張 國(guó),于居龍,束兆林*,張建華,姚克兵,方繼朝,羅光華,吳進(jìn)才,戈林泉
(1. 江蘇丘陵地區(qū)鎮(zhèn)江農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所,江蘇句容 212400;2. 江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所,南京 210014;3. 揚(yáng)州大學(xué)園藝與植物保護(hù)學(xué)院,江蘇揚(yáng)州 225009)
種子處理是農(nóng)作物上一種常用的防治病蟲害的方法,其以用量準(zhǔn)確、變化系數(shù)小、藥劑在種子上保留時(shí)間長(zhǎng)、持效期長(zhǎng)、降低農(nóng)藥用藥量及減少環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn),得到了迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用(張靜和胡立勇,2012)。一直以來(lái),種子處理對(duì)于確保糧食高產(chǎn)、提高作物品質(zhì)有著至關(guān)重要的作用。種子處理就是使用物理、化學(xué)或生物等技術(shù)來(lái)保護(hù)種子和作物,控制病蟲為害,確保作物生長(zhǎng)健壯,達(dá)到高質(zhì)、高產(chǎn)。其中,以化學(xué)藥劑處理種子是國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的處理手段,特別是在玉米、小麥、棉花等旱作物上常以化學(xué)藥劑拌種包衣來(lái)防治主要病蟲害(王喆等,2017;遲元?jiǎng)P等,2018;孫斌等,2019;張涵等,2020)。與旱作物不同,水稻常于高溫、高濕的環(huán)境中生長(zhǎng),在其生長(zhǎng)過(guò)程中,藥劑水解、光解等因素均有可能限制拌種包衣后有效藥量的吸收及利用,從而影響對(duì)害蟲的防治效果(Starketal., 1995),因此水稻上化學(xué)藥劑種子處理多用于水稻苗期病蟲害及種傳病害的防治(康敏等,2016;楊紅福等,2018),而對(duì)水稻移栽后病蟲害的防治則研究較少。
三氟苯嘧啶(Triflumezopyrim),是杜邦公司開發(fā)的新型介離子類或兩性離子類殺蟲劑,亦為新型嘧啶酮類化合物,作用于煙堿乙酰膽堿受體(nAChR),但其作用機(jī)理不同于現(xiàn)有新煙堿類殺蟲劑對(duì)受體的活化作用,三氟苯嘧啶通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合nAChR上的正構(gòu)位結(jié)合位點(diǎn)抑制受體,從而減少受藥昆蟲的神經(jīng)沖動(dòng)或阻斷神經(jīng)傳遞,最終影響害蟲取食、生殖等正常生理行為導(dǎo)致死亡(Cordovaetal., 2016; Holyokeetal., 2017)。三氟苯嘧啶殺蟲譜廣,對(duì)飛虱和葉蟬種群均有顯著防效,尤其是在防治對(duì)吡蟲啉等新煙堿類殺蟲劑產(chǎn)生代謝抗性的稻飛虱中表現(xiàn)出較高活性,且對(duì)天敵安全(Kumaretal., 2017; Suri and Makkar, 2018; Zhuetal., 2018)。大量研究表明,利用三氟苯嘧啶噴霧防治稻飛虱,在施藥30~60 d后,防治效果仍在85%以上(唐濤等,2016;梁鋒等,2017;韋世訓(xùn)等,2018;張國(guó)等,2019)。由此可見(jiàn),三氟苯嘧啶對(duì)稻飛虱不僅具有良好的防治效果,其防治時(shí)長(zhǎng)也表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)。那么該藥劑以種子處理的方式來(lái)防治稻飛虱是否也具有上述的防治效果與較長(zhǎng)持效期呢?因此,本研究利用10%三氟苯嘧啶SC分別以干種子拌種(干拌)、清水浸種后拌種(濕拌)以及藥劑浸種3種方式處理水稻種子,來(lái)評(píng)價(jià)該藥劑在3種處理方式下對(duì)稻飛虱的田間防治效果及對(duì)水稻和天敵蜘蛛的安全性,為該藥劑拌種水稻防治稻飛虱提供理論依據(jù)。
試驗(yàn)藥劑為10%三氟苯嘧啶懸浮劑(Triflumezopyrim, SC),美國(guó)杜邦公司產(chǎn)品。水稻品種為南粳9108。
試驗(yàn)田位于江蘇省鎮(zhèn)江市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新中心基地(119.3111° E,31.9646° N),地勢(shì)平整,灌溉排水方便,面積大小為0.13 ha。試驗(yàn)田稻飛虱(白背飛虱Sogatellafurcifera(Horváth)、灰飛虱Laodelphaxstriatellus(Fallén)以及褐飛虱Nilaparvatalugens(St?l))以白背飛虱為優(yōu)勢(shì)種群,天敵以狼蛛、微蛛、肖蛛等蜘蛛為優(yōu)勢(shì)種群。
1.3.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)
每種處理方式設(shè)置5個(gè)處理,處理1:10%三氟苯嘧啶SC拌種,藥劑用量為0.375 g a.i./kg種子(低濃度);處理2:10%三氟苯嘧啶SC拌種,藥劑用量為0.75 g a.i./ kg種子(中濃度);處理3:10%三氟苯嘧啶SC拌種,藥劑用量為1.125 g a.i./ kg種子(中高濃度);處理4:10%三氟苯嘧啶SC拌種,藥劑用量為1.5 g a.i./ kg種子(高濃度);處理5:清水處理,不使用任何藥劑(CK)。
1.3.2種子處理方式
種子處理方式為3種,分別是干種子藥劑拌種(干拌)、清水浸種后藥劑拌種(濕拌)以及藥劑浸種。其中干拌和濕拌均采用人工拌種的方法,按照藥種質(zhì)量比為1 ∶25的比例進(jìn)行拌種(于居龍等,2019)。具體處理方式如下:(1)干拌:按試驗(yàn)設(shè)計(jì)分別量取不同劑量10%三氟苯嘧啶SC并加入酸性大紅(指示劑,對(duì)種子安全),余量用清水補(bǔ)齊。將稱取的干種子與藥液同時(shí)加入一次性加厚塑料袋(20 cm×40 cm)中,快速翻動(dòng)混勻,使種子與藥液充分接觸,待整個(gè)袋子中種子呈現(xiàn)均勻紅色后倒出平鋪于紙上,陰干備用。(2)濕拌:稱取一定量水稻種子置于網(wǎng)袋中,清水浸種60 h后取出,置于陰涼處瀝干24 h,后采用與干拌相同的方式將瀝干的種子與藥劑拌勻,取出平鋪于紙上,陰干備用。(3)藥劑浸種:按照藥液與水稻種子比例為3 ∶ 2進(jìn)行浸種(梁曉娣等,2018),按試驗(yàn)設(shè)計(jì)分別量取不同劑量10%三氟苯嘧啶SC,余量用清水補(bǔ)齊,將稱取的水稻種子置于藥液中浸泡60 h后取出,放于陰涼處瀝干備用。
1.3.3種子處理田間試驗(yàn)
2018年5月21日播種,6月20日機(jī)插秧移栽至大田。水稻種植方式為機(jī)插秧,對(duì)應(yīng)的用種量為60 kg/ha。按照1.3.1的試驗(yàn)設(shè)計(jì)處理,根據(jù)1.3.2中描述的方法,分別進(jìn)行種子處理。確保每個(gè)濃度處理面積在200 m2以上,每個(gè)濃度處理分別設(shè)3個(gè)重復(fù)小區(qū),小區(qū)之間利用泥埂隔開,防止田水串流。
稻飛虱田間調(diào)查始于7月12日,采用盤拍法,以33 cm×45 cm白搪瓷盤做載體,每隔7 d調(diào)查一次,平行跳躍取樣,每點(diǎn)調(diào)查2穴水稻,每個(gè)小區(qū)調(diào)查10個(gè)點(diǎn),每個(gè)處理重復(fù)3次,記錄不同處理稻飛虱田間蟲量,并計(jì)算防治效果。同時(shí)調(diào)查田間各處理蜘蛛種群數(shù)量,包括狼蛛、微蛛、肖鞘蛛、球腹蛛及跳蛛等種類,調(diào)查方法同稻飛虱,目測(cè)試驗(yàn)藥劑對(duì)水稻是否有藥害,并記載藥害的類型和危害程度。
計(jì)算公式如下:
防治效果(%)=
分別將不同濃度三氟苯嘧啶藥劑及清水以干拌、濕拌和藥劑浸種的方式進(jìn)行處理,待種子藥劑充分混勻陰干后,各處理均選取100粒左右籽粒飽滿的稻種置于鋪有三層濕潤(rùn)濾紙的培養(yǎng)皿中,后放置于人工氣候培養(yǎng)箱中35℃條件下培養(yǎng)24 h,之后調(diào)整為25℃繼續(xù)培養(yǎng),于7 d后記錄水稻種子的發(fā)芽數(shù)和未發(fā)芽數(shù)并計(jì)算發(fā)芽率,每個(gè)處理重復(fù)3次。同時(shí)各處理均選取100粒籽粒飽滿的稻種,均勻點(diǎn)播于塑料育秧盤中,以薄土層覆蓋,保持濕潤(rùn),放置于室內(nèi)暗化處理5 d,后將秧盤轉(zhuǎn)移至室外育苗并覆蓋無(wú)紡布,發(fā)芽及出苗期間及時(shí)補(bǔ)水,播種15 d后調(diào)查水稻出苗數(shù)并計(jì)算出苗率,每個(gè)處理重復(fù)3次。發(fā)芽率和出苗率計(jì)算公式如下:
利用Microsoft Excel 2010與SPSS Statistics 20數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),并以單因素方差分析(ANOVA)中的Tukey法(數(shù)據(jù)滿足方差齊性檢驗(yàn)的要求)對(duì)水稻種子發(fā)芽率、出苗率以及稻飛虱防治效果進(jìn)行差異顯著性分析(張國(guó)等,2019)。
發(fā)芽率試驗(yàn)結(jié)果表明,干拌條件下,空白對(duì)照發(fā)芽率最高,為94.23%,但與不同濃度10%三氟苯嘧啶SC處理間無(wú)顯著差異(P>0.05,下同);濕拌及藥劑浸種條件下,各處理發(fā)芽率均在90%以上,不同濃度10%三氟苯嘧啶SC處理與空白對(duì)照均無(wú)顯著差異(表1)。出苗率試驗(yàn)結(jié)果顯示,3種種子處理方式,不同濃度10%三氟苯嘧啶SC處理與空白對(duì)照均無(wú)顯著差異(表2)。
表1 不同種子處理方式下水稻發(fā)芽率
表2 不同種子處理方式下水稻出苗率
干拌處理,自調(diào)查日期起至播種后86 d,不同濃度10%三氟苯嘧啶SC對(duì)稻飛虱的田間防效均在95%以上,且各處理間均無(wú)顯著差異;播種后93 d,低濃度處理對(duì)稻飛虱的防治效果為96.08%,顯著低于中高濃度和高濃度處理,但與中濃度處理無(wú)顯著差異;播種后100 d,各處理間無(wú)顯著差異;播種后107 d,低濃度處理對(duì)稻飛虱的防治效果下降為92.71%,顯著低于中濃度和中高濃度處理,但與高濃度處理無(wú)顯著差異;播種后114 d,低濃度處理對(duì)稻飛虱的防治效果已不足90%,顯著低于高濃度處理;播種后121 d,低濃度處理對(duì)稻飛虱的防治效果下降至66.69%,顯著低于其他3種濃度對(duì)稻飛虱的防治效果(圖1-A)。
濕拌處理,播種后79 d,不同濃度三氟苯嘧啶對(duì)稻飛虱的防治效果均為100%;播種后86 d,低濃度處理對(duì)稻飛虱防治效果顯著低于其他3種濃度,但其防治效果仍高達(dá)95.52%;播種后93 d至100 d,不同濃度三氟苯嘧啶對(duì)稻飛虱的防治效果均在95%以上,且各處理間無(wú)顯著差異;播種后107 d至調(diào)查結(jié)束,低濃度處理對(duì)稻飛虱的防治效果逐漸下降,防效顯著低于其他3種濃度(圖1-B)。
藥劑浸種,播種后72 d,不同濃度三氟苯嘧啶對(duì)稻飛虱的防治效果均在95%以上,且處理間無(wú)顯著差異;播種后79 d至86 d,低濃度處理對(duì)稻飛虱的防治效果有所下降,顯著低于其他3種濃度;播種后93 d至100 d,不同濃度三氟苯嘧啶對(duì)稻飛虱的防治效果均在90%以上,各處理間無(wú)顯著差異;播種后107 d,低濃度三氟苯嘧啶防治效果下降至79.70%,顯著低于其他3種濃度;播種后114 d,低濃度處理防治效果為65.50%,顯著低于中高濃度處理,但與其它兩種濃度無(wú)顯著差異;播種后121 d,各處理防效均降至60%以下,且處理間無(wú)顯著差異(圖1-C)。
圖1 不同種子處理方式對(duì)稻飛虱的防治效果果Fig.1 Control effect of seed treatment in different ways on rice planthoppers注:A, 干種拌種; B, 濕種拌種; C, 藥劑浸種。Note: A, Dry seeds dressing with triflumezopyrim; B, Wet seeds dressing with triflumezopyrim; C, Presoaking with triflumezopyrim.
低濃度三氟苯嘧啶種子處理,播種后72 d,3種方式防治效果均在95%以上,不同處理方式間無(wú)顯著差異;播種后79 d,藥劑浸種對(duì)稻飛虱的防效下降至88.77%,顯著低于濕拌處理,但與干拌處理無(wú)顯著差異;播種后86 d至107 d,藥劑浸種對(duì)稻飛虱的田間防治效果持續(xù)下降,顯著低于干拌處理和濕拌處理;播種后114 d,藥劑浸種對(duì)稻飛虱的防治效果降至65.50%,顯著低于干拌處理,但與濕拌處理無(wú)顯著差異;播種后121 d,濕拌處理和藥劑浸種對(duì)稻飛虱的防效均在35%左右,顯著低于干拌處理(圖2-A)。
中濃度三氟苯嘧啶種子處理,自調(diào)查日起至播種后86 d,3種處理方式對(duì)稻飛虱的田間防治效果均在95%以上,且不同處理方式間無(wú)顯著差異;播種后93 d至調(diào)查結(jié)束,藥劑浸種對(duì)稻飛虱的防治效果均顯著低于其他兩種處理方式,防效隨時(shí)間推移逐漸下降(圖2-B)。中高濃度和高濃度三氟苯嘧啶種子處理,直至播種后114 d,藥劑浸種對(duì)稻飛虱的防治效果才顯著低于其他兩種處理方式,但防治效果仍在80%以上;播種后121 d,兩種濃度藥劑浸種對(duì)稻飛虱的防效均不足60%,顯著低于其他兩種處理方式(圖2-C,D)。
圖2 不同濃度三氟苯嘧啶種子處理對(duì)稻飛虱的防治效Fig.2 Control effect of seed treatment with 10% triflumezopyrim SC in different concentration on rice planthoppers注:A, 低濃度; B, 中濃度; C, 中高濃度; D, 高濃度。Note: A, Low concentration; B, Medium concentration; C, Medium-high concentration; D, High concentration.
調(diào)查結(jié)果表明,3種處理方式下,不同濃度三氟苯嘧啶種子處理稻田蜘蛛百叢蟲量均低于對(duì)照田塊。不同之處在于,干拌處理,空白對(duì)照與藥劑處理田蜘蛛百叢蟲量均呈現(xiàn)緩慢上升趨勢(shì),至播種后121 d,百叢蟲量達(dá)到峰值;濕拌處理,空白對(duì)照田至播種后100 d百叢蜘蛛蟲量基本保持不變,各藥劑處理田蜘蛛百叢蟲量則緩慢上升;藥劑浸種,空白對(duì)照田至播種后93 d百叢蜘蛛蟲量呈現(xiàn)波浪式上升,藥劑處理蜘蛛百叢蟲量則與濕拌處理類似(圖3)。
圖3 不同種子處理方式下稻田蜘蛛蟲量Fig.3 Number of seed treatment in different ways on spiders注:A, 干種拌種; B, 濕種拌種; C, 藥劑浸種。Note: A, Dry seeds dressing with triflumezopyrim; B, Wet seeds dressing with triflumezopyrim; C, Presoaking with triflumezopyrim.
經(jīng)觀察和調(diào)查,不同濃度10%三氟苯嘧啶SC以干拌、濕拌和藥劑浸種3種處理對(duì)水稻生長(zhǎng)發(fā)育無(wú)不良影響。
化學(xué)藥劑種子處理是防治刺吸式害蟲為害的主要手段之一,用于種子處理的化學(xué)藥劑往往具有內(nèi)吸性和系統(tǒng)傳導(dǎo)性,且持效期較長(zhǎng)(康敏等,2016)。三氟苯嘧啶是一種新型介離子嘧啶酮類殺蟲劑,具有較強(qiáng)內(nèi)吸性,可在植物木質(zhì)部傳導(dǎo),主要用于防治稻飛虱和葉蟬等同翅目害蟲(Cordovaetal., 2016; 譚海軍,2019)。本研究中,利用不同濃度三氟苯嘧啶處理水稻種子,3種處理方式下,播種后100 d,各濃度處理對(duì)稻飛虱的防治效果均在90%以上,之后,各濃度處理隨時(shí)間的推移防治效果均有所下降??梢?jiàn)使用三氟苯嘧啶對(duì)水稻種子進(jìn)行處理,不僅減少藥劑用量,還能達(dá)到長(zhǎng)效防控稻飛虱的目的。與本研究結(jié)果類似,何東兵等(2019)將10%三氟苯嘧啶懸浮劑以15 mL/4 kg水稻種子的劑量進(jìn)行拌種處理,拌種后90 d左右防效在85%以上,且防效和使用劑量成正比。張國(guó)等(2019)研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)三氟苯嘧啶用量≥22.5 g a.i./ha時(shí),直播粳稻播種后98 d、雜交稻播種后126 d對(duì)稻飛虱的防效均在90%以上,機(jī)插秧粳稻播種后112 d、雜交稻播種后119 d對(duì)稻飛虱的防效均在90%以上,但對(duì)旱育移栽秧田稻飛虱的防效較差,持效期短,自調(diào)查日起已基本喪失對(duì)稻飛虱的控制能力。除此之外,于居龍等(2020)對(duì)比6種藥劑拌種后對(duì)稻縱卷葉螟CnaphalocrocismedinalisGuenee的防治效果發(fā)現(xiàn),相同濃度下20%氯蟲苯甲酰胺對(duì)稻縱卷葉螟的有效控制能力及時(shí)長(zhǎng)最高,當(dāng)氯蟲苯甲酰胺有效藥量達(dá)到45 g/ha時(shí),不同種植模式播種88 d后的防效均在90%以上。但上述研究所采用的方式均是濕拌處理,對(duì)于干拌和藥劑浸種的方式并未涉及。
藥劑干拌多用于旱作物種子處理,如毒死蜱拌種花生對(duì)蠐螬Trypoxylusdichotomus有較好的防治效果(謝明惠等,2018);烯啶蟲胺有效藥劑4 g/kg拌種棉花時(shí),能有效防治棉花苗期棉盲蝽的危害(Zhangetal., 2017);Tansey等(2009)研究顯示,使用氟蟲腈拌種油菜籽,能有效防治黃曲條跳甲Phyllotretastriolata(Fabricius)的危害,且防治效果要優(yōu)于噻蟲嗪等藥劑;Turkintong等(2016)研究發(fā)現(xiàn),使用殺菌劑、殺蟲劑處理冬小麥種子,不僅能降低小麥病蟲害的發(fā)生,提高冬小麥產(chǎn)量,還能增加生產(chǎn)凈收益。在本研究中,使用干拌方式,播種后107 d,各濃度對(duì)稻飛虱的防治效果仍在90%以上;播種后114 d,除低濃度防效下降至不足90%,其余濃度均在90%以上;播種后121 d,低濃度防效僅為66.69%,其余濃度均在88%以上。可見(jiàn)使用三氟苯嘧啶對(duì)水稻種子干拌處理,能達(dá)到長(zhǎng)效防控稻飛虱的目的。除此之外,相較于濕拌及浸種,干拌后水稻種子亦能夠長(zhǎng)期貯存。
浸種是農(nóng)業(yè)種植的一項(xiàng)流程,目的是促進(jìn)種子較早發(fā)芽,而藥劑浸種則是在促進(jìn)種子萌發(fā)的同時(shí)達(dá)到防蟲治病的效果。有研究表明,對(duì)帶有細(xì)菌性果斑病的西瓜種子,采用40%甲醛100倍液浸種1 h,防效能達(dá)到100%,且對(duì)西瓜種子的發(fā)芽和幼苗的生長(zhǎng)無(wú)不良影響(牛慶偉等,2012);采用25%氰烯菌酯懸浮劑1 000~4 000倍液對(duì)稻種浸種72 h,對(duì)種子發(fā)芽率未表現(xiàn)抑制現(xiàn)象,且在分蘗期和拔節(jié)期均未查到惡苗病(祝燕麗等,2012);利用20%咪鮮胺·噻唑膦·戊唑醇懸浮劑400~100 mg/L浸種,對(duì)水稻惡苗病和干尖線蟲病具有良好的防效(楊紅福等,2018)。本研究中,利用不同濃度三氟苯嘧啶藥劑浸種,對(duì)稻飛虱具有良好的防效。播種后100 d,各濃度處理對(duì)稻飛虱的防治效果均在90%以上;播種后107 d,低濃度處理對(duì)稻飛虱的防效已不足80%,其余處理仍在90%以上;播種后114 d,各處理防效均不足90%;播種后121 d,各濃度處理對(duì)稻飛虱的防治效果下降至60%以下,基本喪失防治效果。對(duì)比3種處理方式,三氟苯嘧啶雖能達(dá)到長(zhǎng)效防治稻飛虱的目的,但不同處理方式間防治時(shí)長(zhǎng)有一定差別,藥劑浸種防治時(shí)長(zhǎng)要低于干拌及濕拌兩種方式,這可能是由于藥劑浸種后大部分藥劑殘存于藥液中,種子吸收的藥劑含量要低于另外兩種方式所導(dǎo)致。這種猜測(cè)可以通過(guò)種子藥劑含量檢測(cè)來(lái)證明,這也是本研究下一階段的研究?jī)?nèi)容。
種子處理不僅能達(dá)到防治病蟲害的目的,還能避免藥劑與天敵直接接觸,減少對(duì)天敵的直接傷害。本研究中,3種處理方式下,稻田蜘蛛蟲量均隨時(shí)間推移緩慢上升,但仍略低于對(duì)照田蜘蛛種群數(shù)量,究其原因可能是三氟苯嘧啶能有效殺滅田間稻飛虱和葉蟬等害蟲,蜘蛛食物短缺,迫使蜘蛛遷移,導(dǎo)致施藥區(qū)的蜘蛛數(shù)量減少。與本研究結(jié)果類似,朱友理等(2018)發(fā)現(xiàn)三氟苯嘧啶噴霧后14 d,各施藥處理區(qū)蜘蛛數(shù)量增長(zhǎng)明顯低于空白對(duì)照區(qū)。梁鋒等(2017)通過(guò)稻田噴霧施用19%三氟苯嘧啶·氯蟲苯甲酰胺懸浮劑后發(fā)現(xiàn),田間蜘蛛數(shù)量有所減少,但藥后7 d蜘蛛數(shù)量開始回升。由此可知,三氟苯嘧啶對(duì)稻田蜘蛛種群數(shù)量影響程度較小。
綜上所述,利用10%三氟苯嘧啶SC 0.375~1.5 g a.i./kg種子拌種或浸種水稻可有效降低田間稻飛虱的種群數(shù)量,減少稻飛虱的防治次數(shù)。對(duì)水稻安全,對(duì)蜘蛛影響較小,能達(dá)到長(zhǎng)效防治稻飛虱的目的??蓪?shí)現(xiàn)稻飛虱的省力化、輕簡(jiǎn)式防控,可在水稻生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。