鐵皮石斛蝸牛為害調(diào)查及茶皂素活性試驗(yàn)初報(bào)

孫晗靖，滕瑩，金雅慧，王靈玲，繆強(qiáng)*，陸文軍

(1.杭州市富陽(yáng)區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,浙江 杭州 311400；2.杭州市富陽(yáng)區(qū)植物檢疫所,浙江 杭州 311400；3.春江街道農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,浙江 杭州 311400)

在杭州市富陽(yáng)區(qū)開(kāi)展鐵皮石斛(Dendrobiumcandidum)大棚設(shè)施、林下原生態(tài)及仿生栽培過(guò)程中，因鐵皮石斛溫暖濕潤(rùn)和半陰半陽(yáng)栽培環(huán)境與蝸牛適生環(huán)境近似，極易造成蝸牛滋生，表現(xiàn)為咬食石斛莖、葉、花、嫩芽等,甚至啃食全株，導(dǎo)致植株死亡。蝸牛爬行時(shí)留下白色黏液及糞便對(duì)石斛生長(zhǎng)極其不利，嚴(yán)重影響石斛品質(zhì)和產(chǎn)量,蝸牛已成為石斛生產(chǎn)中需嚴(yán)加防控的對(duì)象。

茶皂素是一類結(jié)構(gòu)相近的三萜類皂苷糖苷化合物[1]，具有乳化、分散、濕潤(rùn)、發(fā)泡等表面活性及溶血、魚毒、抗?jié)B消炎等生物活性[2-3]。作為優(yōu)良的農(nóng)藥助劑茶皂素可以促進(jìn)某些農(nóng)藥在作物葉片上的沉積量,增加藥效[4-8]。茶皂素對(duì)雙翅目(家蠅)、鱗翅目(菜青蟲、小夜蛾、甜菜夜蛾、茶尺蠖)、半翅目(棉蚜、茶小綠葉蟬)害蟲及線蟲表現(xiàn)出明顯的生物活性(毒性)[9-13]，同時(shí)對(duì)蚯蚓、田螺、釘螺、福壽螺等冷血?jiǎng)游镆簿哂泻軓?qiáng)的毒殺活性[14-25]，茶皂素對(duì)蝸牛的防治潛力也有一些探討[26-27]。我們通過(guò)鐵皮石斛蝸牛為害的調(diào)查，明確富陽(yáng)區(qū)本地為害優(yōu)勢(shì)種；開(kāi)展茶皂素對(duì)蝸?；钚宰饔檬覂?nèi)藥效試驗(yàn)和田間試驗(yàn)效果測(cè)定，為鐵皮石斛生產(chǎn)綠色防控藥劑和方法提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1 供試蝸牛

蝸牛為田間捕捉成貝，置于室溫(25±1)℃、相對(duì)濕度80.0%±10%養(yǎng)蟲室養(yǎng)蟲盒(15 cm×8 cm×6 cm)內(nèi)以新鮮生菜飼養(yǎng)。飼喂復(fù)壯2 d后,挑選活性良好、個(gè)體大小基本一致、開(kāi)口活動(dòng)的蝸牛進(jìn)行試驗(yàn)。

1.1.2 供試植物

試驗(yàn)植物選用盆栽生菜，分批種植在中國(guó)林業(yè)科學(xué)院亞熱帶林業(yè)研究所溫室中。在基質(zhì)中育苗，等長(zhǎng)到有3～5張葉片時(shí)移栽到直徑8 cm、高12 cm的塑料盆中。選用7～8片葉的生菜進(jìn)行茶皂素生物測(cè)試。

1.1.3 供試藥劑

96%茶皂素純品，由中國(guó)林業(yè)科學(xué)院亞熱帶林業(yè)研究所林產(chǎn)化工團(tuán)隊(duì)分離提純；吐溫-80(Tween-80)，由上海國(guó)藥集團(tuán)生產(chǎn)。

1.2 方法

1.2.1 富陽(yáng)地區(qū)石斛蝸牛種類和優(yōu)勢(shì)種調(diào)查

于2019年6月12—18日雨季下雨后當(dāng)天的晚間,在洞橋鎮(zhèn)查口村鐵皮石斛種植基地和黃公望鐵皮石斛野外種植基地進(jìn)行實(shí)地調(diào)查。利用野外工作燈照明，調(diào)查有害軟體動(dòng)物發(fā)生為害情況。收集健康蝸牛標(biāo)本,寄送軟體動(dòng)物分類專家鑒定(活體標(biāo)本置于裝有生菜葉網(wǎng)封塑料盒中，防止活體標(biāo)本寄送途中死亡并腐爛影響鑒定結(jié)果)，依據(jù)采集蝸牛數(shù)量及為害率確定為害優(yōu)勢(shì)種。

1.2.2 供試蝸牛行為習(xí)性觀察

用塑料收納箱(50 cm×30 cm×40 cm)作為飼養(yǎng)間，在箱底部放入10 cm厚濕潤(rùn)基質(zhì)，在基質(zhì)上擺放2盆鐵皮石斛供蝸牛取食。同時(shí)在收納箱內(nèi)接入50只供試蝸牛,每天觀察其活動(dòng)、行為特征及習(xí)性，每2 h記錄1次。

1.2.3 茶皂素對(duì)蝸牛生物活性室內(nèi)藥效測(cè)定

采用十字選擇儀測(cè)定茶皂素對(duì)供試蝸牛取食影響。十字選擇儀為自制,用木質(zhì)材料制成，十字長(zhǎng)度25 cm,中心交合區(qū)長(zhǎng)、寬均5 cm。取食選擇試驗(yàn)在中國(guó)林業(yè)科學(xué)院亞熱帶林業(yè)研究所溫度(25±1)℃、相對(duì)濕度70.0%±10.0%、自然光照的養(yǎng)蟲室內(nèi)進(jìn)行。選擇生長(zhǎng)基本一致的盆栽生菜，自基部切斷后作為蝸牛食物。將配置好的茶皂素溶液均勻噴施于生菜葉片正反面作為處理,以噴施清水作對(duì)照，以葉片剛有液體滴下為準(zhǔn)。試驗(yàn)時(shí)，先將十字選擇儀底部濕潤(rùn)，再將經(jīng)同一濃度茶皂素處理過(guò)生菜和清水浸過(guò)的生菜分別間隔放入十字選擇儀的一端，在十字選擇儀中心接入20頭供試蝸牛讓其自由選擇取食。試驗(yàn)自20：00開(kāi)始，12 h后統(tǒng)計(jì)不同生菜上(所在)蝸牛數(shù)量。茶皂素設(shè)置5個(gè)濃度梯度，分別為0.1、0.2、0.3、0.4和0.5 mg·mL-1，每濃度重復(fù)3次。生菜葉及蝸牛均只使用1次。

1.2.4 田間試驗(yàn)

試驗(yàn)在中國(guó)林業(yè)科學(xué)院亞熱帶林業(yè)研究所黃公望試驗(yàn)林場(chǎng)鐵皮石斛種植基地內(nèi)進(jìn)行(120°00′36″E,30°06′02″N)。選擇2個(gè)長(zhǎng)勢(shì)一致、蝸牛發(fā)生較為嚴(yán)重的臨近種植區(qū)進(jìn)行試驗(yàn)，每個(gè)苗床面積約20 m2，鐵皮石斛的種植密度為6株·m-2。

選用0.3 mg·mL-1茶皂素溶液對(duì)一個(gè)試驗(yàn)區(qū)內(nèi)鐵皮石斛進(jìn)行噴霧防治，另一個(gè)試驗(yàn)區(qū)以噴清水作為對(duì)照。噴霧前,先抽樣調(diào)查每塊樣地蝸牛的發(fā)生基數(shù)。調(diào)查時(shí)，在2個(gè)試驗(yàn)區(qū)內(nèi)分別隨機(jī)選定5個(gè)試驗(yàn)小區(qū)(面積1 m2左右)，于21：00調(diào)查統(tǒng)計(jì)各自小區(qū)蝸牛侵入數(shù)量。

施藥后每晚檢查一次，調(diào)查時(shí)間為21：00,統(tǒng)計(jì)各小區(qū)蝸牛侵入的數(shù)量，持續(xù)檢查5 d。

1.3 數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(V14.10)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)。在取食選擇試驗(yàn)中，蝸牛對(duì)不同處理生菜的選擇偏好進(jìn)行重復(fù)適合性G檢驗(yàn)；在田間防治試驗(yàn)中，不同處理小區(qū)內(nèi)蝸牛的侵入數(shù)量采用單因素方差分析，選P<0.05顯著水平。

2 結(jié)果與分析

2.1 為害種類和優(yōu)勢(shì)種

蔬菜、大豆、棉花等田間蝸牛為害優(yōu)勢(shì)種[28-35]主要為巴蝸?？频耐桶臀伵；蚧野臀伵！Ｔ诟魂?yáng)區(qū)洞橋鎮(zhèn)查口村和黃公望林場(chǎng)鐵皮石斛種植基地進(jìn)行的蝸牛種類及發(fā)生情況調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在大棚和野外種植區(qū)為害鐵皮石斛的蝸牛主要有海南小囊螺、琥珀螺、灰巴蝸牛、同型巴蝸牛和扁形小囊螺5種(表1)。從調(diào)查期內(nèi)各種蝸牛采集數(shù)量和為害情況分析,富陽(yáng)區(qū)以扁形小囊螺為鐵皮石斛為害優(yōu)勢(shì)種，在黃公望林場(chǎng)野外種植區(qū)部分樣地內(nèi)蟲口達(dá)到102頭·m-2。從采集地點(diǎn)分析,野外仿生種植區(qū)蝸牛數(shù)量極顯著多于大棚鐵皮石斛種植區(qū)(P<0.01,t檢驗(yàn))。

表1 杭州市富陽(yáng)區(qū)石斛蝸牛的為害情況

2.2 蝸牛行為習(xí)性

試驗(yàn)中,蝸牛晝伏夜出,一般在18：00 之后陸續(xù)爬出基質(zhì)覓食，喜取食嫩芽和基質(zhì)表面上已經(jīng)被取食過(guò)、留有傷口的植株,20：00至次日4：00是蝸?；顒?dòng)高峰期,以20：00—22：00 在土表及植株上活動(dòng)取食的蝸牛數(shù)量最多，6：00—8：00全部返回藏身之處，8：00—18：00不出來(lái)活動(dòng)(圖1)。陰雨天氣的白天也只有少量個(gè)體出來(lái)活動(dòng),即使白天澆水后也很少有蝸牛爬出基質(zhì)，要到日落時(shí)才出來(lái)取食。

圖1 供試蝸牛的活動(dòng)節(jié)律

2.3 茶皂素藥效

2.3.1 驅(qū)避作用

供試蝸牛對(duì)不同濃度茶皂素溶液的行為反應(yīng)表明,當(dāng)濃度≥0.3 mg·mL-1時(shí),茶皂素溶液對(duì)蝸牛表現(xiàn)出極顯著的驅(qū)避作用(Gp=6.823,P<0.01；GH=6.11,P=0.403；Gp為選擇處理間差異，GH為重復(fù)間差異，下同)。93.1%的蝸牛會(huì)選擇對(duì)照組取食，且隨著濃度的提高，驅(qū)避作用越顯著，當(dāng)濃度達(dá)到0.5 mg·mL-1時(shí)，98.2%會(huì)選擇對(duì)照組取食。當(dāng)十字選擇儀四端都放置未處理生菜時(shí)，蝸牛選擇基本相當(dāng)，試驗(yàn)裝置對(duì)蝸牛選擇無(wú)顯著影響(圖2)。觀察可見(jiàn),蝸牛不取食經(jīng)茶皂素處理過(guò)的菜葉，當(dāng)接觸到藥液后腹足馬上縮入體內(nèi)休眠。

*表示處理和對(duì)照間差異顯著(P<0.05)；NS表示差異不顯著(圖3同)。

茶皂素對(duì)鐵皮石斛蝸牛驅(qū)避作用與處理時(shí)間密切相關(guān)(圖3)。噴施0.3 mg·mL-1茶皂素12 h后，作用最為顯著,隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，驅(qū)避作用略有降低，但與對(duì)照相比仍表現(xiàn)出顯著的驅(qū)避作用，直至60 h后仍有93.2%蝸牛選在對(duì)照葉片上取食(Gp=8.823,P<0.05)，趨避作用顯著，且茶皂素對(duì)石斛蝸牛的驅(qū)避作用持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。另外在試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，蝸牛對(duì)茶皂素表現(xiàn)出拒食作用，絕大多數(shù)蝸牛在接觸各濃度藥液處理葉片后頭部縮入殼內(nèi)，不取食或少量取食，而對(duì)照組蝸牛則相對(duì)較活躍，正常取食。

圖3 茶皂素不同處理時(shí)間對(duì)蝸牛趨避作用的影響

2.3.2 田間防控效果

噴施茶皂素溶液鐵皮石斛樣區(qū)內(nèi)，24 h后蝸牛侵入量由21.9頭·m-2降為6.8頭·m-2，72 h后侵入量降至最低。而對(duì)照區(qū)72 h后蝸牛侵入量由0 h的23.4頭·m-2增加至32.2頭·m-2(表2)。雖然隨著試驗(yàn)時(shí)間進(jìn)一步延長(zhǎng)，處理區(qū)內(nèi)石斛蝸牛侵入率在逐漸回升，但仍顯著低于對(duì)照組，可見(jiàn)茶皂素對(duì)石斛蝸牛侵入有明顯抑制作用。

表2 茶皂素處理對(duì)石斛蝸牛的防控效果

2.3.3 安全性

經(jīng)田間觀察，噴施≥0.3 mg·mL-1茶皂素防治蝸牛，藥后試驗(yàn)小區(qū)與對(duì)照區(qū)鐵皮石斛均無(wú)異?，F(xiàn)象發(fā)生，生長(zhǎng)情況基本一致。

3 討論

當(dāng)前生產(chǎn)中防控蝸牛、蛞蝓等軟體動(dòng)物,常用化學(xué)藥劑為四聚乙醛粉劑或顆粒劑[36-38]，由于蝸牛體壁構(gòu)造在不適環(huán)境中可分泌黏液形成白色薄膜而封閉殼口保護(hù)其肉體部分，甚至可進(jìn)行墊伏越夏和休眠越冬，因此，用藥后防效顯著下降；同時(shí)農(nóng)戶存在超量用藥、生長(zhǎng)期使用單一農(nóng)藥、盲目施藥問(wèn)題,造成田間實(shí)際防治效果不理想、藥劑污染環(huán)境等現(xiàn)象。而茶皂素具有在自然界中可自行降解、無(wú)毒性殘留、不污染環(huán)境、對(duì)人畜無(wú)影響等優(yōu)點(diǎn)，符合目前農(nóng)藥工業(yè)和農(nóng)業(yè)綠色環(huán)保可持續(xù)發(fā)展要求。茶皂素對(duì)蝸牛生物活性室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)溶液濃度≥0.3 mg·mL-1時(shí)對(duì)蝸牛表現(xiàn)出極顯著的驅(qū)避作用(Gp=6.823,P<0.01；GH=6.11,P=0.403)。同時(shí)茶皂素對(duì)石斛蝸牛驅(qū)避作用持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，表現(xiàn)為噴施0.3 mg·mL-1茶皂素12 h后作用最為顯著，與對(duì)照相比，直至60 h后仍表現(xiàn)出顯著的驅(qū)避作用(Gp=8.823,P<0.05)。田間防控效果試驗(yàn)也具較好的速效性和持效性，表明茶皂素溶液對(duì)石斛蝸牛侵入有顯著抑制作用，72 h后田間抑制效果達(dá)到峰值。因此,茶皂素可作為替代化學(xué)藥劑防治蝸牛的有效物質(zhì)，能較好控制野外石斛蝸牛等軟體動(dòng)物為害，具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。

因茶皂素純品相對(duì)成本較高，油茶提油后副產(chǎn)品茶粕中茶皂素含量豐富(約20%)，能在較短時(shí)間內(nèi)對(duì)相關(guān)動(dòng)物產(chǎn)生毒性作用[25]，具備生物農(nóng)藥特點(diǎn)，將其作為肥料同時(shí)也可達(dá)到驅(qū)避蝸牛等蟲害效果。