花蕾注射防治香蕉黄胸蓟马的天然源药剂筛选及田间防效
2021-04-20叶火春朱恩林朱发娣
王 琴,叶火春,朱恩林,冯 岗,3,朱发娣,闫 超,张 静,3
(1 海南大学植物保护学院,海口,570228;2 中国热带农业科学院环境与植物保护研究所,海口,571101;3 农业部热带作物有害生物综合治理重点实验室,海口,571101)
香蕉是国内外市场上经济效益显著的热带水果,也是我国热带地区支柱性产业之一[1]。黄胸蓟马Thripshawaiiensis属缨翅目锯尾亚目蓟马科,是一种为害香蕉幼果的害虫,该虫体型小且隐蔽性强[2],善藏匿于未完全开放的蕾苞中为害幼嫩果实,使香蕉表皮产生黑色突起斑点进而影响香蕉外观和品质[3-4],从而降低其商品价值。目前生产上对黄胸蓟马主要采用化学农药防治,然而,化学农药的不合理施用导致的害虫抗药性及环境安全问题不容忽视。因此,寻找低毒、低残留的天然源农药替代化学农药防治黄胸蓟马,对香蕉的安全生产和环境保护具有重要意义。
香蕉花蕾生长期分为现蕾、向地弯垂、苞片打开、断蕾[5]等阶段。黄胸蓟马主要在香蕉现蕾期为害,香蕉现蕾后,蓟马就开始聚集到花蕾上,由于该虫体型小,苞片未完全打开时,其可通过苞片间的缝隙迁入果房中为害。当花苞完全张开时,蓟马即转移到未开放花苞中[6]。被害部位产生淡红色凸起伤痕小点,后期渐变成黑色。然而,由于蓟马藏于未完全开放的蕾苞中,使用传统的喷雾法施药时,香蕉苞片会阻挡部分药液,药液很难进入花苞接触蓟马,进而使得防治效果较差[7]。再加上蓟马昼伏夜出的特性,使用常规的触杀性药剂白天喷雾时,常喷不到虫体而见不到药效。香蕉花蕾注射施药技术是一项防治香蕉蓟马的新技术。药液通过注射器注入花蕾内并存留于空隙中,当药液接触到香蕉苞内的蓟马时发挥杀虫作用。该方法精准度和防治效果高,并且不受降雨、干旱等自然环境因素限制,大大提升了防治效果及作业效率。周昆华等[8]、尹可锁等[9]、李强等[10]测试了花蕾注射吡虫啉、螺虫乙酯等药剂对黄胸蓟马的防治效果,发现采用花蕾注射法防治香蕉花蓟马具有很强的防效,比传统防治方法节约30%左右防治费用。笔者项目组前期研究发现,采用花蕾注射法可以减少化学农药的使用量,并且防治效果远高于喷雾的效果[11]。
为筛选防治黄胸蓟马效果好、绿色无公害的天然源药剂,本研究采用花蕾注射法对9种天然源农药防治香蕉黄胸蓟马的田间防效进行评价,并从中选出防治效果较好的药剂进行田间桶混试验,以期获得有效防治香蕉蓟马的天然源农药药剂组合,降低香蕉果实中化学农药的残留风险。
1 材料与方法
1.1 材料
供试药剂包括1.5%除虫菊素水乳剂、0.3%苦参碱水剂、0.5%藜芦碱可溶液剂、0.4%蛇床子素可溶液剂、0.5%小檗碱水剂,河北馥稷生物科技有限公司产;80亿孢子/mL绿僵菌(CQMa421)可分散油悬浮剂,重庆聚立信生物工程有限公司产;32 000 IU/mg苏云金杆菌可湿性粉剂,武汉科诺生物科技股份有限公司产;5%d-柠檬烯可溶液剂,奥罗阿格瑞国际有限公司产;99%矿物油乳油,吉克特种油株式会社(韩国)产。
试验器械包括花蕾注射器,中国热带农业科学院环境与植物保护研究所提供;不锈钢伸缩喷雾器喷杆,长度为1.5~3 m,浙江省台州市托邦五金直销店购买;3WBD-16A背负式电动喷雾器,浙江省台州市路桥蓬街塑模机械厂产。
1.2 方法
1.2.1 田间试验 参照农药田间药效试验准则(二)(农业部农药检定所,2004)中关于钻蛀性害虫的农药田间药效试验方法进行。2019年5月12日,此时香蕉处于现蕾期,在海南省澄迈县福山镇文斗村红山二队进行试验,试验小区随机区组排列,每处理重复4次,每小区香蕉3株。在试验区域内,随机挑选同期现蕾的香蕉作为试验对象,药剂浓度为2和3.33 mL/L。将不锈钢注射器、伸缩喷雾器喷杆和背负式电动喷雾器连接好,在距香蕉花蕾顶端1/3以内的位置插入注射器,打开喷雾器开关,注射药液5 s,做好标记编号。以吡虫啉悬乳液350 g/L为对照药剂,药剂浓度为制剂1 000倍液,在香蕉现蕾时喷施1次,之后每间隔4 d施药1次,总共施药4次。在第一次施药后28 d调查香蕉果梳的黑斑数,每株香蕉自上而下随机调查3梳蕉果,每梳蕉调查果指10个,计算防治效果[11]。
防治效果(%)=(对照黑斑数-处理黑斑数)/对照黑斑数×100
1.2.2 d-柠檬烯与3种药剂的桶混筛选 方法同1.2.1,选择d-柠檬烯 2.5、2 mL/L分别与除虫菊素、黎芦碱和绿僵菌2.5 mL/L进行田间桶混配比筛选,桶混浓度分别为d-柠檬烯2.5 mL/L+除虫菊素2.5 mL/L、d-柠檬烯2 mL/L+除虫菊素2.5 mL/L、d-柠檬烯2.5 mL/L+黎芦碱2.5 mL/L、d-柠檬烯2 mL/L+黎芦碱2.5 mL/L、d-柠檬烯2.5 mL/L+绿僵菌CQMa421 2.5 mL/L、d-柠檬烯2 mL/L+绿僵菌CQMa421 2.5 mL/L,另设d-柠檬烯2 mL、2.5 mL,除虫菊素2.5 mL,黎芦碱2.5 mL,绿僵菌CQMa421 2.5 mL,对照(空白),共计12个处理,每处理重复4次,每小区选取香蕉3株,调查果指黑斑数,并按1.2.1的方法计算防治效果E。采用Colby法[12]评价d-柠檬烯与其他3种药剂田间桶混防治香蕉黄胸蓟马的作用,计算理论防效E0。E0=X+Y-XY/100,X为d-柠檬烯单用时的防治效果,Y为待混合药剂单用时的防治效果,E0为d-柠檬烯+待混合药剂的理论防效。如果E-E0>0时为增效,E-E0=0时为相加,E-E0<0时为拮抗。
1.3 数据处理
采用SPSS 16.0软件计算防治效果,采用Duncan’s新复极差法(p=0.05)进行差异显著性检验。
2 结果与分析
2.1 单剂田间防效
试验结果看出,供试的9种天然源农药中,以除虫菊素的活性最高,在供试浓度为3.33 mL/L时,香蕉果梳上的蓟马点仅为11.67个/10个果指,防治效果高达94.92%,与对照药剂吡虫啉防效无显著性差异;其次,d-柠檬烯、绿僵菌和藜芦碱也具有较高的杀虫活性,其防效分别为93.74%、92.96%和91.06%;而苦参碱、蛇床子素、小蘖碱、苏云金杆菌、矿物油的活性较差,其活性介于29.97%~54.96% 之间(见表1)。
表1 9种天然源农药对香蕉黄胸蓟马的田间防效(海南澄迈,2019年)
2.2 药剂田间桶混防效
根据2.1的结果,选择活性较高的d-柠檬烯和除虫菊素、藜芦碱分别进行复配,结果发现,在制剂用量为2.5 mL/L +2.5 mL/L时增效作用明显,其防治效果分别为98.74%和98.26%,均高于其理论防效,说明了d-柠檬烯和除虫菊素与藜芦碱田间混桶具有协同增效作用。
表2 d-柠檬烯与3种药剂对黄胸蓟马的协同增效作用
3 结论与讨论
化学农药的使用对农业生产发展起到了重要作用,但也出现了一系列的问题如抗药性、残毒及环境污染等。而天然源农药具有对人畜无害,对环境污染小,且不容易使害虫产生抗药性等特性,使得从天然资源宝库中寻找农药活性化合物和已知天然源农药中筛选对靶标有效的农药成为了新农药创制的重要途径和研究热点之一。本文采用花蕾注射法筛选9种天然源农药对香蕉黄胸蓟马的田间防效发现,除虫菊素、藜芦碱、d-柠檬烯的防治效果较佳,在推荐剂量下对香蕉黄胸蓟马的田间防效均达到了90%以上,这为防治香蕉蓟马提供了安全高效的有效药剂。研究还发现,花蕾注射绿僵菌对香蕉黄胸蓟马也具有较好的防治效果。绿僵菌是一类重要的昆虫病原真菌[12],其在侵染寄主昆虫时,菌丝在虫体内大量繁殖进而产生毒素,最终导致昆虫死亡[13-14]。邵凡旭等[15]报道了绿僵菌使用喷雾法防治棕榈蓟马的效果并不理想,防治效果仅为60%左右。这与本研究结果不同,可能是由于喷雾法在使用时无法精准地与靶标生物接触,而花蕾注射将绿僵菌油悬浮剂注入到香蕉蕾苞中,使绿僵菌更好地接触到蓟马,充分发挥了药效,进而提高了绿僵菌对蓟马的防治效果。
化学防治是目前防治香蕉黄胸蓟马最常用有效方法,然而,由于化学农药长期的单一使用,使黄胸蓟马对其产生了抗药性。对农药进行科学合理的复配能够有效地延缓抗药性的发生以及延长药剂使用寿命。d-柠檬烯是一种单萜类化合物,主要存在于柑桔类水果中,具有广谱的杀虫杀菌活性[16]。研究表明,d-柠檬烯不仅对黄胸蓟马有较好的活性,还对除虫菊素有一定的增效作用,这与马卫宾等[17]报道结果类似。d-柠檬烯的杀虫机理是通过破坏昆虫体表的蜡质防水保护层,使昆虫体内大量排泄液产生处气孔阻塞,不能获得足够的氧气,进而昆虫呈现快速窒息,明显的失水状态[18]。d-柠檬烯对除虫菊素的增效作用,一方面可能是由于d-柠檬烯促进了除虫菊素对蓟马体壁的穿透,使除虫菊素更快的作用于黄胸蓟马的神经系统而达到对其的快速击倒作用[19];另一方面可能是通过降低除虫菊素表面张力,增加其在叶片上的最大持留量和沉积量从而发挥的增效作用[20],其增效机理有待进一步研究。
防治黄胸蓟马的药剂施用方法主要有喷雾法[21]、淋根法[22]、假茎注射法[23]和花蕾注射法[7]。其中,最为常见的是喷雾法。由于蓟马在花蕾苞片未打开时已钻入为害,故用喷雾法施药时,药液较难接触到苞片内的蓟马,达不到预期的防效。为了提高防效,种植户在整个花蕾期大概要施药4次。施药次数增多不仅增加了农药残留的风险,还增加了人工和药剂成本;施用的农药大部分没有到达靶标生物,不仅对环境造成污染,并且可能对其他有益的昆虫种群造成较大的伤害。淋根法防治香蕉黄胸蓟马时,结合滴灌技术将内吸性药剂淋根,药剂通过根部进入香蕉蕾苞内,在蓟马发生前期能部分控制住虫口密度[24]。但大多数农药非内吸性,而且药剂随水一起输送到土壤中,在灌溉水中可能出现分散不均匀以及药剂被吸附钝化影响向顶部传导的效率等问题。假茎注射法由于将药液从注射的位置传导到果穗需要一定时间,并且对果穗不同位置的防效差异明显,故对蓟马的防效要低于花蕾注射法[23]。香蕉花蕾注射法防治香蕉蓟马是直接将药剂注射到花蕾内部,蓟马接触药剂的时间和剂量都高于其他方法,故防治效果也大大提升。另外,花蕾注射器注射针孔较小,且注射位置靠近蕾苞的前端,不会对果实产生损伤[7]。本研究发现,花蕾注射法施用天然源药剂可以很好地防治香蕉蓟马。在香蕉现蕾时,注射器将药液注射到蕾苞及苞片的缝隙中,当蓟马顺着苞片的缝隙进入花蕾时,接触到了苞内的药液或通过口器锉吸到含有药剂的汁液,因此使药剂更好地发挥了药效。
综上所述,本文研究了花蕾注射法施用9种天然源农药对香蕉黄胸蓟马的田间防效,其中除虫菊素、藜芦碱、d-柠檬烯、绿僵菌对黄胸蓟马防效较高,可推荐为防治该虫的绿色农药。同时,d-柠檬烯与除虫菊素或藜芦碱可复配施用,以便减少害虫抗药性的产生。