4種植物源殺蟲(chóng)劑對(duì)葡萄薊馬的致毒作用

沈登榮, 何 超, 張 睿, 袁盛勇, 田學(xué)軍, 張宏瑞

(1. 紅河學(xué)院 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院, 云南省高校農(nóng)作物優(yōu)質(zhì)高效栽培與安全控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,云南蒙自 661199; 2. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 植物保護(hù)學(xué)院, 昆明 650201)

葡萄是中國(guó)重要的水果之一，近年隨著全國(guó)葡萄種植面積的不斷擴(kuò)大以及溫室葡萄種植模式的出現(xiàn)，葡萄薊馬逐漸成為危害葡萄的重要害蟲(chóng)之一[1-4]。該類(lèi)害蟲(chóng)通過(guò)若蟲(chóng)和成蟲(chóng)的銼吸式口器吸取葡萄的幼嫩組織(心葉、花蕾和幼果)的汁液，造成葉片出現(xiàn)斑點(diǎn)、卷曲和畸形；新梢生長(zhǎng)受抑制；果穗和幼果表面出現(xiàn)黑斑，嚴(yán)重影響葡萄的產(chǎn)量和品質(zhì)[1-2]。研究發(fā)現(xiàn)中國(guó)大多數(shù)地區(qū)的葡萄薊馬的優(yōu)勢(shì)種為煙薊馬TripstabaciLindeman[1-4]。該蟲(chóng)具有個(gè)體小、食性雜、群集性和繁殖力強(qiáng)等特點(diǎn)，并能傳播煙草條紋病毒(TSV)、鳶尾花黃斑病毒(IYSV)和番茄斑萎病毒(TSWV)等多種植物病毒[5-6]，當(dāng)前在農(nóng)業(yè)上主要采用化學(xué)藥劑對(duì)其進(jìn)行防治。由于煙薊馬廣泛危害洋蔥、棉花、葡萄、百合等150余種植物，受到各類(lèi)藥劑的選擇壓力較大[7]，研究證實(shí)該蟲(chóng)已對(duì)有機(jī)磷類(lèi)[8]、擬除蟲(chóng)菊酯類(lèi)[9]、氨基甲酸酯類(lèi)[10]、多殺菌素[10]等多種化學(xué)殺蟲(chóng)劑產(chǎn)生抗藥性，因此評(píng)價(jià)和篩選新的殺蟲(chóng)劑種類(lèi)對(duì)于煙薊馬的抗性治理和保障葡萄的安全生產(chǎn)具有重要的意義。

植物源殺蟲(chóng)劑是從具有殺蟲(chóng)活性植物中提取的有效成分，具有廣譜高效、低毒易降解、無(wú)殘留等特點(diǎn)，是有害生物綜合治理策略的理想藥劑[11]。目前國(guó)內(nèi)已有植物源殺蟲(chóng)劑控制薊馬類(lèi)害蟲(chóng)的研究報(bào)道，如沈登榮等[12]研究發(fā)現(xiàn)印楝素和苦參堿對(duì)石榴上的西花薊馬Frankliniellaoccidentalis、黃胸薊馬Thripshawaiiensis的若蟲(chóng)和成蟲(chóng)有良好的毒力作用。柴建萍等[13]研究發(fā)現(xiàn)魚(yú)藤酮對(duì)桑薊馬Pseudodendrothripsmori的成蟲(chóng)有良好的毒力和防效作用。穆常青等[14]研究發(fā)現(xiàn)印楝素、苦參堿、除蟲(chóng)菊素對(duì)溫室的西花薊馬表現(xiàn)出較好的速效防治效果，藥效也具有較好的持效性。國(guó)內(nèi)目前尚無(wú)植物源殺蟲(chóng)劑對(duì)葡萄薊馬致毒作用系統(tǒng)的研究報(bào)道。

鑒于植物源殺蟲(chóng)劑已在部分植物(石榴、桑樹(shù)、辣椒)上對(duì)薊馬類(lèi)害蟲(chóng)取得良好的防治效果，本研究采用浸葉法評(píng)價(jià)4種植物源殺蟲(chóng)劑對(duì)煙薊馬的若蟲(chóng)和成蟲(chóng)的毒力作用，以及植物源殺蟲(chóng)劑亞致死濃度對(duì)若蟲(chóng)存活率、化蛹率、羽化率和雌蟲(chóng)繁殖力的影響，旨在進(jìn)一步綜合評(píng)價(jià)植物源殺蟲(chóng)劑對(duì)煙薊馬的致毒作用，為煙薊馬的田間抗藥性治理提供新的思路，為保障葡萄的無(wú)公害生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試?yán)ハx(chóng)

煙薊馬于2018年4月采自云南省蒙自市草壩鎮(zhèn)的葡萄上，采用飼養(yǎng)瓶(直徑8.5 cm，高11 cm)進(jìn)行室內(nèi)飼養(yǎng)，以幼嫩的葡萄葉片作為食物，2～3 d更換1次食物，在室內(nèi)連續(xù)飼養(yǎng)3代，選取齡期一致的2齡若蟲(chóng)和雌成蟲(chóng)用于毒力測(cè)定試驗(yàn)。試蟲(chóng)飼養(yǎng)和試驗(yàn)處理?xiàng)l件為：溫度(25±1)℃，相對(duì)濕度(70±5)%，光周期L∶D= 16 h∶8 h。

1.2 供試藥劑

1%印楝素水分散粒劑(成都綠金生物科技有限責(zé)任公司)、1.5%除蟲(chóng)菊素水乳劑(內(nèi)蒙古清源保生物科技有限公司)、1.3%苦參堿水劑(天津市恒源偉業(yè)生物科技發(fā)展有限公司)、2.5%魚(yú)藤酮乳油(江蘇省南通神雨綠色藥業(yè)有限公司)。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 植物源殺蟲(chóng)劑對(duì)煙薊馬不同蟲(chóng)態(tài)的毒力 采用陳雪林等[15]的浸葉法，略做調(diào)整。將4種供試藥劑用無(wú)菌水稀釋成5～6個(gè)系列質(zhì)量濃度，取新鮮幼嫩的葡萄葉片洗凈晾干，用打孔器(直徑為2 cm)打取葉碟，將葉碟放入各藥液中浸泡 10 s后取出，待葉碟晾干后放入玻璃管(直徑4 cm，高7 cm)中，每管3片，在葉碟底部放置濾紙加水保濕。采用吸蟲(chóng)管將2齡若蟲(chóng)或成蟲(chóng)接入玻璃管中，每管28～30頭，用Parafilm封口膜封口。設(shè)無(wú)菌水為對(duì)照，每處理重復(fù)3次，48 h后統(tǒng)計(jì)死亡數(shù)。

1.3.2 植物源殺蟲(chóng)劑對(duì)2齡若蟲(chóng)生長(zhǎng)發(fā)育的影響 根據(jù)“1.3.1”毒力回歸方程的測(cè)定結(jié)果，將各藥劑稀釋成亞致死濃度LC10、LC40，對(duì)煙薊馬的2齡若蟲(chóng)進(jìn)行處理，處理方法同“1.3.1”若蟲(chóng)毒力的測(cè)定方法。各藥劑按相同方法處理80～100頭2齡若蟲(chóng)，用于后續(xù)各處理的蟲(chóng)源補(bǔ)充。每天 8：00、20：00各觀察1次，統(tǒng)計(jì)若蟲(chóng)存活率，連續(xù)觀察統(tǒng)計(jì)若蟲(chóng)的化蛹時(shí)間、羽化時(shí)間，統(tǒng)計(jì)2齡若蟲(chóng)的發(fā)育歷期、預(yù)蛹期、蛹期、化蛹率和羽化率。

1.3.3 植物源殺蟲(chóng)劑對(duì)成蟲(chóng)繁殖力的影響 由于煙薊馬在中國(guó)主要以孤雌產(chǎn)雌生殖方式為主，雄蟲(chóng)極為罕見(jiàn)，本試驗(yàn)主要收集亞致死濃度處理的羽化雌成蟲(chóng)，每個(gè)處理選取20頭雌成蟲(chóng)進(jìn)行產(chǎn)卵量(單頭飼養(yǎng))的測(cè)定，單雌產(chǎn)卵量統(tǒng)計(jì)采用沈登榮等[16]的花粉-生物膜法，每天8：00、20：00各觀察1次，統(tǒng)計(jì)每天雌蟲(chóng)的產(chǎn)卵數(shù)，直至成蟲(chóng)全部死亡，并記錄雌蟲(chóng)的產(chǎn)卵前期、產(chǎn)卵期、單雌產(chǎn)卵量、孵化率和雌蟲(chóng)壽命。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用單因素和Duncan’s法進(jìn)行方差分析和多重比較，用概率單位回歸法計(jì)算毒力回歸直線方程、致死中濃度(LC50)和95%置信區(qū)間。

2 結(jié)果與分析

2.1 植物源殺蟲(chóng)劑對(duì)煙薊馬不同蟲(chóng)態(tài)的毒力

表1表明，4種殺蟲(chóng)劑對(duì)不同蟲(chóng)態(tài)的毒力結(jié)果一致，毒力大小依次為：印楝素> 苦參堿> 除蟲(chóng)菊素> 魚(yú)藤酮；4種殺蟲(chóng)劑對(duì)2齡若蟲(chóng)的LC50均低于成蟲(chóng)。印楝素和苦參堿對(duì)2齡若蟲(chóng)的毒力相對(duì)較高，LC50分別為6.983 mg/L和9.571 mg/L；表明印楝素和苦參堿對(duì)煙薊馬2齡若蟲(chóng)均有較好的毒力作用，成蟲(chóng)對(duì)4種植物源殺蟲(chóng)劑的耐藥性明顯好于2齡若蟲(chóng)。

表1 植物源殺蟲(chóng)劑對(duì)煙薊馬不同蟲(chóng)態(tài)的毒力Table 1 Toxicity of botanical insecticide to Trips tabaci at different stages

2.2 植物源殺蟲(chóng)劑亞致死濃度對(duì)2齡若蟲(chóng)生長(zhǎng)發(fā)育的影響

從表2可知，印楝素、苦參堿和魚(yú)藤酮3種藥劑的亞致死濃度LC40對(duì)煙薊馬的2齡若蟲(chóng)期、預(yù)蛹期和蛹期均有顯著的延長(zhǎng)作用(若蟲(chóng)期：F=66.68，P<0.05；預(yù)蛹期：F=10.64，P<0.05；蛹期：F=71.39，P<0.05)。印楝素LC40對(duì)2齡若蟲(chóng)期、預(yù)蛹期和蛹期的發(fā)育抑制作用最強(qiáng)，處理后的2齡若蟲(chóng)期、預(yù)蛹期和蛹期分別比對(duì)照延長(zhǎng) 0.80 d、0.30 d和0.97 d，苦參堿和魚(yú)藤酮的LC40對(duì)3個(gè)蟲(chóng)態(tài)的發(fā)育也有明顯的抑制作用。

表2 植物源殺蟲(chóng)劑對(duì)2齡若蟲(chóng)生長(zhǎng)發(fā)育的影響Table 2 2nd nymph growth of Trips tabaci

2.3 植物源殺蟲(chóng)劑亞致死濃度對(duì)2齡幼蟲(chóng)化蛹率和羽化率的影響

從表3可看出，印楝素、苦參堿和魚(yú)藤酮3種藥劑的亞致死濃度LC40對(duì)煙薊馬的化蛹率和羽化率具有明顯的抑制作用(化蛹率：F=39.29，P<0.05；羽化率：F=45.23，P<0.05)。印楝素LC40對(duì)化蛹率和羽化率的抑制作用最強(qiáng)，處理后的化蛹率為61.37%，與對(duì)照相比抑制率為 23.64%；處理后的羽化率為56.67%，與對(duì)照相比抑制率為17.60%。苦參堿和魚(yú)藤酮的LC40對(duì)化蛹率和羽化率也有顯著的抑制作用。

表3 植物源殺蟲(chóng)劑對(duì)2齡若蟲(chóng)化蛹率和羽化率的影響Table 3 2nd nymph pupation rate and eclosion rate of Trips tabaci

2.4 植物源殺蟲(chóng)劑亞致死濃度對(duì)成蟲(chóng)壽命的影響

從表4可看出，4種植物源殺蟲(chóng)劑亞致死濃度LC40均引起雌蟲(chóng)產(chǎn)卵前期的顯著延長(zhǎng)和產(chǎn)卵期的顯著縮短(產(chǎn)卵前期：F=26.04，P<0.05；產(chǎn)卵期：F=15.27，P<0.05)。印楝素LC40處理下的產(chǎn)卵前期最長(zhǎng)，為3.87 d，與對(duì)照相比延長(zhǎng)1.14 d；印楝素LC40處理下的產(chǎn)卵期最短，為 11.47 d，與對(duì)照相比縮短4.33 d?？鄥A和魚(yú)藤酮的LC40也引起產(chǎn)卵前期的顯著延長(zhǎng)和產(chǎn)卵期的顯著縮短，各處理對(duì)雌蟲(chóng)的壽命無(wú)顯著影響。

表4 植物源殺蟲(chóng)劑對(duì)成蟲(chóng)壽命的影響Table 4 Adult longevity of Trips tabaci

2.5 植物源殺蟲(chóng)劑亞致死濃度對(duì)煙薊馬產(chǎn)卵量和孵化率的影響

從圖1、圖2可看出，印楝素、苦參堿和魚(yú)藤酮3種藥劑的亞致死濃度LC40均引起煙薊馬單雌產(chǎn)卵量和卵孵化率的顯著降低(單雌產(chǎn)卵量：F=29.07，P<0.05；卵孵化率：F=16.95，P< 0.05)。印楝素LC40處理下的單雌產(chǎn)卵量最低，僅為66.67粒，與對(duì)照相比抑制率為18.37%；印楝素LC40處理下的卵孵化率最低，為70.03%，與對(duì)照相比抑制率為12.54%。苦參堿和魚(yú)藤酮的LC40對(duì)單雌產(chǎn)卵量和卵孵化率也有顯著的抑制作用。

Y1. 印楝素(LC10)；Y2. 印楝素(LC40)；C1. 除蟲(chóng)菊素(LC10)；C2. 除蟲(chóng)菊素(LC40)；K1. 苦參堿(LC10)；K2. 苦參堿(LC40)；YU1. 魚(yú)藤酮(L10)；YU2. 魚(yú)藤酮(L40)；CK. 對(duì)照。不同字母表示處理間存在差異顯著(P<0.05)，下同

3 討 論

本研究表明，印楝素和苦參堿對(duì)煙薊馬的2齡若蟲(chóng)和成蟲(chóng)有較好的生物活性，3種植物源殺蟲(chóng)劑(印楝素、苦參堿和魚(yú)藤酮)亞致死濃度LC40均可導(dǎo)致若蟲(chóng)發(fā)育歷期和蛹期的延長(zhǎng)，化蛹率和羽化率的顯著下降，這與沈登榮等[12]對(duì)西花薊馬Frankliniellaoccidentalis、黃胸薊馬Thripshawaiiensis的研究結(jié)果類(lèi)似。3種植物源殺蟲(chóng)劑中印楝素的毒力明顯好于其他2種藥劑，這與楊廣明等[17]對(duì)西花薊馬F.occidentalis、文吉輝等[18]對(duì)煙粉虱Bemisiatabaci、戴建青等[19]對(duì)斜紋夜蛾Spodopteralitura的研究結(jié)果基本一致。推測(cè)3種植物源殺蟲(chóng)劑的毒力強(qiáng)弱可能與藥劑的作用機(jī)理有關(guān)，印楝素對(duì)昆蟲(chóng)有較強(qiáng)的拒食作用，作用的靶標(biāo)位點(diǎn)是腦部的前胸腺、心側(cè)體等，可降低前胸腺對(duì)促前胸腺激素的敏感性，從而抑制昆蟲(chóng)的生長(zhǎng)發(fā)育[11]。有研究也發(fā)現(xiàn)昆蟲(chóng)生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑(虱螨脲、氟鈴脲和氟啶脲等)對(duì)棉鈴蟲(chóng)Helicoverpaarmigera[20]、韭菜遲眼蕈蚊Bradysiaodoriphaga[21]的生長(zhǎng)發(fā)育具有明顯的延緩作用。魚(yú)藤酮主要通過(guò)影響昆蟲(chóng)呼吸電子傳遞鏈，抑制細(xì)胞中紡錘體微管的形成[11]。有苦參堿的作用機(jī)理還未完全明確，劉暢等[22]研究表明苦參堿通過(guò)干擾花薊馬Frankliniellaintonsa的蛋白質(zhì)合成與相對(duì)含量，達(dá)到抑制昆蟲(chóng)的生長(zhǎng)發(fā)育的作用。說(shuō)明印楝素可能通過(guò)拒食作用和調(diào)節(jié)昆蟲(chóng)內(nèi)激素對(duì)煙薊馬生長(zhǎng)發(fā)育造成雙重影響，而魚(yú)藤酮和苦參堿可能通過(guò)抑制能量生成和生物合成的方式對(duì)煙薊馬的生長(zhǎng)發(fā)育造成影響。

圖2 植物源殺蟲(chóng)劑處理后煙薊馬卵的孵化率Fig.2 Egg hatch rate of Trips tabaci

此外，印楝素亞致死濃度還表現(xiàn)出對(duì)煙薊馬生殖力的持續(xù)抑制作用，印楝素LC40處理后2齡若蟲(chóng)后，可導(dǎo)致煙薊馬雌蟲(chóng)產(chǎn)卵前期的延長(zhǎng)和產(chǎn)卵期的縮短，單雌產(chǎn)卵量和卵孵化率的顯著下降。這在其他昆蟲(chóng)中也有類(lèi)似的研究結(jié)果，如印楝素亞致死濃度可引起西花薊馬、煙粉虱的單雌產(chǎn)卵量顯著下降，后代世代周期延長(zhǎng)，種群內(nèi)稟增長(zhǎng)率和周限增長(zhǎng)率下降，但對(duì)子代的發(fā)育影響不明顯[17-18]；印楝素亞致死劑量還引起西花薊馬產(chǎn)卵期延長(zhǎng)，其單雌產(chǎn)卵量下降的程度與生殖方式有關(guān)[17]。關(guān)于印楝素亞致死濃度對(duì)煙薊馬繁殖力的影響可能是由于昆蟲(chóng)吸收藥劑后，體內(nèi)需要消耗能量物質(zhì)用于代謝有毒化合物，導(dǎo)致昆蟲(chóng)產(chǎn)卵量的下降[18]，另外印楝素的拒食作用也可引起煙薊馬若蟲(chóng)期和成蟲(chóng)期取食量的下降，從而導(dǎo)致其繁殖力的顯著下降。

本研究雖然發(fā)現(xiàn)印楝素和苦參堿對(duì)煙薊馬具有良好的致毒作用，但試驗(yàn)僅研究印楝素和苦參堿對(duì)煙薊馬2齡若蟲(chóng)生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖的影響，而2種藥劑對(duì)卵、1齡若蟲(chóng)和蛹期的致毒能力；印楝素對(duì)煙薊馬若蟲(chóng)、成蟲(chóng)的拒食作用和對(duì)煙薊馬體內(nèi)激素水平的調(diào)節(jié)作用；苦參堿對(duì)煙薊馬的生物合成的抑制作用；以及2種植物源殺蟲(chóng)劑對(duì)煙薊馬后代種群的持續(xù)影響等問(wèn)題還不清楚。鑒于植物源殺蟲(chóng)劑速效性較差，施藥前期對(duì)害蟲(chóng)控制效果不理想等問(wèn)題，后續(xù)還需要深入開(kāi)展植物源殺蟲(chóng)劑亞致死劑量對(duì)煙薊馬的致毒作用方式和繁殖發(fā)育的相關(guān)機(jī)制的研究，才可能為科學(xué)合理的施用植物源殺蟲(chóng)劑防治煙薊馬提供理論指導(dǎo)。