谷清義,聶淑君,馬潤紅,申君
(信陽農(nóng)林學院,河南,464000)
近年來,蘇云金芽孢桿菌(Bacillus thuringiensis,Bt),逐漸成為防治蔬菜害蟲的主要微生物殺蟲劑,特別是成為防治小菜蛾的常用生物殺蟲劑。但長期使用,小菜蛾的抗藥性逐漸增強。研究表明,美國馬薩諸塞州小菜蛾的初孵幼蟲和2 齡幼蟲抗性分別高達124 000 倍和63 100 倍;日本小菜蛾對Bt 的抗性也達到了12 600 倍;我國廣東、深圳、上海地區(qū)小菜蛾對Bt 的抗性分別為1 200、450、1 900 倍[1]。為解決Bt 的抗性問題,延長其使用壽命,開發(fā)復(fù)配制劑成為有效手段。眾多科研學者開展了Bt 與其他藥劑的復(fù)配研究,開發(fā)出較多復(fù)配劑,但Bt 與博落回生物堿復(fù)配開發(fā)復(fù)配劑的研究較少。博落回是罌粟科博落回屬多年生草本植物,博落回根莖中的生物堿有活血散瘀、祛風消腫、殺蟲等作用,其藥理學活性非常廣泛,尤以殺蟲活性最為突出。因此,利用博落回生物堿與Bt 復(fù)配,以小菜蛾為靶標,探討博落回生物堿對Bt 的增效作用,對減少Bt 用量、延緩小菜蛾對Bt 的抗藥性有積極的意義。在農(nóng)業(yè)害蟲防治方面,研究表明,博落回提取物中的原阿片堿對菜粉蝶拒食作用可達到73.5%,乙醇提取物分別對致倦庫蚊和四紋豆象的活性可分別達到86.20%和92.85%[2]。同時,前人研究結(jié)果表明,博落回生物堿對鱗翅目害蟲中的小菜蛾、菜青蟲、蘋掌舟蛾、天幕毛蟲、松毛蟲等,對同翅目害蟲如蚜蟲、線蟲和紅蜘蛛等具有一定的防效,對魚類指環(huán)蟲、梨木虱、釘螺等也具有一定的毒殺作用[3~6]。博落回生物堿源自植物,因具有低毒、低殘留、對非靶標生物及環(huán)境安全的特點而越來越受到重視。
本試驗利用博落回生物堿與Bt 按不同比例復(fù)配,測定對小菜蛾的毒力,篩選有增效作用的最佳配比。為減少Bt 用量、延緩其抗藥性,及為Bt 復(fù)配劑的開發(fā)和應(yīng)用提供理論支持和數(shù)據(jù)支撐。
①供試昆蟲 小菜蛾(Plutella xylostella)由信陽農(nóng)林學院園藝學院的智能化養(yǎng)蟲室人工繼代飼養(yǎng),選取生長發(fā)育狀態(tài)一致且健康的3 齡幼蟲供試。
②供試植物 博落回(Macleaya cordata)選自河南省信陽市郊區(qū)未開花的博落回的干燥莖葉,先用植物粉碎機粉碎,再置于研缽中將其研磨成粉,過16 目篩,密封置于陰暗處備用。
③供試藥劑 32 000 IU/mg Bt 可濕性粉劑,武漢科諾生物科技股份有限公司生產(chǎn);博落回生物堿,自提。
①主要儀器 植物粉碎機、電子天平(0.000 1 g)、DK-98-IIA 電熱恒溫水浴鍋、電熱鼓風干燥箱、純水機。
②博落回生物堿的提取方法 酸性乙醇回流提取法[7]:精密稱取一定量制備好的博落回莖葉干粉置于圓底燒瓶中,再加入30 倍量的90%乙醇(含0.12%硫酸),于80℃條件下回流提取2 h,抽濾,得膏狀物,干燥備用。
③供試藥劑的配制 博落回生物堿單劑:取一定量的博落回提取物,以丙酮(分析純)為溶劑,配制濃度為2 000、4 000、8 000、10 000、20 000 mg/L的供試藥液。
Bt 單劑:以0.1%表面活性劑(Triton X-100)為溶劑,配制濃度為12.5、25.0、50.0、100.0、1 000.0 的供試藥液。
④室內(nèi)毒力測定方法 葉片浸漬法[8]:將新鮮甘藍葉片用打孔器切制成形狀大小一致的圓形葉片,后將切制好的葉片浸泡在配制好的博落回生物堿單劑和Bt 單劑梯度藥液中10 s,并置于干燥處晾干,而后將晾干的葉片放入直徑為70 mm 的培養(yǎng)皿中,選取生長發(fā)育狀態(tài)一致、健康的3 齡小菜蛾幼蟲接入培養(yǎng)皿,墊入紙巾并加蓋,置于智能化養(yǎng)蟲室中培養(yǎng),每藥液為1 個處理,共10 個處理,3次重復(fù),每重復(fù)10 頭幼蟲。分別于接種后24、48、72 h 觀察記錄小菜蛾幼蟲死亡數(shù)量,計算死亡率以及矯正死亡率。
⑤最佳復(fù)配比例的篩選 采用交互測定法進行最佳配比的篩選[9,10]。分別以博落回生物堿和Bt的LC50為基礎(chǔ),設(shè)11 個濃度梯度及空白對照共12個處理進行測定,其中各處理的單劑比例設(shè)置如表1(以博落回生物堿和Bt 的LC50為100%,進行10等分,分別計算各組別2 種試劑的含量)。
表1 各處理單劑比例%
預(yù)期死亡率=A 藥劑LC50的實際死亡率×A 藥劑所占比例+B 藥劑LC50的實際死亡率×B 藥劑所占比例;毒效比率=實際死亡率/預(yù)期死亡率;毒效比率>1.25 表現(xiàn)為具有增效作用,毒效比率<0.75 表現(xiàn)存在拮抗作用,毒效比率在1 左右為相加作用。
⑥共毒系數(shù)的計算 選取采用葉片浸漬法測定毒效比率大于1.25 的配比開展小菜蛾毒力試驗,計算直線回歸方程和LC0。采用孫云沛法[11]計算混劑的共毒系數(shù)(CTC),共毒系數(shù)≥120 表現(xiàn)為具有增效作用;80<共毒系數(shù)<120,表現(xiàn)為相加作用,共毒系數(shù)≤80 表現(xiàn)為拮抗作用。
毒力指數(shù)=A 藥劑的LC50/B 藥劑的LC50×100。
混劑理論毒力指數(shù)=A 藥劑的毒力指數(shù)×混劑中A 藥劑的百分含量+B 藥劑的毒力指數(shù)×混劑中B 藥劑的百分含量。
共毒系數(shù)=混劑實際毒力指數(shù)/混劑理論毒力指數(shù)×100。
⑦田間藥效試驗 參照《農(nóng)藥 田間藥效試驗準則》(一)(GB/T 17980.13-2000)進行[12],在信陽農(nóng)林學院校內(nèi)試驗基地,供試作物為小白菜(膠研速生568,青島膠研種苗有限公司選育),2022年5月4日播種,生育期30 d。將篩選出的共毒系數(shù)最高的配比進行田間試驗,將該配比稀釋為200 倍液、300 倍液、400 倍液;博落回生物堿和Bt 單劑均稀釋為300 倍液,對照組(CK)施相同用量的清水,共計6 個處理,每處理設(shè)3 個重復(fù),共18 個小區(qū),每小區(qū)面積為15 m2,隨機區(qū)組排列。2022年5月25日施藥,采用3WBD-16 型手搖噴霧器均勻噴霧,每小區(qū)用藥量4 L。每小區(qū)5 點取樣,每點選3 株定點調(diào)查,施藥前調(diào)查蟲口基數(shù),藥后1、3、7 d 調(diào)查小菜蛾幼蟲活蟲數(shù),計算蟲口減退率和防效,并進行差異顯著性分析。
采用DPS 軟件計算致死中濃度LC50、相關(guān)系數(shù)、毒力回歸方程及差異顯著性分析。
博落回生物堿和Bt 單劑對小菜蛾幼蟲的毒力測定結(jié)果見表2。由兩單劑的毒力回歸方程可分別得出Bt 的LC50值為68.73 mg/L、生物堿的LC50值為19 948.02 mg/L,表明Bt 對小菜蛾幼蟲的毒力高于博落回生物堿。
表2 單劑毒力測定結(jié)果
采用交互測定法,以各單劑的LC50近似值為100%進行殺蟲劑混配最佳比例的篩選,結(jié)果表明,博落回生物堿與Bt按不同比例混合后,毒效比均大于1.25,都具有明顯的增效作用。其中,當博落回生物堿與Bt 以40∶60、30∶70、20∶80 的比例混配時,實際死亡率遠高于預(yù)期死亡率,毒效比率分別為3.57、4.42、4.42,增效作用最為明顯(表3)。
根據(jù)表3,選擇博落回生物堿與Bt 復(fù)配比分別為40∶60、30∶70、20∶80 的3 組復(fù)配藥液進行室內(nèi)毒力測定。結(jié)果表明,博落回生物堿+Bt (7 979.21+41.24)mg/L、博落回生物堿+Bt(5 984.41+48.11)mg/L、博落回生物堿+Bt(3 989.60+54.98)mg/L,3 種混配劑的共毒系數(shù)分別為124.89,142.65、166.28,均大于120,3 種混配劑具有明顯的增效作用。其中,二者混配比例為20∶80 時,共毒系數(shù)最高,為166.28。當致死率處于50%時,3 組復(fù)配劑中的Bt 含量分別較單劑下降91.15%、86.72%、82.29%;博落回生物堿含量分別較單劑下降83.24%、85.33%、87.43%(表4)。
表3 博落回生物堿與Bt 混配最佳復(fù)配比的篩選
表4 博落回生物堿與Bt 混配對小菜蛾的室內(nèi)毒力測定結(jié)果
復(fù)配劑的室內(nèi)毒力試驗結(jié)果表明,博落回生物堿+Bt (3 989.60+54.98)mg/L 的共毒系數(shù)最高,為166.28,將該配比的復(fù)配劑分別稀釋為200、300、400 倍液,博落回生物堿單劑和Bt 單劑均稀釋至300 倍液進行田間防效試驗。由表5可知,藥后1 d,各處理的校正防效間無顯著差異,藥后3 d,復(fù)配劑200 倍液的校正防效與其他各處理間存在顯著差異,校正防效最高,為62.20%,藥后7 d,復(fù)配劑200 倍液的校正防效最高,為67.29%,除與Bt 300倍液差異不顯著外,顯著高于其他各處理。
表5 博落回生物堿與Bt(3 989.60+54.98)mg/L 復(fù)配劑對小菜蛾的田間防效
博落回生物堿是從藥用植物博落回中提取的生物堿的總稱,主要有血根堿、白屈菜紅堿、原阿片堿,別隱品堿、博落回堿、黃蓮堿、小檗堿、沙明堿、普洛托品等14 種生物堿及其他化合物[13]。前人在研究博落回生物堿殺蟲活性時發(fā)現(xiàn),博落回生物堿對菜青蟲、蚜蟲、小菜蛾、線蟲、紅蜘蛛等農(nóng)業(yè)害蟲有一定的作用[14]。杜寧[15]研究了博落回生物堿對小菜蛾的胃毒作用,然而效果不顯著,但卻可以干擾小菜蛾的生長與發(fā)育,與本試驗結(jié)果相似;周瓊等[16]、張國洲等[17]利用博落回提取物生物堿分別研究了對小菜蛾4 齡幼蟲和菜粉蝶的拒食活性,結(jié)果顯示拒食效果優(yōu)異。本試驗結(jié)果表明,博落回生物堿與Bt 進行混配后,復(fù)配藥劑的毒力顯著增強,在不同比例下,各組的實際死亡率遠大于理論死亡率,均表現(xiàn)出明顯的增效作用,當博落回生物堿與Bt 的復(fù)配比例為(3 989.60+54.98)mg/L 時,殺蟲效果最好,其共毒系數(shù)達到166.28。同時,當致死率處于50%時,復(fù)配比為40∶60、30∶70、20∶80 的3 組有增效作用的復(fù)配劑中,博落回生物堿和Bt 的用量較單劑均顯著下降,說明博落回生物堿不但能增強Bt 的殺蟲活性,還能降低Bt 的用量,對推進農(nóng)藥減量增效政策的實施有積極意義。田間防效試驗結(jié)果表明,博落回生物堿與Bt(3 989.60+54.98)mg/L 的200 倍液,藥后3 d 對小菜蛾的校正防效達到62.20%,顯著高于其他處理,藥后7 d 的校正防效為67.29%,相比藥后3 d 的防效有所升高,說明該制劑的持效性較好。
目前,博落回生物堿作為殺蟲劑并未大面積推廣應(yīng)用,可能與其殺蟲效果不甚理想有關(guān)。本試驗證明將博落回生物堿作為增效劑與Bt 進行復(fù)配可以明顯提高Bt 對小菜蛾的殺蟲效果,為開發(fā)博落回生物堿與Bt 復(fù)配劑提供了數(shù)據(jù)支撐。