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四种药剂对小贯小绿叶蝉的取食刺吸电位分析

2023-04-06

现代农业研究 2023年3期
关键词:雄虫雌虫绿叶

(信阳农林学院农学院 河南,信阳 464000)

小贯小绿叶蝉属半翅目叶蝉科,是茶园危害最重的害虫之一。以成虫和若虫取食茶树嫩叶,消耗其汁液与水分,严重导致茶树芽叶褐变焦枯,新叶脱落,影响茶叶品质,造成茶叶减产[1]。受害叶片发黄枯萎,导致茶树生长发育停滞,甚至叶片脱落,受危害的芽叶制成茶叶后易碎,严重影响茶叶产量与品质[2-4],普通年份的夏、秋茶损失达10%~15%,重灾年份茶叶损失则高达50%以上[5]。

刺吸式昆虫在取食时,是将口针刺探进植物组织中取食汁液,肉眼很难直接观察到口针的活动状态。刺吸电位技术使用导电银胶将金丝黏在昆虫前胸背板上,并将昆虫接入与检测仪相连的昆虫电极中,植物电极插在放置植物的介质中。昆中取食时口针刺入植物组织,就形成一个完整的闭合回路,当食物从口针中的唾液通道中流动,就会产生电信号,再通过虫体进入监测仪生成回路,并以数字的形式输出到计算机中。这时昆虫的取食行为就被记录在电脑中。电阻(R)成分和电势(EMF)成分决定了波形的组成来源,并将恒定信号转化成可变的输出信号,注意输入阻抗的改变,会导致差异的产生。持续一段时间后信号以波形的形式呈现出来[6]。

在小贯小绿叶蝉取食行为出现波形的特征和生物学意义鉴定完成的基础上,苗进等[7]、金珊等[8,9]和刘丽芳等[10]对小贯小绿叶蝉在不同茶树品种上的抗性及取食特点使用EPG 技术记录并进行分析鉴定,通过取食波的时间长短及频率评判了数种茶树品种对小贯小绿叶蝉感、抗性,其结果与田间小贯小绿叶蝉虫口密度大小基本一致,支持了EPG技术检测茶树抗虫性的可信性。还补充完善了新出现的波形特征。郑雨婷等[11]利用EPG技术解读小贯小绿叶蝉在11个国家级茶树良种和特色良种上的取食行为,进而评定茶树品种抗、感性差异。但是,我国已有记载的茶树种植资源有3000 多份,已有的少量茶树品种上的小贯小绿叶蝉取食危害报道,主要是调查研究虫口密度在品种之间的差异,很少涉及化学药剂对小贯小绿叶蝉的取食影响,关于EPG 技术取食波形研究小贯小绿叶蝉对不同成分的化学药剂的抗性方面很少研究。

本试验运用了四种药剂的不同浓度来测试小贯小绿叶蝉对药剂的反应,喷药后的取食次数,对比不同药剂不同浓度对小贯小绿叶蝉的取食情况,药剂之间的差异,雌雄虫之间的差异,了解雌虫雄虫的不同取食规律,筛选最佳药剂,为药剂的生产推广提供参考,减少乱用药的情况。为分析药剂对小贯小绿叶蝉取食影响及农业生产预测施药适期提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

剪刀、镊子、小毛刷、台灯、塑料泡沫板、锥形瓶、培养皿、养虫笼、分析天平、移液枪、金丝(直径15 μm)、银胶、铜钉、漩涡混匀仪、回形针、营养土、小花盆(直径9 ㎝)、EPG-8型昆虫刺吸电位仪、显微镜。

甲氨基阿维菌素苯甲酸盐微乳剂(山东省青岛瀚生生物科技股份有限公司)、噻虫嗪水分散粒剂(山东圣鹏科技股份有限公司)、吡虫啉可湿性粉剂(江苏康鹏农化有限公司)、氯啶虫酰胺水分散粒剂(宁波石原金牛农业科技有限公司)。每个浓度分别测试雌、雄虫各3次重复,药剂及处理浓度如表1所示。

1.2 茶树枝的处理

取相同长势的新鲜茶树枝,插入营养土中,保持土壤湿润。将经过农药处理的茶树叶放在通风口晾干,把需要的供取食的嫩叶叶片背面朝上固定,放入法拉第笼中,将植物电极插入土壤中固定好,这个过程要避免叶片受伤。

1.3 小贯小绿叶蝉的固定

捕捉12 头小贯小绿叶蝉成虫,鉴定其雌雄备用。调试刺吸电位仪,将电极按顺序插入各个通道的电极接口,调零。在刺吸电位仪预热时用震荡仪摇匀银胶,取出铜钉,将其中一根铜丝缠在铜钉上留作备用。另一根铜丝上用银胶粘上金丝(长度约2.5 cm,粘好后漏出2 cm)。将备用的小贯小绿叶蝉放入-17 ℃冰箱中冷冻1'40″,使其暂时失去活动能力。用金丝蘸取银胶,将金丝另一端没入银胶并迅速提起,反复几次使金丝端部形成一个银胶球,粘接在虫子的前胸背板上。粘好的虫子插在泡沫板上饥饿处理1h,并留意观察防止脱落飞走。最后将连有小贯小绿叶蝉的电极小心插入金属探头,调整合适位置,使其能在叶片上自由活动,方便取食。

1.4 数据分析

小贯小绿叶蝉雌、雄虫在四种药剂上第一次刺探时间,第一次刺探持续时间,刺探总次数,刺探总持续时间及各常见波形平均刺探试时间差异采用SPSS单因素方差分析,不同药剂雌雄成虫间差异采用T测验进行分析。

2 结果与分析

2.1 小贯小绿叶蝉EPG取食波形类别

NP波:小贯小绿叶蝉在叶片表面活动并未取食的活动波,非刺探波。

A波:刺探波。发生在刺探时间的最初的阶段,一般在S波之前,小贯小绿叶蝉口针在叶面寻找最佳位置的路径波。

S 波:口针向韧皮部刺探和进入韧皮部中唾液分泌波,紧随在A波之后,有时也在E波和F波之间。

C 波:口针达韧皮部分之前的主动取食波,一般出现在S波之后,或者引导E波和F波出现,振幅比较大。

E波:口针在韧皮部的取食波,一般出现在C波之后,跟C波界限不明显。

F波:韧皮部取食困难波,跟E波不会同时存在。

R波:取食间歇波,没有固定波形和明显的规律,持续时间一般在几分钟到几个小时不等(图1)。

2.2 四种药剂对小贯小绿叶蝉雄虫的取食区别与波形分析

由表2可以得出,小贯小绿叶蝉雄虫的刺探总次数甲氨基阿维菌素苯甲酸盐显著少与对照组,对照组6 h内的刺探总次数在15次,甲氨基阿维菌素苯甲酸盐有8次,且差异显著(P=0.041)。而第一次刺探的持续时间差异不显著。F波周期数对照组低于甲氨基阿维菌素苯甲酸盐,F波的平均刺探时间也低于药剂甲氨基阿维菌素苯甲酸盐。

表2 小贯小绿叶蝉雄虫在4种药剂上刺探次数、时间和显著波形平均持续时间(s)

噻虫嗪药剂处理中小贯小绿叶蝉雄虫的刺探总次数比对照组少7 次,差异显著(P=0.041)。第一次刺探时间与对照组差异不显著,第一次刺探持续时间和对照组差异不显著。S 波平均刺探时间,噻虫嗪药剂比对照组长16.03 s,E 波平均刺探时间,噻虫嗪药剂比对照组多127.4 s。吡虫啉药剂处理中,小贯小绿叶蝉雄虫的第一次刺探时间处理组要比对照组晚1133.05 s,且差异显著(P=0.028)。第一次刺探的持续时间,处理组较对照组长2550.8 s,差异显著(P=0.030)。刺探总持续时间差异不显著。刺探总次数差异不显著。F波周期数,吡虫啉比对照组多12.95 次,差异显著(P=0)。F 波平均刺探时间,吡虫啉比对照组多345.78 s,且差异显著(P=0.045)。S波平均刺探时间和E波平均刺探时间差异不显著。

氟啶虫酰胺处理中,第一次刺探的时间差异不显著,第一次刺探持续时间氟啶虫酰胺比对照组少267.42 s,差异不显著。刺探总次数,氟啶虫酰胺比对照组少7.12次,差异显著(P=0.038)。刺探总次数差异不显著。S波平均刺探时间差异不显著。E波平均刺探时间差异不显著。F波周期数,氟啶虫酰胺比对照组多6.2 次,差异显著(P=0.035)。F 波平均刺探时间差异不显著。吡虫啉药剂在第一次刺探时间与其他药剂差异显著。其他药剂间差异不显著。第一次刺探持续时间吡虫啉与其他药剂差异显著,甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、噻虫嗪、氟啶虫酰胺差异不显著。

从小贯小绿叶蝉雄虫在甲氨基阿维菌素苯甲酸盐和氟啶虫酰胺取食时各波型平均持续时间来看,韧皮部取食E波所占的比例是最大的。在甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、噻虫嗪和吡虫啉中,取食时各波型平均持续时间中,韧皮部取食困难波F波取食时间都是最长的。

2.3 四种药剂对小贯小绿叶蝉雌虫的取食区别与波形分析

由表3可以得出,小贯小绿叶蝉雌虫的第一次刺探时间,第一次刺探持续时间,刺探总次数,刺探总持续时间,S波平均刺探时间,E波平均刺探时间,F波周期数,F波平均刺探时间均与对照组差别不显著。

表3 小贯小绿叶蝉雌虫在4种药剂上刺探次数、时间和显著波形平均持续时间(s)

噻虫嗪药剂处理中小贯小绿叶蝉雌虫第一次刺探持续时间低于对照组2748.42 min,差异显著(P=0.038)。第一次刺探时间差异不显著。刺探总次数噻虫嗪比对照组多6.13次。且差异显著刺(P=0.006)。探总持续时间噻虫嗪与对照组差异不显著。S 波平均刺探时间对照组差别不显著。E 波的平均刺探时间噻虫嗪比对照组少107.7 min。F波周期数、F波平均刺探时间与对照组差别不显著。吡虫啉处理时,小贯小绿叶蝉雌虫的F波平均刺探时间高于对照组390.28 min,差异显著(P=0.022)。F波周期数与对照组差别不显著。第一次刺探时间吡虫啉药剂要比对照组晚184.43 min。刺探总次数比对照组多0.25 次。E 波的平均刺探时间吡虫啉比对照组少181.05 min。

氟啶虫酰胺药剂处理中小贯小绿叶蝉雌虫的第一次刺探持续时间比对照组少2422.97 min。E 波平均刺探时间低于对照组148.62 min,差异显著(P=0.020)。F波的平均刺探时间长于对照组96.08 min。噻虫嗪处理的刺探总次数与吡虫啉和氟啶虫酰胺差异显著。E 波刺探持续时间甲氨基阿维菌素苯甲酸盐与吡虫啉差异显著,其他药剂间差异不显著。从小贯小绿叶蝉在甲氨基阿维菌素苯甲酸盐和对照组取食时各波型平均持续时间来看,韧皮部取食E 波所占的比例是最大的。在噻虫嗪、吡虫啉和氟啶虫酰胺中取食时,各波型平均持续时间、韧皮部取食困难波F波取食时间都是最长的。

2.4 小贯小绿叶蝉雌、雄虫在四种药剂上的EPG取食波形分析

由表4 可得出,第一次刺探的时间雄虫和雌虫相差1527.75 s。第一次刺探持续时间,雄虫为118.63 s,雌虫为2267.38 s。雄虫刺探总次数为8 次,雌虫刺探总次数8.25 次。但是雄虫的S 波和F 波的平均刺探时间都要长于雌虫。

表4 小贯小绿叶蝉雄、雌虫在甲氨基阿维菌素苯甲酸盐上的刺探次数和显著波形平均持续时间(s)

由表5 可得出,第一次刺探的时间雄虫和雌虫相差213.13 s,相差不大。第一次刺探持续时间,雄虫为1310.8 s,雌虫为890.88 s。雄虫刺探总次数为8 次,雌虫刺探总次数10.63次。雄虫的S波和F波的平均刺探时间都要长于雌虫。

表5 小贯小绿叶蝉雄、雌虫在噻虫嗪上的刺探次数和显著波形平均持续时间(min)

由表6 可得出,第一次刺探的时间雄虫和雌虫相差840.82 s,相差不大。第一次刺探持续时间,雄虫为3725.40 s,雌虫为2457.70 s。雄虫刺探总次数为12.75次,雌虫刺探总次数4.75 次。雄虫的S 波和F 波的平均刺探时间都要长于雌虫。

表6 小贯小绿叶蝉雄、雌虫在吡虫啉上的刺探次数和显著波形平均持续时间(s)

由表7 可得出,第一次刺探的时间雄虫和雌虫相差1156.2 s。第一次刺探持续时间,雄虫为907.18 s,雌虫为1216.33 s。雄虫刺探总次数为7.88 次,雌虫刺探总次数5.25 次。雄虫的S 波和F 波的平均刺探时间都要长于雌虫。

表7 小贯小绿叶蝉雄、雌虫在氟啶虫酰胺上的刺探次数和显著波形平均持续时间(s)

3 讨论与结论

苗进等人在研究小贯小绿叶蝉取食行为中认为E波、F波、S波为主要取食波形,在同样的刺探时间内F波、S 波和E 波所占比例最大,应为整个取食过程的主要波形,与本研究相同[7]。本研究还发现刺探次越多,S波和F波的平均持续时间就越长,E 波的平均刺探时间就越短,该研究结果与韩宝瑜的研究刺探规律一致[12]。

段盼等[13]人用南方小花蝽在三种蚜虫取食上研究,得出雌虫每日捕食量高于雄虫。本试验数据数据显示小贯小绿叶蝉的雌、雄虫在取食方面差异不大,有可能是因为品种不同、体型差异太大。同时植物自身也有一定的抗虫性,如植物韧皮部的草酸、汁液的pH 值都会阻碍小贯小绿叶蝉的取食。植物凝集素可以沉淀单糖或多糖复合物,刺吸式昆虫消化道上皮细胞同高等动物一样有大量糖蛋白,这便成为了植物凝集素的结合位点。在昆虫取食过程中,植物凝集素随食物进入消化道,便能结合在这些糖蛋白上,影响昆虫对食物的消化吸收,导致昆虫拒食甚至死亡。

本研究通过观察小贯小绿叶蝉取食波形的变化,可以得出经过药剂处理的茶树枝叶片对小贯小绿叶蝉的取食造成了阻碍作用,使小贯小绿叶蝉的刺探过程更加困难,推断出可湿性粉剂吡虫啉和微乳剂甲氨基阿维菌素苯甲酸盐较水分散粒剂氟啶虫酰胺、噻虫嗪影响大。但是具体是药剂中哪种成分对小贯小绿叶蝉取食影响最大,可以在后续的试验中加以论证。

小贯小绿叶蝉雌、雄虫的第一次刺探的发生时间,在药剂甲氨基阿维菌素苯甲酸盐和药剂吡虫啉中相对延后。说明茶树叶经过甲氨基阿维菌素苯甲酸盐处理后,对小贯小绿叶蝉有一定的趋避作用,对小贯小绿叶蝉刺探位置的选择造成了干扰。另外刺探总持续时间,处理组相较于对照组时间有所延长,刺探的总次数比对照组减少。说明经过药剂的处理后,茶树叶片的表面发生了变化,导致小贯小绿叶蝉的口针在刺探过程中的受到的阻碍增大,从而不改变刺探位置取食。

取食困难波S波的平均持续时间在处理组中相对增加,说明小贯小绿叶蝉的刺探过程延长,可能是由于药剂的不同性质,使小贯小绿叶蝉的刺探过程困难,进而阻碍小贯小绿叶蝉取食。另外F波周期波的总次数在处理组中增多,间接说明了药剂改变了小贯小绿叶蝉的取食,使在整个取食行为中,更多的时间用于刺探。F波平均刺探时间较对照组相对增加,这可能是由于叶片的物理性质发生了变化,导致小贯小绿叶蝉的取食困难时间增加。

小贯小绿叶蝉在不同药剂中雌雄虫的各项参数结果差异不显著,表明小贯小绿叶蝉的取食能力并没有受性别的影响。小贯小绿叶蝉在不同药剂平均刺探次数、各波型平均持续时间都存在较大差异。由F波的平均刺探时间和F波周期数,可以看出在四种药剂中,吡虫啉的药效最好,取食困难波次数最多,时间最长。其次是甲氨阿维菌素苯甲酸盐和噻虫嗪。氟啶虫酰胺可能由于药剂的某些成分,药效缓慢,相较其他三种药剂效果不好。

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