草地贪夜蛾防治中5种生物农药的防效分析
2022-11-19张惠娇袁家祥
张惠娇,袁家祥
深圳市绿之源有害生物防治有限公司,广东深圳 518112
草地贪夜蛾也被称为秋黏虫,其幼虫会啃食玉米和水稻,对农作物的生长造成不良影响。草地贪夜蛾原产于美洲热带和亚热带地区,是一种严重威胁农业生产的多食性害虫,具有较强的迁移和繁殖能力,经专家分析预测,草地贪夜蛾一旦产生局部或连片的虫灾,将对玉米和其他粮食产量造成较大的损失。当前,该虫的防治主要依赖于酰胺类和氟氯氰菊酯类杀虫剂。然而,在部分地区,草地贪夜蛾已经对杀虫剂产生抵抗性,由此加大了该病虫害的防治难度。为减少化学农药使用,探讨草地贪夜蛾绿色防控措施,开展了针对该虫害防治的室内与田间试验,在试验中选取了球孢白僵菌、杆状病毒、金龟子绿僵菌等药剂,分析生物农药的防治效果。
1 研究背景
草地贪夜蛾原产地为美洲亚热带、热带,现已被世界各国列入“十大植物害虫”的名单[1]。草地贪夜蛾所表现出的特点,主要有迁飞扩散速度快、寄主范围较大、生存周期相对较短、繁殖能力极强、危害程度较重等。据统计,该虫所危害植物种类多达350余种[2]。2019年,草地贪夜蛾首次入侵云南地区,截至目前,受该虫影响的地区数量已增加到20余个,各地农作物品质、产量均受到了不同程度的影响[3]。考虑到该虫入侵的时间相对较短,实证有效的、可用来对其进行防治的农药种类有限,并且随着常用药剂施加次数的增多,多地的草地贪夜蛾均对氯氰菊酯、毒死蜱和其他常用药剂产生了一定抗性,由此可见,沿用传统防控方案和药剂已无法取得理想效果,若不尽快解决该问题,不仅会进一步加剧该虫所造成的危害,还会给农业发展带来严重冲击。鉴于此,业内人士纷纷将目光转向生物农药,希望能够研发出可用于草地贪夜蛾防治的生物农药,充分发挥生物防治具有的不易使害虫形成抗性、可做到持续管控、环境优化和作用机理丰富等优势。以此为背景,围绕现有生物农药毒力、室内外防治效果展开讨论,以期为日后防控工作的开展提供理论依据。
2 试验条件
分别在室内、田间进行试验。2次试验所准备昆虫、药剂完全相同,农作物(玉米)栽培方式则有所不同。
2.1 室内试验
室内试验需要在基质穴盘内种植发芽玉米,将基质穴盘转移到培养箱培养,培养箱内相对湿度应控制在70%,温度处于25℃~27℃,光照强度以为10 000 lx最佳[4]。待发芽玉米生长出两片完整的叶片且叶片充分展开,便可进行下一步试验。
2.2 田间试验
草地贪夜蛾给农作物种植造成的影响有目共睹。某县受到波及的面积在1 830 hm²左右,种植田危害株率达到了约20%,少量种植田的危害株率甚至达到了近100%[5]。考虑到草地贪夜蛾普遍具有可快速迁飞、繁殖量极大和暴食的特性,对其进行防治的难度明显大于其他害虫。正常情况下,当地的防治频率为3~5次/季,使用化学农药进行防治,周围环境必然会受到影响,鉴于此,本研究采用生物农药,通过田间试验对防治效果进行判断。
室外试验田种植面积为0.16 hm²,首次播种时间为6月上旬,7月初、7月中旬分别进行施药。将现场划分成21块,每块田块的面积在65 m²左右,均种植300株玉米,各块种植田的肥水条件、种植方法完全相同。
3 试验材料
3.1 昆虫
培育室内试验所用昆虫的步骤如下:第一步,前往玉米种植田收集高龄幼虫,并将所收集幼虫带回实验室,放入提前准备好的饲养盒,喂食新鲜的玉米叶,保证幼虫成活率。第二步,将饲养盒转移至培养箱,加快幼虫老熟速度,培养过程中,应保证培养箱内湿度为70%、温度处于25℃~27℃。第三步,在饲养盒内铺设湿沙,湿沙层高度应达到饲养盒的2/3左右,湿沙含水量以40%为最佳,保证幼虫能够钻入湿沙层并顺利化蛹。第四步,在饲养盒外侧包裹保鲜膜,并在保鲜膜表面扎数个小孔,确保盒内外空气流通、盒内湿度符合要求。一般情况下,饲养3代便可以用于试验。田间试验所用昆虫为种植田原有昆虫。
3.2 药剂
3.2.1 金龟子绿僵菌选用聚立信生物公司(重庆)所生产金龟子绿僵菌,在兑水稀释后,按照85 L/km2的规定进行施加,稀释用水量在470 kg左右。作为寄生在昆虫体内的菌物,该菌侵染寄主的过程分为5个步骤,分别是:(1)黏附;(2)萌发孢子;(3)穿透害虫本体;(4)发育;(5)致使害虫死亡。在此过程中,降解酶、破坏素菌还有附着胞均发挥着重要作用,利用其所制作杀虫剂,具有持效期长、无残毒和致病力理想等优点。
3.2.2 苏云金杆菌(Bt)科诺生物公司(武汉)所生产Bt具有良好的可湿性,1 mg药剂的单位为32 000 IU。本次试验将施加药剂量定为85 kg/km2,在正式施加药剂前,先要用470 kg水对药剂进行稀释,确保最大程度地发挥其功效。Bt毒性较低,如果以鞭毛抗原所存在差异为依据,可将现有Bt分成83亚种,不同亚种所表现出特性往往存在明显差别。此外,该菌可产生氨基多元醇、蛋白质等数种成分,上述成分均具备杀虫活性,这点同样需要有所了解。
3.2.3 球孢白僵菌试验所用球孢白僵菌的生产方为新龙生物公司(江西),1 g粉剂含300亿个孢子。先用470 kg洁净水稀释药剂,再按照170 kg/km2的比例进行喷施。该菌既能够通过无性繁殖产生孢子,还可以通过有性繁殖形成大量子实体,利用该菌防治玉米螟等害虫,可取得较为理想的效果。其作用机理如下:(1)高毒菌株仅需寄生在幼虫体壁并短暂生长,便可以产生入侵结构;(2)低毒菌株需要先寄生在幼虫体壁,随着时间的推移,菌株将产生大量匍匐菌丝,并通过菌丝汲取幼虫体内的营养,抑制幼虫生长,最终使幼虫走向死亡。
3.2.4 短稳杆菌润宇生物公司(镇江)所生产短稳杆菌,1 mL含100亿个孢子。根据现场情况,将药剂施加量定为75 L/km2,稀释用水量同样在470 kg左右。该菌多见于植物、水还有土壤中,特殊情况下,还能够在果蔬或乳制品中生存,现已作为杀虫剂得到广泛运用,灭虫机理如下:病原物先通过虫口到达病虫体内,寄生成功后迅速扩增,致使害虫出现生理功能失调的情况,并使靶标处出现严重病变,在代谢的同时释放大量溶解酶,抑制害虫呼吸,使害虫由于窒息而死亡。
3.2.5 杆状病毒试验选择新龙生物公司(江西)生产的杆状病毒,先用470 kg的洁净水稀释,再对其进行施加,施加药剂总量为140 L/km2。该病毒的形态结构较为特殊,与多角体相似,病毒外侧覆盖着多角体膜,内部包含大量蛋白基质。病毒可通过伤口、虫口感染害虫,进入害虫体内并被消化后,产生大量病毒粒子,入侵体腔细胞并快速增殖。该病毒可依托病死虫、粪便传染,由此达到控制害虫规模、数量和危害的目的。病毒的稳定性极强,在不接受阳光直射的情况下,其活性往往能够维持数年,同时能够解决害虫形成抗性的问题,此外,只需使用少量消毒剂或用紫外线进行照射,便能将其彻底杀死。
4 试验说明
4.1 试验方法
4.1.1 室内试验通过浸液饲喂法开展室内试验。第一步,剪下2片玉米叶片,将其浸入提前制备的药剂溶液内,等待10 s后取出;第二步,将叶片转移至提前准备好的吸水纸上,放置在通风条件良好的避光区域,确保叶片能够自然风干;第三步,将叶片放入塑料材质的培养皿内(培养皿直径以8 cm为最佳),在每个培养皿内放入5头处于3龄期的幼虫;第四步,将全部培养皿转移至培养箱,将培养箱湿度调整为70%、温度控制在25℃~27℃之间,等待96 h再进行更进一步的调查。如果幼虫存在以下情况,则可将其划入“死虫”的范围:一是在镊子的刺激下,仍无法做到协调活动、爬行;二是生长受限。
4.1.2 田间试验室外试验还需要准备清水对照组、化学处理对照组。其中,化学处理对照组所用药剂为科诺生物公司(武汉)生产的氯虫苯甲酰胺,利用470 kg水进行稀释,保证施加药剂量在8.5 kg/km2左右。如实记录用药前种植田活虫数量,分别在用药的第3、7、14、28天调查现场活虫、死虫的数量,参考下列公式对防治成效进行计算。
4.2 数据处理
4.2.1 室内试验将调查结果代入下列公式,计算死亡率:
4.2.2 田间试验
虫口减退率(%)=[(药前虫口总数-药后残虫数量)/药前虫口总数]×100%
校正防效(%)=[(试验虫口减退率-对照组虫口)/(1-对照组虫口减退率)]×100%
5 防治效果
5.1 室内试验
由表1可以看出,本次试验所选用生物农药,在室内均能够表现出较为理想的毒力,毒力最高的药剂为Bt,杆状病毒次之,剩余3种药剂的防治效果大致相同。试验表明,草地贪夜蛾会给玉米品质、产量造成不良影响,玉米各部位均有一定概率受到危害,加之草地贪夜蛾迁飞能力极强,对其进行防治的难度极大。球孢白僵菌的本质为昆虫病原真菌,这一特性决定了利用其防治害虫,可取得较为突出的成效。虽然杆状病毒具有较强的特异性,但在控制近源靶标害虫方面,通常能够取得相对理想的效果。作为光谱杀虫剂的代表,杆状病毒多被用于防治鳞翅目害虫,例如,斜纹夜蛾、小菜蛾,防治效果往往能够接近预期。另外,Bt同样适合被用于防治鳞翅目害虫。要想更进一步提升防治效果,关键是要加大防治幼虫的力度,坚持以因地制宜为指导思想,根据现场情况调整药剂施加量,优先使用生物农药开展防治工作,避免给生态环境造成不良影响。除特殊情况外,均应在幼虫高峰期、孵化期进行生物防治,并将药剂施加时间定在傍晚,这样能够起到提高防治有效性的效果。
表1 室内试验数据
5.2 田间试验
结合室外试验效果表2~表4可以看出,试验所用生物农药同样可被用于草地贪夜蛾的室外防治。施药3 d后,化学处理组的防治效果达到75%,生物组的防治效果均没有超过55%。7 d后,化学组的防治效果提升到85%,杆状病毒组的防治效果达到了80%左右,剩余各组的防治效果均为未超过48%。14 d后,球孢白僵菌组的防治效果快速提升,达到了93%,杆状病毒组为93%,短稳杆菌、化学组、Bt、金龟子绿僵菌分别是73%、72%、71%和68%。28 d后,生物组的防治效果稳定在79%及以上,球孢白僵菌的效果最为理想,能够达到99%左右;杆状病毒次之,为97%;化学组再次之,为96%;Bt为93%,短稳杆菌为81%,金龟子绿僵菌最低,但仍达到了79%左右。
表2 清水组的防治效果%
表4 生物药剂组的防治效果%
综上,在本次试验所选用生物农药中,室外防治效果最为理想的药剂为球孢白僵菌,杆状病毒次之。这是因为草地贪夜蛾普遍存在暴食的情况,按照140 L/km2的标准施加杆状病毒,仅需等待3 d左右,就会有超过半数的昆虫死亡,同时该药剂各阶段的药效相对稳定,可作为首选。未来应以杆状病毒、球孢白僵菌为研究重点,通过试验确定药剂施加浓度和成本。
表3 化学处理组的防治效果%
6 结束语
本研究重点讨论了草地贪夜蛾的防治技术,在具体研究中,开展室内与田间试验,通过分析5种不同生物农药的防治效果,全面且深入地剖析了药剂的活虫情况、减退率与处理效果。研究结果提示,在防治草地贪夜蛾方面,球孢白僵菌的效果最为明显,其次是杆状病毒,最后是其他生物药剂。因此,在田间管理中,相关人员需要对生物药剂的使用效果提高重视,并对防治方法进行规范,通过对不同药剂的合理使用,达到理想的虫害防治效果,为农作物健康生长提供支持。