微生物農藥聯合防治亞洲玉米螟的研究

　　摘 要：本研究使用植保無人機，聯合噴施球孢白僵菌 Beauveria bassiana(Bb)、金龜子綠僵菌 Metarhizium anisopliae(Ma)和蘇云金芽孢桿菌 Baci1lus thuringiensis(Bt)三種微生物殺蟲劑菌懸液，防治第二代亞洲玉米螟。結果表明：球孢白僵菌和綠僵菌聯合使用的處理中亞洲玉米螟幼蟲發生密度、被害株率、蛀孔率以及孔道長度均顯著低于其它接種組和空白對照組，田間防治效果最好。結果證明，針對特定害蟲的特定防治時期，生物防治的聯防技術可以取得很好的防治效果。

　　張云月; 汪洋洲; 高月波; 毛剛; 張強; 劉劍， 東北農業科學 發表時間：2021-10-26

　　關鍵詞：亞洲玉米螟;球孢白僵菌;金龜子綠僵菌;蘇云金芽孢桿菌;生物防治

　　亞洲玉米螟Ostrinia furnacalis(Guenée)是危害吉林省玉米生產的最主要害蟲，常年危害損失達10%以上，重發生年份甚至達20%以上，嚴重影響玉米的產量和品質[1]。在吉林省亞洲玉米螟每年發生1~2.5代。隨著全球氣候變暖，吉林省亞洲玉米螟的世代發生數有增加的趨勢[2]。第一代亞洲玉米螟主要危害玉米的心葉造成典型的大量排孔癥狀，第二代亞洲玉米螟主要危害花絲、果穗，蛀食雌穗的穗柄和穗軸。蛀莖為害使莖稈易倒折，影響養分輸送，造成果穗發育不良或籽粒干癟，同時不利于機收;蛀莖和蛀穗還易加重玉米莖腐病和穗腐病的發生[3-5]。且二代亞洲玉米螟危害呈逐年加重趨勢[6]。

　　對于亞洲玉米螟的防治措施主要有物理防治、生物防治、化學防治、農業防治等，目前仍以化學防治為主。根據亞洲玉米螟的為害特點，心葉期是防治一代螟蟲的關鍵時期，在此時期內如何將藥劑快速精準的投放于心葉中成為防治難點。穗期是防治二代螟蟲的關鍵時期。玉米屬于高桿作物，此時玉米株高基本都在2 m以上。玉米螟幼蟲多集中在雌穗以上。由于植株高大，人工使用背負式施藥器械作業進地困難，施藥速度慢，影響了防治效果[7]。近年來生物防治技術已經成為有效控制亞洲玉米螟群體的重要措施，由于其致病力強、藥效持久、對環境友好，對人、畜、植物無毒害、可持續控制害蟲等優點決定其在防控亞洲玉米螟方面上的優越性日漸突出。

　　利用昆蟲病原微生物防治農業害蟲是生物防治技術的主要方式之一[8]。球孢白僵菌B. bassiana和金龜子綠僵菌M. anisopliae是目前世界上防治害蟲應用較廣的殺蟲真菌 [9]，其致病性強、可持續控制害蟲群體[10]，但是防病周期長、效果不穩定。蘇云金芽孢桿菌B. thuringiensis是國際市場上用量最高的微生物農藥，其殺蟲速度快、毒力高，但是持效期較短，害蟲易產生抗藥性。近年來一些研究表明，多種昆蟲病原微生物聯合應用能夠充分發揮不同生防資源優勢，提高防治效率。彭國雄等利用金龜子綠僵菌、球孢白僵菌和蘇云金芽胞桿菌兩兩聯合使用對草地貪夜蛾Spodoptera frugiperda幼蟲進行室內殺蟲活性評估，結果表明不同殺蟲真菌聯合使用、殺蟲真菌與Bt 聯合使用能有效提高對草地貪夜蛾幼蟲的殺蟲活性[11];毛剛等利用白僵菌和蘇云金芽胞桿菌聯合防治亞洲玉米螟，研究表明防治效果優于單一使用白僵菌或蘇云金芽胞桿菌[12]。本研究利用植保無人機一次性投放球孢白僵菌、金龜子綠僵菌和蘇云金芽孢桿菌三種微生物農藥田間防治亞洲玉米螟，以期為多種微生物殺蟲劑聯合防治亞洲玉米螟新方法提供理論依據。

　　1 材料與方法

　　1.1 試驗材料

　　球孢白僵菌可濕性粉劑、蘇云金芽孢桿菌可濕性粉劑，綠隴生物有限公司提供;金龜子綠僵菌可濕性粉劑，廈門多多生物有限公司提供。

　　1.2 試驗方法

　　1.2.1 試驗設計

　　本研究設置 4 個試驗處理，分別包括：(1)球孢白僵菌和金龜子綠僵菌聯合防治 (Bb+Ma)、(2)球孢白僵菌、金龜子綠僵菌和蘇云金芽孢桿菌聯合防治(Bb+Ma+Bt)、(3)蘇云金芽孢桿菌單獨防治(Bt)、(4)空白對照組(CK)，每個試驗處理小區 0.33 hm2，處理之間距離 50 m。

　　1.2.2 接種方法

　　玉米植株雌穗時期，將球孢白僵菌、金龜子綠僵菌和蘇云金芽孢桿菌分別用水稀釋，過濾出殘渣，配制成菌液濃度為 1×1010 CFU/mL 的菌懸液，在無降水且微風的天氣條件下分別用植保無人機接種 Bb+Ma 聯合防治組(孢子濃度比為 1:1)、Bb+Ma+Bt 聯合防治組(孢子濃度比為 1:1:1)，Bt 單獨防治組，以噴施水為空白對照組。飛機的飛行高度距玉米植株冠層上方 1.5 m，飛行速度 7 m/s，作業噴福 4m,每次飛行軌道間隔 1m。

　　1.2.3 調查方法

　　秋季玉米收獲前進行剖桿調查，在每個處理小區隨機選取 5 個點，做為 5 次重復，每個點之間距離 3?5 m，每個點隨機選擇 20 株玉米，即每個試驗小區共調查 100 株植株。記錄亞洲玉米螟幼蟲活蟲數，被害植株數量、蛀孔數量、蛀孔位置、孔道 7 長度。然后計算統計出各處理組植株亞洲玉米螟幼蟲的發生密度，被害株率、蛀孔率，以及各莖節蛀孔的分布比率和孔道長度。

　　發生密度=活蟲數/調查植株數

　　被害株率=被害株數/調查植株數×100%

　　蛀孔率=蛀孔數量/調查植株數×100%

　　蛀孔分布比率=相應部位蛀孔數量/蛀孔總數×100%

　　1.2.4 數據統計分析

　　對所獲得的數據，利用 DPS 軟件進行方差分析,幼蟲發生密度、被害株率、蛀孔率和孔道長度采用單因素方差分析，多重比較采用鄧肯氏新復極差法(Duncan’s)。

　　2 結果與分析

　　2.1 不同處理組玉米植株上亞洲玉米螟幼蟲發生密度的比較

　　經過方差分析比較發現各個處理組之間亞洲玉米螟幼蟲的發生密度差異不顯著(表 1)，除 Bb+Ma+Bt 組與 CK 組相等都是 0.19 頭/株之外，其他處理組均低于 CK,其中 Bb+Ma 組發生密度最低，為 0.04 頭/株，這表明 Bb+Ma 組的防治效果最好。

　　2.2 不同處理組玉米被害株率的比較

　　從圖 1 可以看出不同處理組被害植株比率。Bb+Ma 組被害株率為 26%，低于 CK 組 49%，Bt 組比率與 CK 組相同，而 Bb+Ma+Bt 組的被害株率最高為 71%，。各接種組與 CK 組相比差異不顯著，但接種組之間 Bb+Ma 組與 Bb+Ma+Bt 組有顯著差異(F= 5.74， P=0.0025)。結果表明 Bb+Ma 組的防治效果最好，而 Bb+Ma+Bt 組和 Bt 組防效較差。

　　2.3 不同處理組玉米植株蛀孔率以及蛀孔分布情況的比較

　　圖 2 為不同處理組植株的蛀孔率。其中 Bb+Ma 組蛀孔率最低 29%，低于 CK 組 61%;而 Bb+Ma+Bt 組和 Bt 組的蛀孔率均高于對照組，分別是 90%和 65%。經方差分析表明 Bb+Ma 組與其它接種組以及 CK 組相比均有顯著差異，而 Bb+Ma+Bt 組和 Bt 組與 CK 組差異不顯著。

　　圖3為不同處理組植株上蛀孔分布的情況。經過調查發現亞洲玉米螟幼蟲危害的蛀孔在玉米雄穗柄至雌穗下第7節均有分布，其中以雌穗著生節、雌穗及其上、下1-3節上蛀孔最多。在此范圍內，Bb+Ma組、Bb+Ma+Bt組、Bt組以及CK組植株上蛀孔分布比率分別為 93.09%、90%、90.77%、86.9%，接種組均高于CK組。蛀孔在雌穗以下莖節的分布比率分別為27.59%、30%、13.85%、9.84%;蛀孔在雌穗以上莖節的分布比率分別為41.37%、 34.44%、38.47%、27.88%，分別高出雌穗以下莖節的分布比率為13.78%、4.44%、 24.62%、18.04%。蛀孔在這兩個部分的分布比率均高于CK對照組。各個接種組蛀孔在雌穗節的分布比率同樣也高于對照。而與此相反的是各個接種組蛀孔在雌穗部位的分布比率均顯著低于CK組，其中Bb+Ma組最低，僅為13.79%，其次分別為Bb+Ma+Bt組27.78%、Bt 組36.62%。綜合以上數據分析得出，接種組與對照組相比，幼蟲對玉米植株雌穗以上莖節、雌穗以下莖節以及雌穗節部分危害較高，對雌穗部位危害較低。

　　2.4 不同處理組玉米植株上孔道長度的比較分析

　　分析結果表明，各個處理組植株的孔道總長度在 5%水平上有顯著差異，其中 Bb+Ma 組總長度最短為 11 cm，且小于對照組之外，其余兩個接種組均長于對照組。

　　在各處理組中玉米植株不同部分受害程度也是不同的(表 2)。在雌穗節上莖部分， Bb+Ma 組孔道長度最短為 5.0 cm，只有該組孔道長度小于 CK 組。在雌穗節下莖部分， Bb+Ma+Bt 組孔道長度最長為 13.5 cm，且與其他處理組存在顯著差異，除該組之外 Bb+Ma 組、Bt 組孔道長度分別為 3.5 cm、3.6 cm，均小于 CK 組為 4.9 cm。與此部分相反，在雌穗節部位 Bb+Ma 組以及 Bt 組孔道長度分別為 2.1 cm、2.7 cm，均長于 CK 組，而 Bb+Ma+Bt 組長度與 CK 組相等，均為 2.0 cm。在雌穗部位上各接種組長度均短于 CK 組，其中 Bb+Ma 組最短僅為 0.4 cm，其次分別為 Bb+Ma+Bt 組 3 cm、Bt 組 3.3 cm。在雄穗柄部位 Bb+Ma 組和 Bt 組均沒有被危害，Bb+Ma+Bt 組被危害程度也相對較輕，與 CK 組差異不顯著(F= 3.22， P=0.0418)。綜合各個部分被危害程度，由此可見 Bb+Ma 組防效最好。

　　3 結論與討論

　　不同類型的生物農藥聯合使用防治同一種害蟲，不但可以減少每一種藥劑的用量，揚長避短，在得到更好的殺蟲效果的同時，降低環境風險，還可以延緩農藥抗性產生，延長農藥使用壽命[13-14]。

　　本研究利用球孢白僵菌和金龜子綠僵菌兩種真菌殺蟲劑聯合防治亞洲玉米螟，以及真菌殺蟲劑和Bt聯合防治亞洲玉米螟，對田間防治效果進行評估。研究表明Bb+Ma組合田間防治效果最好,而Bb+Ma+Bt組合防效較差。多天敵聯合應用，主要包括兩種結果：一是協同增效作用;二是拮抗作用[15]。在實際的田間應用中，病原真菌的殺蟲活性很容易受到環境溫度的影響，有研究表明25℃是最適合球孢白僵菌生長發育的溫度，且致病力最強[16]。而綠僵菌在30?35 ℃范圍內對東亞飛蝗的感染力最強[17-19]，這說明不同的殺蟲真菌侵染昆蟲最適溫度存在差異。因此將球孢白僵菌和金龜子綠僵菌聯合用于田間防治亞洲玉米螟，使最適侵染溫度范圍變寬，從而提高防效。另一個能夠使不同真菌殺蟲劑聯用具有協同增效作用的原因可能與這兩種真菌在寄主體內分泌的不同毒素有關。白僵菌可以產生白僵菌素、白僵菌交酯、有機酸等[20-22]，而綠僵菌產生腐敗菌素、去甲基敗菌素、破環菌素[23- 24]，當多種毒素同時分泌在寄主昆蟲體內時，可能存在一定的協同作用，加快昆蟲的致死進程。有研究表明Bt聯合白僵菌或者綠僵菌對于害蟲的防治具有協同增效作用，例如對草地貪夜蛾[11]，亞洲玉米螟[12]、翠紋鉆夜蛾Earias vittella[25]和棉鈴蟲Helicoverpa armigera[26]等均具有顯著增效作用。研究發現其增效機制是由于Bt的浸染降低了昆蟲的免疫反應，從而加快了真菌孢子在昆蟲表皮的萌發速度[27]。但本研究結果與先前報道結果剛好相反，Bt 與真菌殺蟲劑聯合使用防治亞洲玉米螟表現出了拮抗作用。以往研究報道均是Bt與單一真菌殺蟲劑相結合，Bt與白僵菌聯合或者Bt與綠僵菌聯合防治害蟲均能起到增效作用，而本文將Bt與球孢白僵菌和金龜子綠僵菌同時聯合使用出現拮抗作用，可能是由于三者互相作用，相互干擾，致使毒力抵消，進而降低了防效。但拮抗作用的具體原因還需進一步研究。

　　通過對亞洲玉米螟田間蛀孔在玉米植株不同部位上的分布比較發現，無論是蛀孔數量還是蛀孔長度，雌穗上的危害程度處理組均低于 CK 組。表明微生物農藥對亞洲玉米螟的致病作用雖然效果比較緩慢，但是卻能夠控制二代玉米螟的發生數量，對玉米螟的種群數量具有持續控制作用。

　　本研究將多種微生物農藥聯合用于田間防治亞洲玉米螟，進一步明確球孢白僵菌和金龜子綠僵菌聯合應用是可行的，但球孢白僵菌、金龜子綠僵菌和蘇云金芽孢桿菌聯用的可行性還需進一步驗證。