三种微生物杀虫剂对三种小花蝽的安全性评价
2023-09-13李郭雨王瑞娟陈浩刘艳吕兵代晓彦苏龙赵珊郑礼董小林翟一凡
李郭雨王瑞娟陈浩刘艳吕兵代晓彦苏龙赵珊郑礼董小林翟一凡
(1. 长江大学农学院/湖北省农林病虫害预警与调控工程技术研究中心,湖北荆州 434000;2. 山东省农业科学院植物保护研究所/农业农村部天敌昆虫重点实验室,山东济南 250100)
小花蝽属于半翅目(Hemiptera)、花蝽科(Anthocoridae),多为捕食性天敌,全球目前已知小花蝽约有500 种,我国常见的小花蝽有微小花蝽(Orius minuius)、南方小花蝽(Orius similis)、东亚小花蝽(Orius sauteri)、明小花蝽(Orius nagaii)、淡翅小花蝽(Orius tantillus)等[1]。 小花蝽捕食范围广,可捕食蓟马、粉虱、蚜虫、叶蝉、叶螨及鳞翅目昆虫的卵和初孵化幼虫等多种害虫,且捕食量大,是农林生态系统中重要捕食性天敌类群之一[2-3]。 其中,微小花蝽(O. minuius)分布于欧洲及我国北部地区[4],南方小花蝽(O. similis)是我国独有的小花蝽[5],广泛分布于我国中、南部各省(区),是棉田生态系统中的优势捕食性天敌[6]。 东亚小花蝽(O. sauteri)广泛分布于我国北方地区,在控制蔬菜、果园和温室花卉虫害发生中发挥巨大作用,尤其对蓟马类害虫有很强的控制作用[7-11]。
微生物农药以其环保、选择性强、对人畜安全等优点备受人们青睐。 球孢白僵菌(Beauveria bassiana)凭借其杀虫活性高、寄主范围广等优点被广泛应用[12],众多公司研发的球孢白僵菌制剂产品已被广泛应用于蚜虫[13-15]、蓟马[16-17]、粉虱[18-19]等害虫的防治,取得了良好的防治效果。金龟子绿僵菌(Metarhizium anisopliae)是最早被应用于生物防治的虫生病原真菌,寄主广泛,是世界上研究最多的生防真菌之一[20-21],能够侵染鳞翅目、鞘翅目、直翅目等20 多种害虫[22-26],应用前景广阔。 苏云金杆菌(Bacillus thuringiensis)制剂作为微生物杀虫剂,杀虫活性谱广,对鳞翅目、鞘翅目、双翅目等9个目的昆虫具有特异杀虫活性[27-29]。 三种微生物杀虫剂目前广泛应用于我国农业害虫防治。
近年来,随着绿色农业观念的普及和绿色防控技术的发展,在农业害虫综合治理中,符合环保、健康、可持续发展的生物防治越来越受到人们重视[30]。 常见的生物防治有三种:利用微生物防治;利用寄生性天敌防治;利用捕食性天敌防治[31]。 但是,单独使用某种微生物农药或天敌昆虫,其效能有时十分有限。 微生物杀虫剂选择性强但持效期短且易受环境限制,而天敌昆虫防治虫害持效期长但见效较慢,因此田间可尝试将几种防治方法联合使用,以克服各自弊端。 肖达等[32]研究发现,噻嗪酮对捕食性天敌东亚小花蝽、智利小植绥螨、异色瓢虫和寄生性天敌丽蚜小蜂等的毒力相对较低,从保护天敌的角度出发,可以适当使用来协调化学防治和生物防治。 尹园园等[33]发现橄榄鲨、桉油精、鱼藤酮对东亚小花蝽安全,二者可联合使用防治害虫,效果更好。 2015年一项研究表明,联苯肼酯对智利小植绥螨具有高安全性,可与智利小植绥螨联合使用,且对茄子上二斑叶螨具有良好的控制效果[34]。 由此可见,联合防治是一项具有广阔应用前景的农业害虫防治方式。
然而,微生物农药对非靶标生物具有一定的安全风险。 戴伟[35]研究发现球孢白僵菌与苏云金杆菌对天敌昆虫黑肩绿盲蝽是非选择性农药,安全性不高,表明微生物农药对非靶标动物具有一定的危害。 因此,确定微生物农药对天敌昆虫的安全性是两种方法联合使用的前提和基础[36-37]。
目前,有关常用微生物杀虫剂对天敌小花蝽安全性的研究较少。 本试验探究了生产中常用的三种微生物杀虫剂球孢白僵菌(B. bassiana)、金龟子绿僵菌(M. anisopliae)与苏云金杆菌(B.thuringiensis)对三种天敌小花蝽的安全性,以期为微生物杀虫剂与天敌小花蝽的联合使用奠定理论基础。
1 材料与方法
1.1 供试虫源
南方小花蝽、微小花蝽、东亚小花蝽均来自于山东省农业科学院植物保护研究所天敌与授粉昆虫研究中心。 于室内继代饲养,饲养条件为温度(25±1) ℃、湿度60%~70%、光周期L ∶D=16 h ∶8 h,以新鲜的米蛾卵为食物,以新鲜芸豆为产卵基质。 取羽化3 天的成虫备用。
1.2 供试药剂
供试药剂详细信息见表1。
表1 供试微生物农药信息
1.3 试验方法
采用浸虫法测定三种微生物农药对三种小花蝽的毒性[38]。 用无菌水将三种药剂稀释配制成5个系列浓度梯度。 球孢白僵菌浓度梯度分别为105、106、107、108、109CFU/mL;金龟子绿僵菌浓度梯度分别为104、105、106、107、108CFU/mL;苏云金杆菌浓度梯度分布为102、103、104、105、106IU/mL。
用吸虫器吸取一定数量的小花蝽成虫,放入盛有配制药液的小烧杯中浸泡15 s,移至滤纸上吸走多余的药液,然后用细毛笔将具有生命特征的小花蝽移入带有新鲜芸豆块、麦蛾卵卡的培养皿内,连续观察7 天,每3 天更换一次芸豆块与麦蛾卵卡,用细毛笔轻触小花蝽身体,无任何反应的小花蝽认定死亡,记录小花蝽每天死亡数。 每处理5 次重复,每重复20 头小花蝽成虫,以无菌水处理的小花蝽为对照。
1.4 数据处理与分析
采用DPS 2005 进行数据处理分析,计算毒力回归方程和药剂的致死中浓度(LC50)。 采用SPSS 25.0 分析试验数据差异显著性,不同药剂对小花蝽的影响采用单因素方差分析,多重比较采用Tukey 法,显著性水平为0.05。
根据国际生物防治组织(International Organisation for Biological Control of Noxious Animals and Plants,IOBC)的评价标准,按致死率将农药对昆虫的影响分为4个等级:一级为无害,致死率<30%;二级为轻度有害,30%≤致死率<79%;三级为中度有害,79%≤致死率≤99%;四级为高度有害,致死率>99%[39]。
2 结果与分析
2.1 球孢白僵菌对三种小花蝽毒性试验结果
球孢白僵菌对南方小花蝽和微小花蝽的LC50分别为4.77×107CFU/mL 和6.02×107CFU/mL,毒性较高;对东亚小花蝽的LC50为2.88×108CFU/mL,毒性较低(表2)。
表2 球孢白僵菌对三种小花蝽成虫的毒力测定结果
2.2 金龟子绿僵菌对三种小花蝽毒性试验结果
金龟子绿僵菌对南方小花蝽的LC50为4.26×104CFU/mL,毒性最高;其次是东亚小花蝽,LC50为4.46×105CFU/mL,毒性相对较低;对微小花蝽的毒性最小,其LC50为5.20×105CFU/mL(表3)。
表3 金龟子绿僵菌对三种小花蝽成虫的毒力测定结果
2.3 苏云金杆菌对三种小花蝽毒性试验结果
从表4 可以看出,苏云金杆菌对南方小花蝽、东亚小花蝽、微小花蝽的LC50分别为1.51×104、1.06×105、1.24×105IU/mL,苏云金杆菌对三种小花蝽成虫的毒性大小趋势与金龟子绿僵菌相似,即对微小花蝽的毒性最小。
表4 苏云金杆菌对三种小花蝽成虫的毒力测定结果
2.4 三种微生物杀虫剂对三种小花蝽成虫致死率
试验结果(图1)表明,在田间推荐使用剂量下用药7 天后,三种微生物杀虫剂对微小花蝽的致死作用差异显著(F(3,16)=8.54,P<0.01)。 金龟子绿僵菌对微小花蝽的影响最大,致死率达到57.33%;球孢白僵菌影响次之,致死率为39.41%;苏云金杆菌的影响最小,致死率为33.37%。 根据IOBC 标准,三种微生物杀虫剂对微小花蝽轻度有害。
图1 三种微生物杀虫剂对三种小花蝽成虫的致死率
在田间推荐使用剂量下用药7 天后,三种微生物杀虫剂对南方小花蝽的致死作用差异不显著(P>0.05)。 金龟子绿僵菌对南方小花蝽的致死率最高,为76.73%;球孢白僵菌的致死率为57.83%;苏云金杆菌的致死率最低,为49.88%。根据IOBC 标准,三种微生物杀虫剂对南方小花蝽轻度有害。
三种微生物杀虫剂对东亚小花蝽的致死作用差异显著(F(3,16)=32.77,P<0.01)。 金龟子绿僵菌对东亚小花蝽的致死率为62.54%,影响最大;苏云金杆菌的致死率为30.38%;球孢白僵菌处理组的致死率为25.13%,影响最小。 根据IOBC 标准,球孢白僵菌对东亚小花蝽无害,金龟子绿僵菌和苏云金杆菌对东亚小花蝽轻度有害。
3 讨论与结论
研究表明,使用对害虫防治效果好且对天敌昆虫安全的药剂是害虫综合治理的关键[40]。 本试验进行了三种生产常用微生物杀虫剂对三种天敌小花蝽的室内毒力测定,并比较了用药7 天后的致死作用。 发现球孢白僵菌对东亚小花蝽无害,对微小花蝽、南方小花蝽轻度有害。 金龟子绿僵菌与苏云金杆菌对三种小花蝽均轻度有害。
Gao 等[41]研究发现,用球孢白僵菌悬浮液直接作用于东亚小花蝽或者用白僵菌处理过的西花蓟马饲喂东亚小花蝽,均不会对东亚小花蝽的生长发育造成影响。 陈亚丰[42]研究发现,球孢白僵菌孢子粉处理对东亚小花蝽的捕食能力和羽化率有不利影响,而低浓度的球孢白僵菌悬浮液处理对东亚小花蝽的捕食能力与羽化率没有影响。 本研究结果与前人相符。 因此在我国北方设施果蔬和花卉的害虫综合管理中,可采用球孢白僵菌与东亚小花蝽联合防治蓟马类害虫。
国外研究发现在田间施用金龟子绿僵菌M1不会减低玉米田中狡诈花蝽(O. insidiosus)的数量[43],而根据ICBO 标准本研究金龟子绿僵菌对三种小花蝽均轻度有害。 同一种微生物不同菌株防治谱和毒性差异较大,本研究所用药剂是金龟子绿僵菌CQMa421,可能导致研究结果的不同。有关同一种微生物不同菌株对天敌昆虫安全性的差异值得深入研究。
小花蝽对不同农药敏感性差异的相关研究大多集中在化学农药与生物源农药上,且多为不同种类杀虫剂之间的比较[44]。 球孢白僵菌和金龟子绿僵菌为真菌杀虫剂,而苏云金杆菌是细菌性杀菌剂,杀虫作用机理的不同可能会导致小花蝽对不同微生物农药敏感性的差异。
本研究只评估了微生物杀虫剂对小花蝽成虫的安全性,为微生物杀虫剂与天敌小花蝽的联合使用提供理论依据,但联合防治的实际效果需要进一步试验验证。 本研究选用商品化药剂,农药助剂或者剂型的差异均可能导致不同的毒力结果;且本研究在实验室条件下进行,田间实际应用过程中环境因素或者不同使用量均可能导致对天敌毒性的改变。 因此需开展进一步的田间相关试验以及对小花蝽若虫安全性和小花蝽捕食能力、繁殖能力等的测定,以全面评估对天敌昆虫的安全性。 另外,有关天敌小花蝽对微生物杀虫剂抗药性机理的研究过少,同一种微生物杀虫剂对不同种小花蝽致死率差异的作用机理急需进一步探究。