陳吉祥,任相亮,姜偉麗,馬亞杰,王丹,宋賢鵬,馬艷
(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所/棉花生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,河南安陽(yáng)455000)
甜菜夜蛾(Spodoptera exiguaHübner)屬于鱗翅目(Lepidoptera)夜蛾科(Noctuidae),具有分布范圍廣、寄主多、抗逆能力強(qiáng)、遷飛擴(kuò)散能力強(qiáng)、喜溫且耐高溫等特性[1-2]。目前商業(yè)化種植的Bt棉可自主產(chǎn)生Cry1A蛋白,但甜菜夜蛾對(duì)其不敏感,致使甜菜夜蛾在轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉田的發(fā)生危害日益嚴(yán)重[3-4],如何減輕棉田甜菜夜蛾危害成為科研工作者研究的重要課題。由于長(zhǎng)期、大量、單一使用化學(xué)殺蟲(chóng)劑,甜菜夜蛾已經(jīng)對(duì)有機(jī)磷、氨基甲酸酯、擬除蟲(chóng)菊酯等傳統(tǒng)藥劑產(chǎn)生了較高水平的抗性[5-8]。
甲氧蟲(chóng)酰肼(Methoxyfenozide)是由美國(guó)羅姆哈斯公司研究開(kāi)發(fā)的雙酰肼類(lèi)昆蟲(chóng)生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑,通過(guò)模擬昆蟲(chóng)天然蛻皮激素的功能,與蛻皮激素受體蛋白相互作用,誘導(dǎo)昆蟲(chóng)早熟蛻皮而致死。甲氧蟲(chóng)酰肼具有選擇性強(qiáng)、毒性低、污染小、對(duì)天敵和有益生物影響小等特點(diǎn),因此被廣泛應(yīng)用到鱗翅目害蟲(chóng)防治工作中[9]。為延長(zhǎng)甲氧蟲(chóng)酰肼的使用壽命,將其與其他化學(xué)殺蟲(chóng)劑復(fù)配是緩解抗性的重要途徑。
殺蟲(chóng)劑施于田間除了直接殺死靶標(biāo)害蟲(chóng)外,其在環(huán)境中的毒力隨著時(shí)間延續(xù)會(huì)逐漸遞減到亞致死劑量[10]。亞致死效應(yīng)能夠?qū)ハx(chóng)的生長(zhǎng)發(fā)育、繁殖、生態(tài)行為和抗藥性等產(chǎn)生不同程度的影響,例如亞致死濃度的蛻皮激素類(lèi)似物導(dǎo)致昆蟲(chóng)發(fā)育歷期延長(zhǎng),幼蟲(chóng)體質(zhì)量和蛹質(zhì)量降低,成蟲(chóng)畸形,繁殖力降低等[11-14]。亞致死劑量昆蟲(chóng)生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑導(dǎo)致昆蟲(chóng)不育或造成害蟲(chóng)種群與宿主植物不同步發(fā)育[12],對(duì)害蟲(chóng)種群動(dòng)態(tài)產(chǎn)生負(fù)面影響[14]。本研究采用表面涂抹法測(cè)定甲氧蟲(chóng)酰肼與其他3種藥劑對(duì)甜菜夜蛾的聯(lián)合毒力,研究了甲氧蟲(chóng)酰肼與虱螨脲(Lufenuron)單劑及混劑對(duì)甜菜夜蛾殺卵活性及亞致死效應(yīng)的影響,為甲氧蟲(chóng)酰肼和虱螨脲的合理應(yīng)用及甜菜夜蛾的綜合防治提供依據(jù)。
1.1.1供試藥劑。97%(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)甲氧蟲(chóng)酰肼原藥、97%虱螨脲原藥、95%氯蟲(chóng)苯甲酰胺(Chlorantraniliprole)原藥、97%氯氟氰菊酯(Cyhalothrin)原藥,均由安陽(yáng)全豐生物科技有限公司提供。
1.1.2供試?yán)ハx(chóng)。甜菜夜蛾于2016年采集自中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所實(shí)驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)(河南省安陽(yáng)縣),進(jìn)行生物測(cè)定之前在人工氣候箱用人工飼料飼養(yǎng)30代以上。飼養(yǎng)條件:溫度(26±1)℃,相對(duì)濕度70%~80%,光周期為光照14 h、黑暗10 h,成蟲(chóng)喂食10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)蜂蜜水。
1.2.1單劑毒力測(cè)定。采用表面涂抹法[15]測(cè)定單劑毒力。首先將人工飼料在未凝固前用20 mL注射器注入24孔板中(單孔面積2.0 cm2),凝固后備用;將甲氧蟲(chóng)酰肼、虱螨脲和氯氟氰菊酯原藥用丙酮稀釋為10 g·L-1的儲(chǔ)存液,氯蟲(chóng)苯甲酰胺用二甲基亞砜稀釋為10 g·L-1的儲(chǔ)存液;分別用純水將儲(chǔ)存液梯度稀釋成相對(duì)應(yīng)的6個(gè)質(zhì)量濃度(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“濃度”),按每孔100μL加到24孔板中,室溫下自然晾干,選取新蛻皮3 h內(nèi)健康活潑的3齡甜菜夜蛾幼蟲(chóng),饑餓處理4 h后放入表面涂抹藥液的24孔飼料板中,每個(gè)處理重復(fù)3次,每個(gè)重復(fù)24頭幼蟲(chóng),以純水處理作為對(duì)照。72 h后記錄幼蟲(chóng)死亡數(shù),以蟲(chóng)體縮短、發(fā)黑、毛筆觸動(dòng)沒(méi)反應(yīng)或不能正常協(xié)調(diào)爬行視為死亡。根據(jù)校正死亡率計(jì)算毒力回歸方程和LD50。r=ND/N×100%.式中r為死亡率,ND為死亡蟲(chóng)數(shù),N為接蟲(chóng)總數(shù)。rA=(rT-rCK)/(1-rCK)×100%.式中rA為校正死亡率,rT為處理組死亡率,rCK為對(duì)照組死亡率。
1.2.2聯(lián)合毒力測(cè)定。采用共毒因子法[16]確定最佳增效配比(質(zhì)量濃度比)。假設(shè)經(jīng)毒力測(cè)定A、B兩單劑的致死中劑量分別為a和b,用共毒因子法評(píng)價(jià)A+B混劑的增效作用時(shí)選擇5個(gè)配比,這5個(gè)配比為等效線(xiàn)法中相加作用線(xiàn)的六等分點(diǎn),表示為a/5b、a/2b、a/b、2a/b、5a/b。這5個(gè)配比混劑的質(zhì)量濃度分別為 (a+5b)/6、(a+2b)/3、(a+b)/2、(2a+b)/3、(5a+b)/6。具體配制方法為將供試單劑儲(chǔ)存液分別用純水稀釋成致死中濃度藥液,再按體積比1∶5、1∶2、1∶1、2∶1、5∶1混合即得不同配比混劑藥液。根據(jù)實(shí)測(cè)死亡率和預(yù)期死亡率計(jì)算共毒因子,計(jì)算公式如下:TEF=(rA-rE)/rE×100.式中TEF為共毒因子,rA為實(shí)測(cè)死亡率,rE為預(yù)期死亡率。當(dāng)TEF≥20表示有增效作用,TEF≤-20表示有拮抗作用,-20<TEF<20表示為相加作用。
1.2.3殺卵毒力測(cè)定。將甲氧蟲(chóng)酰肼和虱螨脲原藥用丙酮稀釋為10 g·L-1的儲(chǔ)存液,按甲氧蟲(chóng)酰肼和虱螨脲儲(chǔ)存液體積比6∶7混合即得質(zhì)量濃度比6∶7的混劑,用0.1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)的吐溫-80水溶液分別將甲氧蟲(chóng)酰肼和虱螨脲單劑和混劑儲(chǔ)存液稀釋為10和100 mg·L-1的藥液。將同一天產(chǎn)于蠟紙上、飽滿(mǎn)有光澤的甜菜夜蛾卵置于上述藥液中浸漬10 s,以0.1%的吐溫-80水溶液為對(duì)照,處理后的卵晾干轉(zhuǎn)移至人工氣候箱孵化,每個(gè)處理100粒卵,每處理重復(fù)3次。待卵孵化后,轉(zhuǎn)接至人工飼料上飼養(yǎng),直至幼蟲(chóng)生長(zhǎng)至2齡,記錄孵化率和成活率[17]。
1.2.4亞致死效應(yīng)。根據(jù)聯(lián)合毒力測(cè)定結(jié)果(增效配比為甲氧蟲(chóng)酰肼∶虱螨脲=6∶7),試驗(yàn)設(shè)置甲氧蟲(chóng)酰肼(LD30=30.00 ng·cm-2)、虱螨脲(LD30=35.00 ng·cm-2)、甲氧蟲(chóng)酰肼與虱螨脲混劑(15.00 ng·cm-2+17.50 ng·cm-2)和純水4個(gè)處理組,分別記 作Met、Luf、MML和CK,具體操作方法同1.2.1,每個(gè)處理重復(fù)9次,共216頭。藥后72 h將各處理中存活幼蟲(chóng)轉(zhuǎn)入正常的人工飼料上飼養(yǎng)至化蛹。每隔24 h觀(guān)察并記錄存活個(gè)體各蟲(chóng)態(tài)的存活數(shù)目,并于3齡幼蟲(chóng)蛻皮1 d后稱(chēng)量4齡幼蟲(chóng)體質(zhì)量,化蛹1 d后稱(chēng)蛹的質(zhì)量,然后按每管1頭蛹轉(zhuǎn)移到指形管(直徑2.5 cm,長(zhǎng)8.0 cm)中,記錄化蛹數(shù)、蛹期和羽化數(shù)。
將同一天羽化的雌雄成蟲(chóng)放在圓柱塑料杯中(直徑20 cm,高15 cm),內(nèi)壁附1層折疊的蠟紙作為產(chǎn)卵基質(zhì),杯底部放置1個(gè)盛有10%蜂蜜水的玻璃瓶,瓶口塞1團(tuán)棉絮供成蟲(chóng)取食。每個(gè)處理10對(duì),每天收集并記錄產(chǎn)卵數(shù)量,直至成蟲(chóng)死亡。每天分別從每個(gè)處理收集的卵中隨機(jī)挑選100粒,觀(guān)察統(tǒng)計(jì)卵孵化情況。
采用用DPS對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,計(jì)算各試驗(yàn)藥劑對(duì)甜菜夜蛾3齡幼蟲(chóng)的毒力回歸曲線(xiàn)和LD50。用SPSS 20.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行Tukey’s HSD檢驗(yàn)和單因素方差分析。
甲氧蟲(chóng)酰肼、虱螨脲、氯蟲(chóng)苯甲酰胺和氯氟氰菊酯對(duì)甜菜夜蛾3齡幼蟲(chóng)的毒力結(jié)果(表1)表明,各單劑對(duì)甜菜夜蛾毒力存在顯著差異。其中:氯氟氰菊酯對(duì)甜菜夜蛾3齡幼蟲(chóng)的毒力最高,LD50為4.13 ng·cm-2;虱螨脲的毒力最低,LD50為44.66 ng·cm-2。
表1 甲氧蟲(chóng)酰肼、虱螨脲、氯蟲(chóng)苯甲酰胺和功夫菊酯對(duì)甜菜夜蛾3齡幼蟲(chóng)的毒力
在3個(gè)組合中,甲氧蟲(chóng)酰肼與虱螨脲的所有5個(gè)配比組合共毒因子均大于20(表2),說(shuō)明甲氧蟲(chóng)酰肼和虱螨脲混配對(duì)甜菜夜蛾具有增效作用,配比為6∶7時(shí)增效作用最大,共毒因子高達(dá)135.4。而甲氧蟲(chóng)酰肼與氯蟲(chóng)苯甲酰胺和氯氟氰菊酯復(fù)配的組合共毒因子均小于-20,說(shuō)明甲氧蟲(chóng)酰肼與氯蟲(chóng)苯甲酰胺和氯氟氰菊酯復(fù)配均有拮抗作用。
表2 各復(fù)配組合對(duì)甜菜夜蛾的共毒因子測(cè)定
甲氧蟲(chóng)酰肼與虱螨脲單用及其混用2個(gè)濃度處理甜菜夜蛾卵,孵化率和幼蟲(chóng)存活率與對(duì)照相比均不同程度下降,差異顯著,且都表現(xiàn)為高濃度處理低于低濃度處理(表3)。虱螨脲在高濃度下具有較強(qiáng)的殺卵活性,而甲氧蟲(chóng)酰肼對(duì)初孵幼蟲(chóng)具有較強(qiáng)的殺蟲(chóng)活性,不同濃度處理下幼蟲(chóng)存活率均低于10%;混劑處理下孵化率和幼蟲(chóng)存活率均較對(duì)照明顯降低,表現(xiàn)出較強(qiáng)的殺卵活性。
2.4.1對(duì)甜菜夜蛾壽命的影響。亞致死濃度甲氧蟲(chóng)酰肼、虱螨脲單用和混用的藥劑處理組甜菜夜蛾壽命顯著低于對(duì)照組(F=114.13,df=3,P<0.000 1),48 h和72 h的死亡率分別為12.50%、0.00%、23.74%和29.20%、27.78%、56.20%,混劑處理組甜菜夜蛾的存活率下降明顯高于單劑處理。3種藥劑處理下甜菜夜蛾存活率下降趨勢(shì)由快到慢依次為MML、Luf、Met處理組(圖1)。以上結(jié)果表明,甲氧蟲(chóng)酰肼與虱螨脲混劑不僅提高了殺蟲(chóng)活性,而且速效性明顯優(yōu)于單劑。
表3 不同濃度藥劑對(duì)甜菜夜蛾的殺卵活性比較
圖1 亞致死濃度藥劑處理的甜菜夜蛾逐日存活率變化
2.4.2對(duì)甜菜夜蛾幼蟲(chóng)和蛹的生長(zhǎng)發(fā)育的影響。不同藥劑處理下幼蟲(chóng)發(fā)育歷期和與CK相比均延長(zhǎng)(F=24.77,df=4,P<0.000 1),且MML處理組幼蟲(chóng)發(fā)育歷期明顯長(zhǎng)于Met和Luf處理組。3種藥劑處理下4齡幼蟲(chóng)的體質(zhì)量(F=25.26,df=3,P<0.000 1)和蛹質(zhì)量(F=44.33,df=3,P<0.000 1)均顯著低于CK;MML處理組4齡幼蟲(chóng)體質(zhì)量(24.38 mg)低于Met處理組(35.01 mg)和Luf處理組(41.06 mg);同樣,MML處理組(124.53 mg)蛹質(zhì)量顯著低于Met處理組(144.07 mg)和Luf處理組(137.47 mg)(表4)。
表4 不同處理下甜菜夜蛾發(fā)育繁殖指標(biāo)對(duì)比
2.4.3對(duì)甜菜夜蛾成蟲(chóng)的影響。不同藥劑處理后,亞致死劑量的3種藥劑處理下甜菜夜蛾化蛹率與CK相比均顯著降低(F=92.16,df=3,P<0.000 1),且MML處理組甜菜夜蛾化蛹率顯著低于Met和Luf處理組。Met和MML處理組的單雌產(chǎn)卵量相比CK組和Luf處理組顯著降低,而各處理組之間羽化率(F=1.00,df=3,P=0.44)和卵的孵化率(F=0.30,df=3,P=0.83)無(wú)顯著性差異(表4)。
甲氧蟲(chóng)酰肼與虱螨脲對(duì)甜菜夜蛾幼蟲(chóng)的毒力均較高,混劑在質(zhì)量濃度比為6∶7時(shí)有較強(qiáng)的增效作用,共毒因子高達(dá)135.4。本研究結(jié)果與朱衛(wèi)峰等[18]用虱螨脲與蟲(chóng)酰肼復(fù)配對(duì)斜紋夜蛾具有明顯增效作用的結(jié)果一致。此外,亞致死劑量的甲氧蟲(chóng)酰肼與虱螨脲混用與單劑相比顯著影響了當(dāng)代甜菜夜蛾的生長(zhǎng)、發(fā)育與生殖,具體表現(xiàn)為延長(zhǎng)幼蟲(chóng)發(fā)育歷期和蛹?xì)v期,抑制幼蟲(chóng)的體質(zhì)量及蛹質(zhì)量,降低蛹化率和產(chǎn)卵量。
殺蟲(chóng)劑的殺卵作用主要表現(xiàn)為藥劑可阻止卵的發(fā)育,使之不能孵化,或?qū)⒎趸挠紫x(chóng)在吞食卵殼時(shí)殺死[19]。本研究發(fā)現(xiàn)100 mg·L-1的虱螨脲處理卵后,孵化率僅為21.89%,甲氧蟲(chóng)酰肼處理甜菜夜蛾卵后初孵幼蟲(chóng)大量死亡,甲氧蟲(chóng)酰肼與虱螨脲混用不僅導(dǎo)致甜菜夜蛾卵孵化率降低,而且初孵幼蟲(chóng)大量死亡,二者混配抑制了種群的增長(zhǎng)。
綜上所述,甲氧蟲(chóng)酰肼和虱螨脲作為2種作用機(jī)理不同的昆蟲(chóng)生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑混用顯著提高了殺蟲(chóng)活性,抑制了種群增長(zhǎng),同時(shí)甲氧蟲(chóng)酰肼與虱螨脲混用兼有較強(qiáng)的殺卵作用,研究結(jié)果為有效控制甜菜夜蛾和該混劑的研發(fā)和推廣應(yīng)用提供重要的理論依據(jù)。但是這2種殺蟲(chóng)劑聯(lián)合作用對(duì)甜菜夜蛾生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生不同影響的機(jī)制,尚需深入的研究。