10種植物水浸提液對葡萄根瘤蚜的防控效果分析

張蕾，臧興隆，杜遠鵬，孫慶華，翟衡*（山東農(nóng)業(yè)大學園藝科學與工程學院，山東泰安　271018）

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10種植物水浸提液對葡萄根瘤蚜的防控效果分析

張蕾，臧興隆，杜遠鵬，孫慶華，翟衡*
（山東農(nóng)業(yè)大學園藝科學與工程學院，山東泰安271018）

摘要：根瘤蚜被認為是世界性的葡萄害蟲。本研究以川楝子、穿心蓮、花椒、黃岑等10種植物的水浸提液為材料，通過毒性試驗、驅(qū)避試驗和生長發(fā)育試驗3種方法，篩選對檢疫害蟲葡萄根瘤蚜（Daktulosphaira vitifoliae Fitch）具有生物毒性的植物種類，應用于生產(chǎn)，以減輕受侵染葡萄園的損害。結(jié)果表明，各植物水浸提液對葡萄根瘤蚜均有明顯的驅(qū)避作用；浸提液處理后根瘤蚜若蟲的死亡率隨著時間延長而升高，由Logistic模型擬合方程計算得出，煙草和龍葵對根瘤蚜的半致死時間最短；10種植物浸提液對根瘤蚜的生長發(fā)育也有不同程度的抑制作用，煙草處理后蟲卵即死亡，黃芪浸提液處理后根瘤蚜的發(fā)育歷期可延長至30 d，比未處理的增加5.48 d；成蟲產(chǎn)卵能力下降，日平均產(chǎn)卵量可降低50%以上。本研究所選植物水浸提液均對葡萄根瘤蚜具有不同程度的防控活性，其中以煙草浸提液對葡萄根瘤蚜的蟲卵和若蟲的生存率的抑制作用最明顯。

關(guān)鍵詞：植物浸提液；葡萄根瘤蚜；毒力作用；驅(qū)避作用

自2005年以來，我國多個葡萄產(chǎn)區(qū)已經(jīng)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)有葡萄根瘤蚜（Daktulosphaira vitifoliae Fitch）為害［1］，且呈繼續(xù)蔓延的趨勢，這對于我國葡萄生產(chǎn)中以自根系建園為主的葡萄產(chǎn)業(yè)非常不利［2］。由于大部分葡萄園以小農(nóng)戶經(jīng)營為主，抗風險能力有限，葡萄園一旦受到根瘤蚜侵染，只有重植抗根瘤蚜的嫁接苗來避免，這會給生產(chǎn)帶來嚴重損失。因此，在感染后不刨除葡萄的情況下，研究如何控制根瘤蚜的擴散，壓低蟲口數(shù)目，維持葡萄一定年限的生產(chǎn)能力，減少果農(nóng)的投資損失，具有一定的經(jīng)濟和社會意義。

眾所周知，化學殺蟲劑在殺死害蟲的同時也會對寄主產(chǎn)生為害，同時還會對環(huán)境造成不良影響，因此一些控制根瘤蚜的化學產(chǎn)品如熏蒸劑DD混劑，均是應用于刨除葡萄后的土壤消毒，目前還沒有發(fā)現(xiàn)可以在根瘤蚜侵染初期對根瘤蚜繁殖具有控制作用的安全藥品［3-4］。我國有著豐富的植物資源，在近3萬種的高等植物中，已經(jīng)查明有近千種的植物中含有殺蟲、殺菌活性物質(zhì)。《中國土農(nóng)藥志》中便記載了86科220種植物性農(nóng)藥，主要包括殺菌劑、殺蟲劑、除草劑和抗病毒劑［5］。不少植物資源具有抑蟲、殺蟲的作用，如苦參、洋金花、使君子、川楝子、南瓜子等，已經(jīng)注冊的植物源農(nóng)藥有煙堿、苦參堿、楝素、茼蒿素等。

本研究在研讀資料和預實驗的基礎(chǔ)上選擇10種植物水浸提液對葡萄根瘤蚜進行了毒力、驅(qū)避能力以及生長世代參數(shù)的測定，以此獲得植物源殺蟲物質(zhì)對根瘤蚜控制作用的科學依據(jù)，為進一步的田間實驗或應用提供數(shù)據(jù)支持。

1　材料與方法

1.1材料

1.1.1寄主材料及根瘤蚜接種

選用巨峰葡萄作為寄主，將粗度為4～6 mm的根，剪成5 cm長的根段，兩端分別用滅菌后的脫脂棉包裹，置于24 ℃恒溫培養(yǎng)箱中暗培養(yǎng)；采用實驗室繼代培養(yǎng)的葡萄根瘤蚜（陜西灞橋種源）作為靶標害蟲［6］，選取相同日齡的蟲卵或相同齡期的葡萄根瘤蚜若蟲供試。

1.1.2植物水浸提液的制備

川楝子、黃岑、黃芪、雷公藤、穿心蓮、花椒購自藥店，天仙子、使君子、龍葵由山東中醫(yī)藥大學提供，煙草取自山東農(nóng)業(yè)大學植保站。植物材料（表1）均于50 ℃烘干后粉碎，每150 g加入150 mL 純水，沸水浸提1.5 h后趁熱過濾，濾液置于0～4 ℃保存?zhèn)溆谩６玖ψ饔脺y定時選用螺蟲乙酯（商品名畝旺特，有效成分為 240 g/L，德國拜耳作物科學公司）作為陽性對照，使用拜耳推薦用量800 μg/mL。

表1　實驗所用植物信息

1.2測定指標及方法

1.2.1毒力作用測定方法

在直徑為9 cm的培養(yǎng)皿底部放上相同大小的濾紙，滴入1.5 mL植物水浸提液，每皿放置相同日齡的2齡若蟲30頭，每個處理5個重復。以等量的滅菌水作為陰性對照。用PARAFILM?密封，以防止根瘤蚜逃逸。將培養(yǎng)皿置于24 ℃恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)暗培養(yǎng)。在處理后的第12小時、第24小時、第36小時和第48小時記錄死亡數(shù)目（以毛筆輕觸試蟲蟲體與足部，完全不動視為死亡，下同），計算校正死亡率，得出毒力方程和LT50（半致死時間）。

1.2.2驅(qū)避能力測定方法

各取一條植物水浸提液浸泡24 h的根段和滅菌水浸泡24 h的根段（表面自然干燥），分開放培養(yǎng)皿內(nèi)兩側(cè)，在濾紙片中間接入30頭日齡相同的1齡根瘤蚜，隨后用PARAFILM?密封培養(yǎng)皿，同樣置恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)暗培養(yǎng)。每隔12 h觀察一次，記錄兩條根段上分布的根瘤蚜若蟲數(shù)，每個處理5個重復。驅(qū)避率以（1-NC/NT）×100%計算，其中NC代表對照根段上的根瘤蚜若蟲數(shù)，NT代表總接種數(shù)。

1.2.3葡萄根瘤蚜生長發(fā)育測定方法

在直徑為9 cm的培養(yǎng)皿底部放上相同大小的濾紙，以浸滿植物水浸提液的脫脂棉包裹根段為處理，以浸滿滅菌水的脫脂棉包裹根段為對照。每一根段上接種10粒2～3 d的蟲卵，接種后的離體根段放置在培養(yǎng)皿上，每皿3～4條，每一處理取25條根段。同樣封口后置恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)暗培養(yǎng)。每2 d觀察一次，參照Granett［7］的鑒定方法在統(tǒng)計各齡期的葡萄根瘤蚜數(shù)目及成蟲產(chǎn)卵量，并參照Birch提出的統(tǒng)計公式計算根瘤蚜的生命表參數(shù)。

根瘤蚜的種群齡期結(jié)構(gòu)指數(shù)（population age structure index，PASI）按照公式PASI=Σpxwx計算［8］，其中px代表每一條根段上1～5齡期根瘤蚜的數(shù)量，wx代表齡期；發(fā)育歷期（developmental duration）以（Am*m+An*n+Ap*p…）/ （m+n+p+…）計算，其中Am,n,p…分別表示在第m，n，p天時根瘤蚜成蟲的數(shù)量［9］。

1.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用Abbott公式計算校正死亡率。毒力-時間方程和半致死時間使用SPSS 19.0計算。數(shù)據(jù)使用LSD檢測在DPS v 7.05統(tǒng)計分析軟件下進行差異顯著性分析（P＜0.05）。利用Excel 2010軟件作圖。

2　結(jié)果與分析

2.110種植物水浸提液對葡萄根瘤蚜毒力與驅(qū)避活性的影響

毒力活性的測定結(jié)果表明，處理后24 h時，螺蟲乙酯效果最好，校正死亡率達64.00%（表2），其次為煙草和黃芪，分別為42.00%和27.33%；隨著處理時間的延長，根瘤蚜的校正死亡率增加，在各測定時期均以煙草效果最好，均在92.67%以上，其次為螺蟲乙酯，均在91.33%以上，二者沒有顯著差異；再次為黃芪和龍葵，校正死亡率在43.33%～62.00%和44.67%～49.34%。

應用Logistic模型擬合的毒力方程與計算得出的半致死時間（LT50）表明，在供試濃度下，對照殺蟲劑對根瘤蚜的半致死時間最短，為3.88 h；其次為龍葵和煙草處理，根瘤蚜的半致死時間為9.87 h和13.59 h；大部分植物浸提液對葡萄根瘤蚜的半致死時間集中在20.00～55.00 h內(nèi)，川楝子和天仙子處理后根瘤蚜的半致死時間較長（表3），而花椒和黃岑的r2=1，方程無效，因此未在表中顯示數(shù)據(jù)。

植物浸提液對葡萄根瘤蚜均有驅(qū)避作用（圖1）。所有植物浸提液對葡萄根瘤蚜的驅(qū)避率均在65.00%～86.00%之間，穿心蓮和天仙子浸提液對根瘤蚜的驅(qū)避效果最好，分別為85.56%和85.45%，高于其他處理（P＜0.05）。黃芪浸提液對根瘤蚜的驅(qū)避作用最差，為67.78%。

圖1　不同植物浸提液對根瘤蚜若蟲的驅(qū)避作用（48 h）

表2　植物浸提液處理后葡萄根瘤蚜若蟲的校正死亡率（%，mean±SD）

表3　植物浸提液對葡萄根瘤蚜若蟲的毒力方程

在處理后的24 h內(nèi)，根瘤蚜若蟲并未做出明顯的選擇行為，因此選擇48 h的數(shù)據(jù)統(tǒng)計；煙草浸提液處理根段后48 h內(nèi)培養(yǎng)皿內(nèi)根瘤蚜存活數(shù)目為11頭，但存活的根瘤蚜并未選擇處理根段或未處理根段，故圖1中未顯示煙草處理后的驅(qū)避率數(shù)據(jù)。

2.2植物水浸提液對葡萄根瘤蚜生長發(fā)育的抑制作用

2.2.1植物水浸提液對葡萄根瘤蚜存活率的影響

由于對照殺蟲劑和煙草浸提液處理后蟲卵死亡導致無法統(tǒng)計數(shù)據(jù)，因此只列出9種植物水浸提液對根瘤蚜生長發(fā)育影響的結(jié)果（表4）。各處理根段上根瘤蚜的存活率均隨處理時間的延長而降低，且降低幅度比對照大。在處理后的第17天、第24天和第30天黃芪處理的根段上根瘤蚜存活率最低，分別比對照低34.82%、43.06%和46.68%。

2.2.2植物水浸提液對葡萄根瘤蚜PASI指數(shù)和發(fā)育歷期的影響

由表5可知，各植物浸提液處理均降低了根瘤蚜的生長發(fā)育速度。在接種后的第8天，處理后根瘤蚜的PASI指數(shù)都在1左右，無明顯差異；第17天和第24天時，對照根段上的部分葡萄根瘤蚜已經(jīng)發(fā)展到第4齡期，而各處理根段上的根瘤蚜仍然處在2～3齡，對照根瘤蚜的發(fā)育速度明顯高于處理。第30天時，對照根段和大部分處理根段上的葡萄根瘤蚜已發(fā)育至成蟲，而雷公藤水浸提液處理根段上的根瘤蚜PASI指數(shù)最低，小于4.70。由發(fā)育歷期的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)：對照根段根瘤蚜由蟲卵發(fā)育到成蟲需要24.52 d，植物浸提液處理后，發(fā)育歷期可延長至28.41～30.00 d之間，其中黃芪水浸提液處理后，根瘤蚜發(fā)展到成蟲階段需要30.00 d，比對照延長了5.48 d。

表4　植物浸提液對葡萄根瘤蚜存活率的影響（%，mean±SD）

表5　植物浸提液對葡萄根瘤蚜PASI指數(shù)和發(fā)育歷期的影響

2.2.3植物水浸提液對葡萄根瘤蚜產(chǎn)卵能力的影響

由圖2可知，植物浸提液的處理均降低了根瘤蚜成蟲的產(chǎn)卵量。處理第30天時，花椒處理的根段上根瘤蚜產(chǎn)卵量最低，總產(chǎn)卵量和日產(chǎn)卵量分別為428.60粒和3.70粒，其次為天仙子、黃芪和黃芩處理，根瘤蚜總產(chǎn)卵量分別為585.00粒、662.70粒和867.85粒，日產(chǎn)卵量分別為5.21粒、5.33粒和6.85粒。川楝子處理對根瘤蚜產(chǎn)卵量的抑制效果不明顯，與對照無顯著性差異。

圖2　植物水浸提液對葡萄根瘤蚜產(chǎn)卵能力的影響

3　討論與結(jié)論

生物防治是近些年植物保護的一個熱點方向，使用生物或者生物源的化合物對害蟲進行控制不僅來源廣泛，而且對環(huán)境和寄主低毒。

本研究所選的10種植物分別屬于茄科、楝科、爵床科、衛(wèi)矛科、豆科、唇形科、蕓香科和使君子科，其中茄科植物對根瘤蚜的防控活性最大。

植物中含有豐富的次生代謝物質(zhì)，如生物堿、黃酮類、萜烯類、酚類等，常表現(xiàn)出毒殺、拒食、忌避、拒產(chǎn)卵和抑制生長等作用［10-13］。次生代謝物質(zhì)是植物自身防御與昆蟲協(xié)同進化的結(jié)果，昆蟲不易對其產(chǎn)生抗藥性。有資料表明，苦參［14］、獨角蓮［15］、菊科植物、苦楝屬植物的提取物在防治蚜蟲、根結(jié)線蟲等害蟲上有效。郭慶［16］進行了田間間作對葡萄根瘤蚜的控制效應研究，證明間作黃芪、黃岑和裂葉荊芥均對根瘤蚜有控制作用。

在進行植物源殺蟲劑開發(fā)時，水、乙醇和丙酮為常用的浸提溶劑。在實際的生產(chǎn)和應用中，水劑的使用更加方便、無害，可與農(nóng)田灌溉結(jié)合使用，且對土壤無任何影響。本研究選用水作為浸提溶劑，結(jié)果證明大部分植物浸提液對葡萄根瘤蚜具有防控活性，分別表現(xiàn)在驅(qū)避作用、直接毒性及生長發(fā)育抑制等方面。因此，生產(chǎn)中使用植物水浸提液處理感染根瘤蚜的葡萄園，可以降低根瘤蚜存活率，延緩根瘤蚜的發(fā)育速度，延長根瘤蚜的發(fā)展歷期，降低產(chǎn)卵量，直接導致第二代及其以后各世代的蟲口數(shù)目降低，從而對根瘤蚜侵染產(chǎn)生明顯的控制作用。

在本研究的毒力測試中，1.00 g/mL的煙草制劑施用后48 h時根瘤蚜的校正死亡率可以達到96.00%，與畝旺特（螺蟲乙酯）處理無明顯差異（P＜0.05），計算得出的LT50為13.49 h；而龍葵水浸提液處理后根瘤蚜的校正死亡率一直保持在40.00%～50.00%之間，但LT50在所有植物水浸提液中卻最短，為9.87 h。這說明龍葵對根瘤蚜的毒力作用比較穩(wěn)定，若以LT50為判別標準，龍葵水浸提液效果好于煙草水浸提液，但結(jié)合校正死亡率的數(shù)據(jù)評判，煙草水浸提液對根瘤蚜的毒力效果更佳。

中國是煙草種植和消費大國，每年有大量煙渣產(chǎn)生，這些原料價格低廉且容易獲得。煙草浸提液或其他有效植物浸提液可以在田間直接應用，控制根瘤蚜的蟲口密度和為害程度，延長葡萄園的商品生產(chǎn)能力，降低由于根瘤蚜侵染造成的直接經(jīng)濟損失。

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Bio-control activities of ten plant aqueous extracts to grape phylloxera （Daktulosphaira vitifoliae Fitch）

ZHANG Lei, ZANG Xinglong, DU Yuanpeng, SUN Qinghua , ZHAI Heng*
（College of Horticultural Science and Engineering, Shandong Agricultural University, Tai'an, Shandong 271018）

Abstract：Grape phylloxera （Daktulosphaira vitifoliae Fitch） is considered as serious ravaging insect pest through the world. The present research aimed to screen effective plant material to phylloxera control, thus reducing the damage in infected vineyards. 10 different species of plants were used in this study, including Melia toosendan Sieb. Et Zucc, Androgra phispaniculata （Burm. f.） Nees, Zanthoxylum bungeanum Maxim, Scutellaria hypericifolia Levl.Var hypericifolia, and so on. Toxicity and repellent activities towards the instars and life development of grape phylloxera were quantified during the tests. All initial tests were completed in the laboratory and the results suggested that all the tested plant materials have revealed repellent effect against phylloxera. Ten plant species aqueous extracts had a different inhibiting effect on phylloxera growth and development. Eggs were treated with tobacco aqueous could not hatch, meanwhile, phylloxera developmental durations prolonged by 5.48 days to 30 days when eggs were subjected to the Astragalus membranaceus aqueous treatment. As conclusion, on one end, the study suggests that plant aqueous extracts tested in our research have biological activity to grape phylloxera and could affect normal survival. On another end, Nicotiana tabacum had a significantly negative effect to populations of phylloxera.

Key words：plant aqueous extracts； grape phylloxera； toxicity activity； repellent activity

中圖分類號：S663.1

文獻標識碼：A

DOI：10.13414/j.cnki.zwpp.2016.03.001

收稿日期：2016-03-26

基金項目：國家自然基金青年基金（31201609）；中青年科學家獎勵基金（BS2012NY007）

作者簡介：張蕾，女，安徽省亳州人，博士，E-mail： nculeilei@163.com

*通訊作者：翟衡，E-mail： hengz@sdau.edu.cn