兩株殺蟲真菌對陜西榆林草原蝗蟲的防治效果

劉海洋，劉 龍，劉新宇，王 敦*

（1.西北農(nóng)林科技大學旱區(qū)作物逆境生物學國家重點實驗室，楊凌 712100；2.榆林市草原工作站，榆林 718500）

歷史上曾經(jīng)將蝗災(zāi)和水災(zāi)、火災(zāi)并稱為三大自然災(zāi)害，我國草原蝗蟲發(fā)生面積高達6700萬hm2[1]，蝗蟲是眾多草原害蟲中最為嚴重的一類。同時，蝗蟲也會嚴重為害農(nóng)作物，造成嚴重的經(jīng)濟損失，國外相關(guān)報道蝗蟲為害甚至造成作物減產(chǎn) 70%～90%[2]。國內(nèi)對草原害蟲的防治從最初的化學農(nóng)藥防治，發(fā)展到現(xiàn)在的綜合防治，其中生物防治發(fā)揮著越來越重要的作用[3]。應(yīng)用綠僵菌和白僵菌防治蝗蟲是較為成功的生防范例，國內(nèi)外均有相關(guān)研究和應(yīng)用報道[2,4-6]，也有學者嘗試用綠步甲Carabussmaragdinus為載體攜播綠僵菌來防治東亞飛蝗Locustamigratoriamanilensis[5]，這些新的嘗試也積極拓展了真菌防治草原害蟲的途徑。此外，微孢子蟲[7]、噬蟲霉[8]、病原細菌[9]等其他微生物也被成功地應(yīng)用于草原蝗蟲的防治，微生物在草原蝗蟲生物防治領(lǐng)域發(fā)揮著主要作用。本研究對兩株新的殺蟲真菌對蝗蟲的控制作用進行了探討，以期開發(fā)新的草原害蟲生物防治資源。

1 材料與方法

1.1 菌株

球孢白僵菌Beauveriabassiana株系GYS-13分離自陜西觀音山自然保護區(qū)，保存于西北農(nóng)林科技大學昆蟲與微生物資源利用實驗室；金龜子綠僵菌Metarhiziumanisopliae株系QL-107分離自陜西秦嶺留壩縣，保存于西北農(nóng)林科技大學昆蟲與微生物資源利用實驗室。兩種真菌的孢子用含有 0.5%吐溫-100的無菌水配制為水懸浮劑（含量1×108孢子/mL）。

1.2 對照試驗藥劑

生物殺蟲劑0.5%苦參堿（matrine）水劑（河北中保綠農(nóng)作物科技有限公司）和化學農(nóng)藥 4.5%高效氯氰菊酯（Beta cypermethrin）乳劑（威海韓孚生化藥業(yè)有限公司），均購自楊凌農(nóng)藥公司。

1.3 供試昆蟲

東亞飛蝗Locustamigratoriamanilensis卵塊采集自榆林靖邊，孵化后室內(nèi)用玉米葉飼喂至3齡。

1.4 室內(nèi)毒力測定

將真菌孢子用含有0.5%吐溫-100的無菌水配制為1.0×106、1.0×107、1.0×108、1.0×109孢子/mL的懸浮液，分別噴霧30只東亞飛蝗3齡若蟲，重復(fù)3次，即每個濃度各90只。對照CK為含有0.5%吐溫-100的無菌水噴霧。逐日統(tǒng)計死亡率至用藥后2周。

1.5 田間防治試驗

1.5.1 藥劑濃度與配制 依據(jù)測定的毒力數(shù)據(jù)，按照LC90劑量濃度，用含有0.5%吐溫-100的無菌水配制孢子懸浮液，CK對照為含有0.5%吐溫-100的無菌水。生物藥劑對照為0.5%苦參堿水劑，無菌水稀釋500倍液；化學農(nóng)藥對照為4.5%高效氯氰菊酯乳劑，無菌水稀釋2000倍液。

1.5.2 紗籠樣方防治試驗 野外網(wǎng)掃蝗蟲450只，分為5組（CK為1組，其余每組1種藥劑）、每組90只（即3個重復(fù)、每個重復(fù)30只）置于塑料水桶中，分別用CK、不同藥劑噴霧后，再分為30只一個重復(fù)置于野外半埋紗籠中，確保紗籠放置地點有充足的禾本科植物供蝗蟲取食。選陰坡坡地中部3個樣點放置紗籠（紗籠長×寬×高：50 cm×50 cm×30 cm），每個樣點各組紗籠各放一個，以避免各組之間因為放置地點不同造成的誤差。施藥2周后統(tǒng)計紗籠中蝗蟲的死亡率。

1.5.3 踏查樣方防治試驗 選擇禾本科植物豐富、坡度小于25度、面積約500 m2、地理條件接近的陰坡坡地5塊，每種藥劑及CK，采用背負式手持噴霧器噴霧整個坡地。每個藥劑選坡地中部面積約10 m2作為1個踏查樣方進行防效統(tǒng)計，每個坡地隨機選3塊踏查樣方統(tǒng)計防治效果，仔細檢查樣地內(nèi)蝗蟲死蟲和活蟲數(shù)量。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

利用DPS軟件進行統(tǒng)計分析[10]，計算毒力。用GraphPad Prism（version 5.01）進行數(shù)據(jù)差異顯著性分析及繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 兩株殺蟲真菌對東亞飛蝗的毒力

兩株殺蟲真菌對東亞飛蝗的毒力較強，其中球孢白僵菌GYS-13效果優(yōu)于金龜子綠僵菌QL-107，菌株GYS-13的LC50和LC90分別為1.1×104和1.4×107孢子/mL；半數(shù)致死時間和90%個體致死時間以菌株GYS-13為優(yōu)，分別為4.9和7.3 d。后續(xù)田間試驗采用本測定中的LC90劑量作為田間防治劑量（表1）。

表1 兩株真菌對東亞飛蝗的毒力Table 1 The virulence of two entomopathogenic fungi against L.migratoria manilensis

2.2 兩株殺蟲真菌田間防治效果

應(yīng)用上述兩株殺蟲真菌，在榆林山地草原進行防治試驗，紗籠內(nèi)測定防治效果如圖1所示，苦參堿防效最差，校正死亡率僅為 76.2%，高效氯氰菊酯的致死率為 100%，兩株真菌的致死率均高于苦參堿，球孢白僵菌GYS-13和金龜子綠僵菌QL-107的致死率分別為88.9%和83.8%，均在90%以下，低于高效氯氰菊酯的防治效果，但各處理組間無統(tǒng)計學差異。

圖1 紗籠樣方內(nèi)蝗蟲死亡率統(tǒng)計Fig.1 The mortality of locust in sampling cage

踏查樣方內(nèi)的防效數(shù)據(jù)見圖 2，苦參堿防治效果最差，對蝗蟲致死率為 71.9%；球孢白僵菌GYS-13對蝗蟲致死率為 81.8%、金龜子綠僵菌QL-107致死率 75.5%；高效氯氰菊酯的致死率為96.9%，高效氯氰菊酯對蝗蟲的防治效果顯著高于其他幾種藥劑（p＜0.05），兩種真菌與苦參堿相比，防治效果差異不顯著（p＞0.05）。以上數(shù)據(jù)表明，在自然環(huán)境下，兩株殺蟲真菌對蝗蟲的田間防效分別為綠僵菌75%、球孢白僵菌81.8%，具有進一步開發(fā)為微生物殺蟲劑的潛力。

圖2 踏查樣方內(nèi)蝗蟲死亡率統(tǒng)計Fig.2 The mortality of locust in survey site

比較圖1和圖2可以發(fā)現(xiàn)，在紗籠內(nèi)施藥效果優(yōu)于開放環(huán)境施藥，相比紗籠施藥，開放環(huán)境中球孢白僵菌和金龜子綠僵菌的死亡率減少值分別為7.1%和8.3%；開放環(huán)境中苦參堿死亡率減少值為4.3%；化學農(nóng)藥高效氯氰菊酯則無明顯差異。

2.3 兩株殺蟲真菌在田間對蝗蟲的感染效率

紗籠內(nèi)蝗蟲受球孢白僵菌和金龜子綠僵菌的感染率分別為83.9% 和82.6%（圖3），與對照相比，球孢白僵菌對蝗蟲感染率達到極顯著水平（p＜0.01），金龜子綠僵菌對蝗蟲感染率達到極顯著水平（p＜0.01）。蝗蟲受兩株真菌的感染率與紗籠試驗的致死率（圖1）接近，說明應(yīng)用兩株生防菌田間防治蝗蟲所產(chǎn)生的防效是由生防菌感染致死導致。

圖3 紗籠樣方內(nèi)蝗蟲被真菌感染率Fig.3 The infectivity of locusts infected by fungi in sampling cage

踏查樣方內(nèi)蝗蟲受球孢白僵菌和金龜子綠僵菌的感染率分別為79% 和71.6%（圖4），與對照相比，白僵菌和綠僵菌對蝗蟲感染率均達到極顯著水平（p＜0.01）?；认x受兩株真菌的感染率與踏查樣方致死率（圖2）接近，說明兩株真菌田間感染蝗蟲致死，從而產(chǎn)生防效。

圖4 踏查樣方內(nèi)蝗蟲被真菌感染率Fig.4 The infectivity of locusts infected by fungi in survey site

3 討論

任何一種防治藥劑活菌株在反復(fù)多次在田間施用后，害蟲的免疫系統(tǒng)都會針對病原微生物產(chǎn)生抗性[11,12]。很多情況下，新藥劑的研發(fā)都是圍繞如何克服害蟲對藥劑的抗性問題，生防菌亦然?；瘜W藥劑可以尋找到新的母體化學結(jié)構(gòu)，通過人工修飾合成新的農(nóng)藥，微生物農(nóng)藥也一樣需要不斷尋找新的菌株來克服害蟲對生防菌的抗性，或者通過修飾和遺傳改良生防菌克服害蟲對生防菌的抗性[13]。考慮到生物安全性，包括中國在內(nèi)世界上許多國家尚未許可遺傳修飾的微生物農(nóng)藥進入田間，因此，尋找新的微生物種類或新菌株是克服害蟲對微生物農(nóng)藥抗性的重要途徑，也是生物防治領(lǐng)域一直堅持的基礎(chǔ)工作[14-16]。

本研究探討了兩株殺蟲真菌新株系對草原蝗蟲的控制作用。在田間，單一菌株球孢白僵菌GYS-13對蝗蟲的感染率可以達到81.8%，相比國內(nèi)類似報道中54.6%的感染率[17]高出33%，說明本研究中的球孢白僵菌GYS-13毒力較高，具有較好的田間防效。與國外類似研究比較，Youssef[18]報道的球孢白僵菌對3齡蝗蟲的LT50為6.1 d，本研究為4.9 d，較之縮短了19.7%；但與之前國內(nèi)報道的LA06株系的LT50為3.96 d[19]相比，延遲了19.2%?？梢?，在殺蟲速度或在最終田間防效上，不同的分離株間存在較大的變化，這也正是新菌株對于研發(fā)新的微生物殺蟲劑和克服害蟲對生物農(nóng)藥的抗性意義所在。

本研究對新分離獲得的球孢白僵菌GYS-13對東亞飛蝗3齡若蟲的LC90為1.4×107孢子/mL，LT90為6.1 d，對蝗蟲田間總防效達81.8%，與同類研究報道相比具有較高的毒力和較好的田間防效，具備進一步研發(fā)為微生物殺蟲劑的潛力。紗籠內(nèi)試驗測定數(shù)據(jù)略優(yōu)于踏查樣方，分析是紗籠內(nèi)高密度蝗蟲利于真菌感染。但金龜子綠僵菌在紗籠內(nèi)防效顯著高于開放踏查樣方的防效（p＜0.05），可能與該菌的水平傳播能力和對光照的耐受性有關(guān)，具體原因還有待進一步研究。