茶尺蠖和灰茶尺蠖生物防治技术
2024-12-31张丽华黄自德
摘要 茶尺蠖(Ectropis obliqua)和灰茶尺蠖(Ectropis grisescens)为同属近缘种,是茶园中发生较普遍的两种害虫。本文从昆虫病毒制剂、性信息素、病原细菌和真菌、茶树挥发物及天敌利用等方面概述了茶尺蠖和灰茶尺蠖的生物防治研究与应用进展,并对两种害虫的生物防治进行了展望,旨在为深入开展茶尺蠖和灰茶尺蠖的生物防治研究和解决生产上两种害虫为害提供参考。
关键词 茶尺蠖;灰茶尺蠖;生物防治;茶园
中图分类号 S476;TS272" " 文献标识码 A" " 文章编号 1007-7731(2024)16-0079-05
DOI号 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.16.019
Biological control techniques of Ectropis obliqua and Ectropis grisescens
ZHANG Lihua" " HUANG Zide
(Wuzhou Vocational College, Wuzhou 543000, China)
Abstract Ectropis obliqua and Ectropis grisescens, which are related species of the same genus, are both main pests in tea plantations. In this paper, the research and application progress of the biological control of Ectropis oblique and Ectropis grisescens were summarized from the aspects of pest viral agents, sex pheromones, patnogenic bacteria and fungi, tea plant volatiles and utilization of natural enemies, and the biological control of the two pests was prospected, aiming at providing a reference for further research on the biological control of two species and solving the harm caused of the two pests in production.
Keywords Ectropis oblique; Ectropis grisescens; biological control; tea plantations
茶尺蠖(Ectropis oblique)和灰茶尺蠖(Ectropis grisescens)是茶园中发生较普遍的咀嚼式害虫,两种害虫在形态上较难区分。其幼虫以取食茶树叶片和新梢为害茶园,害虫大暴发时可造成枝梗光秃,似火烧状,致使茶叶大幅减产,且影响茶叶品质[1]。在当前茶园生产中,化学农药仍然是防治尺蠖等害虫的主要方法之一。生产上,为提高防效,部分茶农可能会选择提高施药浓度或增加施药次数等,这些做法可能会破坏茶园生态系统平衡,导致尺蠖等害虫产生抗药性,还会杀死部分天敌生物,从而引发害虫再次肆虐,污染水土资源等生态环境问题[2]。由于茶叶具有饮用价值,在茶园日常的病虫害防治过程中,严格控制农药的使用量,以减少茶叶中的农药残留。
茶园病虫害防治坚持“预防为主,综合防治”原则,提倡以生物防治为主的综合治理方法。普通的生物防治是指种植抗虫、抗病和抗除草剂的品种,强调通过栽培管理技术措施来防治病虫害,系统防治意识有待进一步增强。相关学者对生物防治的含义进行了进一步的拓展,生物防治是一种通过利用自然或经过改造的生物、基因或基因产物,使其对动植物、益虫和微生物有益的方法,以减少有害生物对环境的影响[3]。本文从昆虫病毒制剂、性信息素、病原细菌和真菌、茶树挥发物及天敌利用等方面概述了茶尺蠖和灰茶尺蠖的生物防治研究与应用进展,并对两种害虫的生物防治进行了展望,旨在为深入开展茶尺蠖和灰茶尺蠖的生物防治研究和解决生产上两种害虫为害提供参考。
1 昆虫病毒制剂的应用
已报道的昆虫病毒几乎覆盖了昆虫纲的所有目[4],其中,杆状病毒科的核型多角体病毒、质型多角体病毒和颗粒体病毒常用于害虫的生物防治[5]。茶尺蠖核型多角体病毒(Ectropis oblique nucleopolyhedro virus,EoNPV)为茶尺蠖的病原性天敌,唐美君等[6]研制了EoNPV-Bt混剂,对茶尺蠖的田间防效达85.9%,对灰茶尺蠖的防效达76.5%。陈华才等[7]成功开发了3种EoNPV制剂,包括EoNPV乳剂、EoNPV-溴氰可湿性粉剂和EoNPV-Bt乳剂;室内和田间试验结果表明,3种制剂对茶尺蠖的预防和防治效果均超过90%,茶园示范应用面积广泛,取得明显的经济效益和生态效益。灰茶尺蠖的核型多角体病毒具有很强的特异性,只能在其寄主活体内增殖,这需要非常严格的生产环境。在实际生产中,如何有效地利用这些昆虫病毒,关键在于解决其生产和增殖问题。谭荣荣等[8]研究发现,采用灰茶尺蠖野生寄主植物接骨草代替茶叶室内增殖灰茶尺蠖核型多角体病毒的适宜浓度为5.0×106 PIB/mL,防治适宜时期为3龄幼虫;该方法降低了幼虫提早死亡或化蛹的比例,使幼虫至末龄幼虫期感染病毒的死亡率达85%。该方法不仅提升了病毒的生产效率和毒性,还成功降低了生产成本,有效解决了病毒大规模扩繁的难题。
EoNPV对茶尺蠖和灰茶尺蠖均有致病力,但对茶尺蠖更为敏感,李红[9]比较了EoNPV对茶尺蠖和灰茶尺蠖3龄幼虫的毒力差异,在相同处理时间和剂量条件下,茶尺蠖幼虫的死亡率要高于灰茶尺蠖;EoNPV对茶尺蠖的半数致死时间(LT50)和半数致死剂量(LD50)均小于灰茶尺蠖,表明EoNPV对茶尺蠖的毒力高于灰茶尺蠖。采用病毒制剂防治时,两种尺蠖所需的病毒浓度和较佳防治虫龄有所不同。殷坤山等[10]研究表明,采用病毒防治茶尺蠖,建议在每年茶尺蠖出现的第1、2代和第5、6代的1~2龄幼虫阶段进行施用;施用剂量在7.5×109~15.0×109 PIB/hm2时,幼虫期的防治效果在98%以上。唐美君等[11]研究发现,EoNPV对灰茶尺蠖1龄幼虫的致病力最强,2×104~2×108 PIB/mL处理的1龄幼虫的致死率达82.7%~100%。罗宗秀[12]研究发现,随着核型多角体病毒剂量的逐渐增加,其对灰茶尺蠖的致病能力也相应提升,然而,当灰茶尺蠖的虫龄逐渐增长时,其致病力呈现下降趋势。毛迎新等[13]研究发现,灰茶尺蠖核型多角体病毒(Ectropis grisescens nucleopolyhedro virus,EgNPV)对灰茶尺蠖的防治效果尤为明显,在室内防治试验中,EgNPV浓度在2×107 PIB/mL时,灰茶尺蠖死亡率达91.83%;田间施用EgNPV,对灰茶尺蠖也有一定防效,并且能形成核型多角体病毒病流行,起到控制多代灰茶尺蠖的效果,持效期较长。从防治适期来看,茶尺蠖病毒防治的较佳时期为第1代,其次为第2代,且EoNPV-HB的致病力受到温度影响较明显,温度高于27 ℃时,EoNPV-HB的后致病力明显下降[14]。EgNPV施用浓度相同条件下,不同生长阶段灰茶尺蠖的致死率存在差异,其中低龄幼虫更易被感染而死亡[15]。在使用EoNPV来防治灰茶尺蠖和茶尺蠖的过程中,需要考虑虫龄大小、周围的温湿度等多个因素。防治时期选择3龄之前的幼虫阶段以及温度相对较低的4—5月和9—10月,防治效果较佳。谭荣荣等[16],殷坤山等[17]研究表明,在阳光直射下,茶尺蠖病毒活性受到较大影响。因茶尺蠖晚上觅食,可在阴天、午后或黄昏喷洒病毒杀虫剂,减少紫外光的照射,减轻光照对茶尺蠖病毒毒性的影响,缩短当天喷药后至幼虫取食的时间,从而提高防治效果。
2 性信息素的应用
昆虫性信息素的主要应用包括干预交配行为、大规模诱捕和虫情的实时监测,有助于减少环境污染和保护害虫天敌[18-19]。李喜旺等[20]研究发现,在田间环境中,悬挂茶尺蠖性信息素诱捕器对成年雄性茶尺蠖具有明显的吸引力,并且悬挂期内观察到4个明显的诱捕高峰;在诱捕器挂放密度16个/hm2,间距20 m条件下,茶尺蠖幼虫的校正防治效果达88.44%。在茶园虫情监测和大规模诱捕茶尺蠖过程中,性信息素诱捕器可以作为一种有效的防治手段。赵丰华等[21]研究表明,性信息素可有效干扰害虫交配。人工释放灰茶尺蠖性引诱剂可造成茶园中灰茶尺蠖雌雄比例失调,成虫交配率有效降低,从而抑制孵化率。高旭晖等[22]试验发现,22:00—23:00是茶尺蠖成虫交尾高峰期,使用性信息素控制茶尺蠖时,可根据信息素选择合适的诱芯悬挂时间;在交尾高峰期对其进行人为干预,可导致茶尺蠖成虫无法正常繁殖后代。
3 病原细菌和真菌的应用
苏云金杆菌(Bt)是应用较广、较具代表性的生物农药。商建农等[23]通过苏特灵(Bt类菊酯复配型杀虫剂)对茶尺蠖幼虫进行药效试验,茶尺蠖在接种药剂0.5 h后开始表现出中毒迹象,幼虫吐短丝并下垂,停止取食;2 h后出现死虫体,16 h时死虫体数量达到峰值,在48 h内全部死亡;试验期间茶树未发生药害。龙同等[24]施用苏云金杆菌可湿性粉剂(50 000 IU/mg)防治茶尺蠖,用量450~900 g/hm2,茶尺蠖1~2龄幼虫的田间防治效果随着药后时间的延长和药物剂量提高而增强,药后1 d防效36.94%~28.14%,药后3 d防效在86.35%~77.96%,药后7 d防效在94.44%~86.43%。对于茶尺蠖低龄幼虫,苏云金杆菌的药效相对于化学农药较慢,但随着施药后时间的延长,其防治效果可达到或超过当前茶园中常用化学农药的效果。虫生真菌制剂是一类重要的微生物杀虫剂,其特点包括易于传播,具有触杀性,不易产生抗性以及对环境安全等[25]。昆虫病害大部分是由真菌引起。绿僵菌、白僵菌和蜡蚧轮枝菌等是生产上应用较广的真菌杀虫剂。虫生真菌寄生昆虫会导致寄主发病死亡,被感染昆虫体表会长出菌丝、子实体或不同颜色的分生孢子[26]。金龟子绿僵菌是一种广谱性的昆虫病原真菌。陈峰等[27]从茶园腐殖层中分离虫尸,获得一株金龟子绿僵菌(CHMA-005),该菌株感染茶尺蠖4龄幼虫10 d内,致死率可达到100%,半数致死浓度(LC50)为1.84×104 cfu/mL,LT50为3.57 d;感染第6天菌株几丁质酶和蛋白酶的活性均达到峰值,分别为27.73和31.43 U/mL。金龟子绿僵菌CHMA-005对茶尺蠖具有很强的致病能力和高胞外酶活性,这表明该菌株具有良好的生物防治潜力。广谱性虫生真菌还有白僵菌,能够寄生部分蜱螨类及15个目700余种昆虫[28]。灰茶尺蠖一般在35%~50%湿度的土壤基质中化蛹[29],该湿度条件较适合微生物孢子的发芽和传染。马涛[30]使用50%湿度土壤作为基质,观察到白僵菌和绿僵菌对灰茶尺蠖的蛹具有致死效果;当白僵菌浓度为1.0×107孢子/g土壤时,灰茶尺蠖蛹的死亡率为22%,而相同浓度的绿僵菌对灰茶尺蠖蛹的致死率可达到100%;相比之下,高浓度的白僵菌(5.0×107孢子/g)处理的土壤中,灰茶尺蠖蛹的死亡率可达94%。因此,在实际生产应用中,使用绿僵菌来减少灰茶尺蠖可能比使用白僵菌更为有效。
4 茶树挥发物的应用
与昆虫有关的茶树挥发物主要有生物碱、醛类、醇类和萜类小分子化合物,包括互利素和利他素等。陈宗懋等[31]研究了茶树如何通过天敌绒茧蜂的参与来间接抵御茶尺蠖的为害,仅当茶尺蠖加害茶树后,受损的茶树新梢才能释放出具有生物活性的特异性挥发物,从而吸引绒茧蜂,释放的互利素强化了绒茧蜂的寄生率,对控制茶尺蠖低龄幼虫较高龄幼虫更有效。赵磊等[32]以茶尺蠖嗅觉系统中的一个普通气味结合蛋白EoblGOBP2,对7种茶树叶片挥发物的识别进行研究,在茶尺蠖嗅觉系统中,EoblGOBP2对茶树挥发物的信息识别发挥了重要作用。昆虫信息素能够调节茶尺蠖成虫的行为。昆虫搜寻寄主植物时,植物气味起到决定性作用,如果能够探明植物气味对茶尺蠖的趋避效应,并开发信息物质趋避剂或在茶园群落栽培适宜的植物,可减轻茶尺蠖的为害。江丽容[33]研究了真菌对茶尺蠖幼虫致病性和植物气味调控其成虫行为,发现薄荷具有引诱效应,薰衣草气味具有排斥效应,同时发现薄荷气味比茶叶具有更强的引诱力,如果将薰衣草和薄荷等植物合理间作于茶园中,可减轻茶尺蠖的为害。桂连友等[34]研究发现,茶树经外源茉莉酸甲酯(Methyl jasmonate, MJA)处理后,其释放的挥发性有机化合物对单白绵绒茧蜂成虫有明显吸引力,提高了茶园中单白绵绒茧蜂对茶尺蠖幼虫的寄生率,但对茶尺蠖成虫的吸引力并不明显。进一步研究发现[35],茶树在接受外源MJA处理后,其叶片中的蛋白酶抑制素、多酚氧化酶和脂氧合酶活性均有所增加,而茶尺蠖幼虫的胰凝乳蛋白酶活性和中肠强碱性类胰蛋白酶活性则受到抑制,其导致茶尺蠖幼虫的生长受到抑制,中肠内各种蛋白酶之间的协同作用被破坏。取食经外源MJA处理的寄主植物叶片后,茶尺蠖幼虫体重增加量比对照低。
5 生物天敌的利用
尺蠖的寄生性天敌有10余种,分属于金小蜂科、缘腹卵蜂科、寄蝇科、姬蜂科和茧蜂科等[36]。在这些寄生性天敌中,茶尺蠖绒茧蜂约占天敌总数的95%,对控制茶尺蠖1~2代种群密度具有明显效果。茶尺蠖幼虫期主要寄生性天敌有单白绵绒茧蜂和绒茧蜂,混合发生时联合寄生率在5%~55%,呈现明显的跟随效应[37]。其中,茶尺蠖绒茧蜂是优势种,寄生率高,在不施药茶园自然寄生率一般在72.8%~81.5%[38]。捕食性天敌有40余种,其优势种有斑管巢蛛、八点球腹蛛和斜纹猫蛛等。杨廷榜[39]通过Z评分法得出,对茶尺蠖有较大控制潜力的是结网捕食的绿腹新园蛛。王联德等[40]研究发现,按照特定的比例混合不同种类的虫生真菌,可以明显增强其防效,虫生真菌并不会感染天敌昆虫。在采用虫生真菌作为防治手段的前提下,可最大限度地利用天敌来控制害虫数量。例如,茶尺蠖的主要天敌包括茶尺蠖绒茧蜂和单白绵绒茧蜂,为有效防治茶尺蠖,可适当引入茶尺蠖天敌单白绵绒茧蜂或茶尺蠖绒茧蜂,同时引入蜡蚧轮枝菌、金龟子绿僵菌和苏云金杆菌等微生物进行双重防治,同时通过人工调控诱发虫生真菌流行进行防治。
6 结语
本文从昆虫病毒制剂、性信息素、病原细菌和真菌、茶树挥发物及天敌利用等方面概述了茶尺蠖和灰茶尺蠖的生物防治研究与应用进展,为茶尺蠖及近缘种的生物防治提供参考,目前还存在一些有待解决的问题,需要进一步开展深入研究。(1)茶尺蠖及近缘种的研究方面。灰茶尺蠖和茶尺蠖肉眼难于区分,防治的针对性有待进一步提升。因此,需要研究两个近缘种的快速鉴定技术,并利用该技术开展大面积普查,以确定两个近缘种的分布范围。此外,如何利用茶尺蠖性信息素和两个近缘种的非对称交配行为,进行有效防治茶尺蠖,还需深入研究。(2)生物农药的研究和应用方面。常规生物农药,如苏云金杆菌等控制害虫的防治效果和速效性有待进一步提高,在遭遇暴发性虫害或防治高龄害虫时其防治效果不理想。部分生物农药稳定性较差,受环境因素影响较大,有效成分容易发生失活、水解或光解。病毒制剂对多种害虫的防治作用缓慢同时具有高度的选择性,这使得其难以满足生产实践中对单一药物防治多种害虫的需求。在生产过程中,仅仅依赖一种生物农药进行防治,害虫还可能对药物产生抗性,缺乏对生物农药使用技术系统的综合研究。(3)茶农对绿色环保的认识有待进一步提升。与化学农药相比,生物防治见效相对较慢,防治效果有待进一步提高,这在一定程度上增加了其在生产中的推广难度。与此同时,茶农也需要面对市场竞争日益激烈的压力,因此更倾向于使用常规的化学农药和化肥,以增加茶叶产量。这种情况可能会加剧农药施用导致的土壤、水源污染等问题。随着生物技术和相关产业的不断发展,生物农药的种类和质量也在不断提高,其防治效果和使用便利性逐渐得到优化。生物农药将为茶业生产和环境保护带来更大益处。
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