棉蚜通过刺吸棉株汁液、分泌蜜露、传播病毒等方式为害,严重影响棉花的产量及品质,给棉花生产造成巨大损失。新疆是我国最大的棉花产区,20世纪80年代中、后期以来,棉蚜开始成为棉区主要害虫,2020年在新疆的发生面积突破了93.3万hm2次。严重威胁棉花安全生产。
目前,对棉蚜的防治仍主要依赖化学药剂,常年施药防治3~4次。在药剂选择压力下,棉蚜对有机磷类、拟除虫菊酯类、氨基甲酸酯类、新烟碱类等杀虫剂逐渐产生了抗性,再猖獗现象严重,成为抗药性严重而难以治理的典型害虫之一。因此,引进应用高效、低毒并与环境相容性好的杀虫剂对有效控制棉蚜为害、保障新疆棉花生产安全具有重要的现实意义。双丙环虫酯、氟啶虫酰胺等是防治刺吸性害虫的新型杀虫剂,能有效防治对烟碱类、拟除虫菊酯类、有机磷类和氨基甲酸酯类杀虫剂产生抗性的刺吸性害虫。为明确不同作用机理杀虫剂对棉蚜的防治效果,从中筛选适用的杀虫剂品种,全国农业技术推广服务中心联合中国农业大学组织开展了新疆沙湾棉蚜抗药性水平测定以及不同药剂防治当地棉蚜的田问试验。
1 材料与方法
1.1 室内抗药性监测
1.1.1 监测对象
新疆维吾尔自治区沙湾市植保站分别于2021、2022年从棉田采集棉蚜,作为试虫送到中国农业大学植物保护学院进行室内抗药性水平测定。
1.1.2 供试药剂
室内毒力测定所用药剂包括95.3%吡虫啉原药(江苏常隆化工有限公司)、92%丁硫克百威原药(天津艾格福有限公司)、98.5%溴氰菊酯原药[拜耳作物科学(中国)有限公司]、96%氟啶虫胺腈原药(美国陶氏益农公司)、98.5%氟啶虫酰胺原药(山东省联合农药工业有限公司)。
1.1.3 试验方法
毒力测定采用浸叶接虫法。将杀虫剂母液用含0.05%(V/V)Triton X-100的蒸馏水稀释成6~7个浓度。取新鲜无虫棉花叶片。用打孔器将叶片打成直径20 mm的叶碟,在上述稀释好的药液中浸渍15 s,置于阴凉处晾干待用。制备2%琼脂溶胶,取1.5 mL加入到12孔细胞培养板中,待其凝固后,将药液浸渍过的叶碟背面向上置于琼脂上。用细毛笔轻轻挑取无翅成蚜到叶碟上,每孔不少于30头,用宣纸封住孔口防棉蚜逃逸。另设不含药对照。每个浓度3次重复,将各处理置于养虫室培养,温度(25±1)℃,相对湿度(70±10)%,L//D=16 h//8 h。24 h后检查死亡率。用毛笔轻触棉蚜。足和触角无反应者视为死亡。采用PoloPlUS 2.00软件计算供试药剂对棉蚜的LC50及抗性倍数(RR)。按抗性倍数高低进行抗性水平分级:敏感(RR≤5.O)、低水平抗性(5.0<RR≤10.0)、中等水平抗性(10.0<RR≤100.0)、高水平抗性(RR>100.0)。
1.2 田间药效试验
1.2.1 试验地概况
试验地位于新疆维吾尔自治区沙湾市马兰鑫科农场,种植的棉花品种为疆优棉F015-5,播种时间为2022年4月19日。田间地势平坦,土壤肥力较高,灌溉条件好。
1.2.2 试验设计
共设6个药剂处理:20%氟啶虫酰胺悬浮剂(江苏克胜集团有限公司)20 mL(每667 m2的制剂用量,下同)、50 g/L双丙环虫酯可分散液剂(德国巴斯夫公司)15 mL、25%噻虫嗪水分散粒剂[先正达(中国)有限公司]8 g、50%氟啶虫胺腈水分散粒剂(科迪华农业科技有限公司)8 g、25%吡蚜酮悬浮剂(江苏克胜集团有限公司)30 mL、80亿孢子/g金龟子绿僵菌CQMa421可分散油悬浮剂(重庆聚立信生物科技有限公司)90 mL。2022年7月8日使用3WPF-4000自走式喷杆喷雾机施药。除药剂处理外,另设1个喷施清水的对照。每处理3次重复,小区面积667 m2,随机区组排列。
1.2.3 调查方法
在每小区5点取样,每点固定10株有蚜株,每株固定上部1片叶,调查叶上蚜虫头数。在施药当日药前和施药后第3天、第7天、第14天各调查1次,计算虫口减退率和防治效果。
防治效果(%)=[(处理区虫口减退率-对照区虫口减退率)/(1-对照区虫口减退率)]×100
2 结果与分析
2.1 室内抗药性
抗性监测结果如表1所示,沙湾棉蚜品系对拟除虫菊酯类药剂溴氰菊酯、新烟碱类药剂吡虫啉的LC50值分别>5,000 mg/L、>170 mg/L,与敏感品系的LC50值相比,抗性倍数分别>4,500倍、>3,500倍,均属于高水平抗性。2021、2022年沙湾棉蚜品系对氨基甲酸酯类药剂丁硫克百威的LC50值分别为24.9、61.6 mg/L,抗性倍数分别为96、237倍,两年间抗性增长明显,从中等水平上升为高水平;对氟啶虫胺腈的LC50值分别为12.1、18.9 mg/L,抗性倍数分别为17、27倍,抗性有缓慢增加趋势,均处于中等抗性;对氟啶虫酰胺的LC50值分别为7.7、14.9 mg/L,抗性倍数分别为7.8、15倍,抗性已从低水平升至中等水平。
2.2 田间药效
田间试验结果如表2所示:药后3 d,氟啶虫酰胺、双丙环虫酯速效性表现较好。防治效果分别为83.4%、86.0%,两者间差异不显著;其他药剂防效在60.0%~72.0%,显著低于前两者。药后7 d,氟啶虫酰胺、双丙环虫酯的防效继续上升,分别为96.0%、93.1%,两者间差异不显著:吡蚜酮防治效果也升至80%以上,但与前两者差异显著;金龟子绿僵菌防效已出现下降,变为55.4%,为各药剂中最低。药后14 d,氟啶虫酰胺、双丙环虫酯防效虽略有下降。但仍在92%以上,显著高于其他药剂,表现出较好的持效性;吡蚜酮防效略降至78.5%;而氟啶虫胺腈、噻虫嗪、金龟子绿僵菌防效均降至70%以下,持效性相对较差。
3 讨论
对新疆棉区棉蚜多年的药剂防治中,由于杀虫剂的不合理使用,棉蚜对杀虫剂抗性上升较快,防治难度增大。本研究所测沙湾田间棉蚜种群对溴氰菊酯、吡虫啉均产生了高水平抗性,对丁硫克百威产生了中等至高水平抗性,对氟啶虫胺腈产生了中等水平抗性,对氟啶虫酰胺产生了低至中等水平抗性。这一结果有助于分析近两年新疆多地反映吡虫啉、氟啶虫胺腈等多种杀虫剂对棉蚜防效下降的原因。
吡虫啉、噻虫嗪等新烟碱类杀虫剂因对棉蚜等刺吸性害虫有特效,一直被广泛用于棉田棉蚜的防治,常在一个生产季内连续多次使用。本次田间试验结果表明,噻虫嗪对沙湾棉田棉蚜的终防效已低于65%,已不适合继续用于棉蚜防治。
氟啶虫胺腈属于砜亚胺类杀虫剂,是由美国陶氏益农公司(现科迪华)开发的一种烟碱乙酰胆碱受体激动剂,作用于昆虫的神经系统,被国际杀虫剂抗性行动委员会认定为唯一的Group 4C类全新有效成分。赵冰梅等发现药后3、7 d对田间棉蚜的防效在90%以上,药后14 d在80%以上。但经过在新疆棉区10年以上的推广使用,其对棉蚜的防效有所下降,本研究发现,该药施用后3~14 d,对棉蚜的防效均不到80%,室内监测结果表明,棉蚜对其的抗性倍数从2021年的17倍增至2022年的27倍,需引起新疆各棉区重视。
氟啶虫酰胺是由日本石原产业公司研发的一种吡啶酰胺类昆虫生长调节剂,作用机制独特,对蚜虫具有很好的神经毒性和快速拒食活性,与传统杀虫剂无交互抗性,被国际杀虫剂抗性行动委员会认定为Group 29类全新有效成分。2011年氟啶虫酰胺在我国首获登记,2018年开始在新疆棉区推广用于棉蚜防治。姜伟丽等的田间试验结果表明,药后3 d,氟啶虫酰胺对新疆库尔勒、石河子棉蚜种群的防效在80%以上,药后7 d防效在90%以上,持效性较好。本研究也得出近似结果:该药表现出较高的棉蚜防效,持效期也较长,药后14 d防效仍在90%以上;但需注意的是,棉蚜对其抗性也有所上升,从2021年的低水平(7.8倍)升至2022年的中等水平(15倍)。
双丙环虫酯是巴斯夫公司研发的新型杀虫剂,通过干扰昆虫弦音器功能而使昆虫快速停止取食,最终导致昆虫饥饿而亡,被国际杀虫剂抗性行动委员会认定为Group 9D类第1个成员,2019年在我国首获登记。双丙环虫酯对新疆棉蚜的防治效果在国内还鲜有报道。本研究发现,双丙环虫酯防效较好,持效期较长,药后14 d防效在90%以上,是防治抗药性棉蚜较理想的替换药剂。
金龟子绿僵菌CQMa421是重庆聚立信公司研发的生物杀虫剂,受侵染的害虫活力降低、停止取食而导致死亡。能反复、持续侵染,在田间造成流行。金龟子绿僵菌对棉蚜的防治在国内还鲜有报道,本研究发现,药后3~14 d对棉蚜的防效均在65%以下,低于供试的大多数化学杀虫剂(噻虫嗪除外),这可能与生物杀虫剂起效较慢有关,估计需提早使用,今后要进一步开展试验研究。
棉蚜抗药性的产生是田间用药不可避免的结果。为延缓和治理棉蚜的抗药性,筛选高效环保的替代药剂是较为关键的环节。本研究结果为以沙湾为代表的北疆棉区棉蚜防治提供了一个较为明确的参考。由于该区域棉蚜种群对新烟碱类、拟除虫菊酯类、氨基甲酸酯类杀虫剂均产生了高水平抗性,因此在今后田间防治中应暂停使用上述类型药剂,建议轮换使用双丙环虫酯、氟啶虫酰胺等不同作用机理的新型杀虫剂,以利有效控制棉蚜为害。同时,可协调应用印楝素等生物杀虫剂,以降低化学农药对环境的不利影响。
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