高嶺土粉對桔小實(shí)蠅的防治作用初探

亓永傳王玲超范銀君滕子文商明清金靜孫鵬東周洪旭

(1. 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)植物醫(yī)學(xué)學(xué)院/山東省環(huán)境友好型農(nóng)業(yè)有害生物防治工程技術(shù)研究中心/山東省生物入侵與生態(tài)安全高校特色實(shí)驗(yàn)室/中澳農(nóng)業(yè)與環(huán)境健康聯(lián)合研究院，山東青島 266109；2. 山東省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，山東濟(jì)南 250100)

桔小實(shí)蠅(Bactrocera dorsalisHendel)，又名東方果實(shí)蠅，屬雙翅目(Diptera)實(shí)蠅科(Tetriphitidae)果實(shí)蠅屬(Bactrocera Macquar)，是世界性重要農(nóng)業(yè)入侵有害生物。 桔小實(shí)蠅的寄主十分廣泛，包括250 多種果蔬經(jīng)濟(jì)作物[1-3]，通常以產(chǎn)卵器刺穿寄主表皮，將卵產(chǎn)于果實(shí)內(nèi)，孵化幼蟲潛居果內(nèi)蛀食，致使果實(shí)內(nèi)部空虛腐爛，造成大量爛果落果現(xiàn)象，失去經(jīng)濟(jì)價(jià)值[4-5]。 目前桔小實(shí)蠅已對多種殺蟲劑產(chǎn)生了不同程度的抗藥性，加大了防治難度[6]。 因此，尋找新的防治技術(shù)是綜合治理桔小實(shí)蠅的關(guān)鍵。

物理防治方法是根據(jù)植物病蟲對某些物理因素反應(yīng)規(guī)律防治植物病蟲害的應(yīng)用技術(shù)。 加工高嶺土顆粒膜技術(shù)是一種近年來在國外新興的防治病蟲害的物理方法。 1999年美國研究者Glenn首次提出了利用疏水性顆粒膜技術(shù)進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中病蟲害防治[7]。 高嶺土疏水顆粒膜主要原料為加工的高嶺土粉，將高嶺土粉、表面活性劑、水混合，通過噴霧器噴施到植物表面，液體風(fēng)干后形成一層白色涂層，利用疏水膜、物理顆粒屏障和表面具白色反射特性的涂層來抑制農(nóng)業(yè)作物病蟲害。 自1999年第一種高嶺土顆粒膜產(chǎn)品(Surround?)商品化以來，在隨后的20年時間里，大量以高嶺土為主要原料的不同顆粒膜產(chǎn)品被研發(fā)并應(yīng)用，如:Surround?CF、Surround?WP、Raynox?、CocoonTM、PurshadeTM、Parasol?、Screen?、Snow?、EclipseTM等，以應(yīng)對作物生長期間面臨的蟲害、病害、曬傷、凍傷等多種威脅，并提高農(nóng)作物品質(zhì)[8]。

大量研究已證實(shí)了高嶺土顆粒膜產(chǎn)品可在園藝作物有機(jī)生產(chǎn)中部分或完全替代某些殺蟲劑，實(shí)現(xiàn)害蟲防控。 在整個生長季節(jié)應(yīng)用高嶺土產(chǎn)品來防治歐洲梨木虱(Cacopsylla pyricolaFoerster)可降低成蟲數(shù)量和產(chǎn)卵量[7]，實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)防治手段相同甚至更好的效果[9]；在蘋果生長季節(jié)應(yīng)用高嶺土顆粒膜產(chǎn)品可降低梨園蚧[Quadraspidiotus perniciosus(Comstock)]64%左右危害[10]。 高嶺土顆粒膜對馬鈴薯木虱(Bactericera cockerelli)[11]、煙薊馬(Thrips tabaciLindeman)[12]、葉蟬[13]等多種昆蟲具有驅(qū)避效果，葉片應(yīng)用高嶺土產(chǎn)品處理后可降低成蟲的取食和產(chǎn)卵；高嶺土產(chǎn)品可減少薔薇斜條卷葉蛾[Choristoneura rosa-ceana(Harris)][14]、蘋果蠹蛾[Cydia pomonella( L.)][15]、 甜 菜 夜 蛾 [Spodoptera exigua(Hübner)][16]等鱗翅目昆蟲成蟲的產(chǎn)卵量，對幼蟲發(fā)育造成不利影響，降低幼蟲為害。 在實(shí)蠅類害蟲的相關(guān)研究中，高嶺土顆粒膜產(chǎn)品對地中海實(shí)蠅[Ceratitis capitata(Wiedemann)]的防治效果最佳[17]，覆蓋高嶺土產(chǎn)品后的油桃可造成地中海實(shí)蠅無法成功識別寄主而實(shí)現(xiàn)寄主的完全保護(hù)；對 于 蘋 果 實(shí) 蠅 [Rhagoletis pomonella(Walsh)][18]、櫻桃繞實(shí)蠅[Rhagoletis indifferensCurran][19]，高嶺土產(chǎn)品處理寄主后可顯著降低其產(chǎn)卵量。

目前國內(nèi)對于高嶺土粉在植物保護(hù)領(lǐng)域中的應(yīng)用，一是將高嶺土粉作為一種儲糧害蟲防護(hù)劑，防治儲糧害蟲[20]，二是作為農(nóng)藥加工中的助劑使用。 國內(nèi)目前未見單獨(dú)應(yīng)用高嶺土粉來防治作物生長期害蟲的研究。 本研究在實(shí)驗(yàn)室條件下，探究高嶺土粉對桔小實(shí)蠅的防治作用，對尋找桔小實(shí)蠅新的防治技術(shù)和揭示高嶺土粉在作物生長期的用途具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源與材料

試蟲由華南農(nóng)業(yè)大學(xué)提供，室內(nèi)人工飼料飼養(yǎng)。 寄主為購買于市場上大小均勻、表面光滑無劃痕的紅富士蘋果。 4 000 目高嶺土粉，購自鞏義市鉑潤耐火材料有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 高嶺土粉處理蘋果對成蟲產(chǎn)卵的影響(1)選取10 只外形、顏色、成熟度等條件基本相同的蘋果，平均分為兩組。 將高嶺土粉溶于水，配制60 g/L 高嶺土溶液[8]。 處理組與對照組分別用細(xì)毛筆蘸取高嶺土粉溶液、清水均勻涂抹在蘋果表面，使之完全濕潤；試驗(yàn)蘋果晾干后懸掛到處于產(chǎn)卵盛期的桔小實(shí)蠅養(yǎng)蟲籠，5個蘋果全部放入一個養(yǎng)蟲籠中(養(yǎng)蟲籠規(guī)格:40 cm × 40 cm ×40 cm)，一個養(yǎng)蟲籠中500 只桔小實(shí)蠅。 在前12 h，每隔1 h 觀察蘋果上停留的桔小實(shí)蠅成蟲數(shù)量；24 h 后，將所有蘋果放入塑料杯中，杯底放土，待后期計(jì)數(shù)落入土中的幼蟲數(shù)量[17-18]。

(2)在燒杯中配置60 g/L 濃度高嶺土粉水溶液，將處理組5個蘋果依次浸入溶液中10 s，對照組依次浸入無菌水中10 s，取出在通風(fēng)柜中自然風(fēng)干。 將蘋果放入內(nèi)有已性成熟的30 頭桔小實(shí)蠅(雌∶雄＝1∶1)的養(yǎng)蟲籠(40 cm × 40 cm × 40 cm)中。 在前12 h，每隔1 h 觀察蘋果上停留的桔小實(shí)蠅成蟲數(shù)量；24 h 后將蘋果取出，幼蟲計(jì)數(shù)方法同上。

1.2.2 高嶺土粉處理寄主表面對桔小實(shí)蠅產(chǎn)卵行為的影響將蘋果浸入60 g/L 高嶺土粉水溶液中10 s，對照浸入無菌水中10 s，待表面液體自然晾干后，將處理和對照蘋果分別放入養(yǎng)蟲籠(40 cm × 40 cm × 40 cm) 中，接入1 頭性成熟(羽化20日齡)雌桔小實(shí)蠅。 試驗(yàn)設(shè)5個重復(fù)，每個重復(fù)為一個養(yǎng)蟲籠中一頭桔小實(shí)蠅、一個蘋果，各觀察10 min，記錄雌蟲在蘋果上的接觸時間、試探產(chǎn)卵次數(shù)(靜止于果實(shí)表面，試探插入產(chǎn)卵器，但無用后足清潔產(chǎn)卵器或者拖拉行為)。

1.2.3 高嶺土粉對桔小實(shí)蠅的觸殺效果將直徑100 mm、高15 mm 培養(yǎng)皿浸入高嶺土粉溶液(60 g/L)，使內(nèi)壁形成一層均勻的高嶺土層，以無菌水為對照組，待培養(yǎng)皿內(nèi)部液體蒸發(fā)后，每個培養(yǎng)皿中移入雌雄成蟲各3 只，每個處理重復(fù)5 次。處理組與對照組分別放入(1)無食物和水，(2)1 mL 水，(3)1 mL 20%蔗糖溶液，(4)1 mL 20%蔗糖溶液滴進(jìn)棉花中。 培養(yǎng)皿放在自然燈光、溫度25 ℃、相對濕度約50%的養(yǎng)蟲室中，連續(xù)觀察，記錄10 d 內(nèi)成蟲的存活情況。

1.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Microsoft Excel 和SPSS V20.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。 采用產(chǎn)卵驅(qū)避率評價(jià)高嶺土粉處理對桔小實(shí)蠅產(chǎn)卵驅(qū)避活性。

產(chǎn)卵驅(qū)避率(%) ＝(C-T)/(C+T)×100 。式中C 為對照組產(chǎn)卵量，T 為處理組產(chǎn)卵量(由孵化后的幼蟲數(shù)量代替產(chǎn)卵量)。

2 結(jié)果與分析

2.1 高嶺土粉處理蘋果對成蟲產(chǎn)卵的影響

2.1.1 寄主果實(shí)上成蟲訪問次數(shù)由圖1、圖2可知，高嶺土粉處理后的果實(shí)桔小實(shí)蠅的訪問次數(shù)明顯降低。 在使用毛筆刷法的試驗(yàn)中，高嶺土粉處理組中桔小實(shí)蠅的訪問次數(shù)分別在第2、6、7、8 h 顯著低于對照組。 在使用浸泡法的試驗(yàn)中，高嶺土粉處理組桔小實(shí)蠅的訪問次數(shù)分別在第9 h 和12 h 顯著低于對照組。 總體來看，經(jīng)高嶺土粉處理后的果實(shí)對桔小實(shí)蠅的吸引力降低。

圖1 毛筆刷法處理果實(shí)對桔小實(shí)蠅成蟲訪問次數(shù)影響

圖2 浸泡法處理果實(shí)對桔小實(shí)蠅成蟲訪問次數(shù)影響

2.1.2 寄主果實(shí)上幼蟲數(shù)量在使用毛筆刷法的試驗(yàn)中，處理組平均每個蘋果中的幼蟲數(shù)量(43 頭)顯著低于對照組(234 頭)，產(chǎn)卵驅(qū)避率為68.95%(表1)；在使用浸泡法的試驗(yàn)中，對照組平均有16.67 頭幼蟲，而高嶺土粉處理組未發(fā)現(xiàn)幼蟲，產(chǎn)卵驅(qū)避率達(dá)到100%(表2)。

表1 毛筆刷法處理果實(shí)對桔小實(shí)蠅產(chǎn)卵影響

表2 浸泡法處理果實(shí)對桔小實(shí)蠅產(chǎn)卵影響

2.2 高嶺土粉處理寄主表面對桔小實(shí)蠅產(chǎn)卵行為的影響

表3 表明，雌性成熟桔小實(shí)蠅在高嶺土粉處理蘋果上的試探產(chǎn)卵次數(shù)和停留時間顯著少于對照處理。

表3 高嶺土粉處理寄主表面后對桔小實(shí)蠅產(chǎn)卵行為的影響

2.3 高嶺土粉對桔小實(shí)蠅的觸殺作用

表4 表明，在設(shè)置的4 種不同環(huán)境中，高嶺土粉處理組桔小實(shí)蠅的存活時間均顯著低于對照組。 4 種不同環(huán)境條件下，桔小實(shí)蠅的存活時間也存在顯著差異。 無論是對照組還是高嶺土粉處理組，與未添加任何水和蔗糖的條件相比，增加1mL 水即可顯著提高桔小實(shí)蠅的存活時間；處理組僅增加1 mL 水的條件下，桔小實(shí)蠅的存活時間增長了近2 倍，而對照組增長幅度不大。 無論是對照組還是處理組，為桔小實(shí)蠅提供1 mL 蔗糖+棉花與僅提供1 mL 蔗糖相比，成蟲存活時間均顯著提高，棉花為桔小實(shí)蠅提供了避免接觸高嶺土粉的場所，從而提高了存活時間。 無論是對照組還是高嶺土粉處理組，在給桔小實(shí)蠅提供1 mL 水及提供1 mL 蔗糖+棉花的條件下，桔小實(shí)蠅的存活時間在性別上不存在顯著差異；但在僅提供1 mL 蔗糖的條件下，雄性桔小實(shí)蠅的存活時間均顯著高于雌性。

表4 不同處理下桔小實(shí)蠅存活時間h

3 討論與結(jié)論

3.1 高嶺土粉對桔小實(shí)蠅視覺的影響

在桔小實(shí)蠅的產(chǎn)卵試驗(yàn)中，高嶺土粉的不同處理方法均對桔小實(shí)蠅的產(chǎn)卵行為產(chǎn)生了驅(qū)避效果。 高嶺土粉覆蓋后的蘋果均不同程度降低了桔小實(shí)蠅產(chǎn)卵量，表現(xiàn)為更低的訪問次數(shù)和更少的幼蟲數(shù)，顏色趨性是造成這種現(xiàn)象的原因之一。研究發(fā)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室條件下，高嶺土覆蓋后的油桃對地中海實(shí)蠅起到100%產(chǎn)卵屏障作用[17]，基于寄主表面顏色的改變，高嶺土可能會干擾實(shí)蠅對寄主的識別，造成其無法成功識別寄主[21]。 桔小實(shí)蠅對不同顏色的產(chǎn)卵趨性不同，其中白色并不吸引桔小實(shí)蠅產(chǎn)卵[22]，高嶺土粉處理后的寄主表面呈現(xiàn)為白色，造成對桔小實(shí)蠅的吸引力下降。本研究發(fā)現(xiàn)，盡管高嶺土粉處理后的蘋果上幼蟲數(shù)量顯著降低，但桔小實(shí)蠅依然可以識別到寄主，在覆蓋高嶺土粉的蘋果上成功產(chǎn)卵。 這與蘋果實(shí)蠅[18]、西方繞實(shí)蠅[19]研究一致，高嶺土產(chǎn)品處理后降低了產(chǎn)卵，而非完全避免其產(chǎn)卵。 這說明，對于桔小實(shí)蠅、櫻桃繞實(shí)蠅[19]和蘋果實(shí)蠅[18]來說，寄主表面的高嶺土粉似乎并不能起到“隱藏寄主”的功能。 但在使用浸泡法處理高嶺土粉的試驗(yàn)中，產(chǎn)卵驅(qū)避效果達(dá)到100%，而浸泡法與毛刷法試驗(yàn)在處理12 h 中，多數(shù)情況下桔小實(shí)蠅在高嶺土粉處理蘋果與對照上的訪問量并無顯著差異，說明桔小實(shí)蠅依然可以成功識別到寄主，因此導(dǎo)致浸泡法對桔小實(shí)蠅100%的產(chǎn)卵驅(qū)避效果的原因可能不僅僅與視覺影響有關(guān)。

3.2 高嶺土粉對桔小實(shí)蠅觸覺的影響

高嶺土粉處理寄主后，除了改變蘋果表面的顏色，也改變了蘋果的表面形態(tài)特性，蘋果表面形成的高嶺土顆粒膜對桔小實(shí)蠅觸覺感知也造成了一定的影響。 在雌成蟲10 min 的產(chǎn)卵行為學(xué)觀察中，成蟲在高嶺土粉處理后的蘋果表面停留時間和試探產(chǎn)卵次數(shù)均顯著降低。 據(jù)報(bào)道[21]，高嶺土顆粒會對藍(lán)莓實(shí)蠅造成觸覺上的不利影響，在高嶺土產(chǎn)品處理后的藍(lán)莓上，藍(lán)莓實(shí)蠅爬行時間和爬行次數(shù)顯著降低，同時清潔蟲體的時間顯著增加。

高嶺土粉對桔小實(shí)蠅觸覺不利影響的證據(jù)進(jìn)一步體現(xiàn)在強(qiáng)制接觸高嶺土粉對桔小實(shí)蠅死亡率影響的試驗(yàn)中。 在設(shè)置的4 種不同環(huán)境中，高嶺土粉處理組桔小實(shí)蠅的存活時間均顯著低于對照組。 在高嶺土粉處理組，通過增加棉花提供避免桔小實(shí)蠅接觸高嶺土粉的條件，顯著提高了桔小實(shí)蠅的存活時間，同樣說明了強(qiáng)制接觸高嶺土粉會對桔小實(shí)蠅的生存產(chǎn)生顯著的負(fù)面影響。 本研究結(jié)果與高嶺土產(chǎn)品對蘋果實(shí)蠅的接觸毒力試驗(yàn)中的效果一致[18]。 本試驗(yàn)使桔小實(shí)蠅持續(xù)不間斷地接觸高嶺土粉，從而表現(xiàn)為顯著的毒殺效果；而在測定接觸高嶺土顆粒對藍(lán)莓實(shí)蠅的影響試驗(yàn)中，并沒有強(qiáng)迫昆蟲持續(xù)不間斷的接觸高嶺土顆粒[21]，這更符合實(shí)際生產(chǎn)。

3.3 高嶺土粉在植物表面的分散均勻性是影響防治效果的重要因素

高嶺土粉處理蘋果降低了桔小實(shí)蠅的產(chǎn)卵量，保護(hù)了寄主。 但是驅(qū)避效果存在一定的不穩(wěn)定性，同樣的處理方法存在著組內(nèi)差異。 對于組內(nèi)差異產(chǎn)生的原因，推測可能是試驗(yàn)方法帶來的處理上的差異，如用細(xì)毛刷蘸取高嶺土溶液涂抹蘋果時，無法保證處理效果的一致性，導(dǎo)致5個重復(fù)處理間的蘋果表面覆蓋的高嶺土薄膜具有差異，進(jìn)而造成處理組的組內(nèi)差異。 在Glenn 等[23]的研究中提到了保持植物表面足夠的高嶺土顆粒覆蓋率對發(fā)揮高嶺土的防治效果具有重要意義；銀葉粉虱、二斑葉螨、蚜蟲的田間防治效果達(dá)不到試驗(yàn)室條件中的效果，原因主要是無法保證作物表面持續(xù)完整的覆蓋。 在后續(xù)的研究中，尋找一種使高嶺土顆粒更好地分散和覆蓋在目標(biāo)植物表面的方法，將是提高高嶺土粉防治效果的關(guān)鍵。

針對高嶺土粉對桔小實(shí)蠅生物學(xué)影響的特點(diǎn)，更有效的應(yīng)用策略應(yīng)該是將高嶺土粉作為防治桔小實(shí)蠅“推-拉策略”中的一部分，利用高嶺土粉對桔小實(shí)蠅視覺上的不吸引及觸覺上的排斥作用，使桔小實(shí)蠅遠(yuǎn)離被保護(hù)的目標(biāo)作物，從而達(dá)到更好的保護(hù)效果。