兩種葉面肥對桃蚜“綠色防控”的影響*

王欣宇，韓亞靜，歷佳月，黃群義，葉樂夫，付雪，

1.黑龍江大學現代農業(yè)與生態(tài)環(huán)境學院，黑龍江 哈爾濱 150080

2.東北農業(yè)大學農學院，黑龍江 哈爾濱 150030

桃蚜屬于半翅目Hemiptera蚜科Aphididae瘤蚜屬Myzus，它和蘿卜蚜Lipaphis erysimiKaltenbach、瓜蚜Aphis gossypiiGlover 統稱為菜蚜［1-2］。桃蚜分布廣、寄主多、繁殖快、適應能力強，是一種重要的刺吸式口器害蟲。桃蚜吸食植物汁液，造成植株營養(yǎng)不良、葉片卷曲［3］；分泌蜜露引發(fā)霉污?。?］；傳播植物病毒造成更大的危害［5-6］。在生產實踐中，對蚜蟲的防治可分為農業(yè)防治、物理防治、生物防治和化學防治，其中化學防治應用較為廣泛，但大量采用化學防治不僅存在抗性問題［7］，還給生態(tài)系統帶來嚴重污染，導致一系列生態(tài)問題［8］。尋找并使用高效低毒、對環(huán)境友好的新型生物殺蟲劑已經成為當前亟待解決的問題。

酵素是以生物質為原料進行發(fā)酵的一種微生物菌劑，木醋液是一種由生物質原料經過熱解后產生氣體，經過精細加工而成的混合物［9］，兩者均具有改良土壤、促進植物生長、防治病蟲害等作用［10-11］。酵素單獨作為殺蟲劑使用的研究較少，但近年來，人們對酵素用來抑制病原菌生長和提高植物抗病性的能力進行了新的研究和評估［12］。如王麗麗等［13］研究發(fā)現使用大蒜、生姜和洋蔥發(fā)酵液處理朱砂葉螨Tetranychus cinnabarinusBoisduval后起到了明顯的驅避和毒殺作用。木醋液對害蟲的防治可以單獨使用，也可以與其他藥品聯合應用，木醋液對思茅松毛蟲Dendrolimus kikuchiiMatsumura、小菜蛾Plutella xylostellaLinnaeus、舞毒蛾Lymantria disparLinnaeus、玉米螟Pyrausta nubilalisHubern、黃粉蟲Tenebrio molitorLinnaeus、根結線蟲Meloidogynespp.和菜青蟲Pieris rapaeLinnaeus 等均有一定殺滅效果［14-15］。Kim 等［16］通過試驗發(fā)現，使用木醋液與克百威配施時，褐飛虱Nilaparvata lugensSt?l 與 灰 飛 虱Laodelphax striatellusFallén的死亡率顯著提高，而木醋液單獨使用時效果并不明顯，結果表明木醋液和克百威的殺蟲活性具有協同作用。酵素和木醋液均來源于生物，成分復雜，多種成分對有害生物起協同作用，且有害生物不容易產生抗性，同時還能提高作物的產量和質量，對環(huán)境友好，是具有廣闊前景的生物農藥。

本研究通過對桃蚜和其寄主植物（小白菜）施用酵素和木醋液兩種液體生物肥復配，觀察其對植株的生長及桃蚜的生長發(fā)育和繁殖的影響，并了解桃蚜相關解毒酶活性的變化情況和寄主植物相關情況，為研究此液體生物肥對桃蚜影響的機理提供了試驗基礎，具有一定的理論基礎和實際應用價值，如果能以此研究深入地開拓酵素與木醋液在植物害蟲控制中的應用，推動“肥-藥一體化”新模式的建立，將會對我國農業(yè)害蟲的控制發(fā)展起到重要作用。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 供試植物與昆蟲實驗室內盆栽單株種植小白菜Brassica chinensisLinnaeus，種子購于安徽合肥合豐公司。用小白菜作為寄主植物飼養(yǎng)桃蚜Myzus persicaeSulzer，使其連續(xù)繁殖多代，避免其接觸藥劑產生抗藥性。實驗室內飼養(yǎng)條件為，溫度：L（28±1）℃，D（23±1）℃；相對濕度：（75±5）%；光照周期：L∶D=14 h∶10 h。

1.1.2 供試藥品及儀器自制酵素：將新鮮洋蔥、茼蒿、丑橘皮清水洗凈，瀝干水分后，將每種材料進行手工切碎及破壁機破碎處理，分別將處理后的材料、紅糖、水按照3∶1∶10 的質量比放入酵素桶內，充分混合均勻，封閉發(fā)酵容器，保留20%空間，置于避光處密封靜置。每種酵素使用3 個容器，發(fā)酵前1 個月每天按時放氣、攪拌，共發(fā)酵100 d，使用前進行過濾處理。

杏殼木醋液（pH=2.83）為哈爾濱五常市潤農科技有限公司產品。

超氧化物歧化酶（SOD）、羧酸酯酶（CarE）、過氧化氫酶（CAT）、谷胱甘肽-S轉移酶（GST）、考馬斯亮藍法試劑盒為南京建成生物有限公司產品。

實驗儀器主要有：智能人工氣候箱、高速臺式冷凍離心機、可見光分光光度計等。

1.2 試驗方法

1.2.1 桃蚜種群實驗室盆栽播種小白菜，待其長至2 葉期時單株移栽到直徑為11 cm 的盆中。在每株小白菜葉片長至5～6 葉期時，轉移5 頭成蚜至植株上，待桃蚜產下若蚜后，每棵小白菜上保留5頭若蚜，分別噴施φ=1%木醋液、φ=2%酵素、V（φ=1%木醋液）∶V（φ=2%酵素）=1∶1 的復配液（清水為對照組），每個處理重復10 次，間隔7 d 噴施一次。每3天觀察并記錄若蚜、成蚜及有翅蚜的數量。同時設置無蟲處理，每個處理10 次重復，10 d 測量一次有蟲及無蟲的植株株高情況并記錄。試驗結束后，將各個植株上的成蚜收集并置于-20 ℃的冰箱中冷凍待用。處理20 d 后，采收植株，測量不同處理小白菜地上地下部分生物量。

1.2.2 桃蚜生長發(fā)育繁殖寄主植物（小白菜）單株種植，待其長至3～4葉期，在單株小白菜上轉移一頭剛羽化的無翅雌成蚜，以清水為對照，分別噴施φ=1%木醋液、φ=2%酵素、V（φ=1%木醋液）∶V（φ=2%酵素）=1∶1 的復配液，每個處理重復30次，間隔7 d 噴施一次。每日觀察并記錄成蚜產蚜量和壽命，將新產若蚜轉移至其他植株上作為下一代繼續(xù)觀察，每日觀察記錄桃蚜蛻皮、存活情況，待其羽化為成蟲后記錄繁殖情況及壽命，連續(xù)觀察3代。

1.2.3 桃蚜體內蛋白含量種群試驗結束后，將經過20 d處理后的桃蚜無翅成蚜收集，置于-20 ℃的冰箱中冷凍，取出后參照于慧齡［17］的桃蚜勻漿制備方法和李寧［18］的考馬斯亮藍G-250 法，測定桃蚜體內蛋白質含量。

1.2.4 桃蚜體內抗逆酶活性同桃蚜蛋白測定方法制備蚜蟲勻漿，分別測定桃蚜體內的SOD、CAT、GST、CarE 活性。具體方法參照以上4 種試劑盒說明書。

1.3 數據處理

用SAS9.4 軟件分析處理間試驗數據的顯著性差異；處理間平均值差異顯著性采用LSD 檢驗；用SPSS統計分析軟件進行雙因素方差分析。

2 結果與分析

2.1 寄主植物的響應

不同處理小白菜株高方差分析結果見表1。由表1中可知，生物肥類型對株高增量均無顯著影響（P>0.05）；接蟲對前期株高增量有顯著矮化影響（P=0.001），對后期株高增量顯著矮化影響（P=0.015），對株高總增量有顯著矮化影響（P=0.001）。

表1 生物肥類型與接蟲處理對株高生長的影響的顯著性Table 1 Significance of effects of biological fertilizer types and inoculation treatments on plant height increase

各處理小白菜株高增量如圖1所示，可見，在觀察前期有蟲無蟲處理的株高增量均無顯著差異（圖1a），后期有蟲處理施用酵素、木醋液及混合液處理植株的株高增量顯著低于對照組（P=0.019 4）。有蟲植株經木醋液處理后株高增量顯著低于對照（P=0.023 9）（圖1b）。植株增長總量施用酵素的有蟲處理顯著低于無蟲處理（P=0.026 0）（圖1c）。在接蟲處理中植株矮化明顯：（1）在植株生長后期，有木醋液作用的下接蟲處理植株矮化顯著（-64%）；（2）而就整個植株生長期而言，則是酵素組接蟲處理的植株矮化顯著（-51%）。

圖1 不同處理小白菜株高增量（平均值±標準誤差）Fig.1 Plant height increase of pakchoi in different treatments(mean±SE)

各處理小白菜生物量如圖2 所示。從圖2 中可以看出，無蟲和有蟲處理施用不同液劑后全株生物量均無顯著差異。施用酵素后有蟲處理全株生物量顯著高于無蟲處理（P=0.040 1）（圖2a）。無蟲和有蟲處理施用不同液劑后，地下部分生物量占全株生物量的比例均無顯著差異。施用酵素后有蟲處理的地下部分生物量比例顯著高于無蟲處理（P=0.038 8）（圖2b）。酵素組全株生物量的有蟲處理顯著高于無蟲組（60%），地下生物量占比（代表根系是否發(fā)達）情況類似（高109%）。

圖2 不同處理小白菜生物量比較（平均值±標準誤差）Fig.2 Comparison of the biomass of pakchoi in different treatments(mean±SE)

2.2 桃蚜種群的響應

桃蚜在經過處理后的種群動態(tài)如圖3所示，由圖3a 不同處理中桃蚜若蚜數量的變化可知，在觀察前期，各處理組中若蚜數量不斷增多，在觀察后期達到峰值后開始下降。木醋液處理后的植株上若蚜數量在觀察前期顯著低于清水處理（P=0.002 9，P=0.001 4），在觀察后期木醋液和混合處理的植株上的若蚜數量顯著低于對照和酵素處理植株上的若蚜（P=0.039 3，P=0.003 1）。

各個處理成蚜數量在初期均處于比較低的水平，后期第7 次觀察時數量增長較快，達到峰值（圖3b）。第6次觀察時，酵素處理植株上的成蚜數量顯著高于取食木醋液處理和對照組植株的成蚜（P=0.022 8）；第7次觀察時，酵素處理植株上的成蚜數量顯著高于木醋液處理和混合處理的成蚜（P=0.035 5）。混合液處理后的植株上有翅蚜在觀察的中期稍高于其他處理，在后期達到高峰后迅速降低（圖3c）。取食其他幾個處理植株的有翅蚜在后期達到高峰。混合液處理后的植株上有翅蚜的數量在調查的第5次（P=0.036 5）和第6次（P=0.024 0）顯著高于對照處理。取食木醋液和混合液處理植株的有翅蚜數量在觀察的最后一次顯著低于對照和酵素處理（P＜0.001 0）。

圖3d 表示不同處理桃蚜的總數，桃蚜在取食經過木醋液處理的植株后，在第3次觀察時桃蚜總數顯著低于對照組（P=0.003 1）；第4 次觀察時，顯著低于其他處理（P=0.004 3）。木醋液和混合處理植株上的桃蚜總量在最后2次觀察時（接近）顯著低于其他處理（P=0.005 1，P=0.056 8）。桃蚜種群觀察結果表明：木醋液和混合液處理都顯著減少桃蚜每個蟲態(tài)的個體數量，即木醋液顯著抑制桃蚜種群，最大抑制率出現在最后2次調查；不同蟲態(tài)的個體數量比為：若蚜∶成蚜∶有翅蚜=40∶8∶5；若蚜個體數量在木醋液作用下最多降低30%，在混合液作用下降低33%；成蚜個體數量在木醋液處理中最多降低12%，在混合液作用下降低17%；有翅蚜個體數量在木醋液作用下最多降低38%，在混合液作用下降低82%；整個蚜蟲種群個體數量在木醋液作用下最多降低27%，在混合液作用下降低29%）。即木醋液對不同蟲態(tài)抑制率不同，對有翅蚜抑制率最高，其次是若蚜，對成蚜影響最?。ǜ魈幚韺θ粞?、成蚜、有翅蚜個體數量的抑制率比值，木醋液為38∶30∶12，混合液為82∶33∶17。由此可以看出，混合液對各蟲態(tài)抑制率均高于木醋液單獨作用）。

圖3 不同處理桃蚜種群動態(tài)Fig.3 Population dynamics of Myzus persicae in different treatments

2.3 桃蚜繁殖力的響應

不同世代桃蚜的壽命比較如圖4 所示。由圖4可知，F1代桃蚜壽命在不同處理間無顯著差異（P=0.318 8），蚜蟲壽命在20～23 d。F2代對照處理和混合處理的桃蚜壽命顯著低于酵素和木醋液處理植株上的桃蚜（P＜0.000 1），F3代混合處理桃蚜壽命顯著降低（P＜0.000 1）。清水及木醋液處理的植株上桃蚜F2代的壽命顯著短于F1和F3代（P＜0.000 1，P=0.018 8），施用酵素的植株上桃蚜不同代之間壽命無顯著差異（P=0.278 8）。桃蚜“壽命”和“繁殖期”表現相對穩(wěn)定（但是F2代，尤其清水對照表現大幅度縮短）。壽命和繁殖期都在混合液作用下縮短明顯。

圖4 不同處理不同世代桃蚜壽命比較（平均值±標準誤差）Fig.4 Comparison of life span for different generations of Myzus persicae in different treatments(mean±SE)

桃蚜各世代繁殖期如圖5所示，可以看出，除F2代外，混合液處理的桃蚜繁殖期均顯著短于對照處理（P＜0.010 0）。F2代對照處理桃蚜繁殖期顯著短于其他幾代（P＜0.000 1），木醋液處理的F3代桃蚜繁殖期顯著高于前幾代（P=0.042 6）。

圖5 不同處理桃蚜各世代繁殖期比較（平均值±標準誤差）Fig.5 Comparison of the breeding period of different generations of Myzus persicae in different treatments(mean±SE)

桃蚜各世代逐日產蚜量如圖6 所示。從圖6 中可以看出，F0代至F3代桃蚜成蚜逐日產蚜量的高峰期不同，F0代在整個產蚜周期平均產蚜數較為平均，F1代和F2代有2 個高峰期，F3代高峰期出現較早。每個世代不同處理的桃蚜逐日產蚜情況有所不同。F0代經酵素處理后在產蚜的最初幾日數量稍有上升，中后期下降，混合處理的桃蚜在前期產蚜量較低，后期有所上升（圖6a）。除了混合液處理后的桃蚜每日最高產蚜量達到5頭外，其他處理桃蚜每日最高產蚜量低于4頭。

F1代幾種處理的桃蚜產蚜在整個階段均處于較低水平，尤其以混合溶液降低得最為顯著（圖6b）。酵素和木醋液處理的植株桃蚜的產蚜量在中期顯著低于對照，日最高產蚜量均值在4頭左右。混合液處理的F2代產蚜量在前期較低，而后期仍出現了一個升高的趨勢（圖6c），整體低于其他處理的產蚜量。F3代桃蚜經酵素、木醋液及混合液處理后在產蚜初期產蚜量較低，后期和對照差異不顯著（圖6d），前期混合液處理的產蚜量顯著低于其他處理。

圖6 不同處理不同世代桃蚜逐日產蚜量比較Fig.6 Comparison of daily aphid reproduction of different generations of peach aphid in different treatments

不同世代桃蚜的產蚜總量比較見圖7，可以看出，在桃蚜的每個世代中，混合液處理植株上的桃蚜的產蚜總量顯著低于其他處理（P＜0.000 1）。F3代對照植株上桃蚜產蚜總量顯著高于前幾代（P＜0.000 1），酵素和木醋液處理的植株上桃蚜F2代和F3代產蚜總量均顯著高于前兩代（P＜0.000 1），混合液處理的植株桃蚜F3代產蚜量顯著高于F0和F1代（P＜0.003 9）。盡管F1代酵素和木醋液處理后桃蚜產蚜總量顯著減少，但F2代和F3代這種差異減少。不同世代比較，產蚜數逐代增加，可能是桃蚜適應寄主的表現。產蚜量，酵素和木醋液都有降低影響，而混合液降低最大。

圖7 不同處理不同世代桃蚜產蚜總量比較（平均值±標準誤差）Fig.7 Comparison of total amount of aphid produced by different generations of Myzus persicae in different treatments(mean±SE)

2.4 桃蚜生長發(fā)育的響應

不同處理桃蚜各世代發(fā)育歷期見表2。從表2中可知，F1代取食木醋液和混合液處理植株的桃蚜二齡齡期顯著短于對照和酵素處理（P=0.001 6），取食木醋液處理的植株的三齡桃蚜顯著低于用酵素處理（P=0.027 9），木醋液處理的桃蚜四齡齡期顯著低于對照處理（P=0.003 4），木醋液處理的桃蚜整個若蚜期顯著短于其他處理（P=0.000 5）。不同處理F2代桃蚜各個齡期及整個若蚜期的長度均無顯著差異。木醋液和酵素處理的F3代桃蚜一齡齡期顯著比混合短（P=0.014 3），混合處理的F3代桃蚜二齡、三齡、四齡及整個齡期顯著長于另幾個處理（P＜0.001 0）。清水處理的桃蚜發(fā)育歷期，F2代桃蚜二齡期顯著長于F3代（P=0.041 4），F1代桃蚜三齡、四齡及若蚜期顯著長于F2代和F3代（P=0.001 7，P=0.000 5，P＜0.000 1）。酵素處理的桃蚜發(fā)育歷期，F1代桃蚜一齡、二齡、三齡及若蚜期顯著長于F2代和F3代（P=0.044 7，P＜0.000 1，P=0.000 1，P＜0.000 1）。木醋液處理的桃蚜發(fā)育歷期，F3代的若蚜期顯著短于F1代和F2代的若蚜期（P=0.010 1），其他齡期無顯著差異。混合處理的桃蚜發(fā)育歷期，F3代桃蚜四齡和總若蚜齡期顯著長于F2代（P=0.047 0，P=0.037 8）。桃蚜“發(fā)育歷期”逐代縮短，說明發(fā)育加快。

表2 不同處理不同世代桃蚜發(fā)育歷期1）（均值±標準誤差）Table 2 Development period of different generations of Myzus persicae in different treatments（mean±SE）

2.5 桃蚜體內可溶性蛋白及解毒代謝酶活性的響應

取食不同液劑處理植株的桃蚜體內可溶性蛋白含量無顯著差異（P=0.954 4）。

不同處理植株上桃蚜超氧化物歧化酶（SOD）活力比較如圖8a所示。由圖8可見，酵素和木醋液處理植株上桃蚜SOD 酶活力顯著低于對照組（P=0.025 0），混合液處理桃蚜SOD 酶活力稍低于對照，未達到顯著。

不同處理的植株上桃蚜過氧化氫酶（CAT）的活力比較如圖8b 所示，可以看出，取食酵素和混合液處理植株的桃蚜CAT 酶活力顯著低于取食清水和木醋液處理的植株的桃蚜（P=0.000 2）。

不同處理的植株上桃蚜體內的谷胱甘肽-S-轉移酶（GST）的活力比較如圖8c 所示，從圖中可以看出，取食木醋液處理植株的桃蚜GST 酶活力顯著低于其他處理植株的桃蚜（P=0.000 8），其余幾個處理桃蚜GST酶活力無顯著差異。

不同處理的植株上桃蚜CarE 酶的活力比較如圖8d 所示，可以看出，取食木醋液處理植株的桃蚜CarE 酶活力顯著高于混合處理植株的桃蚜（P=0.033 0），其余幾個處理桃蚜CarE 酶活力無顯著差異。

圖8 不同處理桃蚜抗逆酶活性比較（平均值±標準誤差）Fig.8 Comparison of activities of anti-stress enzymes in Myzus persicae among different treatments(mean±SE)

3 討 論

酵素處理后的植株全株生物量和根系占比明顯增加，酵素作為有機生物菌肥能夠有效減少化學化肥的使用；有研究表明，施用酵素菌肥能夠顯著提高番茄葉片葉綠素和葉片的光合速率，番茄成熟度和產量也都有顯著提高［19］。

木醋液和混合處理都能夠有效抑制各蟲態(tài)桃蚜，對于能夠傳播植物病毒的有翅蚜的抑制效果明顯。另有研究發(fā)現木醋液對多種害蟲的觸殺作用明顯，并且對害蟲幼蟲的生長發(fā)育有著顯著的抑制作用［15］?；旌弦簩μ已恋母飨x態(tài)的抑制效果高于木醋液處理，尤其是對于有翅蚜的抑制作用，由此可以看出，酵素能夠增強木醋液的這種有害生物（蟲害病害）抑制作用。酵素和木醋液混合能夠有效地抑制害蟲的生長發(fā)育，能夠在一定程度上減少病毒病的傳播。

木醋液和酵素在生物肥和對害蟲毒殺作用方面的研究較多，但是關于二者對害蟲生長發(fā)育的影響的研究較少。有研究發(fā)現施用木醋液對根結線蟲二齡幼蟲的生長發(fā)育和石榴根結線蟲病、番茄根結線蟲病均具有明顯的抑制作用［20］。首先，混合液處理中桃蚜的壽命、繁殖期和產蚜量都明顯縮短，說明酵素和木醋液對桃蚜的繁殖和壽命起到了抑制作用。木醋液可以加速藥物溶解，增加藥物對昆蟲和植物的滲透性和附著力［21］。其次，酵素和木醋液單獨處理都能有效降低桃蚜的生命表參數，混合液的影響效果最大，但是，在觀察的第四代時，桃蚜表現出對“寄主”和“施肥”適應性變化，繁殖率逐代增加，即相同處理桃蚜繁殖力逐代上升，推測原因主要在于桃蚜對植物寄主的適應，依據是對照組表現出同樣趨勢。

桃蚜體內的抗逆酶活性增強時，桃蚜對化學藥劑的抗性也增強，化學藥劑對其的毒害作用下降［22-23］。SOD、CAT、GST、CarE 是桃蚜體內重要的抗逆酶，研究它們在桃蚜體內的變化是防治工作的關鍵部分［23-24］。有研究表明比較藜蘆的甲醇（MA）、乙酸乙酯（EA）和石油醚（PE）的提取物對桃蚜的接觸毒性，提取物對抗逆酶的抑制作用與其接觸毒性作用有關［25］，代謝酶活性的下降可能是桃蚜死亡率提高的重要原因之一［10］。本研究中酵素和木醋液分別對桃蚜體內的SOD、CAT、GST 3 種抗逆酶活性均有抑制作用，同時也證明了兩者能夠有效增加桃蚜對藥劑的敏感性，降低桃蚜對藥劑的抗性。