微生物源和植物源殺蟲劑對斜紋夜蛾幼蟲殺蟲活性及特征研究

李芳，張玨鋒，鐘海英，陳建明

(浙江省農(nóng)業(yè)科學院 植物保護與微生物研究所，浙江 杭州 310021)

斜紋夜蛾(SpodopteralituraFab.)屬于鱗翅目(Lepidoptera)，夜蛾科(Noctuidae)，是一種世界性分布的暴食性農(nóng)業(yè)害蟲，此蟲食性廣泛，危害植物達99科290多種，對農(nóng)作物尤其是蔬菜生產(chǎn)構(gòu)成嚴重威脅，其中以十字花科和水生蔬菜為主[1-2]。目前，斜紋夜蛾的防治仍以化學藥劑為主，長時間連續(xù)用藥導致其對多種傳統(tǒng)化學農(nóng)藥產(chǎn)生了不同程度的抗性[3-4]，尤其對常用的擬除蟲菌酯類、有機磷類和氨基甲酸酯類的殺蟲劑產(chǎn)生了較高的抗性[5]。同時，化學殺蟲劑毒性高，殘留量大，對人類健康和生存環(huán)境都存在較大威脅。因此，為了降低斜紋夜蛾對傳統(tǒng)農(nóng)藥抗藥性增加造成的危害，減少化學農(nóng)藥對食品和環(huán)境安全的影響，積極尋找高效低毒的生物農(nóng)藥對斜紋夜蛾進行防治是目前綠色蔬菜生產(chǎn)亟須解決的問題。

植物源以及微生物源殺蟲劑是近年來受到廣泛關(guān)注的生物農(nóng)藥。微生物源殺蟲劑是在特定條件下具有殺蟲效果的活體微生物或者微生物代謝產(chǎn)物[6-7]，植物源殺蟲劑是提取植物次生代謝物制成對害蟲有滅殺或抑制效果的生物制劑[8-9]。對比化學藥劑，無論植物源還是微生物源殺蟲劑均對環(huán)境友好，對人畜和天敵危害較小，不易產(chǎn)生抗體，有益于生態(tài)結(jié)構(gòu)的動態(tài)平衡，但卻存在藥效發(fā)揮慢限制防效的缺點。現(xiàn)有研究表明，一些生物農(nóng)藥具有防治斜紋夜蛾的功效，如核型多角體病毒可以影響斜紋夜蛾幼蟲體酯酶和酚氧化酶的活性[10]，魚藤酮和苦參堿對為害煙草的煙青蟲和斜紋夜蛾有較好的田間防效[11]，印楝素、假蒟提取物以及苦瓜葉提取物均對斜紋夜蛾毒力發(fā)揮有顯著的抑制作用[12-14]。

本研究選擇了6種微生物源和4種植物源殺蟲劑，雖然已有報道對其中一些藥劑防治斜紋夜蛾的效果進行室內(nèi)驗證[15-16]，但缺乏綜合比較以及對藥劑藥效發(fā)揮規(guī)律的研究。本實驗將綜合評價不同濃度藥劑對斜紋夜蛾二齡幼蟲的室內(nèi)防效，總結(jié)不同類型藥劑藥效發(fā)揮規(guī)律，比較不同類型藥劑對斜紋夜蛾的防治效果，篩選出高效藥劑，為田間斜紋夜蛾的防治提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試昆蟲

斜紋夜蛾收集自田間蓮藕葉片，在室內(nèi)不接觸任何藥劑的情況下連續(xù)飼養(yǎng)多代，飼養(yǎng)條件：溫度為28 ℃±2 ℃，光周期為14 h∶10 h，相對濕度為(75±5)%，挑選大小一致、健康的二齡幼蟲為實驗材料。

1.2 供試農(nóng)藥

10種供試的藥劑有效成分、類別和生產(chǎn)廠家詳見表1。推薦濃度以各農(nóng)藥說明書的推薦濃度為準，并以每667 m250 L水進行濃度換算，根據(jù)推薦濃度，設(shè)置合適的實驗濃度范圍。

表1 10種藥劑商品信息和實驗濃度

1.3 實驗方法

根據(jù)每個藥劑的推薦濃度設(shè)計4個實驗濃度，每個實驗處理40頭二齡幼蟲，重復(fù)3次，清水處理為對照。實驗處理采用浸泡法，取備好的二齡幼蟲浸入到相應(yīng)濃度藥物中10 s，然后挑入到放有蓮葉的培養(yǎng)皿中，置于恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)飼養(yǎng)。25 ℃連續(xù)觀察7 d，記錄每組處理的死亡蟲數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

根據(jù)獲得的死亡蟲數(shù)計算累計死亡率：累計死亡率為累計死亡蟲數(shù)減去對照累計死亡蟲數(shù)除以40與累計死亡總蟲數(shù)之差再乘以100。同時利用DPS軟件中時間-劑量-死亡模型計算半致死劑量(LC50)和半致死時間(LT50)，并進行單因素方差分析及Tukey HSD多重比較檢驗[17]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同生物農(nóng)藥對斜紋夜蛾幼蟲的累計死亡率比較

圖1顯示6種微生物源殺蟲劑和4種植物源殺蟲劑處理下的斜紋夜蛾幼蟲累計死亡率，發(fā)現(xiàn)累計死亡率均隨藥物濃度增加而升高，但不同藥劑的死亡率變化趨勢各不相同。微生物源殺蟲劑中，僅高濃度的核型多角體病毒(0.67 mL·L-1和1.33 mL·L-1)和蘇云金桿菌(1.33 mL·L-1)的累計死亡率在第3天達到100%，其余4種藥劑在7 d觀察期內(nèi)均未達到100%致死率。阿維菌素、核型多角體病毒以及蘇云金桿菌的每個藥劑濃度均在第3天達到最高致死率，藥效發(fā)揮集中在3 d內(nèi)。真菌類殺蟲劑的累計死亡率在7 d的觀察期內(nèi)呈逐漸上升趨勢，金龜子綠僵菌、球孢白僵菌和淡紫青霉菌不同濃度在第一天的累計死亡率均較低，最高濃度在第7天的累計死亡率分別為46.67%、39.17%和49.17%。

A～F分別表示 6種微生物源殺蟲劑處理下的斜紋夜蛾幼蟲累計死亡率；G～J分別表示 4種植物源殺蟲劑處理下的斜紋夜蛾幼蟲累計死亡率。

4種植物源殺蟲劑最高濃度在7 d觀察期內(nèi)累計死亡率分別為91.7%、26.7%、87.5%和61.7%，藥效發(fā)揮均集中在4 d內(nèi)，4 d后均處于較穩(wěn)定的平臺期。此外，除蟲菌酯和魚藤酮的不同濃度藥劑在第一天已有差異顯著的致死效果，最高濃度在第一天的累計死亡率已經(jīng)分別達到86.7%和78.3%。

2.2 不同生物農(nóng)藥對斜紋夜蛾幼蟲的半致死時間比較

圖2顯示6種微生物源和4種植物源殺蟲劑對斜紋夜蛾幼蟲的LT50均是隨藥物濃度增加而減小。6種微生物源殺蟲劑中，阿維菌素、金龜子綠僵菌、球孢白僵菌以及淡紫青霉菌不同濃度的LT50均具有顯著性差異，最高濃度的LT50分別為0.66、5.78、10.19、5.54 d，其中真菌類殺蟲劑的LT50均超過了5 d。核型多角體病毒和蘇云金桿菌分別在1 mL·L-1以及1.33 mL·L-1的濃度下LT50沒有顯著性差異，其中1.33 mL·L-1的濃度下LT50都為1.074 d。

A～F分別表示 6種微生物源殺蟲劑處理下斜紋夜蛾幼蟲的半致死時間；G～J分別表示4種植物源殺蟲劑處理下斜紋夜蛾幼蟲的半致死時間。柱上無相同小寫字母表示組間差異顯著(P<0.05)，圖3同。

4種植物源殺蟲劑中，苦參堿、魚藤酮以及蛇床子不同濃度的LT50均具有顯著性差異，最高濃度的LT50分別為33.066、0.046以及2.890 d。除蟲菌酯在1.6～2.0 mL·L-1的LT50沒有顯著性差異，其第一天的累計死亡率已經(jīng)達到76.67%～86.67%，最高濃度的LT50僅為0.000 22 d。

2.3 不同生物農(nóng)藥對斜紋夜蛾幼蟲的半致死濃度比較

如圖3所示，6種微生物源和4種植物源殺蟲劑對斜紋夜蛾幼蟲的LC50隨施藥時間的延長均有下降趨勢，但是每個藥劑的變化各不相同。在6種微生物源殺蟲劑中，阿維菌素和蘇云金桿菌在3 d后的LC50不再隨施藥時間的延長而改變，即藥物濃度的差異不再影響死亡率，它們在第3天的LC50分別為0.46 mL·L-1和0.55 mL·L-1。核型多角體病毒以及淡紫青霉菌在第2天后的LC50不再改變，在第2天的LC50分別為0.58 mL·L-1和0.024 g·L-1。金龜子綠僵菌和球孢白僵菌的LC50隨施藥時間的延長變化較大，分別在第6天和第5天后終止變化，此時LC50分別為0.008 9 g·L-1和0.023 0 g·L-1。

A～F分別表示6種微生物源殺蟲劑處理下斜紋夜蛾幼蟲的半致死濃度；G～J分別表示4種植物源殺蟲劑處理下斜紋夜蛾幼蟲的半致死濃度。

在4種植物源殺蟲劑中，施藥時間延長未對除蟲菌酯的LC50造成影響，第1天的LC50為1.077 mL·L-1。苦參堿的LC50在第2天后再未發(fā)生顯著性變化，第2天的LC50為2.180 mL·L-1。蛇床子和魚藤酮的LC50均在第4天終止了變化，在第4天的LC50分別為1.810和1.045 mL·L-1。

3 討論與結(jié)論

本研究挑選了6種微生物源和4種植物源殺蟲劑，不同以往的研究報道中藥物僅選擇單一濃度[15-16]，本文針對藥物的推薦使用濃度設(shè)置了實驗濃度范圍，通過對不同濃度下的累計死亡率、半致死時間和半致死濃度的比較，分析不同類型殺蟲劑的殺蟲活性及特征。

在6種微生物源殺蟲劑中，阿維菌素為阿維菌素鏈霉菌發(fā)酵產(chǎn)生，為抗生素類殺蟲劑，其亞致死劑量不僅影響斜紋夜蛾3齡幼蟲的生長發(fā)育和繁殖，還會影響解毒酶系的功能[18]。核型多角體病毒以及蘇云金桿菌分別為病毒類和細菌類殺蟲劑，核型多角體病毒可以影響斜紋夜蛾幼蟲體酯酶和酚氧化酶的活性[10]，對宿主子代有弱化作用[19]，并且具有較好的田間防治效果[20]。3齡斜紋夜蛾在蘇云金桿菌原液處理下在72 h后全部死亡[21]。金龜子綠僵菌、球孢白僵菌以及淡紫青霉菌為真菌類殺蟲劑，僅有報道顯示，金龜子綠僵菌和球孢白僵菌被用于防治斜紋夜蛾。這些報道均對藥劑的作用機制進行了研究，但并未對斜紋夜蛾的室內(nèi)防效進行集中分類比較[6-7，22-23]。本文集中研究了4類植物源殺蟲劑，分析藥劑的室內(nèi)防效和殺蟲規(guī)律，以及6種微生物源殺蟲劑在防治斜紋夜蛾時表現(xiàn)出的不同殺蟲特點，發(fā)現(xiàn)較高濃度的核型多角體病毒和蘇云金桿菌對斜紋夜蛾具有100%的致死率，在3 d內(nèi)能發(fā)揮藥效，是效果較理想的藥劑。其次是阿維菌素，雖最高濃度僅有60.35%的致死率，但也能在3 d內(nèi)發(fā)揮藥效。最后是真菌類殺蟲劑，由于其致病機制的制約，藥效發(fā)揮較緩慢，雖然有研究表明，球孢白僵菌和金龜子綠僵菌對斜紋夜蛾均具有較好的防治效果[22-23]，但其研究中使用的是實驗室培養(yǎng)產(chǎn)生的純菌劑，活力較高且菌劑較純，致死效果較好。本研究使用的是田間常用的商品化菌劑，制造、運輸以及儲存過程均會影響菌劑藥效的發(fā)揮，制約真菌類殺蟲劑發(fā)揮毒力。

4種植物源殺蟲劑中，除蟲菌酯是從除蟲菊花朵中提取的活性物質(zhì)，屬神經(jīng)毒劑[24]。苦參堿主要存在于豆科植物苦參的根中，蛇床子是從蛇床、歐前胡等傳統(tǒng)中草藥中提取的香豆素類化合物，這3種藥劑作用方式均以觸殺為主[25-26]。魚藤酮是一種廣譜的殺蟲劑，具有觸殺和胃毒的作用[27]。羅俊歡等[26]報道針對3齡幼蟲以浸葉法處理，苦參堿的LC50為2.325 mg·L-1，魚藤酮的LC50為28.379 mg·L-1，苦參堿的毒力更強，但在何曉嬋等[16]的報道中，相同的方式處理下，在單一濃度的死亡率衡量下魚藤酮的防治效果優(yōu)于苦參堿。由此可見，藥劑廠家、實驗濃度以及藥效衡量方式的差異均有可能造成了實驗結(jié)果的差異。在本研究中擴大了實驗濃度，并且通過累計死亡率、半致死時間和半致死濃度共同衡量藥劑的藥效，同時與不同類型的藥劑進行對比，總結(jié)藥劑藥效發(fā)揮規(guī)律。在4種植物源殺蟲劑防治斜紋夜蛾的過程中，最高濃度的累計死亡率由高到低依次為除蟲菌酯、魚藤酮、蛇床子和苦參堿，藥效發(fā)揮均集中在4 d內(nèi)，雖然均未達到100%的致死率，但除蟲菌酯和魚藤酮最高濃度在第一天的累積死亡率已經(jīng)分別達到86.7%和78.3%，且最高濃度的半致死時間均較低，其次為蛇床子和苦參堿。同時施藥時間延長未對除蟲菌酯的半致死濃度造成影響，而苦參堿的半致死濃度在第2天后再未發(fā)生顯著性變化。蛇床子和魚藤酮的半致死濃度均在第4天終止了變化。因此，在4種植物源殺蟲劑中，除蟲菌酯殺蟲效果最佳，其次為魚藤酮。

目前雖有許多不同藥劑對斜紋夜蛾室內(nèi)防治效果的報道，但是各種報道中藥劑的劑型、廠家、使用濃度、施藥方式、蟲齡以及實驗藥劑范圍的差異制約了各類藥劑之間的比較，降低了參考性，因此，在研究藥劑的室內(nèi)防治效果時，應(yīng)增大藥劑的濃度范圍，對藥效和藥效的發(fā)揮規(guī)律進行分析。綜合分析本實驗中10種綠色殺蟲劑的防治效果，核型多角體病毒和蘇云金桿菌的致死率高，而除蟲菌酯藥效發(fā)揮較快，真菌類藥劑可以持續(xù)性發(fā)揮藥效，因此，可以根據(jù)藥劑不同的致病特征，結(jié)合田間斜紋夜蛾的具體發(fā)生情況，選擇適宜的藥劑進行防治，同時還可以通過藥劑配合使用，增加殺蟲作用方式，增強殺蟲效果，降低斜紋夜蛾的抗藥性，減輕殺蟲劑對環(huán)境和蔬菜品質(zhì)的影響，為代替化學藥劑提供參考。