曾 云,唐善軍,羅利成,高杜娟,徐海涵,佀小慶,周 斌,戴耀擎
(1.湖南省水稻研究所,農(nóng)業(yè)部長(zhǎng)江中下游秈稻遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖南 長(zhǎng)沙 410125;2.武岡市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局,湖南 武岡 422400;3.安仁縣農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所,湖南 安仁 423600)
二化螟是我國(guó)水稻最常見(jiàn)、危害最嚴(yán)重的害蟲(chóng),在我國(guó)所有水稻生產(chǎn)區(qū)域均有為害,且在水稻整個(gè)生長(zhǎng)周期都持續(xù)造成危害。目前,防治二化螟的主要手段還是化學(xué)農(nóng)藥防治,但長(zhǎng)期大量不合理使用農(nóng)藥,易導(dǎo)致二化螟抗藥性增強(qiáng),同時(shí)也增加了稻谷中的農(nóng)藥殘留,對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類健康都產(chǎn)生不良影響。因此,應(yīng)用安全、高效的綠色防控技術(shù)防治水稻二化螟,對(duì)降低環(huán)境污染、保障生命安全有著重要的意義[1]。
昆蟲(chóng)性信息素生物防治技術(shù)是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外倡導(dǎo)的一種用于害蟲(chóng)可持續(xù)治理的綠色防控技術(shù),其原理就是利用人工合成模擬昆蟲(chóng)分泌的化學(xué)性信息素物質(zhì),配合相應(yīng)的裝置,干擾破壞昆蟲(chóng)雌雄個(gè)體間化學(xué)通訊交流系統(tǒng),降低雌雄交配繁殖概率或下一代蟲(chóng)口密度,達(dá)到實(shí)現(xiàn)控制害蟲(chóng)種群的目的[2-9]。為探究人工合成的二化螟性信息素的防控效果,筆者于2021 年在湖南省武岡市應(yīng)用基于性信息素的迷向技術(shù)(交配干擾技術(shù))開(kāi)展了大面積防治水稻二化螟的試驗(yàn),以期為水稻二化螟的綠色防控提供參考。
人工合成的性信息素片(混合制劑),其活性成分為Z-11-十六碳烯醛、Z-13-十八碳烯醛和Z-9-十六碳烯醛,由Provivi 公司提供。92%乙酰甲胺磷(安道麥股份有限公司)、3.2%阿維菌素(湖南新長(zhǎng)山農(nóng)業(yè)發(fā)展股份有限公司)、28%蟲(chóng)螨茚蟲(chóng)威(湖南大方農(nóng)化股份有限公司)和10%三氟苯嘧啶(美國(guó)科迪華公司)購(gòu)自于武岡市農(nóng)資店。二化螟誘捕器由武岡市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局提供。
試驗(yàn)地點(diǎn)位于湖南省武岡市的鄧元泰鎮(zhèn)六坪村,試驗(yàn)地GPS 定位坐標(biāo)為東經(jīng)110.551 875°、北緯26.675 561°。整個(gè)試驗(yàn)區(qū)面積為133 hm2,選取其中3 個(gè)地塊分別編號(hào)為T(mén)1、T2 和T3,每個(gè)地塊6 hm2,作為試驗(yàn)處理區(qū)。在距離試驗(yàn)處理區(qū)200 m外的地方選擇另一地塊編號(hào)為T(mén)4,進(jìn)行誘蛾量調(diào)查,以作參考。為降低性信息素?fù)]發(fā)的影響,將性信息素放置在田塊的下風(fēng)或側(cè)風(fēng)處,并保持試驗(yàn)地塊之間的間距大于180 m。試驗(yàn)區(qū)距其他燈光誘捕器的距離大于500 m,試驗(yàn)地周邊為水稻田,試驗(yàn)地塊距非耕地的距離大于50 m。
試驗(yàn)地均種植同一水稻品種(玖兩優(yōu)黃華占),且播種、移栽日期差距≤5 d,采取機(jī)插和拋秧2種移栽方式。試驗(yàn)區(qū)施肥情況:移栽前5~10 d 施45%復(fù)合肥(N-P-K=15-15-15)25 kg/667m2作底肥;移栽后15~20 d 施45%復(fù)合肥(N-P-K=15-15-15)15 kg/667m2和46%尿素7.5 kg/667m2作追肥。整個(gè)試驗(yàn)區(qū)均使用28%蟲(chóng)螨茚蟲(chóng)威和10%三氟苯嘧啶防治稻縱卷葉螟和稻飛虱。農(nóng)藥防治區(qū)使用92%乙酰甲胺磷和3.2%阿維菌素防治二化螟。
試驗(yàn)共設(shè)7 個(gè)處理:T1a,1 次性信息素+農(nóng)藥防治;T1b,1 次性信息素;T2a,2 次性信息素+農(nóng)藥防治;T2b,2 次性信息素;T3a,農(nóng)藥防治;T3b(CK),空白對(duì)照,不進(jìn)行二化螟防治;T4a,周邊農(nóng)戶農(nóng)藥防治。每個(gè)處理面積為3 hm2,處理T1a 和T1b 安排在T1 地塊,處理T2a 和T2b 安排在T2 地塊,處理T3a 和T3b 安排在T3 地塊,處理T4a 安排在T4 地塊。
性信息素片懸掛間距為22.3 m,懸掛高度為水稻冠層最終高度(離地面約1.0 m),按20 片/hm2在試驗(yàn)區(qū)域均勻放置。T1 地塊在移栽后第5 天(7月27 日)進(jìn)行1 次安裝;T2 地塊的第1 次安裝同T1,并于42 d 后更換1 次性信息素片。針對(duì)二化螟的農(nóng)藥防治,分別在2021 年8 月9 日和9 月10 日用無(wú)人機(jī)施藥2 次,用藥量為說(shuō)明書(shū)推薦用量。T4地塊由當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶自行管理,采取當(dāng)?shù)亓?xí)慣進(jìn)行種植管理及施藥。
誘捕器與信息素片于同天安裝,T1、T2、T3地塊安裝誘捕器1 個(gè)/ hm2,每處理3 個(gè)誘捕器,即3 重復(fù)。在性信息素片安裝后每7 d 調(diào)查1 次誘捕器的二化螟誘蛾量[即分別在8 月3 日、8 月10 日、8月17 日、8 月24 日、8 月31 日、9 月7 日(性 信息素片安裝第42 天)、9 月14 日、9 月21 日、9 月28 日和10 月5 日進(jìn)行誘蛾量調(diào)查],同時(shí)更換新的粘蟲(chóng)板,直至水稻收獲,誘芯每3 周更換一次。在T4 地塊安裝3 個(gè)誘捕器,每個(gè)誘捕器相距180 m 以上,該處理只作誘蛾情況參考。迷向技術(shù)對(duì)二化螟的誘控防治效果通過(guò)干擾率來(lái)表現(xiàn),干擾率(%)=(1-處理區(qū)誘蛾量)/對(duì)照區(qū)誘蛾量×100,公式中的對(duì)照為T(mén)3b 處理。
在安裝性信息素片后,每隔14 d 進(jìn)行1 次二化螟危害情況調(diào)查。每個(gè)處理隨機(jī)選取40 點(diǎn),每10點(diǎn)數(shù)據(jù)做1 次重復(fù),每取樣點(diǎn)調(diào)查10 株,統(tǒng)計(jì)枯鞘、枯心(白穗)情況。在8 月10 日、8 月24 日和9 月7 日調(diào)查二化螟為害產(chǎn)生的枯鞘率;在8 月24 日、9月7 日、9 月21 日、10 月5 日調(diào)查二化螟為害產(chǎn)生的枯心率(白穗數(shù))。用枯鞘率或枯心率計(jì)算各處理的防效,防效(%)=(1-處理枯鞘率或枯心率)/對(duì)照枯鞘率或枯心率× 100,公式中的對(duì)照為T(mén)3b處理。
水稻收獲當(dāng)天,及時(shí)對(duì)各處理進(jìn)行測(cè)產(chǎn)。測(cè)產(chǎn)時(shí)采取五點(diǎn)取樣法,每個(gè)點(diǎn)面積1 m2。稱量濕谷重量,按13.5%含水量計(jì)算折合產(chǎn)量。
采用Excel 2010 和DPS 19.05 軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析。
從性信息素安裝后誘捕器誘捕的二化螟成蟲(chóng)數(shù)量(表1)來(lái)看,各調(diào)查時(shí)期T1、T2 處理區(qū)的誘蛾量均明顯少于T3 和T4 處理區(qū),且差異達(dá)顯著水平(P<0.05),說(shuō)明性信息素能夠有效干擾二化螟成蟲(chóng)的繁殖行為,顯著降低田間二化螟雌雄成蟲(chóng)的交配比率。T1a 與T1b 處理間、T2a 與T2b 處理間的二化螟成蟲(chóng)誘捕數(shù)量均無(wú)顯著差異,說(shuō)明性信息素對(duì)二化螟成蟲(chóng)交配的干擾效果較好,是否增加農(nóng)藥防治對(duì)干擾效果無(wú)影響。
由表2 可知,安裝性信息素后的前42 d,T1 與T2 田塊間的二化螟成蟲(chóng)誘捕數(shù)量無(wú)明顯差異,干擾率均可達(dá)95.00%以上。調(diào)查發(fā)現(xiàn),從安裝性信息素后的第49 天(9 月14 日)起,T1a 和T1b 處理誘捕的二化螟成蟲(chóng)數(shù)量稍有上升,其中9 月14 日和9月21 日誘蛾量顯著高于T2a 和T2b(表1)。這說(shuō)明性信息素片的效果在安裝后的第49 天開(kāi)始下降,但仍具有較強(qiáng)的干擾作用,因?yàn)門(mén)1a 和T1b 處理該時(shí)段的誘蛾量仍顯著低于非性信息素片安裝區(qū)(T3a、T3b),而且安裝后49~70 d(即表2 中的后28 d)性信息素的干擾率仍可達(dá)75.00%以上。
由表2 可知,T2 處理區(qū)在更換性信息素片后(后28 d),其誘捕的二化螟成蟲(chóng)數(shù)量仍然保持較低水平,顯著低于T1 處理區(qū),干擾率達(dá)92.00%以上,說(shuō)明更換信息素片能有效保持較強(qiáng)的干擾效果。從70 d的總干擾率來(lái)看,T2a 和T2b 分別比T1a 和T1b 高出9.94 和6.04 個(gè)百分點(diǎn),其中T2a 處理的干擾率最高,總干擾率達(dá)97.47%。
表2 各處理在試驗(yàn)不同階段對(duì)二化螟的干擾效果
從T3a 和T3b 誘捕的二化螟成蟲(chóng)數(shù)量(表1)來(lái)看,T3b 的誘捕量除了在9 月14 日顯著高于T3a(P<0.05)外,其余各時(shí)期均無(wú)顯著差異,表明使用92%乙酰甲胺磷和3.2%阿維菌素防治二化螟對(duì)于田間二化螟成蟲(chóng)數(shù)量的影響不大。雖然試驗(yàn)設(shè)計(jì)采取了隔離措施來(lái)降低處理間的相互影響,但迷向技術(shù)的干擾可能還是會(huì)降低空白對(duì)照區(qū)(T3b 處理)的二化螟成蟲(chóng)量。
從T3a 和T4a 誘捕的二化螟成蟲(chóng)數(shù)量(表1)來(lái)看,T4a 的誘蛾量在9 月14 日和9 月28 日顯著高于T3a(P<0.05),其余時(shí)期無(wú)顯著差異,但這2 個(gè)處理誘蛾量均顯著高于性信息素干擾處理區(qū)。
表1 不同處理各時(shí)期誘捕的二化螟成蟲(chóng)數(shù)量(只)
從8 月10 日—9 月7 日調(diào)查的枯鞘率結(jié)果(表3)來(lái)看,各處理間差異不顯著,但安裝性信息素的T1 和T2 地塊枯鞘率相對(duì)較低。而且從防效來(lái)看,安裝性信息素的防效較高,例如8 月24 日,T1b 和T2b 處理(僅采用性信息素防治)的防效達(dá)31.03%~40.22%;T1a 和T2a 處理(采用性信息素+農(nóng)藥防治)的防效更好,達(dá)51.22%~55.95%;而T3a處理(僅采用農(nóng)藥防治)的防效僅22.52%。8 月10日調(diào)查時(shí),T2a 和T2b 處理的防效較好,但T1a 和T1b 處理的防效不佳,性信息素防效表現(xiàn)不穩(wěn)定,這可能是由于T1 地塊前期有少量二化螟幼蟲(chóng)已鉆進(jìn)稻株,性信息素起效僅干擾了后期的成蟲(chóng)所致。此外,性信息素處理(T1、T2)的地塊枯鞘率和防效明顯優(yōu)于非性信息素處理(T3)。
表3 各處理的田間枯鞘率及防效
從表4 可以看出,8 月24 日T1a 處理的枯心率顯著低于空白對(duì)照(P<0.05),防效達(dá)79.67%;9月7 日調(diào)查時(shí),采用性信息素防治的4 個(gè)處理(T1a、T1b、T2a、T2b)的枯心率均低于非性信息素防治區(qū)(T3a、T3b)。
單獨(dú)分析T1b 處理(1 次性信息素防治)的枯心率(表4)可知,9 月21 日和10 月5 日防效明顯下降,可能是由于性信息素安裝時(shí)間過(guò)長(zhǎng),干擾作用下降所致。但T1a 處理(1 次性信息素+農(nóng)藥防治)的防效相對(duì)較穩(wěn)定,防效保持在44.10%~79.67%之間。而T2 地塊在9 月7 日更換了新的性信息素,故其防效仍能保持穩(wěn)定,這也表明性信息素施用一段時(shí)間后其干擾作用會(huì)有所下降。對(duì)比T2b 和T3a處理的枯心率可知,前期僅用性信息素防治二化螟其效果優(yōu)于該試驗(yàn)所選農(nóng)藥的防治效果,但成熟期(10 月5 日)二者的防效相當(dāng)。而T2a 處理(2 次性信息素+農(nóng)藥防治)的防效明顯優(yōu)于T2b 處理(2次性信息素防治),也是所有處理中防效最好、效果最穩(wěn)定的,在成熟期(10 月5 日)的防效仍達(dá)62.34%。
表4 各處理的田間枯心率及防效
由表5 可知,與空白對(duì)照(T3b)相比,其他處理的產(chǎn)量都有所增加,采用性信息素防治的處理增產(chǎn)均在10.00%以上,其中T1a 和T2a 處理的增產(chǎn)率在15.00%以上,說(shuō)明性信息素能有效干擾二化螟繁殖產(chǎn)卵,降低其對(duì)水稻的危害,間接增加水稻產(chǎn)量。
表5 各處理水稻的測(cè)產(chǎn)情況
試驗(yàn)結(jié)果表明,在田間安裝性信息素能夠有效干擾二化螟成蟲(chóng)交配,降低田間二化螟成蟲(chóng)的誘捕量;單獨(dú)使用性信息素就已經(jīng)有較好的防治效果,安裝后0~42 d 的干擾率可達(dá)95.00%以上,效果好于楊輔安等[2]的研究。研究還發(fā)現(xiàn),性信息素使用45 d 后,其干擾效果有所下降,可在第1 次安裝后的42 ~ 45 d 更換新的性信息素,以保證穩(wěn)定的防治效果,減少二化螟對(duì)水稻的危害,進(jìn)而增加水稻產(chǎn)量。
與空白對(duì)照相比,防治區(qū)的二化螟成蟲(chóng)誘捕量明顯降低,但僅采取性信息素防治的處理區(qū),其二化螟成蟲(chóng)誘捕量與采取性信息素+農(nóng)藥防治的處理區(qū)無(wú)顯著差異,這可能是性信息素使試驗(yàn)大區(qū)域內(nèi)二化螟基數(shù)下降所致,或者也與試驗(yàn)所選藥劑對(duì)二化螟的防治效果不佳有關(guān)。
從枯鞘率和枯心率來(lái)看,使用該性信息素能有效降低二化螟的危害。使用性信息素的防治效果與農(nóng)藥防治效果相當(dāng),但二者結(jié)合使用效果更好。在水稻大面積生產(chǎn)時(shí),如采用性信息素迷向技術(shù)來(lái)防治二化螟,僅需再施用1~2 次農(nóng)藥,就能取得非常好的防治效果。與常規(guī)農(nóng)藥防治需施用4~5 次相比,性信息素迷向技術(shù)能大大減少農(nóng)藥的使用、降低環(huán)境污染、減緩二化螟抗藥性,并提升稻米質(zhì)量安全。該試驗(yàn)結(jié)果與Chen 等[9]在我國(guó)吉林省開(kāi)展的研究結(jié)果類似。
武岡市2021 年二化螟為一般發(fā)生年份,該研究發(fā)現(xiàn)單獨(dú)使用性信息素來(lái)防治二化螟的效果與農(nóng)戶常規(guī)用藥的效果相當(dāng),甚至優(yōu)于農(nóng)戶常規(guī)用藥的效果。但對(duì)于二化螟重發(fā)生年份,能否達(dá)到理想效果,還有待驗(yàn)證。
該性信息素在田間操作布置容易,用工少,可為農(nóng)戶帶來(lái)較好的經(jīng)濟(jì)收益。但需在較大面積范圍使用,才能取得較好的效果,比如在一個(gè)自然村內(nèi)使用,這就需要發(fā)動(dòng)種糧大戶或合作社來(lái)操作實(shí)施,或者由當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)主管部門(mén)牽頭推廣實(shí)施。