不同种类农药对松花菜小菜蛾防治效果、产量及品质的影响

高程斐，李 菊，王 瑞，吴 倩，李录山，吕 剑，张国斌，肖雪梅，2，郁继华，2

（1.甘肃农业大学园艺学院 兰州 730070； 2.甘肃省干旱生境作物学重点实验室 兰州 730070）

松花菜（var.L.）属十字花科（Brassicaceae Burnett）芸薹属（L.），其花球营养丰富，长期食用可增强免疫力，防止感冒和坏血病的发生，亦可降低乳腺癌、直肠癌和胃癌等癌症的发病概率，深受消费者欢迎。随着栽培面积的扩大，小菜蛾（L.）对松花菜的危害日益严重。小菜蛾在幼虫初龄阶段啃食松花菜叶肉，并在表皮上留下透明的斑点，至3～4龄阶段进入暴食期，啃食叶片造成大小不一的孔洞，危害严重时仅剩叶脉，造成松花菜减产达20%～50%。据统计，澳大利亚每年13.6 万hm²的蔬菜受到小菜蛾危害，全世界每年防治小菜蛾的费用高达40 亿～50 亿美元。目前，小菜蛾防治以化学防治为主，包括有机磷、有机氯、氨基甲酸酯、除虫菊酯和昆虫生长抑制剂喷施等，但由于施用频繁，剂量大，导致小菜蛾的抗药性明显增强，对甲胺磷和阿维菌素表现出极高的抗性倍数，对氰戊菊酯的抗性倍数在300.6～723.6 倍，属于极高抗水平。另外，化学农药的大量施用导致作物中农药残留超标，美国波士顿和印度勒克瑙的果蔬农残检出率分别为82%和58%，均存在超标；海南青辣椒农残检测中吡虫啉检出率达27.3%，不合格率为41%。已有研究表明，农药过量施用还会导致作物营养和风味品质下降，长期喷施杀虫剂丙溴磷和吡蚜酮均会使稻米产生异味，施用三唑酮会使蔬菜损失原有的香气。而溴氰菊酯会降低茶叶中茶多酚、咖啡碱和茶氨酸的含量，使茶汤原有的醇香鲜爽味受到影响。因此，迫切需要开发和利用更加绿色、健康和高效的农药。

相对于化学农药，生物农药具有易分解、不易污染环境、对靶标害虫针对性强和毒性比较低的特点。刘新社等研究表明，1000 亿·g枯草芽孢杆菌和1%蛇床子素对黄瓜白粉病的防效可达88.26%和86.17%，且能够提高黄瓜的可溶性固形物、可溶性总糖、维生素C、可溶性蛋白含量，降低亚硝酸盐含量。刘子欢等研究苏云金杆菌亚致死浓度处理害虫美国白蛾（）及对其寄生性天敌周氏啮小蜂（）后代的影响，结果显示为促进作用。郭梅燕等报道1.0×10孢子·mL短稳杆菌悬浮剂、0.5%苦参碱水剂和32 000 IU·mg苏云金杆菌可湿性粉剂对烟青虫（）的防效均在80%以上。然而，有关生物农药与化学农药对松花菜小菜蛾防治效果的比较尚缺乏数据支撑，尤其是不同种类农药对其产量和品质的影响方面鲜有报道。笔者施用不同种类的生物农药、高效化学农药和增效剂等，研究其对松花菜小菜蛾的防治效果及对产量和品质的影响，并采用主成分分析法对各处理的优劣进行综合评价，以期为松花菜的绿色、高效、高品质生产提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2021 年4—7 月在甘肃省榆中县清水驿稠泥河村进行，平均海拔1717 m。属于温带大陆性半干旱气候，年平均气温6.7 ℃，年均降水量400 mm，年均湿度65%，无霜期150 d，年均蒸发量1450 mm。试验田地势平坦，肥力中等均匀，土壤类型为黄绵土。

1.2 材料

供试松花菜品种为力禾（台湾力禾国际实业有限公司），该品种适应性、抗病性、抗热性较强。供试农药为20 亿PIB·mL甘蓝夜蛾核型多角体病毒悬浮剂（江西新龙生物科技股份有限公司），16 000 IU·mg苏云金杆菌（康欣生物科技有限公司），5%阿维菌素（珠海市华夏生物制药有限公司），3%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐（济南绿霸农药有限公司），60 g·L乙基多杀菌素（美国陶氏益农公司），有机硅（石家庄农信生物科技集团有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 试验设计 试验共设置7 个处理，每个处理3 次重复，采用随机区组设计，每个小区面积为34.2 m（34.2 m×1.0 m）。松花菜于2021 年4 月20日在甘肃省榆中县清水驿稠泥河村进行定植，7 月15 日采收。采用平畦覆膜大小行的栽培模式，三角形定植，株距60 cm，大行距60 cm，小行距50 cm。采用常规叶面喷雾方法，对松花菜植株进行自上而下均匀喷药。每隔10 d 喷施1 次，共喷施3 次。各处理具体喷药量及喷药时间见表1。

表1 不同处理农药施用量及喷药时间

1.3.2 调查方法 在喷药前调查虫口基数，在每次喷药后3、6、9 d 分别对各处理进行虫口数调查。每小区以对角线5 点取样，每点4 株，共20 株，并做标记。根据每次调查结果取平均值计算虫口减退率和防效。

虫口减退率/%=（施药前虫口基数-施药后活虫数）/施药前虫口基数×100；

防效/%=（处理区虫口减退率-对照区虫口减退率）/（1-空白对照区虫口减退率）×100。

1.3.3 测定指标与方法 待松花菜花球达到采收标准后，除去有边际效应的植株，每小区随机选取15 株松花菜整株称量并数其叶片，用于计算生物产量（kg·667 m）和叶片数；每小区随机选取15 株松花菜花球称量并测量纵横径，用于计算经济产量（kg·667 m）；另外，每小区随机选取3 株松花菜花球用于测定品质。经济产量=单球质量×株数；经济系数=经济产量/生物产量。

参照王学奎的方法，使用紫外分光光度计（UV-1800）测定品质指标。采用水杨酸法测定硝酸盐含量；采用2，6-二氯靛酚法测定维生素C 含量；采用蒽酮比色法测定可溶性糖含量；采用考马斯亮蓝G-250 比色法测定可溶性蛋白含量；采用水合茚三酮比色法测定总游离氨基酸含量；采用氯化钯比色法测定总硫苷含量。

1.4 数据处理

运用Excel 2016 对数据进行处理及作图，运用SPSS 19.0 进行单因素方差分析及主成分分析，并运用Duncan’s 检验法对显著性差异进行多重比较分析。

2 结果与分析

2.1 不同喷药处理对松花菜小菜蛾田间防效的影响

由表2 可以看出，不同药剂处理对松花菜小菜蛾均有一定的防治效果。喷药后3 d，T5 处理防治小菜蛾的效果最好，防效可达到71.89%；其次是T3，为61.18%；CK2 防效最差，防效未达到50%，显著低于其他各处理。药后6 d，各施药处理对小菜蛾的防效较喷药3 d 均有所上升，均达60%以上；其中T1 防效最好，达到84.99%；其次是T2，防效也达到80%以上；CK2、T4 防效较差，分别为60.23%、67.46%，但二者之间无显著性差异。药后9 d，T4、T3 和CK2 的防效均低于80%，分别为78.85%、76.19%和71.40%；其他3 种药剂防效均高于80%，其中T1 防效最高，达到85.21%。

表2 不同喷药处理对小菜蛾田间的防治效果

2.2 不同喷药处理对松花菜产量及其构成因素的影响

由表3 可看出，不喷药处理（CK1）下松花菜的生物产量、经济产量及其构成因素均低于其他处理，表明喷施农药可通过减轻小菜蛾的危害，进而提高松花菜的产量。与CK2 相比，T1、T2 的经济产量分别显著提高了18.34%、15.36%，单球质量分别显著提高了18.40%、15.34%，T3、T4、T5 在生物产量、经济产量、花球单球质量与CK2 相比也均有提升，但并未达到显著水平。除CK1 处理花球纵径高于T5 外，不喷药处理CK1 的花球纵、橫径都低于其他处理，T1 处理花球纵、橫径均最大，尤其是纵径显著高于T2、T3、T4 和T5 处理。T1、T2、T3、T4 和T5 处理的经济系数分别较CK2 显著提高9.63%、7.82%、4.84%、8.59%和8.67%。

表3 不同喷药处理对松花菜产量及其构成因素的影响

2.3 不同喷药处理对松花菜品质的影响

由表4 可知，不同施药处理下松花菜可溶性蛋白含量与CK2 相比差异均不显著。T1 处理下可溶性糖含量显著高于其他处理，较CK2 提高26.19%，T2 的可溶性糖含量最低，仅有1.89%。与CK2 相比，T1 的总游离氨基酸含量提高了1.92%，但差异不显著。而T2、T3、T4、T5 的总游离氨基酸含量分别显著下降了17.30%、10.90%、16.03%、15.38%。T1 处理松花菜花球维生素C 含量最高，其次是T5和T2，三者分别比CK2 提高5.53%、1.82%、1.26%。T1、T2 处理的硝酸盐较CK2 分别显著降低29.88%、17.56%。从各处理间总硫苷含量来看，CK1 的总硫苷含量最高，其次是CK2。与CK2 相比，T1、T2、T5 的总硫苷含量分别降低了28.91%、29.75%、32.70%，且差异显著。T3、T4 较CK2 也有下降，但差异并不显著。

表4 不同喷药处理对松花菜品质的影响

2.4 不同喷药处理对松花菜小菜蛾防治效果、产量和品质影响的主成分分析及综合评价

将7 个处理与小菜蛾防效、松花菜产量及品质有关的15 个指标作为分析指标进行主成分分析，得到主成分特征值、方差贡献率和累计方差贡献率。试验中按照特征值大于1 及累计贡献率大于85%的原则，提取了3 个主成分。由表5 所示，主成分1 的特征值为8.88，代表7 个处理15 项指标的59.17%的信息；主成分2 的特征值为2.69，代表7个处理15 项指标的17.95%的信息；主成分3 的特征值为1.55，代表7 个处理15 项指标的10.34%的信息。前3 个主成分累计方差贡献率为87.45%，表明这3 个主成分反映了原始变量87.45%的信息。因此，提取前3 个主成分代替原15 个指标评价不同种类农药对小菜蛾防效和对松花菜产量及品质的影响，达到了降维的目的。

表5 主成分分析的特征值及方差贡献率

主成分的载荷矩阵旋转之后载荷系数若更接近1 或更接近0，这样得到的主成分能够更好地解释变量。由表6 可知，主成分1 主要综合了药后3 d防效、药后6 d 防效、药后9 d 防效、单球质量、生物产量、经济产量、维生素C 含量这7 个指标的信息。主成分2 主要综合了游离氨基酸含量、花球纵径、花球横径、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、叶片数、总硫苷含量这7 个指标的信息。主成分3 主要综合了硝酸盐含量这1 个指标的信息。

如表6 所示，用各指标的主成分载荷除以相对应主成分特征值的平方根，得到3 个主成分中每个指标所对应的系数即特征向量，以特征向量为权重构建3 个主成分的表达函数式：

表6 主成分分析的旋转载荷矩阵及特征向量

=0.295+0.322+0.320+0.272+0.300+0.272+ 0.014+ 0.+ 0.128- 0.060+0.032-0.134+0.273-0.242-0.176；

=0.118+0.040+0.047+0.126+0.168+0.126+ 0.121+ 0.435+ 0.513+ 0.520+0.530-0.167+0.267-0.346-0.070；

=0.210+0.196+0.049+0.400+0.161+0.400- 0.130+ 0.221- 0.253+ 0.194+0.205-0.643+0.227-0.140-0.630。

在以上3 个表达式中，、、、、、、、、、、、、、、为Z-score 法标准化后的15 个指标的标准值，同时，在标准化的过程中对负向指标硝酸盐含量进行了取负数的正向化处理。以各个主成分对应的方差贡献率作为权重，由主成分得分和对应的权重线性加权求和得到综合评价函数如下：

综合得分=0.592+0.179+0.103。

根据主成分综合得分模型，可计算出7 个处理15 个指标的综合得分和排序（表7）。综合得分从高 到 低 依 次 为 T1＞T2＞T5＞T4＞CK2＞T3＞CK1。

表7 不同喷药处理的综合得分和排序

3 讨论与结论

小菜蛾是松花菜生产过程中危害最大的害虫之一，目前小菜蛾的防治以化学农药为主，常用的化学农药有阿维菌素、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、乙基多杀菌素等。阿维菌素是一种神经性毒剂，阻断害虫神经传导系统，产生麻痹而造成死亡。本试验中阿维菌素在喷施后6 d 和9 d 的防效分别达到了60.23%和71.40%，防效低于其他处理。已有研究表明，小菜蛾对阿维菌素的抗性，呈现出指数上升趋势，在华中、江西、陕西、广东、湖南等地区田间小菜蛾种群对阿维菌素均表现为高水平抗性。与阿维菌素相比，喷施3%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐虫口减退率增高，表明甲氨基阿维菌素苯甲酸盐对小菜蛾有更强的致死性。这与黄保全等的研究结果相一致，刘继荣同样报道，5%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐在药后7 d 对花椰菜夜蛾的防效为83.09%。本试验研究结果表明，用生物农药替代化学农药防治松花菜小菜蛾具有更好效果。苏云金杆菌是一种胃毒剂，在碱性中肠液和特殊蛋白酶的作用下，可降解为具有毒素活性的分子，破坏渗透膜，引起细胞溶解，最终导致小菜蛾中毒死亡。本试验在喷施苏云金杆菌3 d 后，与3%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐相比，对松花菜小菜蛾的防效和虫口减退率下降并不显著，速效性低于化学农药，但药后6 d 和9 d，苏云金杆菌的防效都在80%以上，其趋势与佘修华用15 000 IU·mg苏云金杆菌水分散粒剂防治甘蓝甜菜夜蛾研究结果一致。张永春等同样研究表明，15 000 IU·mg苏云金杆菌水分散粒剂在药后10 d 对甘蓝甜菜夜蛾的防效均达到95.75%以上，表明苏云金杆菌有良好的持效性。本试验中，持效性最好的是20 亿PIB·mL甘蓝夜蛾核型多角体病毒，药后6 d 防效为84.99%，药后9 d防效达到85.21%。占军平等同样研究表明，用20 亿PIB·mL甘蓝夜蛾核型多角体病毒悬浮剂用于防治草地贪夜蛾，药后7 d 防效达到85%以上。甘蓝夜蛾核型多角体病毒之所以有较好的持效性，可能归功于其强烈的胃毒作用，小菜蛾幼虫自感染病毒至达到死亡高峰需6～8 d。

生物农药防治病害是目前实现绿色、无公害、无残留农业生产的重要环节，生物农药除对病害具有防治作用外还能提高农作物的品质，增加产量。有研究表明，化学农药破坏植株正常的生理活动，影响植株的营养成分及酶活性，从而影响品质，而生物农药有利于植株的生理活动，促进植株体内物质合成，提高酶活性，提高作物品质。刘新社等研究表明，生物农药能够提高设施和露地黄瓜的可溶性固形物、可溶性总糖、维生素C、可溶性蛋白含量，降低亚硝酸盐含量。本试验中，与化学农药阿维菌素相比，20 亿PIB·mL甘蓝夜蛾核型多角体病毒和苏云金杆菌处理下松花菜的产量和可溶性蛋白含量等均有提高，与前人研究结果一致。可能是由于施药后，生物农药能诱导植株产生抗性，保证生理活动顺利进行，使叶片能够充分有效地进行光合作用，增加有机物质的合成与积累。施用化学农药后，在作物的生长代谢过程中，农药与作物体内的酶、蛋白质、糖原等发生反应，破坏植物正常的生理活动，从而影响作物的品质。李钦等研究表明，有机磷农药对作物体内POD 酶活性具有抑制作用，进而影响作物内含物的产生。本试验中，甲氨基阿维菌素苯甲酸盐和乙基多杀菌素处理下松花菜中可溶性糖、可溶性蛋白、总游离氨基酸含量的下降可能与此有关。

60 g·L乙基多杀菌素和3%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐+有机硅具有较好的速效性，在药后3 d 对小菜蛾的防效可达到61.18%和71.89%。20 亿PIB· mL甘蓝夜蛾核型多角体病毒具有较好的持效性，在药后9 d 的防效为85.21%。且20 亿PIB· mL甘蓝夜蛾核型多角体病毒处理产量和花球中的可溶性蛋白、可溶性糖、维生素C、游离氨基酸含量均高于其他处理。主成分分析结果显示，得分最高的处理是20 亿PIB·mL甘蓝夜蛾核型多角体病毒悬浮剂。综上所述，20 亿PIB·mL甘蓝夜蛾核型多角体病毒悬浮剂是防治松花菜小菜蛾的最佳生物源药剂，可代替化学农药使用，实现松花菜无公害、低残留、高品质和高产量的生产。