金龜子綠僵菌與4種植物源農(nóng)藥的相容性研究

王定鋒，李良德，李慧玲，張 輝，吳光遠

(福建省農(nóng)業(yè)科學院茶葉研究所，福建 福安 355015)

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金龜子綠僵菌與4種植物源農(nóng)藥的相容性研究

王定鋒，李良德，李慧玲，張 輝，吳光遠*

(福建省農(nóng)業(yè)科學院茶葉研究所，福建 福安 355015)

為了明確殺蟲真菌綠僵菌與常用的植物源農(nóng)藥之間的相容性，本研究測定了4種植物源農(nóng)藥(苦參堿、魚藤酮、印楝素和除蟲菊素)對綠僵菌Ma41孢子萌發(fā)、菌絲生長及產(chǎn)孢量的影響。試驗結(jié)果表明：除蟲菊素與綠僵菌的相容性最好，雖然在常用濃度下，對孢子萌發(fā)抑制率和產(chǎn)孢量抑制率分別為51.95%和44.50%，但在亞致死濃度和次亞致死濃度下，對孢子萌發(fā)、菌絲生長和產(chǎn)孢的抑制作用都較弱?？鄥A與綠僵菌也有較好的相容性，雖然在常用濃度和亞致死濃度下，對綠僵菌產(chǎn)孢的抑制率達66.08%和55.84%，但在3種試驗濃度下，其對孢子萌發(fā)和菌絲生長的抑制作用都較小。此外，魚藤酮和印楝素與綠僵菌的相容性差。

金龜子綠僵菌；植物源農(nóng)藥；除蟲菊素；苦參堿；相容性

綠僵菌Metarhizium spp.是絲孢類生防真菌的典型代表，能寄生200多種昆蟲、螨類及線蟲，且具有分布廣、易于人工培養(yǎng)等優(yōu)點，已被用于防治多種農(nóng)林害蟲[1-2]。據(jù)農(nóng)向群等[3]報道，近40年來已有包括粉劑、可濕性粉劑、乳油、油懸浮劑和超低容量劑等不同劑型在內(nèi)的83個綠僵菌產(chǎn)品在13個國家或地區(qū)獲得注冊，在多種農(nóng)林害蟲的生物防治上發(fā)揮了積極的作用。盡管如此，與其它昆蟲病原真菌一樣，綠僵菌也存在殺蟲速度較慢、易受環(huán)境影響和田間防效不穩(wěn)定等缺點[4]，限制了其在生產(chǎn)上大規(guī)模推廣應用。為了解決這難題，許多研究者開展了綠僵菌與化學殺蟲劑[5-10]和植物源農(nóng)藥(印楝素和苦參堿)[11]的相容性研究，并明確了綠僵菌與化學農(nóng)藥或植物源農(nóng)藥混用，對靶標害蟲具有協(xié)同作用[10-13]。盡管如此，當前對其它植物源農(nóng)藥與綠僵菌相容性的研究還未見報道，且不同綠僵菌菌株與植物源農(nóng)藥的相容性可能存在差異。為明確本實驗室保存的一株對鞘翅目昆蟲高毒力的金龜子綠僵菌Ma41菌株和植物源農(nóng)藥的混用可能性，我們開展了金龜子綠僵菌與4種植物源農(nóng)藥(苦參堿、魚藤酮、印楝素和除蟲菊素)的相容性研究，旨在為將來協(xié)同利用金龜子綠僵菌與這4種植物源農(nóng)藥防治農(nóng)林害蟲提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試菌株

金龜子綠僵菌Metarhizium anisopliae Ma41菌株，分離至鞘翅目昆蟲，對茶麗紋象甲具有較強的殺蟲活性。該菌株用薩氏培養(yǎng)基試管斜面保存于實驗室4℃冰箱中。

1.2 培養(yǎng)基及孢子萌發(fā)液

薩氏培養(yǎng)基(SDAY)：4%葡萄糖、1%酵母、1%蛋白胨、2%瓊脂，pH 7.0。高壓滅菌鍋121℃滅菌20 min。

孢子萌發(fā)液：2%蔗糖、0.5%蛋白胨，0.05%吐溫-80。滅菌條件同SDAY培養(yǎng)基。

1.3 供試農(nóng)藥

供試的4種植物源農(nóng)藥相關(guān)信息見表1。

農(nóng)藥濃度配制的方法如下：以產(chǎn)品說明書推薦的濃度為常規(guī)濃度、0.2倍推薦濃度為亞致死濃度、0.1倍推薦濃度為次亞致死濃度。在超凈工作臺中，按以上濃度相應配制。

表1 4種供試植物源農(nóng)藥的相關(guān)信息

1.4 4種植物源農(nóng)藥對綠僵菌Ma41孢子萌發(fā)的影響

綠僵菌接入薩氏培養(yǎng)基上培養(yǎng)14 d，然后刮取綠僵菌的孢子于孢子萌發(fā)液(含0.05%吐溫-80)中，磁力攪拌器攪拌混勻，并將孢子懸液濃度調(diào)至2.4×107孢子·mL-1。孢子懸浮液中定量加入不同種類和濃度的供試農(nóng)藥，形成相應的含藥孢子懸液，并置于25℃，130 r·min-1振蕩培養(yǎng)14 h，然后顯微鏡鏡檢孢子萌發(fā)情況。用以下公式算出孢子萌發(fā)抑制率[7,14]，每處理3次重復，以未加農(nóng)藥的孢懸液做對照(CK)。孢子萌發(fā)抑制率(%)=(對照組孢子萌發(fā)數(shù)-處理組孢子萌發(fā)數(shù))/對照組孢子萌發(fā)數(shù)×100。

1.5 4種植物源農(nóng)藥對綠僵菌Ma41菌絲生長的影響

高溫滅菌好的SDAY培養(yǎng)基冷卻到50℃左右，往培養(yǎng)基中定量加入相應的農(nóng)藥、搖勻，然后倒入直徑為9 cm的平板中，制成不同濃度的含藥培養(yǎng)基平板。參照王定鋒等[15]濾紙圓片接菌法和培養(yǎng)方法，先用0.05%Tween-80溶液將綠僵菌孢子粉配成 1×107孢子·mL-1的孢子懸液，并用直徑6 mm的濾紙圓片接種于含藥的SDAY平板中，25℃，12 h光照/12 h黑暗下培養(yǎng)。培養(yǎng)至第10 d，利用十字交叉法測定菌落直徑。每處理3次重復，以未加農(nóng)藥的SDAY培養(yǎng)基上菌落直徑作為對照。采用下面公式計算菌絲生長抑制率： 菌絲生長抑制率(%)=(對照組菌落直徑-處理組菌落直徑)/對照組菌落直徑×100。

1.6 4種植物源農(nóng)藥對綠僵菌Ma41產(chǎn)孢的影響

用步驟1.5中各平板培養(yǎng)基的培養(yǎng)綠僵菌菌株，用6 mm打孔器于培養(yǎng)15 d的綠僵菌菌落中心至邊緣1/2處隨機打取3個菌塊，置于裝有30 mL 0.05%吐溫-80溶液的三角瓶(50 mL)中，磁力攪拌器攪拌充分后，通過血球計數(shù)板檢測孢子濃度，算出相應的產(chǎn)孢量。產(chǎn)孢抑制率計算公式如下：產(chǎn)孢抑制率(%)=(對照組產(chǎn)孢量-處理組產(chǎn)孢量)/對照組產(chǎn)孢量×100。

1.7 統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)利用SPSS17.0軟件進行分析，用鄧肯氏新復極差法檢驗不同農(nóng)藥間以及同種農(nóng)藥的不同濃度處理下的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 4種植物源農(nóng)藥對綠僵菌Ma41孢子萌發(fā)的影響

綠僵菌Ma41孢子萌發(fā)受4種植物源農(nóng)藥及不同濃度處理的結(jié)果見表2。在不同處理濃度下，4種植物源農(nóng)藥對綠僵菌孢子萌發(fā)都具有不同程度的抑制作用。在常用濃度下，4種植物源農(nóng)藥對綠僵菌孢子的萌發(fā)都具有較強的抑制效果，抑制率35.77%～52.27%。在亞致死劑量濃度下，4種植物源農(nóng)藥對綠僵菌孢子萌發(fā)的抑制作用較常用濃度減輕，抑制率10.66%～25.63%。在次亞致死劑量濃度下，4種植物源農(nóng)藥對綠僵菌孢子萌發(fā)的抑制作用都較小，其中除蟲菊素對綠僵菌孢子萌發(fā)作用最小，抑制率為3.75%。同一種農(nóng)藥對綠僵菌孢子萌發(fā)的抑制作用，隨著農(nóng)藥濃度的下降呈下降趨勢。

表2 4種植物源農(nóng)藥及不同處理濃度對綠僵菌Ma41孢子萌發(fā)的影響

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標準差。表中大寫字母表示在同一濃度下幾種農(nóng)藥間的差異顯著性(P<0.05)，小寫字母表示同一種農(nóng)藥不同濃度間的差異顯著性(P<0.05)。下同。

Note: Data are mean±SD, and those followed by different capital letters are significantly different at 0.05 level among tested pesticides at same concentration, while different lowercase letters indicate significantly differences at 0.05 level. Same for following tables.

2.2 4種植物源農(nóng)藥對綠僵菌Ma41菌絲生長的影響

從表3可以看出，在常用濃度下，4種植物源農(nóng)藥對綠僵菌Ma41菌絲生長都有較強的抑制作用，抑制率為18.18%～52.07%，抑制率效果為印楝素>魚藤酮>除蟲菊素>苦參堿。在亞致死濃度下，除了苦參堿對綠僵菌菌絲的生長存在輕微抑制作用外，其它3種植物源農(nóng)藥都對綠僵菌菌絲生長存在較強的抑制作用。在次亞致死濃度下，苦參堿和除蟲菊素對綠僵菌菌絲生長的抑制作用都輕微，但魚藤酮和印楝素對綠僵菌菌絲生長都具有較強的抑制作用。同一種農(nóng)藥對綠僵菌菌絲生長的抑制作用，隨著農(nóng)藥濃度的下降呈下降趨勢。

表3 4種植物源農(nóng)藥及不同濃度對綠僵菌Ma41菌絲生長的影響

2.3 4種植物源農(nóng)藥對綠僵菌Ma41產(chǎn)孢量的影響

由表4可以看出，4種植物源農(nóng)藥對綠僵菌Ma41產(chǎn)孢量的影響因供試農(nóng)藥種類和處理濃度的不同而不同。根據(jù)產(chǎn)孢抑制率，在常用濃度下，4種植物源農(nóng)藥(苦參堿、魚藤酮、印楝素和除蟲菊素)對綠僵菌產(chǎn)孢量都具有較明顯的抑制作用，抑制率44.50%～85.99%。在亞致死劑量和次亞致死劑量下，除了除蟲菊素對綠僵菌產(chǎn)孢抑制作用相對較小外，其余3個植物源農(nóng)藥對綠僵菌產(chǎn)孢都還存在較強的抑制作用。同一種農(nóng)藥對綠僵菌產(chǎn)孢抑制作用，隨著農(nóng)藥濃度的下降呈下降趨勢。

表4 4種植物源農(nóng)藥及不同濃度對綠僵菌Ma41產(chǎn)孢量的影響

3 討論

綠僵菌是一種研究和應用最多的昆蟲病原真菌之一，從1880年首次利用綠僵菌大面積防治奧地利塞麗金龜子Anisoplia austriaca取得成功以來[16]，其已在多種農(nóng)林害蟲防治中發(fā)揮重要作用[1,16]。但與其它昆蟲病原真菌一樣，綠僵菌也存在殺蟲速度較慢，容易受環(huán)境因子影響的弊端，限制了其田間的使用效果。前期研究發(fā)現(xiàn)昆蟲病原真菌與相容性良好的農(nóng)藥搭配使用既可以提高防治效果，又可在一定程度上降低農(nóng)藥用量[9-13]。但菌藥混用的前提是備選的農(nóng)藥與昆蟲病原真菌必須有較好的相容性。許多研究表明，農(nóng)藥與昆蟲病原真菌相容性尚無簡單的規(guī)律可循[16-17]，且不斷有大量的新農(nóng)藥被推向市場。因此在開展昆蟲病原真菌與農(nóng)藥混用前，有必要開展菌-藥相容性試驗，這樣才能做到不盲目混用，有的放矢。

植物源農(nóng)藥具有高效、低毒、低殘留等特點，對環(huán)境友好、害蟲不易產(chǎn)生抗藥性且對非靶標生物安全，是當前農(nóng)林害蟲綜合防治(IPM)體系中不可或缺的重要組成部分。如何充分利用植物源農(nóng)藥和綠僵菌這2種優(yōu)良生防制劑來協(xié)調(diào)防治害蟲，具有重要的生產(chǎn)實踐意義。我們的研究結(jié)果表明綠僵菌與除蟲菊素和苦參堿的相容性較好，但與魚藤酮和印楝素的相容性卻很差。高書晶等[11]研究表明殺蝗綠僵菌與印楝素和苦參堿混用具有協(xié)調(diào)致死效果。而王定鋒等[15]研究發(fā)現(xiàn)球孢白僵菌與苦參堿和苦皮藤素的相容性較好，而與印楝素和藜蘆堿相容性差。這些結(jié)果也進一步驗證了農(nóng)藥與昆蟲病原真菌相容性尚無簡單的規(guī)律可循的觀點[17-18]。所以，在開展綠僵菌與植物源農(nóng)藥混用前，非常有必要先對兩者的相容性進行初步研究。

孢子萌發(fā)、菌絲生長和產(chǎn)孢是昆蟲病原真菌生活史中的3個主要階段。因此，要較全面地評價某種農(nóng)藥與昆蟲病原真菌的相容性需綜合考察農(nóng)藥對昆蟲病原真菌孢子萌發(fā)、菌絲生長和產(chǎn)孢的影響，而該方法也被越來越多的研究者所采用[7,14,16]。本研究開展4種植物源農(nóng)藥與綠僵菌相容性試驗時，也綜合考慮了植物源農(nóng)藥對綠僵菌孢子萌發(fā)、菌絲生長和產(chǎn)孢量3個方面的影響，以便全面地闡明綠僵菌與4種植物源農(nóng)藥的相容性。此外，本研究表明植物源農(nóng)藥對綠僵菌孢子萌發(fā)、菌絲生長和產(chǎn)孢量三者之間的抑制作用，不存在明顯的規(guī)律。這與張英財?shù)萚7]對綠僵菌與18種化學農(nóng)藥的相容性研究和念曉歌等[14]對玫煙色棒束孢和13種常用農(nóng)藥的相容性研究得到的結(jié)果較一致。

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Compatibilities of Metarhizium anisopliae with Four Botanical Pesticides

WANG Ding-feng, LI Liang-de, LI Hui-ling, ZHANG Hui, WU Guang-yuan*

(Tea Research Institute, Fujian Academy of Agricultural Sciences, Fu’an, Fujian 355015, China)

The compatibilities of Metarhizium anisopliae with 4 botanical pesticides were investigated. Impacts of matrine, tubatoxin, azadirachtin, and pyrethrin applications on the spore germination, hyphal growth, and conidia production of M. anisopliae Ma 41 were determined. The results indicated pyrethrin to be most compatible with the fungus among these pesticides. At a concentration commonly used, pyrethrin exerted an inhibition rate on the fungal conidial germination at 51.95% and that on sporulation at 44.50%. However, when the applied concentration was at a sub-lethal or low-sub-lethal level, the inhibition effects by pyrethrin on the fungal conidial germination, hyphal growth, and sporulation were not significant. Another pesticide, matrine, demonstrated a moderate compatibility with the fungus. Under a commonly applied concentration or a sub-lethal dosage, the inhibition rates on the fungal conidial germination and the sporulation by the pesticide were 66.08% and 55.84%, respectively. But, there were only slight inhibition effects on the conidial germination and hyphal growth of the fungus under the 3 concentrations tested. In contrast, tubatoxin and azadirachtin were found hardly compatible with M. anisopliae.

Metarhizium anisopliae; botanical pesticides; pyrethrin; matrine; compatibility

2016-06-27 初稿；2016-07-27 修改稿

福建省屬公益類科研院所基本科研專項(2014R1012-5)；國家茶葉產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項目(CARS-23)；福建省自然科學基金項目(2015J01099)；福建省農(nóng)業(yè)科學院茶葉研究所重點項目(2014-cys-02)；中國烏龍茶產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心(培育)專項(2013-51)。

王定鋒(1981-)，男，碩士，助理研究員，主要從事害蟲生物防治研究。

*通訊作者：吳光遠(1962-)，男，研究員，主要從事茶樹植保與害蟲生物防治研究。E-Mail: gywupt@163.com。

S476.12

A

2096-0220(2016)03-0153-04