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矿物油对茶园小贯小绿叶蝉的控制效果和对茶叶感官品质的影响

2020-09-14徐长宝谢戈亮柯伟政王潇潇林雨晴BEATTIEGeorge岑伊静

环境昆虫学报 2020年4期
关键词:矿物油虫口乳剂

徐长宝,谢戈亮,柯伟政,王潇潇,林雨晴,BEATTIE George A. C.,岑伊静*

(1. 华南农业大学园艺学院,广州 510642;2. 华南农业大学昆虫生态研究室/广东省生物农药创制与应用重点实验室,广州 510642;3. School of Science, Western Sydney University, Penrith, NSW 2751, Australia)

小贯小绿叶蝉Empoasca(Matsumurasca)onukiiMatsuda也常称为茶小绿叶蝉,上世纪80年代前定名为小绿叶蝉EmpoascaflavescensFabricius;1988年鉴定为假眼小绿叶蝉Empoascavitis(Gothe)并一直沿用,2015年经分子和形态学鉴定为小贯小绿叶蝉,属半翅目Hemiptera叶蝉科Cicadellidae,是东亚地区茶树最重要的刺吸式口器害虫(Qinetal., 2015;孟召娜等,2018;陈宗懋等,2020)。这种害虫刺吸为害茶树芽叶,导致红褐、焦枯、萎缩不展,在我国,北至安徽,南至广东、海南等省茶区均有不同程度的危害,一般损失达10%~20%,严重时达50%(余素红,1999)。该虫在长江流域一年发生9~11代,华南11~13代,海南多达17代(张汉鹄和谭济才,2004)。由于缺乏高效无害化的防治技术,目前对其防治主要依赖化学农药(陈宗懋等,2020)。根据我们的调查,在广东部分主产茶区常年用于防治茶小绿叶蝉的喷药次数达10~14次。因此,寻找替代化学防治的安全措施十分重要。

矿物油作为农用杀虫剂已有悠久的历史,具有杀虫谱广、害虫不易产生抗药性的优点,而且对天敌、人畜和环境安全,除了通过封闭阻塞昆虫气门杀死小型害虫之外,对多种害虫有显著的驱避、拒食作用(Beattieetal., 1996,2002;岑伊静等,1999)。此外,矿物油还可单独使用或作为杀菌剂的增效剂用于防治柑橘脂点黄斑病、柑橘溃疡病、香蕉叶斑病和多种作物的白粉病(Whiteside,1989;Vawdreyetal., 2004;Raeetal., 2006;全金城等,2018)。以矿物油为基础的柑橘病虫害防治取得了显著的效果,显著减少了橘园化学农药的使用(Smithetal., 1997;Raeetal., 2006;全金城等,2018)。20世纪50年代后化学农药的大量使用使茶园主要害虫由原来的食叶鳞翅目害虫先后演替为蚧类、螨类、叶蝉类和粉虱类害虫(陈宗懋,1997),这些都是矿物油易于控制的、体型小的害虫,但有关矿物油对茶叶害虫防治的报道很少,推测可能与旧式矿物油在生长季节使用会影响茶叶的口感有关。上世纪使用的矿物油主要为机油乳剂,肯尼亚茶叶研究所曾开展了机油乳剂对茶树介壳虫和害螨的防治效果研究。Sudoi(1993)比较了0.5%、1%、1.5%、2.5%机油乳剂对圆盾蚧属害虫Aspidiotussp.的防治效果和对茶叶产量的影响,发现1.5%处理圆盾蚧的爬虫密度最低、茶叶产量最高;在温室喷施2%的机油乳剂加上3%的印楝油对这种盾蚧的毒杀效果比单用2%机油乳剂或3%印楝油好,而且印楝油效果最差(Sudoietal., 2001);0.05%机油乳剂对紫红短须螨Brevipalpusphoenicis的防治效果为49.3%,使用后茶叶产量提高17.5%(Sudoietal., 2004)。在我国,周铁锋等(2011)以45%晶体石硫合剂、99%绿颖矿物油、30%机油石硫微乳剂为封园药剂,比较其对茶园主要害虫的防治效果,结果表明, 3种药剂对茶橙瘿螨都有较好的控害效果,但对假眼小绿叶蝉效果则差异较大,绿颖矿物油的两个处理(200 mL/667 m2、300 mL/667 m2)较另外2种药剂好。刘双弟(2010)报道,植物源农药苦参碱、印楝素分别加入300倍液的矿物油后,对假眼小绿叶蝉和茶跗线螨PolyphagotarsonemusLatus(Banks)的防效显著高于单用两种植物源农药和两种常用化学农药硫丹、乐果,而且持效期较长,并对天敌安全,可在有机茶生产中推广应用。本文在室内研究矿物油对小贯小绿叶蝉的驱避、拒食作用,并研究其在茶叶生长季节使用对小绿叶蝉田间种群的控制效果,同时调查其对蜘蛛种群的影响,分析施用矿物油后采摘的茶芽制成茶叶后感官品质的变化,为在有机茶生产中推广应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

矿物油乳剂:D-C-Tron NR(nC23园艺用矿物油),加德士公司生产。

供试虫源和茶叶嫩梢:小贯小绿叶蝉成虫、若虫和茶叶嫩梢均采自潮州市潮安县凤凰镇鹏龙茶业有限公司的大山有机茶园,品种为凤凰单枞,采后直接用于驱避、拒食作用测定。

1.2 试验方法

1.2.1矿物油乳剂对小贯小绿叶蝉成虫的驱避和拒食作用

从田间采回未受害虫为害的凤凰单枞茶树嫩梢,选择24条长势一致、一芽三叶的梢,随机分成4组,每组6条,2组分别浸入矿物油乳剂150倍液和200倍液、2组浸入清水中约2秒后取出,自然晾干表面水分。准备18个直径3 cm、高5 cm的塑料杯,杯中装满湿润的沙土,将1条矿物油处理梢和1条清水处理梢插在同一个杯里,两条梢尽量远离,将杯子放在直径为15 cm的培养皿中,并用直径10 cm、高25 cm的透明塑料圆筒罩住杯子,接上20头小贯小绿叶蝉成虫,然后用纱布封住塑料圆筒的顶部,分别在处理后1、2、3 d后检查梢上的虫口数,并在第3天把梢取出,剥查处理梢和对照梢上的卵量,以及芽下第一叶的受害斑点数。每处理设6个重复。

1.2.2矿物油乳剂对小贯小绿叶蝉若虫的驱避和拒食作用

从田间采回未受害虫为害的凤凰单枞茶树嫩梢, 选择12条长势一致、一芽三叶的梢,随机分成2组,每组6条,1组浸入矿物油乳剂200倍液、1组浸入清水中约2秒后取出。自然晾干表面水分后剪下叶片,培养皿内放一张直径为15 cm的滤纸、纸上滴几滴自来水保湿,将1片处理、1片对照叶平放在1个直径为15 cm的培养皿中,然后在每个培养皿正中央接入10头小贯小绿叶蝉若虫,用保鲜膜封住培养皿,同时用针在保鲜膜上扎20个小孔透气。分别在1、2、3 d后检查虫口数,并在第3天检查处理叶片和对照叶片的取食点数。每处理重复6次。

1.2.3矿物油乳剂对小贯小绿叶蝉田间种群的控制效果

田间试验于夏季在潮州市潮安县凤凰镇鹏龙茶业有限公司的大山有机茶园进行,品种为凤凰单枞,树龄10年,树与树之间枝条不交叉。实验设矿物油乳剂为100倍液、200倍液、300倍液,以清水作对照。每处理4个重复,采用随机区组设计方法。每处理小区为20株茶树,用背负式喷雾器将茶树喷至均匀湿透、开始滴水为度。每小区随机取10株茶树,每株取5条梢,分别于处理前和处理后1、3、5、7 d调查每梢一芽二叶上小贯小绿叶蝉若虫、成虫的数量,并将嫩梢采回室内,剥查其中小贯小绿叶蝉卵的数量。同时,用捕虫网(φ40 cm)在试验小区内随机扫10株茶树,每株树在东、南、西、北、中各扫5网,共50网,统计其中蜘蛛的数量。

1.2.4矿物油乳剂对茶叶口感的影响研究

试验在华南农业大学园艺学院试验茶园进行,品种为福云6号,于茶芽抽发期喷施1次矿物油乳剂200倍液,喷至茶树叶片正面、背面均匀湿透、开始滴水为度,并以喷布自来水为对照,处理和对照间隔50 m,各喷约20 m2茶树,分别于处理后5 d、10 d采摘茶芽,把相同处理的茶芽放在一起,在茶厂经摊凉、杀青、揉捻、烘干等程序将处理和对照茶芽分别加工成绿茶后,编号送品茶师进行评审。

1.3 数据统计分析方法

1.3.1室内试验结果计算方法:

驱避率(%)= [(对照平均虫口数-处理平均虫口数)/(对照平均虫口数+处理平均虫口数)]×100

产卵忌避率(%)= [(对照平均卵量-处理平均卵量)/(对照平均卵量+处理平均卵量)] ×100

拒食率(%)= [(对照平均取食点数-处理平均取食点数)/(对照平均取食点数+处理平均取食点数)]×100

1.3.2田间试验结果计算方法:

虫口减退率(%)= [(处理前虫口数-处理后虫口数)] /处理前虫口数×100

校正虫口减退率(%)= [(处理虫口减退率-对照虫口减退率)/(1-对照虫口减退率)] ×100

干扰作用控制指数(IIPC)= 处理虫口数/对照虫口数 (庞雄飞等,2000)

1.3.3试验数据的分析与处理:

采用DPS system软件进行处理分析(唐启义等,1997)。

2 结果与分析

2.1 矿物油乳剂对小贯小绿叶蝉产卵、取食行为的影响

2.1.1矿物油乳剂对小贯小绿叶蝉成虫的驱避和拒食作用

矿物油乳剂对小绿叶蝉成虫的驱避作用结果见表1。由表1结果可知,矿物油乳剂150倍液处理后1、2、3 d的虫口数与清水对照呈显著差异,说明该浓度对小贯小绿叶蝉成虫有显著的驱避效果,其中,处理后2 d的驱避率最高,达78.28%。而矿物油乳剂200倍液处理后1、2 d虽然虫口密度有所下降,和清水对照相比差异都不显著。

表1 矿物油乳剂对小贯小绿叶蝉成虫的驱避作用Table 1 Repellency effect of mineral oil on adults of Empoasca (Matsumurasca) onukii Matsuda

矿物油乳剂对小贯小绿叶蝉成虫的拒食作用结果见表2。由表2结果可知,矿物油乳剂150倍液和200倍液处理后3 d,嫩梢上小贯小绿叶蝉的取食点数均显著少于清水对照, 说明2个浓度处理均具有显著的拒食效果,拒食率分别为85.59%和89.17%。

表2 矿物油乳剂对小贯小绿叶蝉成虫的拒食效果Table 2 Antifeeding effect of mineral oil on adults of Empoasca (Matsumurasca) onukii Matsuda

2.1.2矿物油乳剂对小贯小绿叶蝉成虫的产卵忌避作用

矿物油乳剂对小贯小绿叶蝉成虫的产卵驱避作用结果见表3。由表3结果可知,处理后第3天,在矿物油乳剂150倍液和200倍液处理的嫩梢上,小贯小绿叶蝉的平均卵数均显著低于与清水对照,说明2个处理均具有显著的产卵忌避效果,其中,200倍液的产卵忌避率达91.50%,高于150倍液的产卵忌避率(仅70.22%)。

表3 矿物油乳剂对小贯小绿叶蝉成虫的产卵忌避作用Table 3 Oviposition deterrent effect of mineral oil on adults of Empoasca (Matsumurasca) onukii Matsuda

2.1.3矿物油乳剂对小贯小绿叶蝉若虫的驱避和拒食作用

矿物油乳剂对小贯小绿叶蝉若虫的驱避作用结果见表4。由表4结果可知,矿物油乳剂200倍液处理后2 d,叶片上的虫口数与清水对照有显著差异,驱避率达81.96%。但处理后1 d和3 d的虫口数与清水对照差异均不显著。

表4 矿物油乳剂对小贯小绿叶蝉若虫的驱避作用Table 4 Repellency effect of mineral oil on nymphs of Empoasca (Matsumurasca) onukii Matsuda

矿物油乳剂对小贯小绿叶蝉若虫的拒食作用结果见表5。由表5结果可知,矿物油乳剂200倍液喷施后3 d,处理叶片上小贯小绿叶蝉若虫的取食点数显著少于清水对照,说明矿物油乳剂200倍液对小绿叶蝉若虫具有显著的拒食效果,拒食率达85.86%。

表5 矿物油乳剂对小贯小绿叶蝉若虫的拒食作用Table 5 Antifeeding effect of mineral oil on nymphs of Empoasca (Matsumurasca) onukii Matsuda

2.2 矿物油乳剂对小贯小绿叶蝉田间种群的控制效果

2.2.1矿物油乳剂对小贯小绿叶蝉若虫、成虫的田间控制效果

矿物油乳剂不同浓度处理对小贯小绿叶蝉若虫、成虫的校正虫口减退率见图1、图2。从图1、图2可以看出,矿物油乳剂100倍液、200倍液、300倍液处理后小贯小绿叶蝉若虫、成虫的虫口密度都显著下降。100倍液和200倍液的控制效果差异不显著,施药后5 d,100倍液处理组若虫、成虫的校正虫口减退率分别达到89.13%和87.58%,200倍液分别达到87.63%和84.22%,均显著高于300倍液处理组。

图1 矿物油乳剂处理茶树上小贯小绿叶蝉若虫的校正虫口减退率Fig.1 Corrected percent reductions in presence of Empoasca (Matsumurasca) onukii Matsuda nymphs on tea plants after application of mineral oil注:同组柱上标有不同字母者表示经DMRT法分析在0.05水平上差异显著。Note:Different letters within the same group indicate significant difference among treatments at 0.05 level by DMRT.

图2 矿物油乳剂处理茶树上小贯小绿叶蝉成虫的校正虫口减退率Fig.2 Corrected percent reductions in presence of Empoasca (Matsumurasca) onukii Matsuda adults on tea plants after application of mineral oil注:同组柱上标有不同字母者表示经DMRT法分析在0.05水平上差异显著。Note:Different letters within the same group indicate significant difference among treatments at 0.05 level by DMRT.

2.2.2矿物油乳剂处理小贯小绿叶蝉落卵量的影响

试验结果表明,矿物油乳剂100倍液、200倍液、300倍液处理后1 d,小绿叶蝉卵的密度与清水对照较为接近,可能是因为处理前这些梢上已经有较多的卵,但处理后3 d,小绿叶蝉卵的密度都显著低于清水对照,说明和室内结果一样,矿物油乳剂在田间对小绿叶蝉产卵也有较强的干扰作用,其中矿物油乳剂100倍液、200倍液的干扰作用较300倍液强,施药后5~7 d干扰作用控制指数(IIPC)最低达0.1914,即产卵驱避率最高达80.86%(图3)。

图3 矿物油乳剂处理对小贯小绿叶蝉产卵的干扰作用Fig.3 Empoasca (Matsumurasca) onukii Matsuda oviposition deterrent on tea plants after application of mineral oil

2.2.3矿物油乳剂对茶园蜘蛛的干扰作用

试验结果表明,矿物油乳剂100、200、300倍液使用后1~7 d,大部分的干扰作用控制指数(IIPC)略低于对照,说明矿物油乳剂对蜘蛛种群有一定影响,但IIPC变幅仅为0.7248~1.0415,处理后第7天与对照相比很接近(图4)。说明矿物油乳剂对茶园蜘蛛的干扰作用较小。

图4 矿物油乳剂处理对茶园蜘蛛的干扰作用Fig.4 Incidence of spiders on tea plants after application of mineral oil

2.4 矿物油乳剂对茶叶感官品质的影响

矿物油乳剂200倍液和清水(自来水)喷施后5 d、10 d采摘的茶芽制成绿茶后,经广州市芳村茶叶市场滇粤茶行品茶师品审,与清水对照相比口感都没有任何差异,说明D-C-Tron NR矿物油乳剂200倍液处理后5 d以上采摘的茶芽对茶叶的感官品质没有影响。

3 结论与讨论

室内试验结果表明,矿物油对小贯小绿叶蝉成虫、若虫具有显著的驱避和拒食效果,同时对成虫具有显著的产卵驱避作用。Beattie等(1996)指出,矿物油乳剂防止害虫侵入行为的影响可能等同于其致死作用,或比致死作用更为重要,本研究结果也证实了矿物油乳剂对防止小贯小绿叶蝉侵入行为有重要影响,这种行为影响对其种群控制的作用是不可低估的。田间试验结果表明,矿物油乳剂100倍液、200倍液、300倍液处理后小贯小绿叶蝉若虫、成虫的虫口密度都显著下降,其中处理5 d后,100倍液处理的校正虫口减退率分别达到89.13%(若虫)和87.58%(成虫),处理3 d后茶芽上卵的密度也显著低于对照,说明矿物油乳剂对小贯小绿叶蝉田间种群具有显著的控制效果。另外,调查结果说明矿物油对茶园蜘蛛的干扰作用较小,说明对蜘蛛种群安全,这些结果与矿物油在橘园的应用结果相似。但矿物油对茶园其他害虫的防治效果有待进一步研究。

对小贯小绿叶蝉的防治前人已经开展了农业防治、生物防治、物理机械防治等多方面研究,取得了一定的成果(史庆才等,2015;陈宗懋等,2020)。邓欣等(2002)指出,改善茶园生态环境,加强茶园管理,减少化学农药的使用是茶园害虫生态控制的基础和保证。及时清除杂草和冬季彻底清园有减少假眼小绿叶蝉密度的效果(潭济才等,2001)。洪北边等(1995)筛选出举岩茶、房县1号等对小绿叶蝉抗性较好的品种。蜘蛛是假眼小绿叶蝉最主要的捕食性天敌(唐颢等,2011)。捕食假眼小绿叶蝉的蜘蛛类有20科,80余种,其中重要的是园蛛科Araneidae和跳蛛科Salticdae(戴轩,1999)。草间小黑蛛ErigonidiumgraminicolumSundevall、迷宫漏斗蛛Agelenalabyrinthica(Clerck)等优势种对假眼小绿叶蝉具有很好的捕食效应(谢振伦,1996;赵冬香等,2001)。除了蜘蛛外,王沅江等(1995)、孙椒德等(1998)报道缨小蜂Anagrussp.对假眼小绿叶蝉的卵有很好的寄生作用。有关生物农药防治假眼小绿叶蝉的研究报道也较多,其中白僵菌BLK和绿僵菌Ma1775分别与除虫菊素和阿维菌素复配效果显著高于单剂(李万里等,2017);冯安伟等(2010)报道,入侵杂草薇甘菊Mikaniamicrantha的乙醇提取物对假眼小绿叶蝉有较好的控制作用,而且对潮州凤凰单丛茶园的优势天敌银斑蛛Argyrodessp.、旋转后丘蛛Dipoenuracyclosides安全。周长辉等(2003)、郭日莲等(2003)、杨荣凯等(2004)报道茶园使用杀虫灯诱杀茶园害虫,灯诱区茶小绿叶蝉的数量明显少于非灯诱区。有趣的是,近年的研究结果表明,小绿叶蝉为害茶树并不是完全有弊无利,其诱导茶树产生的次生代谢物使茶叶产生特殊的香气(Meietal., 2017),这就使其防治指标可以显著提高,如果将矿物油与上述生态控制措施相结合,相信完全可以取代化学杀虫剂而有效控制小绿叶蝉的为害。

矿物油由于具有有效性和安全性,国际上的有机农业及中国的A级和AA级有机食品均允许使用(Raeetal., 2006)。据有关专家介绍,茶园不使用矿物油乳剂的原因可能是因为旧式的矿物油乳剂对茶叶口感有影响,但本研究结果表明,D-C-Tron NR矿物油200倍液处理后5、10 d采茶不会影响茶叶的口感,说明在茶芽抽发期施药和采茶间隔5 d以上对茶叶感官品质是安全的。本研究结果为在茶园推广应用矿物油乳剂提供了重要的依据。但是矿物油乳剂的种类较多,不同种类对茶叶品质的影响有待进一步研究。

致谢:广东潮安县凤凰镇鹏龙茶业发展有限公司提供试验基地并在试验过程中给予协助,华南农业大学园艺学院茶学系覃松林老师提供感官影响试验用茶树并帮助制茶,广州芳村茶叶市场滇粤茶行的高级评茶师冼兆芬先生和李献华女士帮助对茶叶进行感官评审,在此一并表示衷心的感谢。

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