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木醋液对桃蚜生长繁殖的急慢性效应

2021-07-11于慧龄叶乐夫冯新雨马田园

中国农学通报 2021年18期
关键词:木醋液桃蚜木醋

于慧龄,叶乐夫,王 雪,徐 臻,冯新雨,马田园,付 雪

(1黑龙江大学现代农业与生态环境学院,哈尔滨150080;2东北农业大学农学院,哈尔滨150030)

0 引言

桃蚜Myzuspersicae(Sulzer)属于昆虫纲半翅目Hemiptera蚜科Aphididae蚜属,寄主植物广泛,也是设施农业中较为重要的一类害虫[1-2]。以刺吸式口器吸食植物汁液[3],排泄蜜露引发“煤污病”,转移取食可能传播植物病毒导致更严重危害[4-5]。长期大量的化学药剂防治导致蚜虫产生抗性,逐年增加的用药量更严重的污染环境,新型绿色环境友好型农药亟待开发。木醋液是由木材或秸秆等农林剩余物通过干馏设备导出气体经冷凝分离后得到的黑褐色液体,其主要化学成分为酸、酚和醇等[6-7]。木醋液是一种传统的优质生物肥,对作物有一定的增产作用,同时对植物病原菌,害虫,杂草均有一定杀灭效果[8-9],具有开发为综合绿色环境友好型药剂的潜力。

木醋液对害虫防治的研究相对较少,木醋液单独应用时表现为对某些害虫具有较好的驱避和毒杀作用,木醋液对咀嚼式口器昆虫的杀伤活性比对刺吸式口器昆虫明显,如Rahmat等[10]发现木醋液对玉米象甲(Sitophiluszeamais)具有熏蒸活性。木醋液对豇豆象甲(CollosobruchusmaculatesFrabricius)的产卵行为具有驱避活性[11]。木醋液对咀嚼式口器昆虫,如草地贪叶蛾(Spodopterafrugiperda)幼虫[12]以及对桃蚜(Myzus persicae)、二斑叶螨(Tetranychusuriticae)、朱砂叶螨(Tetranychuscinnabarinus)、小绿叶蝉(Empoasca flavescens)等刺吸式口器害虫和害螨等也具有一定的效应[13-14]。木醋液与其他类型农药配合使用时,可以提高农药对害虫的防治效果[15]。木醋液与瑞香狼毒、洋金花等杀虫植物的提取物混合后作用于菜青虫(Pieris rapaeL.),木醋液与白屈菜提取物混合后作用于油松毛虫(Dendrolimustabulaesformis),杀虫率均有显著提高[16-17]。松木屑木醋液复配精油施用于黄粉虫(TenebriomolitorL.)幼虫,死亡率显著大于单独使用精油时的杀虫效果[18]。

木醋液的杀虫、抑虫活性成分含量高低与原材料类型关系密切,某些特殊生物质制作的木醋液杀伤活性尤其高,不同浓度的木醋液对有害生物的作用也不同。之前的研究中木醋液对蚜虫有杀灭作用时浓度较高,此时对植物是否产生不良作用尚不清楚。木醋液的主要成分中挥发性物质较多,在喷施后其残留物等可能对蚜虫的繁殖和生长产生一定作用。

本研究旨在明确以木醋液作为叶面肥的同时是否对蚜虫的繁殖和生长发育产生一定影响从而起到抑制蚜虫种群的作用,为木醋液作为绿色农药的开发提供理论和实践依据。

1 材料与方法

1.1 供试昆虫和植物

实验室内种植小白菜(BrassicachinensisL.),品种为‘上海鸡毛菜’,种子购于安徽合肥合丰公司。以小白菜室内饲养桃蚜敏感种群多代。饲养条件:人工气候箱温度28±1℃,23±1℃,RH:50±10%,光照周期L:D=14 h:10 h。

1.2 供试药剂和仪器

杏壳木醋液(pH 2.83),购于润农集团有限公司。智能人工气候箱RXZ-268,宁波东南仪器公司,体视显微镜等。

1.3 木醋液稀释倍数的确定

将木醋液用蒸馏水稀释到5个不同浓度梯度:5倍、10倍、50倍、100倍和500倍,在指型管中放入大小相近的小白菜叶片,叶片末端用蘸水的脱脂棉包裹保持湿度。每个指形管内用喷雾器喷入不同浓度的木醋液,每隔24 h观察一次叶片状态。每浓度处理小白菜叶片3片,进行3次重复,以清水作为对照。木醋液100倍液作用下叶片状态最好,后续试验选取木醋液100倍稀释液作为处理的浓度水平,确保木醋液不会对作物有直接的不良作用。

1.4 木醋液对蚜虫室内毒力测定

采用蚜虫喷雾法测定木醋液对桃蚜成虫的致死作用。按照配方配制培养基[19],将植物营养液烧沸,加入1%琼脂粉,充分搅拌使琼脂溶解,冷却至50℃后,倒入直径为9 cm的培养皿内,培养基凝固后用毛笔蘸营养液将培养基表面涂湿,将大小相似的小白菜叶片背面朝上贴于培养基备用。将30头无翅成蚜接种到培养皿内叶片上,待桃蚜在培养皿叶片稳定取食,把培养皿置于喷雾塔中,按照稀释浓度从高到低的顺序进行喷雾,完毕后将培养皿放置在阴暗处,24 h后观察成蚜死亡数。每个处理重复3次,以清水作为对照。计算毒力回归方程。

1.5 木醋液对桃蚜繁殖力及生长发育的影响

试验中对蚜虫的处理观察采用叶片培养基方法,叶片培养基制作方法同前。在小白菜植株上选取刚蜕皮的雌成蚜接种到培养基叶片上。每张叶片上一头。木醋液100倍稀释对培养基叶片及蚜虫进行喷雾处理,以清水喷雾作为对照,每组30个重复。每隔24 h观察雌蚜存活及产蚜情况并记录。

将上述试验中新产的若蚜转移到独立的培养皿中饲养,以和母代相同的处理方式进行处理,每个处理30个重复,每日观察若蚜的存活及蜕皮情况并记录。待F1代蚜虫成熟后每日观察产蚜情况并记录,将新产的若蚜F2代转移到独立的培养皿中饲养,以相同的方法处理,每个处理30个重复,每日观察若蚜的存活及蜕皮情况并记录。

选取30头新产的未经过处理的F1代和F2代若蚜单独继续观察记录寿命。

1.6 数据处理

用SAS9.4(SAS Institute Inc.USA,1996)统计分析软件分析处理间试验数据的显著性差异;处理间平均值之间的差异显著性采用LSD检验;毒力回归方程和卡方检验用spss(26.0.)进行分析。存活率的计算见公式(1)。

2 结果与分析

2.1 木醋液对桃蚜室内毒力测定

木醋液对桃蚜室内毒力测定结果表明(见图1)各浓度的木醋液对蚜虫毒杀作用不显著(R2=0.6551)。

图1 不同浓度的木醋液对桃蚜成蚜的毒杀作用

2.2 木醋液处理对桃蚜繁殖力的影响

不同处理桃蚜F0代和F1代繁殖历期的比较见图2。从图中可以看出,横向比较,木醋液的处理显著缩短了F0代和F1代蚜虫的繁殖历期(分别缩短了48.1%和36.0%)(P<0.0001);纵向比较,对照组,F1代的繁殖历期比F0代显著延长了11.1%(P=0.031),处理组,F1代的繁殖历期比F0代显著延长了37.1%(P=0.0006)。

图2 不同处理桃蚜F0和F1代繁殖期的比较(平均值±标准误)

不同处理桃蚜F0代和F1代逐日产蚜量的比较见图3。不同世代不同处理的蚜虫在繁殖期开始后的第3~5天达到产蚜高峰,后产蚜量逐渐减少。对照组的F0代和F1代产蚜量高于相应的处理组。

图3 不同处理桃蚜F0代(a)和F1代(b)产蚜量的比较(平均值±标准误)

不同处理桃蚜F0代和F1代产蚜总量如图4所示。与清水对照相比,木醋液的处理显著减少了F0代和F1代蚜虫的繁殖总量(分别减少了62.0%和65.6%)(P<0.0001);对照组F1代的繁殖总量比F0代显著增长了32.7%(P=0.001),处理组F1代的产蚜总量和F0代产蚜总量无显著差异(P=0.0929)。

图4 不同处理桃蚜F0和F1代繁殖总量(平均值±标准误)

2.3 木醋液处理对桃蚜发育的影响

不同处理桃蚜F1代和F2代若蚜发育历期见表1,木醋液处理的F1代和F2代的1龄到4龄蚜虫发育阶段的历期各自和对照相比差异未到达显著水平,而处理组的整个若蚜期显著长于对照组(P<0.01),这表明木醋液可以在一定程度上延长菜蚜的若蚜期。

表1 不同处理菜蚜F1代和F2代若蚜发育历期(平均值±标准误)

2.4 木醋液处理对桃蚜寿命的影响

不同处理桃蚜F1代和F2代若蚜期存活率如图5所示。从图中可以看出,木醋液处理的桃蚜F1代和F2代蚜虫的存活率显著低于对照组(分别减少了23.0%和24.2%)(P<0.0001);但是,无论是对照组还是处理组的F1代和F2代存活率均无显著差异。

图5 不同处理菜蚜F1代和F2代存活率比较(平均值±标准误)

不同处理桃蚜F1代寿命如图6所示,从图中可以看出,经过木醋液处理的蚜虫的F1代用木醋液处理后,其寿命显著短于未经过木醋液处理的子代寿命(P<0.0001),缩短了25.3%。经过木醋液处理的蚜虫的F2代的寿命和对照组并无显著差异(P=0.1894),可见木醋液对蚜虫的抑制作用可能随着代数增多而减弱。

图6 不同处理桃蚜F1和F2代寿命(平均值±标准误)

3 讨论

本研究除了测度特定稀释倍数木醋液对蚜虫的直接杀伤作用,还观察了连续多代的作用下发育繁殖方面的变化,借以发掘木醋液作为低毒生物杀虫剂的潜能。蚜虫的防治以化学防治为主,大量化学药剂的使用导致耐药性及环境污染问题[20-21]。木醋液在医药、食品、农业、畜牧业等方面都有应用[22-24],在农业上主要作为叶面肥和杀菌剂使用[25-26]。近年来,研究发现木醋液的活性物质对害虫具有一定的毒杀和驱避作用,其对松毛虫、舞毒蛾、小菜蛾、玉米螟和菜青虫都具有一定防效[27-28]。本研究中木醋液对蚜虫的室内毒力测定结果发现,不同浓度的木醋液对蚜虫均无明显的杀伤作用,但高浓度的木醋液对蚜虫的趋避作用非常明显。廖承菌用不同稀释浓度的油桃木木醋液防治大白菜蚜虫,发现对蚜虫有一定的驱除作用[29],Mmojieje等[12]发现木醋液对桃蚜的48 h致死率达到20%~30%。可能由于不同来源的木醋液中活性物质含量不同,其作用也存在一定差异。还有一些研究把木醋液与其他具有杀虫活性物质联合使用,比单独使用这种活性物质对蚜虫的防效增高[30-32]。木醋液用于害虫的研究多集中在其对害虫的毒杀效应,对害虫的生长发育及繁殖影响的研究较少。本研究发现稀释100倍的木醋液显著缩短了母代桃蚜的繁殖期,当子代被木醋液连续作用后这种抑制作用相对减弱了,而子代被木醋液连续作用后繁殖总量较木醋液作用的母代并无显著变化,这可能意味着木醋液对昆虫的急性效应和慢性效应存在差异,桃蚜等小型昆虫,繁殖力高,对木醋液的适应较快,抗性的发展类似于面对化学杀虫剂,抗性发展的速度有待于开展系统的室内试验。尽管连续被木醋液处理的子代的发育历期相对于对照显著延长,处理一代和两代的子代寿命无显著差异。

在本研究中,桃蚜对木醋液的作用的反应机制可能与其体内的抗逆酶活性变化有关,在后续研究中将开展有关实验。另外,该研究属于室内试验,具有一定局限性。在室内毒力测定时发现,各浓度的木醋液处理均对蚜虫有一定的驱避作用,在木醋液100倍稀释用于叶面肥喷施时,对蚜虫的驱避作用也可以作为防治虫害的有效途径,但需要未来在大田中进一步验证。

4 结论

不同浓度的木醋液对桃蚜无明显毒杀效应,却有一定的驱避作用;而作为叶面肥的常用100倍稀释木醋液对桃蚜的繁殖发育有明显抑制作用,但是这种不利影响随着蚜虫代数的增多有减小趋势。综合而言,木醋液作为一种天然的生物质,无毒无害,对桃蚜却具有一定的防效,是替代化学农药的理想选择,具有良好的利用价值。

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