方式注入1 mL 药剂于树干中，用黄泥封口防止药剂挥发和流失。分别在7、8月份收集橡实，逐个解剖，以针刺法判断幼虫死活，统计橡实被害率和幼虫死亡率。在8月中旬用打孔注药的方式进行防治后，分别在处理5、10、15、20、30 d 后，采集橡实，方法同上，统计幼虫的死亡率，调查药剂的传导速率［9］。

植物生理指标测定:在注药后15、20、30 d 取树冠枝梢，测定叶片总蛋白及叶绿素质量分数，评价药剂对树体的干扰作用［10-11］。

土壤过氧化氢酶测定:在样地取土样，每份2 g，风干，分别加入不同农药，使其在土样中达到10 mg·kg-1，加入适量蒸馏水，使土样达到最大含水量的60%，于37 ℃培养0、1、3、7、14、28、56 d 后利用试剂盒测定过氧化氢酶活性［12］。

土壤生物呼吸强度测定:采用密闭法测定［13-14］。在样地取土样，每份50 g，加入1 g 葡萄糖，于100 mL 烧杯中搅拌均匀，置于2 L 密闭玻璃瓶中，在恒温培养箱中25 ℃培养7 d，加入不同农药，使其在土样中达到10 mg·kg-1，加入适量蒸馏水，使土样达到最大含水量的60%，再放入盛有50 mL 标准NaOH(0.1 moL·L-1)小烧杯吸收土壤微生物呼吸释放的CO2，密封瓶口恒温培养，分别在1、3、5、7、14 d 取出烧杯，立即用0.2 moL·L-1HCl 滴定剩余NaOH，再放入新鲜NaOH 的烧杯中继续培养。根据HCI 溶液的消耗量计算100 g 干土的CO2释放量。

以上所有试验均以高毒的氧化乐果为阴性对照，以清水为阳性对照，每组重复3 棵树。

2 结果与分析

2.1 不同药剂的野外防治效果

由表1可见，3 种无公害药剂和高毒的氧化乐果施药后1 个月，防治效果差异显著。与清水对照相比，3 种药剂和氧化乐果几乎都使橡子被害率降低了10%～20%。7月份，25.0%灭幼脲100 倍液的果实被害率(55.22%)明显低于氧化乐果(59.11%)，但是，幼虫死亡率(24.56%)低于氧化乐果(32.10%);5.0%噻虫啉100 倍液(62.22%)和1.2%阿维菌素100 倍液(74.44)的被害率均高于氧化乐果，但是，5.0%噻虫啉的幼虫死亡率(33.30%)高于氧化乐果(32.10%)。8月份，可能由于蒸腾作用，3 种试剂相比7月份的效果较低，果实被害率均高于氧化乐果(60.33%)，而且幼虫死亡率不高。在3 种药剂中，7、8月份橡子被害率最低的是25.0%灭幼脲100 倍液，分别为55.22 和62.78%;幼虫死亡率最高的是5.0%噻虫啉100 倍液，分别为33.30%和22.86%。

表1 不同药剂对蒙古栎栗实象甲幼虫的防治效果

2.2 不同药剂在蒙古栎体内的传导速率

3 种药剂和高毒的氧化乐果分别在树干注药5、10、15、20、30 d 的杀虫率调查结果见表2。在注药后5 d，除了1.2%阿维菌素100 倍液，其他3 种药剂都已到达树梢，一些橡子内的栗实象甲开始死亡，但是杀虫率都较低，仅在5.0%以下。在注药后10 d，氧化乐果和5.0%噻虫啉100 倍液杀虫率小幅上升，1.2%阿维菌素100 倍液和25.0%灭幼脲100 倍液的杀虫率不明显。在注药15 d 后，氧化乐果、5.0%噻虫啉100 倍液和25.0%灭幼脲100 倍液的杀虫率大幅上升，1.2%阿维菌素100 倍液的杀虫率也明显上升，但是上升幅度不大。在注药后20、30 d，氧化乐果和3 种药剂的杀虫效果上升减缓，可能因为树冠和球果的药剂富集已经达到峰值。

2.3 不同药剂对蒙古栎生理指标的影响

3 种药剂和高毒的氧化乐果在树干注药5、10、15、20、30 d 后，同对照相比，3 种药剂和高毒的氧化乐果对蒙古栎叶片的总蛋白质量分数均有影响(图1)。在注药10 d 后，1.2%阿维菌素100 倍液、25.0%灭幼脲100 倍液和高毒的氧化乐果均降低了蒙古栎叶片的总蛋白质量分数，而5.0%噻虫啉100 倍液提升了蒙古栎叶片的总蛋白质量分数;在20～30 d，除了高毒的氧化乐果外，注入3 种药剂的蒙古栎叶片的总蛋白质量分数逐渐恢复正常。

表2 不同药剂在蒙古栎体内的传导速率

图1 不同药剂对蒙古栎可溶性蛋白的影响

同清水对照相比，3 种药剂和高毒的氧化乐果对蒙古栎叶片的过氧化酶(POD)活性均有影响(图2)。在注药10 d 时，注入3 种药剂和高毒的氧化乐果的蒙古栎叶片的POD 活性均明显升高。注药30 d 时，注入1.2%阿维菌素100 倍液和5.0%噻虫啉100 倍液的蒙古栎叶片的POD 活性恢复到对照水平，为35.00 U·mg-1;注入25.0%灭幼脲100 倍液的蒙古栎叶片的POD 活性高于对照，为66.25 U·mg-1;相反，注入高毒的氧化乐果的蒙古栎叶片的POD 活性却低于对照，为20.22 U·mg-1。

图2 不同药剂对蒙古栎POD 的影响

同清水对照相比，3 种药剂和高毒的氧化乐果对蒙古栎叶片的叶绿素质量分数均有影响(表3)。在注药10 d 时，3 种药剂和高毒的氧化乐果明显降低了蒙古栎叶片的叶绿素总质量分数;在注药20～30 d 时，3 种药剂逐渐提升了蒙古栎叶片的叶绿素总质量分数;而高毒的氧化乐果使蒙古栎叶片的叶绿素总量始终维持在低水平。虽然，3 种药剂在注药5 d 时降低了蒙古栎叶片的叶绿素(a/b)值，但是在30 d 时基本恢复对照水平，而1.2%阿维菌素100倍液对蒙古栎叶片的叶绿素(a/b)值影响不大。

表3 不同药剂对蒙古栎叶绿素质量分数的影响

续(表3)

2.4 不同药剂对土壤过氧化氢酶活性和生物呼吸作用的影响

3 种药剂和高毒的氧化乐果在不同时间对土壤的过氧化氢酶活性的影响见图3。

图3 不同药剂对土壤过氧化氢酶活性的影响

由图3可以看到，相对于清水对照，经过农药处理过的土壤，过氧化氢酶活性变化基本呈“抑制—激活—恢复”的趋势。3 种药剂处理过的土壤过氧化氢酶活性在7 d 时达到最低，之后逐渐上升，在56 d 时基本恢复到对照水平;而高毒的氧化乐果处理过的土壤过氧化氢酶活性在7 d 时达到-1.25 U·mg-1，然后逐渐恢复到正常水平。

3 种药剂和高毒的氧化乐果在不同时间对土壤中微生物CO2释放量的影响见图4。

图4 不同药剂对土壤中微生物CO2 释放量的影响

由图4可以看到，加入1.2%阿维菌素100 倍液和5.0%噻虫啉100 倍液的土壤中微生物CO2释放量在培养过程中趋于一致;而加入25.0%灭幼脲100 倍液和高毒的氧化乐果的土壤中微生物CO2释放量在培养1～3 d 后开始逐渐降低，在培养7～14 d时，与对照相比，分别降低了34.56%和75.74%。

3 结论与讨论

栗实象甲是近年来在北方地区新发现的危害蒙古栎橡实的重要害虫，为了及时控制其危害，科研工作者开展了一些防控措施［5］，但仅仅局限于化学药剂的防治。无公害药剂的推广和应用降低了对人类健康、生态环境及天敌的威胁，可达到绿色环保的目的［15］。为了对蒙古栎栗实象甲进行可持续控制，参考了南方的板栗栗实象甲无公害防治技术手段［1-4，16］，通过室内杀虫试验筛选出浓度适中、效果较好的3 种药剂［17］:5.0%噻虫啉100 倍液、1.2%阿维菌素100 倍液和25.0%灭幼脲100 倍液，进行了野外试验及安全评价。在7、8月份的防治试验表明，3 种试剂中橡子被害率最低的是25.0%灭幼脲100 倍液(7月份为55.22，8月份为62.78%)，幼虫死亡率最高的是5.0%噻虫啉100 倍液(7月份为33.30%，8月份为22.86%)(表1)。这可能由于灭幼脲是昆虫保幼激素类似物，能使幼虫不能化蛹，或者蛹不能变成成虫，而且能有效延迟栗实象成虫蜕皮，从而导致死亡［3］，因此成虫数量降低，果实被害率也随之下降，但是对幼虫的致死率却不是很明显。噻虫啉是新型氯代烟碱类杀虫剂，对鞘翅类的成虫及幼虫都有较强的药效。2011年，王明月在丽水市板栗主产区利用2%噻虫啉微胶囊粉剂防治板栗果实害虫，包括栗实象甲，平均防治效果达到78.72%［18］。同样，在本试验中5.0%噻虫啉100 倍液的防治效果也较明显，在7、8月份使橡子被害率分别降低了23.29%和17.98%，而且在这2 个月中的幼虫死亡率均高于其他2 种药剂(表1)。同时，25.0%灭幼脲100 倍液和5.0%噻虫啉100 倍液的传导速率也较快，在注药15 d 时，杀虫率都明显增加(表2)。阿维菌素对栗实象甲的野外防治效果不是非常明显。

为了合理利用3 种药剂防治栗实象甲，同时又不会对植物及周围环境产生危害，对3 种药剂进行了室内安全性检测。首先，检测了3 种药剂对蒙古栎生理的影响。植物叶片中总蛋白含量、POD 活性及叶绿素含量都是评价植物抗逆性的重要生理指标［19-20］。在施药20～30 d，高毒的氧化乐果对照降低了蒙古栎叶片的蛋白含量、POD 活性及叶绿素含量。3 种药剂虽然在施药后使蒙古栎叶片的蛋白含量、POD 活性及叶绿素含量有不同程度的变化，但在施药20～30 d 基本恢复正常水平，甚至提高了蒙古栎叶片的POD 活性(图2)及叶绿素含量(表3)，而且在注药10 d 时5.0%噻虫啉100 倍液也提升了蒙古栎叶片的总蛋白含量(图1)，一定程度上对树体的生理活动起到了促进作用。

土壤酶活性是土壤生物活性和土壤肥力的重要指标，土壤过氧化氢酶能够促氧化氢的分解，防治过氧化氢对生物体的毒害作用，同时也与土壤呼吸作用和土壤微生物活动息息相关［21-22］，不同农药对土壤过氧化氢酶抑制作用的高低间接反映了农药对生态环境的危害程度［14］。另外农药对土壤微生物呼吸作用强度的影响也已经成为评价农药生态环境安全性的重要指标［23-24］。在本研究中，经过3 种药剂处理过的土壤过氧化氢酶活性在7 d 时降到最低，都在4 U·mg-1以上，在56 d 时基本恢复到对照水平，而高毒的氧化乐果对照处理过的土壤过氧化氢酶活性在7 d 时达到了负值(图3)。此外，1.2%阿维菌素100 倍液和5.0%噻虫啉100 倍液对土壤中微生物CO2释放量影响不显著，25.0%灭幼脲和高毒的氧化乐果对照处理的土壤中微生物CO2释放量在培养1～3 d 后开始逐渐降低，在7～14 d 时，分别降低了34.56%和75.74%(图4)。

研究结果显示，5.0%噻虫啉100 倍液、1.2%阿维100 倍液菌素和25.0%灭幼脲100 倍液3 种药剂对蒙古栎和土壤环境无较大影响，其中25.0%灭幼脲100 倍液和5.0%噻虫啉100 倍液在野外防治效果较好。该研究结果可以为北方地区蒙古栎栗实象甲的可持续综合防控技术提供借鉴。

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