基于金龟子绿僵菌和低剂量扑虱灵协同作用的稻飞虱防治替代策略研究

【摘要】：稻飞虱属于同翅目(Homoptera)飞虱科(Delphacidae),系水稻主要害虫,分布广繁殖力强,严重威胁着水稻生产。长期以来,稻飞虱依赖于化学防治,抗药性问题十分突出,研究探索稻飞虱微生物防治的新技术是一项重大挑战。昆虫病原真菌在害虫生物防治中已被广泛研究和应用,但针对稻飞虱的研究报道十分有限,并一直存在菌剂杀虫效果滞后及不稳定等问题。本研究从建立金龟子绿僵菌(Metarhizium anisopliae)对稻飞虱毒力的定量评价技术体系入手,以褐飞虱(Nilaparvata lugens)为靶标,筛选获得了对褐飞虱三龄若虫高毒力的菌株,揭示了真菌感染对褐飞虱生殖力的影响,评价了基于当选菌株的孢子悬乳剂与低剂量噻嗪酮对褐飞虱的协同作用效果,并以优化的菌药互作剂量进行了稻飞虱的田间药效试验。主要内容和结果分述如下： 防治褐飞虱的高毒力菌株筛选研究建立了绿僵菌(Metarhizium spp.)对褐飞虱若虫的定量评价技术体系,比较测定了不同地理和寄主来源的35株绿僵菌对褐飞虱三龄若虫的毒力。用0.02%吐温80的无菌水将各菌株孢子粉配制成1×108个孢子/mL的高浓度悬液,以只加0.02%吐温80作为对照,三次重复,喷雾接种杯栽稻苗上的三龄若虫,孢子沉降量为706-1496个孢子/mm2,因菌株而异。若虫接种后在25℃和14L：10D条件下饲养,连续10天逐日定时观察记录死亡率,病死虫尸保湿培养确定显症率。所试菌株中只有金龟子绿僵菌Ma 456和Ma 576诱发若虫50%以上的校正死亡率。继之,用Ma 456和Ma 576的3个梯度孢子浓度(19-29、118-164及978-1088个孢子/mm2)对杯栽稻苗上的三龄若虫进行喷雾接种,以0.02%吐温80作为对照,每个剂量处理重复4次。所获生测数据经时间-剂量-死亡模型模拟分析,Ma 456和Ma576接种后第7天的LC50及其95%置信区间分别为731(405-1319)和1124(546-2311)个孢子/mm2,第10天下降为284(172-472)和306(188-498)个孢子/mm2,说明二者都是可用于褐飞虱生物防治的潜力菌株。 金龟子绿僵菌对褐飞虱生殖力及寿命的影响以Ma 456的1×108个孢子/mL高浓度孢子悬液喷雾接种褐飞虱短翅型成虫,以0.02%吐温80作为对照,评价真菌感染对褐飞虱生殖力的影响。接种后,将雌雄成虫配对,单对转移到两头通玻璃管(直径3cm,高25 cm)内的分蘖期单株稻苗上,用饱含水稻营养液的脱脂棉包稻苗根部封住管一端,另一端用网纱封住,置于25℃和14L：10D条件下饲养。处理和对照重复30次(每对成虫为一个重复),逐日检查并更换新鲜稻苗,直至成虫死亡并记录死亡时间。每日换下的稻苗置于上述相同条件下每天观察若虫孵化数,同时移除所有若虫；连续3天检查无若虫孵出,稻株在解剖镜下解剖,记录未孵化卵粒数,由此统计每雌虫产卵量和卵孵化率。结果表明,受金龟子绿僵菌侵染后,成虫寿命缩短约55%,短翅雌成虫的平均产卵量与对照组相比减少71%,孵化率降低36%,两者共同作用使褐飞虱生殖力下降81.4%,即接种处理的褐飞虱实际产若虫117头／雌,大大低于对照的595头／雌。 孢子悬乳剂与低剂量噻嗪酮对褐飞虱的协同作用评价以Ma 456孢子悬乳剂的低、中、高稀释液浓度(2×106、2×107和2×108个孢子/mL)分别与低浓度噻嗪酮(0、10、20、30和40μg AI/mL)对褐飞虱进行协同互作的5个生物测定(生测1-5),生测6以不含孢子的载体乳油100倍稀释液添加100和200μg/mL噻嗪酮测定纯药对褐飞虱的致死作用。每个互作处理重复4次,每个重复包括约30头3龄若虫。对生测1-5的观察数据进行时间-剂量-死亡模型模拟分析,基本结果有以下几个方面。一是Ma 456孢子悬乳剂对褐飞虱的致死作用优于未剂型化孢子粉的水悬液。按孢子悬乳剂稀释液中添加噻嗪酮10、20、30和40μg AI/mL能大幅增强菌剂对褐飞虱的致死作用,生测1-5接种后第10天的LCso分别为199、92、96、76和27个孢子/mm2,说明菌药混用的协同增效作用显著,尤以孢子悬乳剂稀释液中添加噻嗪酮40μg AI/mL的互作最佳,LCso值最小。 孢子悬乳剂与低剂量噻嗪酮混用对稻飞虱的田间防效基于以上室内试验结果,对金龟子绿僵菌Ma 456和Ma 576的孢子悬乳剂(1×1010个孢子/mL)于2008年8-9月在浙江金华两块单季晚稻田(试验1和试验2)进行同低剂量噻嗪酮混用的田间药效试验,考查纯菌剂、纯药剂及菌药混用各处理对稻飞虱的田间防效。试验1和试验2均包括7个处理,即4个用菌处理、1个纯用药对照(药液含噻嗪酮40μg/mL)、1个纯乳油对照和1个清水对照。4个菌剂处理分别为2个纯菌处理和2个菌药混用处理。每处理小区(13×3 m)重复3次,各处理随机区组分布。菌剂用水稀释500倍,采用背负式机动弥雾器,按769 L/ha的用液量进行机动弥雾,间隔2周用菌1次,共用菌3次,用菌量为1.54×1013个孢子/ha;噻嗪酮用量为30.8 gAI/ha,相当于常规推荐用药量的1/5。试验1与试验2的初始虫口密度分别为12.7和12.8头／样点。首次喷雾后的一周为卵孵化高峰,并受持续高温影响而效果不理想。除第一次抽样调查的结果外,两个试验每周历次抽样调查的平均相对防效,在试验1和试验2中纯菌Ma 456处理分别为61%和65%,Ma 576分别为47%和54%,均高于纯药处理的39%和32%。在与低剂量噻嗪酮的互作处理中,Ma 456和Ma 576在试验1中的平均相对防效分别为81%和85%,试验2中分别为78%和80%。与纯菌处理相比,菌药混用的相对防效提高了25%左右。与清水对照和载体乳油稀释液对照相比,菌药混用3次,持续40天控制稻飞虱的防效达80%左右。 综上所述,本研究的主要成果和创新点,一是研究建立了生防真菌杀褐飞虱效果的评价技术体系,筛选获得了2株生防潜力菌株,并客观评价真菌感染对褐飞虱生殖力的影响。二是将选到的2株金龟子绿僵菌创制为孢子悬乳剂,揭示了新菌剂与低剂量噻嗪酮对褐飞虱的协同作用,并建立了相应互作的评价方法,确定了适宜的菌药互作剂量。三是首次开展了新菌剂防治稻飞虱的田间试验,证明菌药混用是控制稻飞虱的可替代技术措施。这些结果丰富了稻飞虱微生物防治研究的实践,为拓展生防真菌制剂应用、制定大面积减药增效的稻飞虱防治的新策略提供了重要科学依据。