蝗蟲微孢子與昆蟲生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑協(xié)同控制草原蝗蟲作用機(jī)制

星學(xué)軍

(青海省草原總站，青海 西寧 810008)

我國(guó)有數(shù)十億畝草原，危害草原的害蟲約幾十種，但能形成災(zāi)害的主要是蝗蟲， 在牧區(qū)及農(nóng)牧交錯(cuò)地帶，氣候異常，超載過牧，濫墾草場(chǎng)等導(dǎo)致了旱生和中旱生性蝗蟲種群數(shù)量劇增，加劇草場(chǎng)退化和沙化，阻礙了畜牧業(yè)發(fā)展[1]。資料表明，1985年以來，我國(guó)北方有超過兩千萬公頃草地發(fā)生蝗蟲，被吃掉的干草相當(dāng)于近300萬頭羊一年的飼料總量[2]。蝗害加重草場(chǎng)環(huán)境惡化，損失難以估計(jì)。因此，草地蝗蟲防治是我國(guó)草地管理中的一項(xiàng)重要任務(wù)。隨著人類對(duì)環(huán)境質(zhì)量要求的提高，蝗蟲治理由化學(xué)防治走向綜合防治，開發(fā)有益生物及其它可持續(xù)治理蝗蟲手段，成為熱點(diǎn)領(lǐng)域[3-6]。蝗蟲微孢子Paranosemalocustae是蝗蟲等直翅目昆蟲的專性寄生物，是蝗蟲綜合治理中最重要的生物防治手段之一，因其對(duì)蝗害的可持續(xù)控制作用明顯，受到廣泛重視[7-9]。蝗蟲微孢子可侵染我國(guó)多種蝗蟲，包括飛蝗Locusta.migratoria、中華稻蝗Oxyachinensis及白邊痂蝗Bryodemaluctuosumluctuosoma、小翅雛蝗ChorthippusfallaxZub、狹翅雛蝗ChorthippusdubiusZub、毛足棒角蝗Dasyhippusharbipes、鼓翅皺膝蝗Angaracrisbarabensis、寬須蟻蝗Myrmeleotettixpalpalis和亞州小車蝗Oedaleusasiaticus等多種優(yōu)勢(shì)種蝗蟲[10]，1986年由美國(guó)引入我國(guó)，其相關(guān)理論和應(yīng)用技術(shù)研究超過三十多年，在我國(guó)蝗害治理中發(fā)揮了很大作用，累計(jì)防治蝗蟲面積達(dá)100多萬hm2，并顯示了明顯的長(zhǎng)期控制效果[11-13]。針對(duì)高密度蝗區(qū)需要快速壓低蟲口密度又要保持蝗蟲的長(zhǎng)期控制效果的需要，這里研究試驗(yàn)了速效的昆蟲生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑與長(zhǎng)效的蝗蟲微孢子協(xié)調(diào)防治蝗蟲的技術(shù)，以便優(yōu)化協(xié)調(diào)控制方法，為蝗災(zāi)的可持續(xù)控制提供新思路和新技術(shù)。

1 材料與方法

1.1 試劑及材料

含量8×109mL-1蝗蟲微孢子的孢子濃縮液制劑，由河北晟普生物科技有限公司提供，5%卡死克CASCADE?水懸劑，美國(guó)杜邦公司生產(chǎn)。微量吸液器，上海醫(yī)械專機(jī)廠生產(chǎn)；微量進(jìn)樣器，上海醫(yī)用激光儀器廠；架盤天平(HC.TP12A.I)；普通光學(xué)顯微鏡；自制標(biāo)準(zhǔn)樣框(1 m×1 m)；捕蟲網(wǎng)(網(wǎng)徑33 cm)等。

1.2 設(shè)計(jì)與取樣方法

試驗(yàn)藥劑均采用超低量噴施。在草原蝗蟲優(yōu)勢(shì)種若蟲第3至4齡盛發(fā)期，在青海湖區(qū)草原設(shè)置完全噴施5%高效氯氰菊酯(1 500 mL·hm-2)、按照面積比1∶1，1∶2和1∶3交叉噴施昆蟲生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑卡死克(37.5 mL·hm-2)和蝗蟲微孢子(75×108孢子·hm-2)、完全噴施蝗蟲微孢子(75×108孢子·hm-2)和完全噴施清水等6個(gè)處理區(qū)，每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，每年示范試驗(yàn)區(qū)面積10萬畝，連續(xù)2年共20余萬畝，基本覆蓋重要湖區(qū)草地。施藥前和施藥后7、17、31天調(diào)查蟲口減退情況并采集存活蝗蟲。隨機(jī)掃網(wǎng)取樣，每塊草場(chǎng)分東、南、西、北、中設(shè)32個(gè)樣點(diǎn)，每個(gè)方向隔500 m設(shè)置一個(gè)樣點(diǎn)，每樣點(diǎn)往返掃100網(wǎng)次，網(wǎng)捕樣本作好標(biāo)簽裝入塑料袋帶回室內(nèi)冷凍貯藏，依處理分類鑒定，統(tǒng)計(jì)昆蟲種類、數(shù)量。并隨機(jī)挑出100頭以上的不同種類蝗蟲個(gè)體作單體研磨，鏡檢感染情況。同時(shí)，用標(biāo)準(zhǔn)樣框調(diào)查蟲口密度變化，5點(diǎn)調(diào)查，每個(gè)樣點(diǎn)不少于20框，每個(gè)處理區(qū)100框，計(jì)算蟲口密度。

1.3 數(shù)據(jù)分析

對(duì)每一個(gè)取樣日期不同處理的蝗蟲密度平均值采用one-way ANOVA進(jìn)行差異顯著性分析；各處理的平均值和P值用SPSS 20.0計(jì)算。

2 結(jié)果與分析

2.1 青海湖區(qū)草場(chǎng)蝗蟲優(yōu)勢(shì)種種類及結(jié)構(gòu)

青海湖區(qū)草場(chǎng)蝗蟲優(yōu)勢(shì)種為寬須蟻蝗，從8月的發(fā)生情況來看，蟲口密度均超過100頭·100網(wǎng)-1，占混合種群65%以上，發(fā)生密度最高時(shí)期在8月中下旬；其次為小翅雛蝗，蟲口密度變化較大，平均占混合種群的10%以上，發(fā)生密度最高的時(shí)期在8月中旬；狹翅雛蝗、毛足棒角蝗、鼓翅皺膝蝗發(fā)生量較低(圖 1)。從防治角度看，蝗蟲微孢子的最佳施用期是蝗蟲3齡以前，所以時(shí)間上應(yīng)掌握在7月下旬到8月上旬。

圖1 青海湖區(qū)草場(chǎng)處理前后的蝗蟲優(yōu)勢(shì)種群結(jié)構(gòu)變化Fig.1 Community structure changes of primary grasshoppers before and after treatment in rangeland

2.2 協(xié)調(diào)應(yīng)用對(duì)草原蝗蟲混合種群的控制作用

不同的防治方法結(jié)果表明，與對(duì)照相比，對(duì)草原蝗蟲混合種群防治效果均達(dá)到極顯著水平；其中5%高效氯氰菊酯的平均校正防效較高；蝗蟲微孢子當(dāng)年防效較低。防后31 d，不同藥劑處理防治效果無極顯著差異(表1)。

表1 不同方法對(duì)草原蝗蟲的防治效果Table 1 Effects of different methods on controlling grasshoppers/%

注：CH: 5%高效氯氰菊酯; MD1:卡死克與微孢子1∶1; MD2: 卡死克與微孢子1∶2; MD3: 卡死克與微孢子1∶3；IG: 單施卡死克; PN: 單施蝗蟲微孢子; CK: 水。同列不同大小寫字母分別表示各處理間在0.01和0.05 水平差異顯著

Note: CH: 10% Cypermethrin; MD1:Cascade:Paranosema=1∶1; MD2:Cascade:Paranosema=1∶2; MD3:Cascade:Paranosema=1∶3; IG: Cascade; PN:Paranosema. Ck: water. Different capital and lower case letters in the same column indicate significant difference at the 0.01 and 0.05 level, respectively. The same as below

2.3 對(duì)優(yōu)勢(shì)種寬須蟻蝗的協(xié)同控制作用

不同方法對(duì)草原蝗蟲優(yōu)勢(shì)種寬須蟻蝗防治結(jié)果表明，高效氯氰菊酯防治區(qū)平均校正防效為80%以上；蝗蟲微孢子單用防治區(qū)防效為44.71%～75.09%。防后7 d，單用蝗蟲微孢子與互補(bǔ)施用1∶1防治區(qū)間防效無顯著差異，與其它防治區(qū)之間差異顯著；防后17 d，互補(bǔ)施用1∶1與高效氯氰菊酯防治區(qū)之間差異顯著；防后31 d，互補(bǔ)施用1∶1與1∶2和高效氯氰菊酯處理之間差異顯著(表2)。

表2 不同方法對(duì)寬須蟻蝗的防治效果Table 2 Effects of different methods on controlling Myrmeleotettix palpalis/%

2.4 對(duì)小翅雛蝗的協(xié)同控制作用

對(duì)優(yōu)勢(shì)種小翅雛蝗防治結(jié)果表明，與對(duì)照相比，不同方法的防治效果均達(dá)到極顯著水平；其中高效氯氰菊酯平均校正防效為70%左右；單用蝗蟲微孢子防治區(qū)當(dāng)年防效為35%以上。防后7 d，單用蝗蟲微孢子與互補(bǔ)施用1∶1、1∶2防治區(qū)間無顯著差異，與其他處理之間差異顯著；防后17 d，單用蝗蟲微孢子與互補(bǔ)施用1∶1、1∶2防治區(qū)間無顯著差異，與卡死克超低容量噴霧防治區(qū)之間差異顯著；防后31 d，單用蝗蟲微孢子與互補(bǔ)施用防治區(qū)間差異不顯著，與其它處理之間差異顯著(表3)。

表3 不同方法對(duì)小翅雛蝗的控制效果Table 3 Effects of different methods on controlling Chorthippus fallax /%

2.5 微孢子病原在草原蝗蟲群落中的流行

蝗蟲微孢子對(duì)草原存活蝗蟲的感染明顯，從時(shí)間上看，前期感染率較高的是毛足棒角蝗，防后7 d，感染率超過30%；中期是毛足棒角蝗和皺膝蝗，防后17 d，感染明顯；后期5種蝗蟲感染程度均較高，感染率在80%左右。比較4種不同的處理方法，不同種類蝗蟲的感染情況存在差異；單一施用蝗蟲微孢子，防后7～17 d，感染率較高的是毛足棒角蝗；從防后31 d來看，采用蝗蟲微孢子與卡死克1:1施用對(duì)小翅雛蝗、毛足棒角蝗和寬須蟻蝗的協(xié)同控制效果明顯(表4)。

表4 協(xié)調(diào)施用蝗蟲微孢子與昆蟲生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)存活蝗蟲感染率的影響Table 4 Effect of the combined application of Paranosema locustae and an insect growth regulator on infection of survival grasshopper species/%

3 討論

蝗蟲微孢子是專性寄生蝗蟲等直翅目昆蟲的病原微生物，其主要是通過取食進(jìn)入蝗蟲的消化器官，突破蝗蟲的防疫系統(tǒng)，侵染進(jìn)入蝗蟲的體內(nèi)的各種器官和組織，主要侵染脂肪體，造成蝗蟲營(yíng)養(yǎng)缺乏直至死亡[14-16]。研究證明，蝗蟲微孢子通過抑制蝗蟲的生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)蝗蟲有明顯的致死作用；也能夠抑制飛蝗的群集行為，防止其種群大規(guī)模遷飛[17-19]。昆蟲生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑卡死克也主要通過取食進(jìn)入消化系統(tǒng)起胃毒作用，可抑制若蟲蛻皮，破壞若蟲的內(nèi)分泌及其神經(jīng)系統(tǒng)而最終使害蟲致死，特別對(duì)低齡的害蟲致死速度快，可應(yīng)用于應(yīng)急防治。卡死克在蝗蟲3齡期施用，一周后防治效果可以達(dá)到90%左右，速效性明顯[20-21]。

蝗蟲微孢子與昆蟲生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑互補(bǔ)應(yīng)用治蝗技術(shù)的策略是將專性寄生于蝗蟲體內(nèi)的原生動(dòng)物——蝗蟲微孢子作為病原物，經(jīng)人工增殖后，引入草地生態(tài)系統(tǒng)，并促進(jìn)蝗蟲微孢子病原在蝗群中長(zhǎng)期流行，達(dá)到對(duì)蝗蟲種群的長(zhǎng)期控制[22]；用新一代仿生農(nóng)藥昆蟲生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑卡死克，替代目前草原上高密度蝗區(qū)使用的廣譜性、高殘留殺蟲劑高效氯氰菊酯等，并與蝗蟲微孢子互補(bǔ)應(yīng)用，可以迅速降低中或高密度蝗群，從而實(shí)現(xiàn)化學(xué)防治與生物防治相互協(xié)調(diào)、速效性和持續(xù)性相互統(tǒng)一的治蝗目的[23-24]。但在生產(chǎn)實(shí)踐中，大面積應(yīng)用時(shí)的適合配比、施用劑量與效果的關(guān)系和其對(duì)種群的影響，特別是對(duì)優(yōu)勢(shì)種蝗蟲的控制作用及效果和控制機(jī)理等均需要進(jìn)一步研究。本文的研究結(jié)果初步明確了此項(xiàng)技術(shù)對(duì)草原蝗蟲的持續(xù)作用效果，對(duì)促進(jìn)蝗蟲生物防治技術(shù)的推廣和應(yīng)用有重要意義。

4 結(jié)論

蝗蟲微孢子與昆蟲生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑互補(bǔ)協(xié)調(diào)應(yīng)用可以有效控制草原蝗害的暴發(fā)，同時(shí)保持蝗蟲微孢子病能夠在草原蝗蟲種群中較長(zhǎng)時(shí)間流行，確?；认x微孢子對(duì)草原蝗害的可持續(xù)控制。比較5種主要優(yōu)勢(shì)種蝗蟲存活個(gè)體的感染率及種群數(shù)量變化，顯示采用蝗蟲微孢子與卡死克1∶1協(xié)同施用防治蝗蟲的持續(xù)效果明顯。