高嶺土顆粒涂布對(duì)中國梨喀木虱寄主選擇、產(chǎn)卵的影響及應(yīng)用效果

魏明峰，姚 眾，劉 珍，范巧蘭，呂貝貝，張麗萍

(山西農(nóng)業(yè)大學(xué)棉花研究所，山西運(yùn)城 044000)

中國梨喀木虱Cacopsyllachinensis(Yang & Li)是梨屬植物的一種專食性刺吸式害蟲，屬半翅目Hemiptera木虱科Psyllidae喀木虱屬Cacopsylla，是我國已記述的26種梨木虱中的優(yōu)勢(shì)種群(張翠疃等，2003；李法圣，2011)。梨木虱主要以若蟲吸食幼嫩組織汁液，分泌的大量黏液引起煤污發(fā)生，造成直接和間接雙重危害，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致早期落葉、落果，影響樹勢(shì)和產(chǎn)量(楊集昆和李法圣，1981；Fotiric＇ Akic＇etal.,2015)。Cacopsyllapyricola和Cacopsyllapyri不僅能引起梨削弱病發(fā)生(Seemüller and Schneider，2004)，而且還是梨火疫病(Erwiniaamylovora)傳播的重要媒介(Hildebrandetal.,2000)，對(duì)我國梨產(chǎn)業(yè)安全性存在著潛在風(fēng)險(xiǎn)。梨木虱個(gè)體小、隱蔽性強(qiáng)、繁殖力高、世代重疊嚴(yán)重等特性增加了對(duì)其的防治難度(李慶和蔡如希，1995；Ninetal.,2012)。一直以來，防治梨木虱主要依賴化學(xué)農(nóng)藥，長期過度的使用導(dǎo)致其對(duì)幾類常規(guī)藥劑已產(chǎn)生不同程度抗藥性(van de Baanetal.,1990；孟昭禮等，1994；Civolanietal.,2007；宮亞軍等，2012)，而且大量非選擇性殺蟲劑的應(yīng)用還會(huì)影響天敵的自然調(diào)控潛力，然而有效的生物、物理措施和區(qū)域性聯(lián)防仍受到不同程度的限制(Shaltiel and Coll, 2004)。同時(shí)，人類對(duì)食品和健康問題的日益關(guān)注迫切要求有機(jī)種植模式的健全和發(fā)展，而僅依靠傳統(tǒng)防治措施已不能滿足當(dāng)前形勢(shì)需求，故生產(chǎn)上亟需化學(xué)防治的替代措施及方法。

微顆粒膜技術(shù)是利用微小固體顆粒的水懸浮液在作物表面涂布后形成物理阻隔，影響昆蟲對(duì)寄主植物的定位，并且降低或抑制其產(chǎn)卵，從而達(dá)到控制種群增長、降低危害水平的目的(Glennetal.,1999；Lietal.,2011)。高嶺土是一種經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、資源豐富且質(zhì)地純凈的惰性黏土。利用微顆粒膜技術(shù)將高嶺土顆粒涂布在植物表面可有效控制病蟲害的發(fā)生(Sharmaetal.,2015)。Amalin等和Saour分別在實(shí)驗(yàn)室和自然條件下進(jìn)行了相關(guān)研究，結(jié)果表明高嶺土顆粒涂布對(duì)Helopeltiscollaris和Agonoscenatargionii表現(xiàn)出理想的驅(qū)避效果(Saour，2005；Amalinetal.,2015)。梨木虱繁殖力強(qiáng)，C.pyri單雌產(chǎn)卵量在300～400粒(Ninetal.,2012)，控制蟲源基數(shù)是有效控制梨木虱種群數(shù)量及緩解防治壓力的的關(guān)鍵。中國梨喀木虱是我國梨產(chǎn)區(qū)的重要害蟲，有關(guān)高嶺土顆粒涂布對(duì)其的應(yīng)用及控制效果少有報(bào)道。為此，本研究開展了高嶺土顆粒涂布對(duì)中國梨喀木虱成蟲的寄主選擇、產(chǎn)卵影響以及在半自然條件下的應(yīng)用效果研究。

1 材料和方法

1.1 材料

試蟲：采用中國梨喀木虱冬型和夏型兩種成蟲(李法圣，2011)。于3月中旬和4月下旬從山西省鹽湖區(qū)泓芝驛鎮(zhèn)的酥梨P.bretschneideri上分別采集冬型和夏型試蟲，期間不使用任何殺蟲劑。采集的試蟲分別置于有酥梨休眠枝和帶葉枝條的養(yǎng)蟲籠內(nèi)備用，養(yǎng)蟲籠放置在人工氣候室內(nèi)。冬型成蟲的試驗(yàn)條件：T=10±1℃，RH=70.0%±5.0%，L ∶D=12 ∶12；夏型成蟲的試驗(yàn)條件：T=20±1℃，RH=70.0%±5.0%，L ∶D=14 ∶10。

高嶺土：采用經(jīng)過改性的細(xì)粒高嶺土(由蘇州美時(shí)瑞化工有限公司提供)，高嶺土顆粒的97%粒度直徑小于1.404 μm。主要成分及含量：Al2O3(>37%)，SiO2(<46%)，H2O(<3%)，F(xiàn)e2O3(<0.8%)。根據(jù)前期的附著性試驗(yàn)確定使用清水稀釋濃度為3.5%，稀釋后溶液PH=6.47±0.04。

1.2 方法

1.2.1選擇性試驗(yàn)

為比較高嶺土微顆粒涂布對(duì)中國梨喀木虱冬型成蟲寄主選擇和產(chǎn)卵的影響，選擇四枝一年生25 cm長待萌芽的枝條，其中兩枝用3.5%高嶺土水溶液均勻噴霧，確保整個(gè)枝條及芽痕處全部均勻附著高嶺土顆粒，另兩枝以清水為對(duì)照。枝條浸在裝有營養(yǎng)液的容量瓶中，用保鮮膜封口，呈對(duì)角置于養(yǎng)籠內(nèi)(40 cm×40 cm×40 cm)，將20對(duì)冬型成蟲放入籠中，重復(fù)4次。分別于24、48、72、96 h統(tǒng)計(jì)成蟲分布情況，于96 h記錄各枝條上的著卵量。

為比較夏型成蟲在高嶺土顆粒涂布下對(duì)寄主選擇和產(chǎn)卵的影響，選擇4枝當(dāng)年生25 cm長枝條，去除頂端未展嫩葉，自上部保留3片完全展葉，頂部用保鮮膜包裹。其中2枝用3.5%高嶺土水溶液均勻噴霧，確保枝條及葉片正背面全部均勻附著高嶺土顆粒，另2枝用清水作對(duì)照，枝條浸在裝有營養(yǎng)液的容量瓶中，用保鮮膜封口，呈對(duì)角置于養(yǎng)籠內(nèi)(40 cm×40 cm×40 cm)，將20對(duì)夏型成蟲放入籠中，重復(fù)四次。分別于24、48、72、96 h統(tǒng)計(jì)成蟲分布情況，于96 h記錄各枝條上的著卵量。

1.2.2非選擇性試驗(yàn)

為明確高嶺土顆粒涂布對(duì)中國梨喀木虱雌成蟲產(chǎn)卵的抑制效果，進(jìn)行了非選擇性試驗(yàn)。方法同選擇性試驗(yàn),不同之處在于養(yǎng)蟲籠內(nèi)的4個(gè)枝條同為高嶺土涂布處理或清水對(duì)照，其它與選擇性試驗(yàn)相同。

1.2.3半自然條件下應(yīng)用效果試驗(yàn)

采用兩年生盆栽梨苗4株，去除頂端未展嫩葉，其中2株用3.5%高嶺土水溶液均勻噴霧，確保枝條及葉片正背面全部均勻附著高嶺土顆粒，另2株以清水為對(duì)照。植株呈對(duì)角置于養(yǎng)籠內(nèi)(150 cm×150 cm×150 cm)，將40對(duì)夏型成蟲放入籠中，重復(fù)4次。調(diào)查時(shí)每株選取3個(gè)枝條，每枝條選擇頂端3片完全展葉，分別于15、25、35、45、55 d統(tǒng)計(jì)葉片上若蟲數(shù)量及發(fā)育情況，計(jì)算被害葉率和單葉若蟲量；并根據(jù)Rober and Raimbault定義的蟲齡指數(shù)PASI(population age structure index)，計(jì)算PASI=∑(各蟲齡若蟲百分比×該齡期)/100(Robert and Raimbault，2005)；同時(shí)參照張翠疃等(2001)根據(jù)葉片上若蟲分泌物的多少定級(jí)葉片被害情況，計(jì)算每次調(diào)查時(shí)葉片的為害指數(shù)DI(damaged index)，DI=∑(危害級(jí)別×各級(jí)葉數(shù))/3×調(diào)查總?cè)~數(shù)。

1.2.4數(shù)據(jù)分析

兩個(gè)處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)的差異顯著性采用SPSS 22.0 進(jìn)行獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 高嶺土顆粒涂布對(duì)中國梨喀木虱成蟲寄主選擇的影響

高嶺土涂布的休眠枝上冬型成蟲(圖1-A)以及生長期枝葉上的夏型成蟲(圖1-B)數(shù)均少于對(duì)照，且皆存在顯著性差異(圖1)。接蟲24、48、72、96 h時(shí)，經(jīng)高嶺土涂布的枝條上冬型成蟲數(shù)量分別為0.83、1.33、0.83和0.5 頭/枝，而對(duì)照枝條上分別為2.0、3.17、3.5和3.33 頭/枝(圖1-A)；夏型成蟲分別為2.0、2.0、1.17和1.33 頭/枝，而對(duì)照上分別為5.83、6.5、7.0和6.67 頭/枝(圖1-B)。結(jié)果表明，高嶺土顆粒涂布對(duì)冬型和夏型成蟲均有驅(qū)避效果。調(diào)查還發(fā)現(xiàn)，不同調(diào)查時(shí)間生長期枝葉上的夏型成蟲數(shù)量(圖1-B)均高于休眠期枝條上的冬型成蟲數(shù)量(圖1-A)。

圖1 高嶺土顆粒涂布對(duì)中國梨喀木虱成蟲寄主選擇的時(shí)間變化Fig.1 Time variation trend for host selection of Cacopsylla chinensis adults with kaolin particle coating注：不同小寫字母表示處理之間的差異顯著(P<0.05)。下同。Note:Different letters indicate significant difference between treatments at 0.05 level. The same below.

2.2 高嶺土顆粒涂布對(duì)中國梨喀木虱產(chǎn)卵的影響

高嶺土涂布后的休眠枝上冬型成蟲(圖2-A)和生長期枝葉上夏型成蟲(圖2-B)的產(chǎn)卵量均少于對(duì)照枝條，并且差異顯著(圖2)。選擇條件下，冬型成蟲在高嶺土涂布枝條上著卵量為1.83 頭/枝，對(duì)照枝條上為30.83 頭/枝，夏型成蟲在高嶺土涂布和對(duì)照枝葉上著卵量分別為12.33和242.5 頭/枝；非選擇條件下，冬型成蟲在高嶺土涂布和對(duì)照枝條上著卵量分別為2.83和25.17 頭/枝，夏型成蟲在高嶺土涂布和對(duì)照枝葉上著卵量分別為15.17和170.42 頭/枝。上述結(jié)果表明，高嶺土顆粒涂布對(duì)冬型和夏型雌成蟲的產(chǎn)卵均具有抑制效果。而且發(fā)現(xiàn)，在選擇條件時(shí)對(duì)照枝條上的著卵量高于非選擇條件下的著卵量，而選擇條件下高嶺土涂布的枝條上的著卵量均低于非選擇條件下的著卵量。另外，還發(fā)現(xiàn)生長期枝條上夏型成蟲的產(chǎn)卵量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于休眠期枝條上冬型成蟲的產(chǎn)卵量。

圖2 高嶺土顆粒涂布對(duì)中國梨喀木虱產(chǎn)卵的影響Fig.2 Effect of kaolin particle coating on oviposition of Cacopsylla chinensis

2.3 高嶺土顆粒涂布對(duì)中國梨喀木虱的應(yīng)用效果

供試植株均在接蟲45 d后為害最嚴(yán)重，調(diào)查期間高嶺土涂布的植株上被害葉率、單葉若蟲量、蟲齡指數(shù)、為害指數(shù)均低于對(duì)照植株(圖3)。高嶺土涂布后被害葉率在45 d前呈上升趨勢(shì)，最高為54.17%，對(duì)照植株在35 d時(shí)達(dá)到最高為98.61%(圖3-A)，且顯著高于同期高嶺土涂布的植株。對(duì)照植株上單葉若蟲量在25 d至35 d期間驟然上升，35 d時(shí)單葉若蟲量達(dá)到13.17 頭/葉，與高嶺土涂布植株上的若蟲量差異顯著，高嶺土涂布處理植株上單葉若蟲量在45 d時(shí)最大，僅為2.29 頭/葉(圖3-B)。植株用高嶺土涂布后15 d時(shí)蟲齡指數(shù)為0，說明此時(shí)仍沒有孵化的若蟲出現(xiàn)，而對(duì)照植株上此時(shí)已達(dá)1.64，顯著大于高嶺土涂布的植株，可見高嶺土涂布可延緩中國梨喀木虱生長發(fā)育(圖3-C)。供試植株的為害指數(shù)均在45 d時(shí)達(dá)到最高，高嶺土涂布后為害指數(shù)為0.41，顯著低于對(duì)照植株0.95(圖3-D)。研究結(jié)果表明，高嶺土涂布可限制中國梨喀木虱種群增長，降低危害水平。

圖3 高嶺土顆粒涂布對(duì)中國梨喀木虱的應(yīng)用效果Fig.3 Application efficacy of kaolin particle coating against Cacopsylla chinensis

3 結(jié)論與討論

隨著綠色、可持續(xù)發(fā)展理念的不斷深入，尋找化學(xué)藥劑的替代產(chǎn)品、探索輔助性及增效措施已成為農(nóng)田有害生物治理研究的熱點(diǎn)。中國梨喀木虱是梨葉片重要的害蟲，它以成蟲越冬，于次年2月下旬梨樹萌芽前出蟄并開始產(chǎn)卵，產(chǎn)卵部位主要集中在芽痕及枝條凹槽等隱蔽處(張翠疃等，2003)。如何能有效控制中國梨喀木虱種群基數(shù)是減輕其危害和緩解后期防治壓力的關(guān)鍵，而限制越冬雌蟲產(chǎn)卵或降低其產(chǎn)卵量為防治的重中之重。前期的研究證實(shí)了在梨萌芽前采用高嶺土對(duì)樹體進(jìn)行噴霧涂層，可有效降低中國梨喀木虱第一代卵量及危害水平(魏明峰等，2019)。相關(guān)研究表明高嶺土顆粒涂布對(duì)柑橘木虱Diaphorinacitri(Halletal.,2007)、馬鈴薯木虱Bactericeracockerelli(Lietal.,2011)，葉蟬(Tubajikaetal.,2012)的寄主選擇行為、產(chǎn)卵及種群增長有影響。本研究結(jié)果中休眠期枝條上成蟲的數(shù)量以及96 h時(shí)的著卵量顯著低于對(duì)照，說明高嶺土顆粒在枝條上形成的涂層不僅影響中國梨喀木虱對(duì)寄主的選擇定位，而且可以限制雌成蟲在其上產(chǎn)卵。

中國梨喀木虱在山西全年發(fā)生4～5代，主要以一、二代危害嚴(yán)重(潘成杰等，2006；王潔雯等，2015)，6月下旬以后受高溫和天敵影響，種群自然下降，所以防治中國梨喀木虱應(yīng)集中在 4月中下旬至6月上旬之前，在此期間如能通過采用非化學(xué)防治措施將其種群控制在經(jīng)濟(jì)危害水平以下，可以大大降低農(nóng)藥的使用量。研究發(fā)現(xiàn)，高嶺土涂布對(duì)夏型成蟲的寄主選擇影響與冬型成蟲相一致，涂布高嶺土的枝葉對(duì)夏型成蟲同樣具有驅(qū)避效果，不僅影響成蟲對(duì)寄主的選擇，而且降低了其在葉片上的產(chǎn)卵量(圖1-B，圖2-B)；半自然條件下應(yīng)用效果可以看出對(duì)照植株上單葉若蟲量在35 d時(shí)達(dá)到最多，伴隨蟲齡增長和分泌物的增加，危害程度在45 d時(shí)達(dá)到最高，而高嶺土涂布顯然降低了單葉若蟲量和為害指數(shù)(圖3-B，圖3-D)。由此可見，在梨生育期可通過高嶺土涂布?jí)旱椭袊婵δ臼N群數(shù)量，降低其危害水平。

本研究還發(fā)現(xiàn)，選擇條件下經(jīng)高嶺土涂布枝條上的著卵量均低于非選擇條件下的著卵量，而非選擇條件下對(duì)照枝條上的著卵量低于選擇條件下的著卵量，一方面說明高嶺土涂布對(duì)雌成蟲產(chǎn)卵具有抑制作用，另一方面在受到產(chǎn)卵場(chǎng)所的脅迫時(shí)，可能會(huì)迫使雌成蟲在高嶺土涂布的枝條上產(chǎn)卵。盡管植株用高嶺土涂布后仍有卵孵化并進(jìn)行取食危害，但種群增長受到極大限制，危害水平也明顯低于對(duì)照(圖3)。另外，木虱類昆蟲卵需通過卵柄從寄主植物吸收營養(yǎng)才能維持其正常發(fā)育，而高嶺土涂層對(duì)產(chǎn)在其上卵的孵化和發(fā)育，以及對(duì)葉片及果實(shí)是否有影響還需進(jìn)一步研究。由于高嶺土顆粒在植株上形成的涂層容易受到雨水沖刷，在內(nèi)陸地區(qū)梨生長期降雨量較萌芽前增多，此方法應(yīng)作為輔助措施在萌芽前使用，而在常年干旱少雨的新疆等梨產(chǎn)區(qū)，則可以作為主要防治措施加以利用。實(shí)際應(yīng)用中還應(yīng)綜合地理環(huán)境、蟲情動(dòng)態(tài)、果園類型等因素，爭(zhēng)取在達(dá)到防治指標(biāo)的同時(shí)，最大限度地減少使用化學(xué)藥劑。

綜上所述，高嶺土顆粒涂布對(duì)中國梨喀木虱具有驅(qū)避效應(yīng)，不僅影響成蟲的寄主選擇行為，而且降低了雌成蟲的產(chǎn)卵量，是一項(xiàng)有效限制其種群數(shù)量的綠色防控技術(shù)。該技術(shù)安全環(huán)保、操作簡(jiǎn)便，成本低廉，在生產(chǎn)中應(yīng)有廣闊的應(yīng)用前景，也將為其它害蟲的綜合治理提供指導(dǎo)依據(jù)。