APP下载

稻田二化螟综合防治研究进展

2022-03-19张凯曹凯歌周长勇陈澄宇赵云霞唐艺婷张学峰付佑胜

浙江农业科学 2022年3期
关键词:甲酰胺二化螟阿维菌素

张凯, 曹凯歌, 周长勇, 陈澄宇, 赵云霞, 唐艺婷, 张学峰, 付佑胜

(江苏徐淮地区淮阴农业科学研究所, 江苏 淮安 223001)

二化螟属鳞翅目螟蛾科昆虫,是我国水稻常发性害虫,寄主除水稻外,还有茭白、玉米、甘蔗、稗草等作物,早春越冬虫还能为害麦苗、蚕豆、油菜等[1]。二化螟在我国分布比较广泛,北起黑龙江,南抵海南省,东自台湾,西至新疆。自20世纪70年代中后期,全国大面积推广杂交水稻。在江淮稻麦两熟区,二化螟一直是稻螟中的优势种群,为害水稻,形成枯鞘、枯心、白穗、枯孕穗和虫伤株等症状[2-4]。目前生产上以化学防治为主。本文结合田间实际情况,对当前稻田二化螟化学药剂选择及防治方法作综述,为田间科学防控二化螟提供参考。

1 抗药性研究进展

目前生产上用于防治二化螟的主要药剂包括大环内酯抗生素类杀虫剂阿维菌素和甲氨基阿维菌素苯甲酸盐,沙蚕毒素类杀虫剂杀虫单,双酰胺类杀虫剂氯虫苯甲酰胺、氟苯虫酰胺和四氯虫酰胺[5],微生物源类杀虫剂乙基多杀菌素,双酰肼类杀虫剂甲氧虫酰肼。下面就这几类杀虫剂的特点、抗药性现状及田间应用情况作分析。

1.1 阿维菌素和甲氨基阿维菌素苯甲酸盐

1975年日本科学家在土壤里分离到一种链霉菌,后经美国科学家从该发酵菌丝中提取1组由8个结构相近的同系物组成的混合天然物,并命名阿维菌素[6-7]。我国自20世纪80年代末引进并分离阿维菌素产素菌种,经由多家单位进行诱变育种、发酵工艺、精制提取等研究[8],后广泛应用于生产。阿维菌素杀虫谱较广,包括节肢动物中的蜱螨目、鞘翅目、同翅目、鳞翅目等害虫害螨80余种[9]。阿维菌素主要通过胃毒和触杀起作用,通过谷氨酸门控Cl-通道加强氯离子的传导性,从而刺激大量释放γ-氨基丁酸(GABA),使中毒昆虫麻痹、瘫痪而死亡[10]。阿维菌素单剂或复配剂被广泛用于防治稻田二化螟[11-12],由于种植结构的调整[13-14]、抗药性变化[15]、新农药的开发与应用[16]等因素,全国各地区的防治效果也存在差异。

图1为2009—2018年二化螟对阿维菌素的抗性发展动态。2009—2011年所监测二化螟种群对阿维菌素处于敏感至低水平抗性。至2018年,73.3%二化螟种群对阿维菌素产生中等水平抗性至极高水平抗性,抗药性水平显著提升[17-21]。针对二化螟对阿维菌素抗药性问题,2019年全国农业推广中心建议在中等水平抗性和高水平抗性地区分别限制和停止使用阿维菌素防治二化螟[22]。2020年监测结果显示,相比于2019年,江西、湖南二化螟种群对阿维菌素抗性倍数增加3~10倍,其余二化螟种群对阿维菌素抗性水平变化不大。

甲氨基阿维菌素苯甲酸盐(下称甲维盐)是由南开大学元素有机化学研究所和山东京博农化有限公司通过对阿维菌素母体结构优化的基础上研制的一种高效、广谱、无公害生物源杀虫剂[23-24],其作用机制与阿维菌素相同,但防效优于阿维菌素,毒性低于阿维菌素,被广泛应用于防治稻田二化螟和稻纵卷叶螟[25-26]。高鹏[27]于2008—2009年监测了四川省6个二化螟种群对甲维盐的抗性,结果显示,所有二化螟种群对甲维盐处于敏感至敏感性下降阶段(抗性倍数≤5),2009年抗性倍数略高于2008年。

图1 2009—2018年二化螟对阿维菌素抗性情况

南京农业大学杀虫剂毒理与抗性实验室于2012—2018年在全国范围内调查二化螟对甲维盐的抗性情况,结果显示(图2),二化螟对甲维盐的抗性水平不断上升,低水平抗性至中等水平抗性二化螟种群比例不断增大[5,18-20,28],抗性发展动态与阿维菌素较类似,这可能与二者存在交互抗性具有一点关联,因此,建议谨慎使用甲维盐防治二化螟,尤其在二化螟种群对阿维菌素抗性较高的地区,做到合理轮换用药。

图2 2012—2018年二化螟对甲氨基阿维菌素苯甲酸盐抗性情况

1.2 杀虫单

杀虫单属沙蚕毒素类杀虫剂,此类杀虫剂作用机制多样,如在昆虫体内转化成沙蚕毒素后作用于神经系统的突触体,使得神经冲动受阻于突触部位[29];通过竞争性占据烟碱型乙酰胆碱受体(nACHR)抑制神经兴奋的传递[30],影响受体通道电流[31],破坏神经兴奋的传导等[32]。

20世纪80年代至21世纪初,杀虫单成为我国防治稻田二化螟首选药剂,这也导致了二化螟对杀虫单的抗性水平逐渐上升,于2006—2007年达到最高,部分地区如江苏、安徽、四川、湖南、湖北、江西等地已达极高水平抗性[33-42]。由于抗药性问题导致防效逐渐下降甚至丧失,2001—2003年邗江地区二化螟一、二代为害增幅分别为1 051.16%和1 766.67%[43],这与二化螟对杀蚕毒素类杀虫剂抗性水平增加有很大关联。随后,杀虫单逐渐被暂停使用,二化螟对杀虫单逐渐恢复至敏感至中等水平抗性[5,18-20,28],其中敏感至低水平抗性种群比例逐渐增加(图3),2018年所监测的8个种群二化螟均处于敏感至低水平抗性。因此,在抗性水平较低的地区可以将杀虫单作为防治水稻二化螟的主要轮换药剂。

图3 2010—2018年二化螟对杀虫单抗性情况

1.3 双酰胺类杀虫剂

双酰胺类杀虫剂是一类以鱼尼丁受体为靶标的新型杀虫剂,该药剂通过激活昆虫肌肉细胞中鱼尼丁受体,导致细胞内钙库中钙离子无限制释放,使昆虫肌肉松弛性麻痹、瘫痪、停止取食,最终导致死亡[44-45]。自2008年起,双酰胺类杀虫剂氯虫苯甲酰胺和氟虫双酰胺进入中国市场,由于其独特的作用机理,成为防治小菜蛾、稻纵卷叶螟、甜菜夜蛾、水稻螟虫首选[46-48]。氯虫苯甲酰胺作为双酰胺类杀虫剂中应用最广泛的药剂,自进入中国就存在抗药性问题,且抗性发展较为迅速。

吴敏等[18-19]研究显示,2012年,江苏、浙江等部分地区二化螟种群对氯虫苯甲酰胺和氟苯虫酰胺均产生低水平抗性,浙江金华二化螟种群对氟苯虫酰胺已升至中等水平抗性(11.8倍)。2013—2016年,二化螟种群对双酰胺类药剂抗性水平不断上升,同一种群二化螟抗性倍数不断增加,抗性种群所占比例也越来越大。2014年浙江余姚的二化螟种群已对氯虫苯甲酰胺产生高水平抗性(77.6倍),2015年超过一半的二化螟种群对氯虫苯甲酰胺产生高水平抗性;2020年,杨进等[49]使用超过氯虫苯甲酰胺推荐浓度的200倍防治二化螟,死亡率仅有7%,防效严重下降。交互抗性结果显示,对氟苯虫酰胺和氯虫苯甲酰胺均产生中到高水平抗性(27.6~133.6倍)的象山、余姚的二化螟种群,对溴氰虫酰胺、四氯虫酰胺和氯氟氰虫酰胺同样也产生了中到高水平抗性(30.3~127.0倍),存在交互抗性[50]。针对二化螟对双酰胺类药剂抗性增加情况,全国农技推广中心于2012年建议减少双酰胺类药剂使用;2015年限制使用双酰胺类药剂[51];2018年在高水平抗性地区停止使用氯虫苯甲酰胺防治二化螟,中等抗性水平地区限制使用氯虫苯甲酰胺[52]。此外,谭晓伟等[53]研究表明,抗氯虫苯甲酰胺小菜蛾种群对溴氰虫酰胺(12.0倍)具有中等水平交互抗性,赖添财[54]研究表明,甜菜夜蛾对氯虫苯甲酰胺具有一定的抗性风险。由此可见,二化螟对双酰胺类药剂的抗性已相当严峻,需采取相关措施保护此类药剂。

1.4 乙基多杀菌素和甲氧虫酰肼

乙基多杀菌素是一个新型高效的广谱性农用抗生素类杀虫剂,作用于昆虫的乙酰胆碱受体和γ-氨基丁酸(GABA),该化合物对于小菜蛾[55]、稻纵卷叶螟[56]、二化螟[57]、蓟马[58]等害虫均有较高活性[59],当前仅柯迪华农业科技有限公司的25%水分散粒剂登记水稻防治二化螟。近两年抗药性监测结果显示,全国范围内二化螟种群对乙基多杀菌素基本处于敏感至低水平抗性之间,田间表现较好,可作为田间防治二化螟的主要轮换药剂。甲氧虫酰肼是非甾醇类蜕皮激素竞争物中的新型化合物,该化合物能够模拟鳞翅目幼虫蜕皮激素功能,促进其提前蜕皮,成熟,发育不完全,对鳞翅目害虫有很强的毒杀作用,且对非靶标生物安全性较高[60],目前被广泛用来防治水稻二化螟。近几年的抗药性监测结果显示,各地区二化螟种群对甲氧虫酰肼抗性水平存在差异,中等至高水平抗性种群所占比例不断上升,虽然目前尚无针对二化螟对甲氧虫酰肼的抗性风险评估报道,但已有相关研究表明,甲氧虫酰肼存在一定的抗性风险[61]。因此,生产上应谨慎使用该药剂单剂防治二化螟,尽量采用含甲氧虫酰肼的复配剂,从而延缓抗性上升。

2 防治方法

目前二化螟的综合防治多包括冬季翻耕、春季灌溉及苗期化防[62],而苗后化学防治多采用对稻苗整株喷雾的方式。二化螟为害包含两方面。首先,成虫于叶片上产卵,蚁螟孵化后为害水稻叶片;其次,蚁螟钻蛀水稻茎秆进行为害。由于我国土地扭转面积不断扩大,以及劳动力短缺,使用植保无人机施药已经越来越广泛,但植保无人机存在用水量小、药剂漂移等问题,且二化螟后期钻蛀水稻茎秆为害,加上水稻叶片间的相互遮蔽,使得药剂进入水稻茎秆更加困难,盲目施药对防治效果及生态安全均存在一定的影响。结合江苏省“狠治1代,决战2代”的二化螟防治策略,1代二化螟的防治显的尤为关键,确定防治适期及选择对路药剂是重点。表1整理了当前常用药剂的特性,包括抗药性、药剂特点、作用方式等,在防治时,应根据当地生产实际情况选择合适药剂进行防治。

表1 常规防治二化螟药剂的特点

3 问题及展望

化学防控依然是生产上防治二化螟的主要手段,但江苏地区二化螟种群抗药性水平仍需进一步研究。提升化学防控效果主要包括选择合理药剂以及改进施药方法,而抗性发展动态是药剂选择的基础,目前二化螟对各类药剂如双酰胺类、沙蚕毒素类、大环内酯抗生素类、微生物源类等均产生不同程度抗性且抗性发展快,中至高抗种群所占比例逐渐增加,部分地区二化螟种群甚至出现高至极高水平抗性,如杀虫单,安徽望江463.8倍[63],三唑磷,浙江金华350.5倍,氯虫苯甲酰胺,浙江苍南138.4倍,甲氧虫酰肼,浙江瑞安188.2倍[5,18]。近年来,全国农技推广中心不断调整用药思路以延缓二化螟抗性。江苏是全国稻麦主产区,随着种植结构的调整、耕作制度的改革、秸秆禁烧及免耕栽培的推广,二化螟的发生为害不断呈现加重趋势,目前对于江苏稻区二化螟的抗药性监测报道较少,因此,亟须全面掌握江苏地区稻田二化螟对常规药剂的抗性水平,为药剂选择提供依据。

植保无人机施药模式下水稻冠层药剂分布动态研究较多,而雾滴在水稻茎秆沉积分布研究则相对缺乏。近年来,随着土地扭转面积不断扩大,植保无人机的应用越来越广泛,促进了航空植保领域技术的发展。目前国内外学者多集中在通过改变无人机飞行参数来考察雾滴在作物冠层的沉积规律,同时采取添加助剂、增加用水量等方式增加叶片药液沉积量或沉积率[64-69],但该研究仅适用于为害叶片的病虫害如蚁螟、白粉病、赤霉病、稻飞虱、稻纵卷叶螟、蚜虫等,并不适用于钻蛀为害的二化螟,二化螟孵化后钻蛀至水稻茎秆,加上水稻冠层遮蔽以及植保无人机用水量少等因素的影响,使得二化螟接触药液更加困难,盲目施药不仅不能有效防控病虫害,甚至对环境都会造成一定的污染。此外,二化螟在江苏地区一年发生2~3代,发生时期从5月上旬至8月下旬,水稻苗期至穗期均有为害,水稻的不同生育期决定了不同的田间密度,密度的差异势必对药剂雾滴的穿透有一定的影响。研究植保无人机施药模式下雾滴在靶标上的沉积动态是飞防的基础,如何在不同田间密度下将药剂有效、精准运输至水稻茎秆位置,对不同为害时期二化螟的防控具有一定的指导,该研究对于农药减量控害、二化螟绿色精准防控具有现实意义。

猜你喜欢

甲酰胺二化螟阿维菌素
永兴县水稻二化螟发生原因分析及其防控措施
“美人计”诱芯绿色防控水稻二化螟效果初报
3%甲氨基阿维菌素微乳剂注干剂配方研究
助剂“犇牛金刚钻”+5%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐防治草地贪夜蛾药效试验
二化螟性诱剂测报与防治水稻二化螟的效果初探
去离子甲酰胺在脑腱黄瘤病基因诊断中的应用
30%甲酰胺基嘧磺隆水分散粒剂高效液相色谱分析方法
婺城区早稻二化螟的发生及防治对策
1.8%阿维菌素微乳剂对菜青虫的田间防效研究
面粉增进剂对健康有影响吗