不同施藥方式下烯啶蟲胺對蘋果黃蚜及非靶標(biāo)昆蟲的影響研究

寇弘儒，李 成，董兆克,2，張志勇，b*

(1a.北京農(nóng)學(xué)院植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院/農(nóng)業(yè)應(yīng)用新技術(shù)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，1b.北京農(nóng)學(xué)院生物與資源環(huán)境學(xué)院/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部華北都市農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 102206；2.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)植物醫(yī)學(xué)學(xué)院，青島 266109)

蘋果黃蚜(AphiscitricolaVan der Goot)屬半翅目蚜科[1]，是為害蘋果的主要害蟲之一。多年來一直是中國北方果園的重要害蟲，以若蚜、成蚜群集于寄主上刺吸汁液，受害葉片常呈現(xiàn)褪綠斑點(diǎn)，后向背面橫卷，新梢細(xì)弱，為害嚴(yán)重時(shí)可造成落葉，苗圃和幼齡果樹受害嚴(yán)重[2-6]。近年來，中國對蘋果黃蚜的防治研究已有相關(guān)報(bào)道[2-5,7-8]，果園用藥多為新煙堿類殺蟲劑，如吡蟲啉、啶蟲脒、噻蟲啉[8]等。20世紀(jì)90年代以來，這類殺蟲劑就成為最重要的新型藥劑，也是目前防治蚜蟲、粉虱、飛虱等刺吸危害害蟲最有效的一類殺蟲劑[9-10]，其應(yīng)用方式多種多樣，除常見的葉面噴霧，還可采用灌根、涂莖等施藥方式[10]。在中國，這類殺蟲劑在果園的使用方法比較單一，仍以噴霧方式為主，其內(nèi)吸活性的特點(diǎn)未得到充分發(fā)揮[10]。前人有對果園農(nóng)藥應(yīng)用的風(fēng)險(xiǎn)[11-13]及天敵等保護(hù)[14]的研究，并且最近的研究表明施藥方式可能會(huì)影響甚至增加非靶標(biāo)昆蟲和環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)[15]。

蘋果園施藥方法一直是人們關(guān)注的重點(diǎn)。常規(guī)噴霧法是常用的化學(xué)防治方法，該方法防治效果較好，但存在較多弊端，如農(nóng)藥易飄散于空氣、水體及非靶標(biāo)動(dòng)植物上，污染環(huán)境，降低防治效果，殺傷天敵；受天氣影響較大；使用者操作不規(guī)范時(shí)易產(chǎn)生人獸中毒等[15]。與常規(guī)噴霧法相比，樹干注射法具有不污染環(huán)境、使用安全、經(jīng)濟(jì)有效等特點(diǎn)[16]。雖然有對其原理和特點(diǎn)[17-19]、器械和方法[20-23]、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用[24-30]等的研究，但還有持效期、對環(huán)境非靶標(biāo)保護(hù)程度等問題不詳，需要深入研究。

烯啶蟲胺(nitenpyram)是1989年日本武田公司開發(fā)的一種新型煙堿亞胺類殺蟲劑[31]，主要用于水稻、棉花、甘藍(lán)、觀賞菊花、茶樹和柑橘樹，但并未在蘋果上登記[32]，具有高效、低毒、內(nèi)吸和無交互抗性四大優(yōu)點(diǎn)，而且殺蟲譜較廣，殘留期較長，使用安全，害蟲不易產(chǎn)生抗體，是至今煙堿類農(nóng)藥發(fā)展最新產(chǎn)品之一，在中國具有廣闊的開發(fā)前景[33]。

本研究擬以蘋果黃蚜和非靶標(biāo)昆蟲的蟲口數(shù)量為觀測指標(biāo)，明確烯啶蟲胺在北京地區(qū)蘋果園防治蘋果黃蚜的效果以及對環(huán)境的兼容性，以期為當(dāng)?shù)靥O果害蟲綠色防控技術(shù)體系和蘋果園減農(nóng)藥方案的建立提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)藥劑：水劑是指10%烯啶蟲胺(nitenpyram)水劑，深圳諾普信農(nóng)化股份有限公司；可溶粉劑是指25%烯啶蟲胺(nitenpyram)可溶粉劑，山東省聯(lián)合農(nóng)藥工業(yè)有限公司。施藥劑量為商標(biāo)推薦劑量，有效成分含量均為30 g ai./hm2。試驗(yàn)地點(diǎn)在白羊玉國光基地，位于北京市延慶區(qū)，土壤為壤土，pH約7.0。靶標(biāo)作物為國光蘋果，樹齡30年，樹高約3.5 m，冠幅約2.0 m。試驗(yàn)設(shè)備是3 WBD-16背負(fù)式電動(dòng)噴霧器，臺(tái)州市路橋奇力農(nóng)械廠。

1.2 試驗(yàn)方法

采用1次施藥多次取樣，以常規(guī)噴霧和樹干注射2種不同施藥方式施用推薦劑量的烯啶蟲胺的2種不同劑型1次，設(shè)置清水對照，共6個(gè)處理，每處理2個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)120 m2，小區(qū)之間設(shè)置保護(hù)行(圖1)。其中，常規(guī)噴霧法用背負(fù)式電動(dòng)噴霧器將藥液噴成霧狀，均勻施藥于蘋果樹冠層；樹干注射法需先用直徑5 mm的鉆頭在離地面向上10 cm處鉆頭向下傾斜45°，然后鉆深為5 cm的孔，最后將輸液管的針頭插入樹干鉆孔中，以液體不漏出樹體為準(zhǔn)。

圖1 田間試驗(yàn)小區(qū)分布Fig.1 Distribution of field trial plots 注：A是推薦劑量的10%烯啶蟲胺水劑(噴霧)；B是推薦劑量的25%烯啶蟲胺可溶粉劑(噴霧)；a是推薦劑量的10%烯啶蟲胺水劑(注射)；b是推薦劑量的25%烯啶蟲胺可溶粉劑(注射)；CK是清水對照(噴霧)；ck是清水對照(注射)。Note：A is 10% nitenpyram aqueous agent with recommended dose (spray); B is 25% nitenpyram soluble powder with recommended dose (spray); a is 10% nitenpyram aqueous agent with recommended dose (injection); b is 25% nitenpyram soluble powder with recommended dose (injection); CK is clear water control (spray); ck is clear water control (injection).

每個(gè)小區(qū)每次選1棵樹，按照東、西、南、北四個(gè)方位各10個(gè)枝條作為觀察蘋果黃蚜的樣方，并選點(diǎn)懸掛黃板，監(jiān)測非靶標(biāo)昆蟲的種群動(dòng)態(tài)。施藥前調(diào)查蟲口基數(shù)及相關(guān)天敵數(shù)量，藥后1、3、7、14 d調(diào)查防治效果，同時(shí)調(diào)查其他非靶標(biāo)昆蟲種群動(dòng)態(tài)。

試驗(yàn)期間氣象情況：試驗(yàn)于2018年6月進(jìn)行，平均高溫25 ℃，平均低溫13 ℃，平均濕度75%，平均降水169.7 mm。

1.3 數(shù)據(jù)處理

選擇毒力比(STR)=天敵LC50/害蟲LC50

蟲口減退率(%)=(施藥前昆蟲基數(shù)-施藥后昆蟲基數(shù))/施藥前昆蟲基數(shù)×100%

防治效果(%)=(處理區(qū)蟲口減退率±對照區(qū)蟲口減退率)/(100±對照區(qū)蟲口減退率)×100%

統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS 20.0軟件進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。

1.4 TOPSIS多目標(biāo)決策

TOPSIS(Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution)[34-37]，是Hwang于1981年首次提出的一種多目標(biāo)決策方法[37]。TOPSIS根據(jù)有限個(gè)評價(jià)對象與理想化目標(biāo)的接近程度進(jìn)行排序的方法，是在現(xiàn)有的對象中進(jìn)行相對優(yōu)劣的評價(jià)。本研究將STR值(選擇毒力比)、蘋果黃蚜14 d內(nèi)平均防治效果和瓢蟲平均蟲口數(shù)量視為評價(jià)指標(biāo)錄入Excel中，進(jìn)行歸一化轉(zhuǎn)換[35]，最后在此基礎(chǔ)上計(jì)算綜合評價(jià)結(jié)果[36]，從而確定最優(yōu)方案。

公式如下：

假設(shè)評價(jià)指標(biāo)分別為X1、X2、X3、…、Xm，處理分別為Y1、Y2、Y3、…、Yn，對應(yīng)原始數(shù)據(jù)分別為A11、A12、A13、…、A1n，A21、A22、A23、…、A2n，…，Am1，Am2、Am3、…、Amn，則相應(yīng)歸一化結(jié)果為B11=A11/SQRT(SUMSQ(A11:Am1))、B12=A12/SQRT(SUMSQ(A12:Am2))、B13=A13/SQRT(SUMSQ(A13:Am3))、…、B1n=A1n/SQRT(SUMSQ(A1n:Amn))，B21=A21/SQRT(SUMSQ(A11:Am1))、B22=A22/SQRT(SUMSQ(A12:Am2))、B23=A23/SQRT(SUMSQ(A13:Am3))、…、B2n=A2n/SQRT(SUMSQ(A1n:Amn))，…，Bm1=Am1/SQRT(SUMSQ(A11:Am1))、Bm2=Am2/SQRT(SUMSQ(A12:Am2))、Bm3=Am3/SQRT(SUMSQ(A13:Am3))、…、Bmn=Amn/SQRT(SUMSQ(A1n:Amn))。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施藥方式下烯啶蟲胺對蘋果黃蚜的防治效果

烯啶蟲胺防治蘋果黃蚜的田間防治效果試驗(yàn)結(jié)果見圖2。烯啶蟲胺的劑型對蘋果黃蚜的防治效果無顯著差異，但其施藥方式對蘋果黃蚜的防治效果有顯著差異。

圖2 不同處理下蘋果黃蚜的校正防效Fig.2 Control efficiency of Aphis citricola under different treatments

噴霧條件下烯啶蟲胺2種劑型對蘋果黃蚜的防治效果在藥后14 d內(nèi)均呈現(xiàn)先升后降的趨勢，于藥后7 d達(dá)到最大值，藥后14 d的防治效果有所下降，藥后14 d的最終防治效果為84.52%±4.24%，藥后14 d內(nèi)的平均防治效果為92.37%±2.58%。

注射條件下烯啶蟲胺2種劑型對蘋果黃蚜的防治效果在藥后14 d內(nèi)均呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢，于藥后14 d達(dá)到最大值，藥后14 d的最終防治效果為94.90%±1.65%，藥后14 d內(nèi)的平均防治效果為63.34%±2.29%。

噴霧方式防治蘋果黃蚜的速效性優(yōu)于注射方式，兩者的持效性相當(dāng)，烯啶蟲胺的確具有較強(qiáng)的內(nèi)吸傳導(dǎo)作用。

藥后7 d內(nèi)，噴霧條件下烯啶蟲胺對蘋果黃蚜的防治效果顯著高于注射條件，且注射施藥第14天的防治效果與噴霧施藥第7天的防治效果差異不顯著。在蘋果黃蚜爆發(fā)的年份或預(yù)防措施不利的情況下，噴霧方法是首選施藥方式，而正常年份或良好監(jiān)測情況下，防治高峰前7 d注射施藥即可達(dá)到與噴霧施藥同樣的防治效果，既減少農(nóng)藥污染，同時(shí)又有利于天敵和其他非靶標(biāo)生物的保護(hù)。

2.2 不同施藥方式下烯啶蟲胺對非靶標(biāo)昆蟲的影響

烯啶蟲胺對瓢蟲、膜翅目蜂類和東亞小花蝽等非靶標(biāo)昆蟲的蟲口消長變化趨勢與清水對照組基本一致(圖3)，均呈現(xiàn)先迅速下降，再趨于平緩，最后緩慢上升，烯啶蟲胺對非靶標(biāo)昆蟲無明顯毒害作用，安全系數(shù)較高。

圖3 不同處理下蘋果樹冠層非靶標(biāo)昆蟲蟲口的消長動(dòng)態(tài)Fig.3 Dynamics of the growth and decline of non-target insects in apple tree canopy under different treatments

以瓢蟲為例，烯啶蟲胺的劑型對其蟲口消長變化無明顯影響，但施藥方式的改變對其蟲口消長變化有一定影響。常規(guī)噴霧和樹干注射的瓢蟲蟲口數(shù)量在前3次的調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示均差異不顯著，但是藥后14 d(即6月25日)，常規(guī)噴霧和樹干注射的瓢蟲蟲口數(shù)量均表現(xiàn)差異極顯著，其中，清水-噴霧明顯比烯啶蟲胺-噴霧多(P=0.000)，烯啶蟲胺-注射明顯比清水-注射多(P=0.001)，烯啶蟲胺-注射明顯比烯啶蟲胺-噴霧多(P=0.000)，結(jié)果見圖3A。

2.3 TOPSIS綜合評價(jià)

以STR值(相對毒力)、蘋果黃蚜14 d內(nèi)平均防治效果和瓢蟲平均蟲口數(shù)量為評價(jià)指標(biāo)，將各指標(biāo)值同等看待，賦予相同權(quán)重，各處理結(jié)果優(yōu)劣順序?yàn)榭扇芊蹌?注射>可溶粉劑-噴霧>水劑-噴霧>水劑-注射(表1、表2、表3)?？梢?，25%烯啶蟲胺可溶粉劑推薦劑量注射處理為該設(shè)定條件下的最優(yōu)方案。以此類推，如蘋果園重視蘋果黃蚜的防治效果，還可設(shè)定STR值(相對毒力)、蘋果黃蚜平均防治效果和瓢蟲平均蟲口數(shù)量的權(quán)重分別為1、3和1，各處理結(jié)果優(yōu)劣順序?yàn)榭扇芊蹌?噴霧>水劑-噴霧>可溶粉劑-注射>水劑-注射，即25%烯啶蟲胺可溶粉劑推薦劑量噴霧處理為該設(shè)定條件下的最優(yōu)方案。

3 討 論

樹干注射施藥是采用一定方式使藥劑進(jìn)入樹體內(nèi)部，依靠樹體自身的蒸騰拉力將藥液輸送至樹體各部位，從而達(dá)到防治樹木病蟲害的目的[15]。樹干注射施用的藥劑并不局限于內(nèi)吸劑，其種類較多，包括殺蟲劑、殺菌劑、除草劑、植物生長調(diào)節(jié)劑等[15]。其中殺蟲劑應(yīng)用最多，主要是有機(jī)磷類、菊酯類、氨基甲酸酯類、生物堿類及阿維菌素等，但仍以傳統(tǒng)內(nèi)吸劑最多[15]。故關(guān)于樹干注射施用的藥劑還需進(jìn)一步研究開發(fā)與應(yīng)用推廣。

多采用樹干注射法給樹木施肥和矯治缺素癥[38-41]，而關(guān)于注射施藥防治病蟲害的相關(guān)報(bào)道較少，針對蘋果黃蚜的相關(guān)研究則更少。張鳳敏等[42]研究表明667 m2注射50～60 g的10%吡蟲啉粉劑(有效成分為90 g ai./hm2)防治蘋果黃蚜效果很理想，注藥后14 d防治效果可達(dá)到80%以上，25 d達(dá)92%以上。本試驗(yàn)中，注射條件下烯啶蟲胺2種劑型(有效成分均為30 g ai./hm2)對蘋果黃蚜的防治效果均在藥后14 d達(dá)到最大值，可達(dá)94%以上?？赡茉蚴窍┼はx胺具有比吡蟲啉更加卓越的內(nèi)吸性和滲透性。

表1 TOPSIS綜合評價(jià)指標(biāo)Tab.1 TOPSIS comprehensive evaluation index

注：表中數(shù)據(jù)為4次重復(fù)的平均值。

Note: The data in the table is the average of 4 replicates.

表2 歸一化矩陣值Tab.2 Normalized matrix value

注：表中數(shù)據(jù)為4次重復(fù)的平均值。

Note: The data in the table is the average of 4 replicates.

表3 指標(biāo)值與最優(yōu)值的相對接近程度及排序結(jié)果

Tab.3 The relative proximity of the index value to the optimal value and the ranking result

處理TreatmentD+D-Ci排序Rank水劑-噴霧 AS-Spray0.250.180.423可溶粉劑-噴霧 SP-Spray0.210.220.512水劑-注射 AS-Injection0.220.140.394可溶粉劑-注射 SP-Injection0.210.250.541

常規(guī)噴霧法經(jīng)常會(huì)使霧滴分布不均[43-48]，降低農(nóng)藥利用率。同時(shí)，常規(guī)噴霧法的效率很低，袁會(huì)珠等[49]報(bào)道，常規(guī)噴霧只有25%～50%的農(nóng)藥沉積在植物葉片上，故樹干注射法的農(nóng)藥利用率更高，大約是常規(guī)噴霧法的2～4倍，一定程度上達(dá)到減藥的目的。在實(shí)際生產(chǎn)中需根據(jù)要求選取不同的評價(jià)指標(biāo)得到最優(yōu)方案，以期達(dá)到最佳防治效果，并獲得最優(yōu)生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié) 論

以蘋果黃蚜和非靶標(biāo)昆蟲為觀測指標(biāo)，研究烯啶蟲胺在北京地區(qū)蘋果園防治蘋果黃蚜的效果以及對環(huán)境的兼容性，其主要結(jié)論如下：

(1)無論是常規(guī)噴霧還是樹干注射，烯啶蟲胺2種劑型對蘋果黃蚜的最高防治效果均在94%以上。烯啶蟲胺對蘋果黃蚜具有防治效果，可用于蘋果園蘋果黃蚜的防控。

(2)噴霧條件下烯啶蟲胺2種劑型對蘋果黃蚜的防治效果在藥后14 d內(nèi)均呈現(xiàn)先升后降的趨勢，于藥后7 d達(dá)到最大值，藥后14 d的防治效果有所下降，但不低于75%；注射條件下烯啶蟲胺2種劑型對蘋果黃蚜的防治效果在藥后14 d內(nèi)均呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢，于藥后14 d達(dá)到最大值。噴霧方式防治黃蚜的速效性優(yōu)于注射方式，兩者的持效性相當(dāng)。

(3)常規(guī)噴霧和樹干注射在藥后14 d的非靶標(biāo)昆蟲蟲口數(shù)量差異顯著，且注射施藥組的非靶標(biāo)昆蟲蟲口數(shù)量明顯比常規(guī)噴霧組多，與常規(guī)噴霧相比，注射施藥對非靶標(biāo)昆蟲的保護(hù)性好。藥后7 d內(nèi)，噴霧條件下烯啶蟲胺對蘋果黃蚜的防治效果顯著高于注射條件，且注射施藥第14天的防治效果與噴霧施藥第7天的防治效果差異不顯著。在蘋果黃蚜爆發(fā)的年份或預(yù)防措施不利的情況下，噴霧方法是首選施藥方式，而正常年份或良好監(jiān)測情況下，防治高峰前7 d注射施藥即可達(dá)到與噴霧施藥同樣的防治效果，既減少農(nóng)藥污染，同時(shí)又有利于天敵和其他非靶標(biāo)生物的保護(hù)。

致謝：試驗(yàn)過程中得到王進(jìn)忠、楊柳老師和實(shí)驗(yàn)室同學(xué)們的幫助，在此一并致謝！