苦参碱与常规化学农药对棉蚜的综合防控效果比较

2020-07-02陈文静李海江吴文忠冯丽凯

新疆农业科学 2020年6期

陈文静，李海江，吴文忠，孙艳，冯丽凯，赵静，刘政

(1. 石河子大学农学院/新疆绿洲农业病虫害治理与植保资源利用重点实验室，新疆石河子 832003；2.新疆农垦科学院植物保护研究所，新疆石河子 832000；3.新疆生产建设兵团第六师芳草湖农场，新疆昌吉 831100；4.新疆生产建设兵团第八师143团，新疆石河子 832000)

0 引言

【研究意义】2019年新疆棉花总产量达500.2×104t，占全国棉花总产量的84.94%。棉蚜(AphisgossypiiGlover)的发生已制约着新疆棉花安全生产。2017～2019年，棉蚜危害造成棉花产量损失平均减产幅度在30～50 kg/667 m2不等，约占棉花产量的10%～20%。棉蚜生殖周期短、繁殖量大，短时期内就可爆发成灾，生产上主要采用喷洒化学农药来防治棉蚜。而多年连续、长时间和大面积使用化学农药，导致棉蚜对化学农药的抗性不断提高[1]。【前人研究进展】针对新疆棉区棉蚜的抗药性水平，前人做了研究[2-10]。徐瑶等[2](1992～1998)分别用毛细管微量点滴法和玻片浸渍法，测定了新疆棉蚜对杀虫剂的敏感性，结果表明，新疆棉蚜对溴氰菊酯类、有机磷类和氨基甲酸酯类等各种药剂已产生不同程度的抗药性。孙磊等[3](2011)采用FAO推荐的浸渍法进行了抗性测定，结果表明，利用菊酯类农药防治棉蚜可能加快棉蚜产生抗药性。张学涛[4](2010)、柳建伟[5](2011)采用滤纸药膜法测定结果表明，棉蚜种群对烟碱类杀虫剂的敏感性较高，对菊酯类和有机磷类药剂敏感性低。2011～2012年监测新疆各主要棉区棉蚜对吡虫啉的相对抗性倍数为3.17～4.87倍，对啶虫脒的相对抗性倍数为1.7～22.0倍[6-7]。崔丽等[1](2016)采用浸叶法测定了新疆奎屯和阿克苏地区棉蚜对吡虫啉的抗性水平，棉蚜对吡虫啉的抗性倍数为中等水平。赵鹏程[8](2019)研究结果表明，新疆棉蚜不同地理种群对吡虫啉和啶虫脒均产生了不同程度的抗药性，而对氟啶虫胺腈依然敏感。帕提玛·乌木尔汗等[9](2019)对新疆6个主要植棉区棉蚜抗性监测发现，对菊酯类和有机磷类农药产生极高水平抗性，对新烟碱类农药产生高水平抗性，并注意减少使用次数和使用量。选择对棉田生态环境友好、保护天敌和不易使棉蚜产生抗药性的生物农药是防治棉蚜的重要措施。刘政等[10](2009)用0.3%苦参碱水剂等对北疆棉蚜防效的研究发现，苦参碱在第3 d和7 d防效不如啶虫脒，但在第15 d后防治效果相当甚至优于啶虫脒，达到显著水平。范巧兰等[11](2015)研究了0.5%藜芦碱可溶液防治棉蚜试验，药后第7 d防效达到90.43%～100%。李秋荣等[12](2019)用4种植物源杀虫剂对枸杞棉蚜的防效试验，以0.3%苦参碱水剂对棉蚜的防效最好。胡迪[13](2019)对10 种不同类型的杀虫剂开展田间防治棉蚜药剂筛选试验结果表明，植物源农药0.3%印楝素乳油和0.5%苦参碱水剂药后14 d的防效分别为84.41%和85.06%，可用于棉蚜的绿色防控药剂，也可减少化学农药的使用。【本研究切入点】当前棉蚜频发连续使用化学农药引起抗药性，耗费人力物力，研究对环境安全、杀虫效果好的植物源药剂，用于防治棉蚜效果对比。【拟解决的关键问题】评价苦参碱等生物农药在棉田中的控害效果，以及对天敌的保护作用和农药减量的节本增效，评价生物农药在保护棉田生态、以益控害作用和节省人力物化经济成本的综合效益，为新疆棉区防治棉蚜农药减施增效提供科学依据和示范推广基础。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 棉花品种

试验地设在新疆生产建设兵团第八师143团和新疆农垦科学院农试场，地处天山北麓中段，准噶尔盆地南部，E84°58′～86°24′，N43°26′～45°20′，平均海拔300～500 m，属典型的温带大陆性气候，年平均气温7.5～8.2℃，日照2 318～2 732 h，无霜期147～191 d，年降雨量180～270 mL，年蒸发量1 000～1 500 mL。

试验地为团场职工常年种植棉花生产区域，历年来病虫害发生中等偏重，均匀性较强。试验地分别设在：143团14连、143团8连、143团9连和农试场。试验地土质为灰漠土，地势平坦，墒度适宜，肥力中等，有机质含量较高，平整土地质量较高，符合“墒、平、松、碎、净、齐”。采用膜下滴灌栽培模式，播种方式为机械式膜上点播，2.05 m超宽膜覆盖，株距为9.5 cm，行距为66 cm+10 cm机采棉等行距配置模式，干播湿出。播种时间为2019年4月10～20日，播种期间天气晴朗，微风。

棉花品种为新疆生产建设兵团第八师主栽品种新陆早74号，为当地常规种植品种，生育期为127 d，农艺性状优良，丰产潜力大，抗枯萎耐黄萎病，适应性较强。

1.1.2 药剂品种

0.3%苦参碱水剂，使用量为50 mL/667m2，购自山西安顺生物科技有限公司。

常规化学农药，根据常规防治病虫害管理方式，自主选择使用的化学农药。

调查统计时间是从2019年6月10日开始，到8月30日结束。统计0.3%苦参碱水剂和自主使用化学农药等施药次数、施药时间、施药种类和具体的施药量。

1.2 方法

1.2.1 试验设计

试验设置1个清水对照和2个药剂处理，共计3个处理。0.3%苦参碱水剂，用量为50 mL/667 m2；常规化学农药，根据正常施药种类、施药量统计；空白对照CK(清水)。

每个处理4个重复，共计12个田块，考虑到经济效益，空白对照面积为0.5 hm2，每个药剂处理地块面积≥3 hm2。使用常规牵引式拖拉机进行喷雾处理，按照试验设计要求，对棉花进行均匀的叶面喷雾，喷液量为50 kg/667m2。在试验期间未使用药剂防治其它病虫害。第1次施药，当苗期蚜虫达到防治指标时，所有小区进行1次防治。各处理根据种群发生情况，一旦错过防治指标，就针对该处理进行防治，不超过的不防治，一直至棉蚜发生结束。棉花不同生育期防治指标为，苗期：棉花苗期卷叶株率达5%～10%时，且益害比低于1∶200；蕾期：棉花苗期卷叶株率达5%～10%时，且益害比低于1∶200；花期：单株倒3叶蚜量平均200～300头或卷叶株率20%以上，且益害比低于1∶500；铃期：同花期。

1.2.2 测定指标

施药前调查1次棉蚜虫口基数，施药后每10 d调查1次，连续调查至棉花蚜虫发生期结束。每次调查，每个小区采用随机5点取样，每点用目测法调查10株棉花上的棉蚜数量，以及天敌瓢虫、草蛉的数量。

虫口减退率(%)=

防治效果(%)=

1.2.3 效益评价

每个处理区，结合施药次数、施药数量，药械使用费、投入和棉花产量等评价生物农药在保护棉田生态、以益控害和节省人力物化成本。

1.3 数据处理

试验数据通过Microsoft Excel软件处理，采用软件SPSS16.0统计软件对数据方差分析，根据最小显著极差法中新复极差测验法(SSR测验)进行差异显著性测定。

2 结果与分析

2.1 使用化学农药和生物药剂苦参碱施药次数、施药时间、施药种类和施药量

研究表明，使用化学农药施药次数为6～9次，使用生物药剂苦参碱施药次数3～4次，使用生物药剂苦参碱次数少于使用化学农药次数。表1

2.2 化学农药和生物药剂苦参碱防治棉蚜效果

研究表明，6月20日时，4块试验地均以完成化学农药第一次施药，143团8连、9连分别在6月17日与6月14日施药，20日调查，防效分别为82.57%、88.12%；而生物制剂苦参碱于6月20日时在143团9连与农试场地块第一次施药，至6月30日143团9连与农试场棉田防效已达90.85%、70.23%，优于化学农药处理防效；7月10日至7月30日棉田蚜虫数量增长迅速，空白对照处理与化学农药处理、生物药剂处理差异明显；后期，生物药剂苦参碱停药早于化学农药9～15 d，但各地块防效优于化学药剂，其中143团8连7月28日最后一次施用苦参碱，7月20日时防效达78.08%。表2

表1 使用化学农药和生物药剂施药情况Table 1 Statistics of chemical pesticides and biological agents used by farmers

续表1 使用化学农药和生物药剂施药情况
Table 1 Statistics of chemical pesticides and biological agents used by farmers

地点Location药剂类型Type施药次数Times施药时间Time施药种类Type施药量Amount143团8连143Regiment8Company化学农药7次生物药剂3次6月17日10%吡虫啉12g/667m26月26日25%噻虫嗪15g/667m27月6日20%啶虫脒+10%吡虫啉15g/667m27月14日40%氧化乐果80g/667m27月21日40%啶虫脒+25%噻虫嗪20g/667m28月3日60%噻虫嗪·吡蚜酮15g/667m28月12日10%氟啶虫酰胺10g/667m26月26日0.3%苦参碱水剂40mL/667m27月14日0.3%苦参碱水剂60mL/667m27月28日0.3%苦参碱水剂60mL/667m2143团9连143Regiment9Company化学农药6次生物药剂3次6月14日40%啶虫脒10g/667m26月25日35%吡虫啉15g/667m27月5日25%吡蚜酮10g/667m27月13日20%啶虫脒+35%吡虫啉25g/667m27月25日60%噻虫嗪·吡蚜酮12g/667m28月5日10%氟啶虫酰胺13g/667m26月20日0.3%苦参碱水剂40mL/667m27月5日0.3%苦参碱水剂60mL/667m27月22日0.3%苦参碱水剂50mL/667m2农试场Agriculturaltrialground化学农药9次生物药剂4次6月12日20%啶虫脒20g/667m26月22日40%啶虫脒15g/667m27月2日40%氧化乐果60g/667m27月9日40%啶虫脒+10%吡虫啉25g/667m27月18日35%吡虫啉+25%吡蚜酮25g/667m27月24日60%噻虫嗪·吡蚜酮15g/667m28月3日10%氟啶虫酰胺10g/667m28月9日60%噻虫嗪·吡蚜酮+啶虫脒20g/667m28月16日40%啶虫脒+25%吡蚜酮20g/667m26月20日0.3%苦参碱水剂40g/667m27月9日0.3%苦参碱水剂60mL/667m27月21日0.3%苦参碱水剂60mL/667m28月7日0.3%苦参碱水剂50mL/667m2

研究表明，化学农药和生物农药苦参碱在6与20日、7月10日和7月20日达到显著水平，在化学农药施药后3～5 d，表现出显著水平的差异；在其它3个调查日期(6月30日、7月30日和8月10日)，没有达到显著水平，化学农药和生物药剂苦参碱防治效果相当；在7月30日以后，苦参碱的防治效果较好于化学农药，尤其是农试场1地块最后一次生物药剂苦参碱在8月7日防治，到8月20日防治效果仍有56%左右，而此时化学农药防治效果为-14%左右，生物药剂苦参碱后期防效好、持效期长。表3

表2 化学农药和生物药剂苦参碱防治棉蚜效果Table 2 The control effects of chemical pesticide and biological agent matrine on Aphis gossypii Glover

表3 化学农药和生物药剂苦参碱防治棉蚜效果方差Table 3 The variance analysis of the effect of chemical pesticide and biological agent matrine on Aphis gossypii Glover

注：表中数据为平均值±标准差，同列数据后标注不同小写字母者差异显著(P<0.05)
Note: The data in the table are mean ± standard deviation. Those with different lowercase letters after the same column of data are significantly different (P< 0.05)

2.3 施用化学农药和生物药剂苦参碱对瓢虫和草蛉等主要天敌类群的数量的影响

研究表明，在6月30日以前，空白对照、化学农药和生物药剂苦参碱3个处理的棉田中，天敌发生种群数量相差不大，没有显著性差异。7月10日和7月20日，空白对照和生物药剂苦参碱处理棉田，天敌昆虫瓢虫和草蛉种群数量没有显著性差异，生物药剂苦参碱对天敌杀伤力小，能有效保护天敌的繁衍；但二者和化学农药处理棉田对比，却有显著性差异，施用化学农药棉田对天敌昆虫的保护性差，化学农药的使用直接导致天敌种群数量的下降。7月30日到8月20日调查显示，空白对照、生物药剂苦参碱和化学农药3个处理棉田，天敌昆虫种群数量均形成显著性差异。可能是空白对照棉田，棉蚜种群的大量繁殖生长，给天敌带来丰富的食物来源，导致天敌种群数量最多；而生物药剂苦参碱处理棉田，因为杀灭了部分棉蚜，导致棉蚜种群数量的下降，制约了天敌昆虫种群数量的发展；对于化学农药处理的棉田，天敌种群数量最低。表4

表4 不同化学农药和生物药剂苦参碱下天敌种群数量变化Table 4 The effects of chemical pesticide and biological agent matrine on natural enemy population

2.4 施用化学农药和生物药剂苦参碱棉田经济效益评价

研究表明，施用生物药剂苦参碱比化学农药增加效益23.00～78.65元/667m2，使用生物药剂苦参碱能够降低棉农农药成本、减少机车费用和增加效益。表5

表5 施用化学农药和生物药剂苦参碱棉田经济效益评价Table 5 The economic benefit evaluation of using chemical pesticide and biological agent matrine

3 讨论

近年来，新疆北疆棉区棉蚜呈严重发生态势，在防治棉蚜过程中，绝大多数没有按照防治指标和标准使用量开展防治，棉蚜在这种高剂量、多频次和多种类药剂的选择压力下，对杀虫剂的抗药性增加，在棉蚜对某种杀虫剂表现出抗药性后，毒杀效果会降低，为了强化防治效果，往往都加大药量和使用频次，使得棉蚜抗药性水平迅速提高[4]。据统计，棉田化学防治1次使害虫数量下降50%情况下，天敌数量下降60%以上，化学防治3次比2次的天敌数量少84.5%[14-15]。化学农药高剂量、多频次和多种类混用大大增强了棉蚜的抗药性，同时化学农药防治后，棉蚜因其繁殖能力强种群数量快速回升，而天敌繁殖滞后无法制约其发展，化学农药的不合理使用是导致近年来新疆北疆棉蚜防治困难的关键因素。

使用化学农药如啶虫脒、吡虫啉等药剂防治的棉田防治次数达到6～9次，生物药剂苦参碱防治棉蚜3～4次，从农药费、药械使用费和挽回产量综合成本来看，每667 m2节本增效23.00～78.65元。采用生物药剂保护天敌、调控棉田生态环境，可以较大程度减少农药使用量、降低成本投入和增加效益的目的。

北疆棉蚜的防控要以生态调控、综合防治为理念，强化生物药剂、保护天敌的做法，实施棉花全程绿色植保防治技术。比来使用化学农药和生物药剂苦参碱防治棉田蚜虫，化学农药使用次数大大多于生物药剂，防治效果来看，短期内化学防治虽然能控制棉蚜种群数量[16]，但生物药剂防效期持久。同时使用生物药剂苦参碱的棉田，天敌昆虫瓢虫和草蛉种群数量大，瓢虫和草蛉是防治棉蚜种群发生重要的天敌[17-18]，充分发挥棉田生态系统中自然控制因素，避免见病见虫即打药的现象，最大限度的保护和利用天敌，可以实现北疆棉田保益控害的目的[19-20]。