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杀虫剂对新入侵海南草地贪夜蛾种群幼虫的毒力

2019-07-09金涛林玉英马光昌马子龙向凯萍易克贤彭正强

热带作物学报 2019年8期
关键词:毒力测定草地贪夜蛾杀虫剂

金涛 林玉英 马光昌 马子龙 向凯萍 易克贤 彭正强

摘  要  草地贪夜蛾是2019年1月新入侵我国云南的重大农业害虫,4月首次在海口玉米田中剥查发现该虫。草地贪夜蛾严重威胁到海南本地的鲜玉米生产,筛选出具有较高毒力水平的化学药剂防治该虫迫在眉睫。本文采用浸叶法测定了15种杀虫剂对草地贪夜蛾幼虫的毒力。实验结果表明,采用较低浓度的甲维盐(5 mg/L,24 h)和多杀菌素(5 mg/L,24 h),以及较高浓度氯虫苯甲酰胺(50 mg/L,72 h)和辛硫磷(100 mg/L,72 h)时,对草地贪夜蛾幼虫的致死率达100%,这4种杀虫剂在24 h的LC50分别为0.28、0.31、9.77和11.7 mg/L;其他种类杀虫剂如灭多威、吡丙醚、氟虫腈、啶虫脒、阿维菌素、高效氯氰菊酯和虱螨脲,在100 mg/L浓度水平下,72 h对草地贪夜蛾幼虫的校正死亡率分别为100%、96.67%、88.33%、86.11%、81.67%、80.83%和80.09%。表明了可选用甲维盐、多杀菌素、氯虫苯甲酰胺和辛硫磷作为主要成分的杀虫剂,并组合其他种类杀虫剂,作为当前防治草地贪夜蛾幼虫主要防治药剂。

关键词  草地贪夜蛾;杀虫剂;毒力测定;浸叶法

中图分类号  Q968.1      文献标识码  A

Abstract  The fall armyworm, Spodoptera frugiperda, first invaded Yunnan, China, in January 2019, is a notorious agricultural pest insects. It was first founded on maize in Haikou city in April, and poses a serious threat to the production of fresh eating maize. It is urgent to screen out high toxicity insecticides for controlling this pest. By leaf dipping method, the toxicities of 15 insecticides to larvae of S. frugiperda were tested under laboratory conditions. The results showed that at the relative lower concentration of emamectin benzoate (5 mg/L, 24 h) and spinosad (5 mg/L, 24 h), and relative higher concentration of chlorantraniliprole (50 mg/L, 72 h) and phoxim (100 mg/L, 72 h) have 100% contact toxicity to larvae of S. frugiperda. Their 50% lethal concentration (LC50) at 24 h is 0.28, 0.31, 9.77 and 11.7 mg/L, respectively. Other insecticides such as methomy, pyriproxyfen, fipronil, acetamiprid, abamectin, beta-cypermethrin and lufenuron, at concentration of 100 mg/L with 72 h, have 100%, 96.67%, 88.33%, 86.11%, 81.67%, 80.83%, and 80.09% contact toxicity to larvae of S. frugiperda. It recommended to use emamectin benzoate, spinosad, chlorantraniliprole, and phoxim as the main ingredients, as well as combined with other above mentioned insecticides, for controlling of larvae of S. frugiperda.

Keywords  Spodoptera frugiperda; insecticide; toxicity bioassay; leaf dipping method

DOI  10.3969/j.issn.1000-2561.2019.08.017

草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda,俗称秋黏虫(fall armyworm),属于鳞翅目夜蛾科灰翅夜蛾属,原产于美洲热带和亚热带地区,是一种严重威胁农业生产的重大危险性迁飞害虫。该虫按寄主偏好可分为“玉米型”和“水稻型”,“玉米型”偏好玉米、高粱和棉花等,“水稻型”偏好水稻等,目前入侵我国的主要为“玉米型”,其寄主广泛,包括玉米、甜玉米、甘蔗、高粱等将近200多种作物[1-2]。2016年1月,因商贸货运将在美洲大陆栖居的草地贪夜蛾带入了非洲西海岸的尼日利亚,随后仅用了2年时间就席卷了撒哈拉以南44个国家和地区,对非洲糧食安全造成了极大的影响[2-4]。2018年7月以来,草地贪夜蛾跨海迁入也门和印度[5],尔后一路东迁,2019年1月11日在我国云南省普洱市江城县,首次发现草地贪夜蛾为害玉米[6]。截至6月,已扩散到18个省、区、市,并呈继续北迁趋势,防控形势严峻。在海南地区,于2019年4月30日首次在海口市秀英区石山镇石岩村玉米田中首次发现草地贪夜蛾幼虫,至5月15日,海南省18个市、县,44个镇,108个村,2个社区和1个国营农场发现草地贪夜蛾为害,累计发生面积47.79 hm2(海南省植保总站统计数据),对当前的鲜玉米及粮食生产安全构成了严重威胁。

采用化学杀虫剂灭除农业害虫,具有高效、速效和使用方便的特点[7],是灭除暴发性尤其是突发性入侵害虫应急防控的重要手段[8-9]。草地贪夜蛾长期发生于美洲地区,其化学农药防治应用已有数十年的历史,加上2016年迁入非洲和亚洲以后,各国和各地区长期且不同类型的化学农药大量使用,必然使该虫产生不同程度的抗药性。这种使害虫产生的抗药性遗传特征,随着迁飞习性会将抗性基因在较大区域进行扩散,从而可能产生区域性对杀虫剂的抗性问题[10]。因此,尽早地了解该虫迁入海南的种群对杀虫剂敏感性水平,对指导迁入区应急防控工作有重要意义。鉴于此,本文选用了市面上15种杀虫剂原药,对该虫的毒杀水平进行了初步筛选,并对具有高毒力杀虫剂的毒力水平进行了测定。旨在了解草地贪夜蛾在初入侵海南时种群的杀虫剂敏感性水平,同时为合理地选择高效杀虫剂实施防治,以及制定科学有效地应急防控措施提供科学依据。

1  材料与方法

1.1  材料

于2019年5月5日至5月16日,采集海南省海口市美安镇玉米地的高龄幼虫,带回中国热带农业科学院环境与植物保护研究所的隔离检疫室内,使用玉米叶单个隔离饲养,羽化后转入到含玉米苗的饲养笼中,以其孵化后的子代使用玉米嫩叶饲养至2龄幼虫作为实验虫源。饲养和测试环境:温度为26~28 ℃,光照周期为16 h光照︰8 h黑暗,相对湿度为75%~85%。

共选用15种杀虫剂原药:97%多杀菌素、92%辛硫磷、90%敌百虫、95%高效氯氰菊酯、96.5%吡虫啉、97.4%灭多威和98.1%杀螟丹,由江苏南通江山农药化工股份有限公司提供;96.4%氯虫苯甲酰胺、98%阿维菌素、72%甲维盐、98%氟虫腈和96.9%功夫菊酯原粉由广东立威化工有限公司提供;97%吡丙醚由浙江禾本科技有限公司提供;97%虱螨脲由石家庄瑞凯化工有限公司提供;97.3%啶虫脒由海南正业中农高科股份有限公司提供。除氯虫苯甲酰胺使用二甲基甲酰胺和丙酮混合液配置母液,以及杀螟丹使用水和丙酮混合液配置母液外,其他原药均使用丙酮将药剂配制成母液,为防止丙酮挥发,在瓶口使用封口胶密封保存。

1.2  方法

1.2.1 杀虫剂预筛选和生物测定  采用浸叶法,将杀虫剂原药母液使用丙酮-双蒸水(9︰1)药液稀释为100、50、10、5 mg/L,将药液倒入玻璃管中。取幼嫩的玉米心叶,剪成6~8 cm叶段,浸渍药液中漂洗5 s后取出,室内环境晾干后置于直径9 cm培养皿中。挑选个体行为活泼、体表圆润的草地贪夜蛾2龄幼虫10~12头,投入到培养皿中。对照组使用丙酮-双蒸水(9︰1)的处理液浸渍。每组处理重复4次。在24、48、72 h时记录害虫的死亡率。判断死亡试虫的标准:剥离出叶片中试虫,使用毛笔尖轻触虫体,5 s内躯体和附足不动者视为死亡。对照组死亡率在10%以下为有效实验。

生物测定方法,选取初步筛选出的较强毒力的杀虫剂,同样使用丙酮-双蒸水(9︰1)药液稀释原药母液5~6个浓度,对照组使用丙酮-双蒸水(9︰1)处理液浸渍处理。每组处理重复3次。采用上述浸叶法,并在24 h时记录害虫的死亡率。判断死亡试虫的标准如上。

1.2.2  毒力计算方法  以试虫对低浓度杀虫剂在24 h时表现出的较高死亡率,作为优选的高效杀虫剂种类,并进行毒力测定。应用SPSS软件数据处理系统[11]和Excel表格分析软件[12],计算出的致死中浓度(lethal concentration 50,LC50)及其95%置信限,卡方值及相关系数(r)等相关参数,以LC50的95%置信限是否有重叠,作为判断不同药剂毒力水平差异是否显著的标准。相关计算公式如下:

2  结果与分析

2.1  不同浓度和作用时间下的杀虫剂初步筛选

15种杀虫剂对草地贪夜蛾的筛选结果如表1所示。不同种类的供试药剂对草地贪夜蛾幼虫的触杀活性有较大差异,且发现大多数杀虫剂原药对草地贪夜蛾具有明显的杀虫活性。接触药剂处理后,随着处理浓度增加或处理时间的延长,其幼虫校正死亡率总体上呈上升趋势。其中,5 mg/L甲维盐和多杀菌素可在24 h内对草地贪夜蛾幼虫的致死率达到100%;较高浓度的50 mg/L氯虫苯甲酰胺和100 mg/L辛硫磷也可在72 h内对草地贪夜蛾幼虫的致死率达到100%,表明了甲维盐、多杀菌素、氯虫苯甲酰胺和辛硫磷对草地贪夜蛾幼虫具有显著的致死作用。灭多威和吡丙醚的毒力水平次之,两者在100 mg/L浓度水平下,吡丙醚和灭多威在72 h的校正死亡率为100%和96.67%,表明了这2种杀虫剂具有潜在的杀虫效果。其他种类杀虫剂如氟虫腈、啶虫脒、阿维菌素、高效氯氰菊酯和虱螨脲,在100 mg/L浓度水平下,在72 h的校正死亡率均超过80%,分别为88.33%、86.11%、81.67%、80.83%和80.09%,表明了这些杀虫剂具有一定的杀虫效果。而其他种类杀虫剂如杀螟丹、敌百虫和功夫菊酯在以上浓度下,并无显著短时毒力作用,表明这些种类的杀虫剂并不适合用于防治草地贪夜蛾。因此,本实验毒力作用较强的甲维盐、多杀菌素、氯虫苯甲酰胺和辛硫磷,进一步明确这4种杀虫剂对草地贪夜蛾的毒力水平。

2.2  杀虫剂对草地贪夜蛾幼虫的毒力

草地贪夜蛾幼虫对甲维盐、多杀菌素、氯虫苯甲酰胺和辛硫磷4种不同類型杀虫剂的毒力水平如表2所示。抗生素类杀虫剂甲维盐与多杀菌素对草地贪夜蛾幼虫毒力水平不存在显著差异,其LC50和LC90相对较低,LC50分别为0.28、0.31 mg/L,LC90分别为3.32、3.12 mg/L,而氯虫苯甲酰胺和辛硫磷对草地贪夜蛾幼虫毒力水平也不存显著差异,LC50分别为9.77、11.7 mg/L,LC90分别为61.81、9.56 mg/L,但与抗生素类杀虫剂甲维盐和多杀菌素的毒力水平存在显著差异。这些结果表明了甲维盐和多杀菌素对草地贪夜蛾的毒力作用最高,且氯虫苯甲酰胺和辛硫磷也具有明显的毒力作用。

草地贪夜蛾作为新入侵我国并广泛大面积爆发成灾的危险性害虫,施用化学杀虫剂是当前压低虫口基数,减少迁出虫源的主要方法。美州地区从20世纪30年代开始,使用了多种类型如甲胺磷、敌敌畏等高毒类杀虫剂防治草地贪夜蛾幼虫。20世纪90年代以来,随着环保意识增强、害虫抗药性的产生和新型杀虫剂种类的推出,多种类型的杀虫剂如多杀菌素、溴虫腈、杀虫隆、灭多威、氟虫酰胺、乙基多杀菌素、氯虫苯甲酰胺、茚虫威、毒死蜱、氯氟氰菊酯、虱螨脲,被广泛地用于防治草地贪夜蛾[13-14]。2016年入侵非洲以后,非洲多数国家推行用药灭多威、氟氯氰菊酯、甲基对硫磷和硫丹等杀虫剂作为防治草地

贪夜蛾的主要防治品种,但仍有大多数市场上流行商品药剂用于防治该虫[3]。该虫入侵我国后,测试了21种商品制剂杀虫剂对草地贪夜蛾云南地区种群的防治效果显示,20%甲氰菊酯EC、15%唑虫酰胺SC、25 g/L溴氰菊酯EC、25 g/L高效氯氟氰菊酯EC和20%呋虫胺SC对草地贪夜蛾卵具有较高的毒杀活性,校正孵化抑制率可达80%以上。1%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐EC、5%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐ME、5%啶虫脒EC、75%乙酰甲胺磷SP、6%乙基多杀菌素SC和20%甲氰菊酯EC对草地贪夜蛾2龄幼虫具有较强的毒杀作用,校正死亡率超过90%[15]。本文以15种杀虫剂原药,比较不同杀虫剂对草地贪夜蛾2龄幼虫的杀虫活性,发现甲维盐、多杀菌素、氯虫苯甲

酰胺和辛硫磷在较低浓度下,具有明显的毒殺作用;吡丙醚、灭多威、氟虫腈、啶虫脒、阿维菌素、高效氯氰菊酯和虱螨脲等杀虫剂在72 h的校正死亡率均超过80%,也具有一定的杀虫效果,实验结果与当前文献记载的测定杀虫剂防治水平基本一致。

选用适当的虫龄作为试虫开展杀虫剂的毒力测定,是准确评价不同种类杀虫剂防治效果的关键。初孵的草地贪夜蛾幼虫主要在玉米叶片的背面取食叶面为害,进入3龄后,可以咬破叶面和茎秆,进入玉米心叶的喇叭口或茎秆,潜入内部组织为害。而田间采用常规喷雾的方式,药剂难以到达害虫位置,因此3龄前的低龄草地贪夜蛾幼虫是化学药剂防治的主要目标。本文选用2龄幼虫作为实验对象,具有较强的现实意义。同时,在施药时,要把握草地贪夜蛾1~3龄的最佳用药窗口期,选择在清晨或傍晚,对12叶期前的苗期玉米采用点喷心叶的方法施药,而对于结穗期的玉米主要在玉米棒穗头点喷,达到最佳的防治效果。

甲维盐和多杀菌素作为一类生物抗生素类型的杀虫剂,通过抑制害虫神经传导作用而导致害虫死亡,具有高效低毒等特点[16-17],本研究发现了这2种杀虫剂在较低浓度下,在短时间内对草地贪夜蛾具有较强的致死作用。氯虫苯甲酰胺作为一种新型二酰胺类杀虫剂,能高效激活昆虫鱼尼丁受体,对鳞翅目幼虫具有显著的防治效果[18-19],辛硫磷是一种广谱性高效、低毒、无残毒的有机磷杀虫剂,在我国具有较长时间的使用历史,曾被广泛应用于防治各类螟虫[20-21],但喷施辛硫磷过量可致玉米叶片局部或大部分变白,尤其是和除草剂混合使用时会产生一些药害现象[22],应当予以严格控制使用剂量和慎重施用方法使用。虽然灭多威也表现出一定的杀虫效果,但因为毒性较高等原因,在2011年6月15日农业部1586号公告上,撤销了灭多威在柑橘、苹果、茶树、十字花科蔬菜上的登记使用。因此,推荐甲维盐、多杀菌素、氯虫苯甲酰胺和辛硫磷等作为主要成分的杀虫剂,并组合其他种类药剂如吡丙醚、氟虫腈、啶虫脒、阿维菌素、高效氯氰菊酯和虱螨脲等组成的复配剂,作为当前应急防控草地贪夜蛾药剂。

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