微生物农药联合防治亚洲玉米螟的研究

　　摘 要：本研究使用植保无人机，联合喷施球孢白僵菌 Beauveria bassiana(Bb)、金龟子绿僵菌 Metarhizium anisopliae(Ma)和苏云金芽孢杆菌 Baci1lus thuringiensis(Bt)三种微生物杀虫剂菌悬液，防治第二代亚洲玉米螟。结果表明：球孢白僵菌和绿僵菌联合使用的处理中亚洲玉米螟幼虫发生密度、被害株率、蛀孔率以及孔道长度均显著低于其它接种组和空白对照组，田间防治效果最好。结果证明，针对特定害虫的特定防治时期，生物防治的联防技术可以取得很好的防治效果。

　　张云月; 汪洋洲; 高月波; 毛刚; 张强; 刘剑， 东北农业科学 发表时间：2021-10-26

　　关键词：亚洲玉米螟;球孢白僵菌;金龟子绿僵菌;苏云金芽孢杆菌;生物防治

　　亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis(Guenée)是危害吉林省玉米生产的最主要害虫，常年危害损失达10%以上，重发生年份甚至达20%以上，严重影响玉米的产量和品质[1]。在吉林省亚洲玉米螟每年发生1~2.5代。随着全球气候变暖，吉林省亚洲玉米螟的世代发生数有增加的趋势[2]。第一代亚洲玉米螟主要危害玉米的心叶造成典型的大量排孔症状，第二代亚洲玉米螟主要危害花丝、果穗，蛀食雌穗的穗柄和穗轴。蛀茎为害使茎秆易倒折，影响养分输送，造成果穗发育不良或籽粒干瘪，同时不利于机收;蛀茎和蛀穗还易加重玉米茎腐病和穗腐病的发生[3-5]。且二代亚洲玉米螟危害呈逐年加重趋势[6]。

　　对于亚洲玉米螟的防治措施主要有物理防治、生物防治、化学防治、农业防治等，目前仍以化学防治为主。根据亚洲玉米螟的为害特点，心叶期是防治一代螟虫的关键时期，在此时期内如何将药剂快速精准的投放于心叶中成为防治难点。穗期是防治二代螟虫的关键时期。玉米属于高杆作物，此时玉米株高基本都在2 m以上。玉米螟幼虫多集中在雌穗以上。由于植株高大，人工使用背负式施药器械作业进地困难，施药速度慢，影响了防治效果[7]。近年来生物防治技术已经成为有效控制亚洲玉米螟群体的重要措施，由于其致病力强、药效持久、对环境友好，对人、畜、植物无毒害、可持续控制害虫等优点决定其在防控亚洲玉米螟方面上的优越性日渐突出。

　　利用昆虫病原微生物防治农业害虫是生物防治技术的主要方式之一[8]。球孢白僵菌B. bassiana和金龟子绿僵菌M. anisopliae是目前世界上防治害虫应用较广的杀虫真菌 [9]，其致病性强、可持续控制害虫群体[10]，但是防病周期长、效果不稳定。苏云金芽孢杆菌B. thuringiensis是国际市场上用量最高的微生物农药，其杀虫速度快、毒力高，但是持效期较短，害虫易产生抗药性。近年来一些研究表明，多种昆虫病原微生物联合应用能够充分发挥不同生防资源优势，提高防治效率。彭国雄等利用金龟子绿僵菌、球孢白僵菌和苏云金芽胞杆菌两两联合使用对草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda幼虫进行室内杀虫活性评估，结果表明不同杀虫真菌联合使用、杀虫真菌与Bt 联合使用能有效提高对草地贪夜蛾幼虫的杀虫活性[11];毛刚等利用白僵菌和苏云金芽胞杆菌联合防治亚洲玉米螟，研究表明防治效果优于单一使用白僵菌或苏云金芽胞杆菌[12]。本研究利用植保无人机一次性投放球孢白僵菌、金龟子绿僵菌和苏云金芽孢杆菌三种微生物农药田间防治亚洲玉米螟，以期为多种微生物杀虫剂联合防治亚洲玉米螟新方法提供理论依据。

　　1 材料与方法

　　1.1 试验材料

　　球孢白僵菌可湿性粉剂、苏云金芽孢杆菌可湿性粉剂，绿陇生物有限公司提供;金龟子绿僵菌可湿性粉剂，厦门多多生物有限公司提供。

　　1.2 试验方法

　　1.2.1 试验设计

　　本研究设置 4 个试验处理，分别包括：(1)球孢白僵菌和金龟子绿僵菌联合防治 (Bb+Ma)、(2)球孢白僵菌、金龟子绿僵菌和苏云金芽孢杆菌联合防治(Bb+Ma+Bt)、(3)苏云金芽孢杆菌单独防治(Bt)、(4)空白对照组(CK)，每个试验处理小区 0.33 hm2，处理之间距离 50 m。

　　1.2.2 接种方法

　　玉米植株雌穗时期，将球孢白僵菌、金龟子绿僵菌和苏云金芽孢杆菌分别用水稀释，过滤出残渣，配制成菌液浓度为 1×1010 CFU/mL 的菌悬液，在无降水且微风的天气条件下分别用植保无人机接种 Bb+Ma 联合防治组(孢子浓度比为 1:1)、Bb+Ma+Bt 联合防治组(孢子浓度比为 1:1:1)，Bt 单独防治组，以喷施水为空白对照组。飞机的飞行高度距玉米植株冠层上方 1.5 m，飞行速度 7 m/s，作业喷福 4m,每次飞行轨道间隔 1m。

　　1.2.3 调查方法

　　秋季玉米收获前进行剖杆调查，在每个处理小区随机选取 5 个点，做为 5 次重复，每个点之间距离 3?5 m，每个点随机选择 20 株玉米，即每个试验小区共调查 100 株植株。记录亚洲玉米螟幼虫活虫数，被害植株数量、蛀孔数量、蛀孔位置、孔道 7 长度。然后计算统计出各处理组植株亚洲玉米螟幼虫的发生密度，被害株率、蛀孔率，以及各茎节蛀孔的分布比率和孔道长度。

　　发生密度=活虫数/调查植株数

　　被害株率=被害株数/调查植株数×100%

　　蛀孔率=蛀孔数量/调查植株数×100%

　　蛀孔分布比率=相应部位蛀孔数量/蛀孔总数×100%

　　1.2.4 数据统计分析

　　对所获得的数据，利用 DPS 软件进行方差分析,幼虫发生密度、被害株率、蛀孔率和孔道长度采用单因素方差分析，多重比较采用邓肯氏新复极差法(Duncan’s)。

　　2 结果与分析

　　2.1 不同处理组玉米植株上亚洲玉米螟幼虫发生密度的比较

　　经过方差分析比较发现各个处理组之间亚洲玉米螟幼虫的发生密度差异不显著(表 1)，除 Bb+Ma+Bt 组与 CK 组相等都是 0.19 头/株之外，其他处理组均低于 CK,其中 Bb+Ma 组发生密度最低，为 0.04 头/株，这表明 Bb+Ma 组的防治效果最好。

　　2.2 不同处理组玉米被害株率的比较

　　从图 1 可以看出不同处理组被害植株比率。Bb+Ma 组被害株率为 26%，低于 CK 组 49%，Bt 组比率与 CK 组相同，而 Bb+Ma+Bt 组的被害株率最高为 71%，。各接种组与 CK 组相比差异不显著，但接种组之间 Bb+Ma 组与 Bb+Ma+Bt 组有显著差异(F= 5.74， P=0.0025)。结果表明 Bb+Ma 组的防治效果最好，而 Bb+Ma+Bt 组和 Bt 组防效较差。

　　2.3 不同处理组玉米植株蛀孔率以及蛀孔分布情况的比较

　　图 2 为不同处理组植株的蛀孔率。其中 Bb+Ma 组蛀孔率最低 29%，低于 CK 组 61%;而 Bb+Ma+Bt 组和 Bt 组的蛀孔率均高于对照组，分别是 90%和 65%。经方差分析表明 Bb+Ma 组与其它接种组以及 CK 组相比均有显著差异，而 Bb+Ma+Bt 组和 Bt 组与 CK 组差异不显著。

　　图3为不同处理组植株上蛀孔分布的情况。经过调查发现亚洲玉米螟幼虫危害的蛀孔在玉米雄穗柄至雌穗下第7节均有分布，其中以雌穗着生节、雌穗及其上、下1-3节上蛀孔最多。在此范围内，Bb+Ma组、Bb+Ma+Bt组、Bt组以及CK组植株上蛀孔分布比率分别为 93.09%、90%、90.77%、86.9%，接种组均高于CK组。蛀孔在雌穗以下茎节的分布比率分别为27.59%、30%、13.85%、9.84%;蛀孔在雌穗以上茎节的分布比率分别为41.37%、 34.44%、38.47%、27.88%，分别高出雌穗以下茎节的分布比率为13.78%、4.44%、 24.62%、18.04%。蛀孔在这两个部分的分布比率均高于CK对照组。各个接种组蛀孔在雌穗节的分布比率同样也高于对照。而与此相反的是各个接种组蛀孔在雌穗部位的分布比率均显著低于CK组，其中Bb+Ma组最低，仅为13.79%，其次分别为Bb+Ma+Bt组27.78%、Bt 组36.62%。综合以上数据分析得出，接种组与对照组相比，幼虫对玉米植株雌穗以上茎节、雌穗以下茎节以及雌穗节部分危害较高，对雌穗部位危害较低。

　　2.4 不同处理组玉米植株上孔道长度的比较分析

　　分析结果表明，各个处理组植株的孔道总长度在 5%水平上有显著差异，其中 Bb+Ma 组总长度最短为 11 cm，且小于对照组之外，其余两个接种组均长于对照组。

　　在各处理组中玉米植株不同部分受害程度也是不同的(表 2)。在雌穗节上茎部分， Bb+Ma 组孔道长度最短为 5.0 cm，只有该组孔道长度小于 CK 组。在雌穗节下茎部分， Bb+Ma+Bt 组孔道长度最长为 13.5 cm，且与其他处理组存在显著差异，除该组之外 Bb+Ma 组、Bt 组孔道长度分别为 3.5 cm、3.6 cm，均小于 CK 组为 4.9 cm。与此部分相反，在雌穗节部位 Bb+Ma 组以及 Bt 组孔道长度分别为 2.1 cm、2.7 cm，均长于 CK 组，而 Bb+Ma+Bt 组长度与 CK 组相等，均为 2.0 cm。在雌穗部位上各接种组长度均短于 CK 组，其中 Bb+Ma 组最短仅为 0.4 cm，其次分别为 Bb+Ma+Bt 组 3 cm、Bt 组 3.3 cm。在雄穗柄部位 Bb+Ma 组和 Bt 组均没有被危害，Bb+Ma+Bt 组被危害程度也相对较轻，与 CK 组差异不显著(F= 3.22， P=0.0418)。综合各个部分被危害程度，由此可见 Bb+Ma 组防效最好。

　　3 结论与讨论

　　不同类型的生物农药联合使用防治同一种害虫，不但可以减少每一种药剂的用量，扬长避短，在得到更好的杀虫效果的同时，降低环境风险，还可以延缓农药抗性产生，延长农药使用寿命[13-14]。

　　本研究利用球孢白僵菌和金龟子绿僵菌两种真菌杀虫剂联合防治亚洲玉米螟，以及真菌杀虫剂和Bt联合防治亚洲玉米螟，对田间防治效果进行评估。研究表明Bb+Ma组合田间防治效果最好,而Bb+Ma+Bt组合防效较差。多天敌联合应用，主要包括两种结果：一是协同增效作用;二是拮抗作用[15]。在实际的田间应用中，病原真菌的杀虫活性很容易受到环境温度的影响，有研究表明25℃是最适合球孢白僵菌生长发育的温度，且致病力最强[16]。而绿僵菌在30?35 ℃范围内对东亚飞蝗的感染力最强[17-19]，这说明不同的杀虫真菌侵染昆虫最适温度存在差异。因此将球孢白僵菌和金龟子绿僵菌联合用于田间防治亚洲玉米螟，使最适侵染温度范围变宽，从而提高防效。另一个能够使不同真菌杀虫剂联用具有协同增效作用的原因可能与这两种真菌在寄主体内分泌的不同毒素有关。白僵菌可以产生白僵菌素、白僵菌交酯、有机酸等[20-22]，而绿僵菌产生腐败菌素、去甲基败菌素、破环菌素[23- 24]，当多种毒素同时分泌在寄主昆虫体内时，可能存在一定的协同作用，加快昆虫的致死进程。有研究表明Bt联合白僵菌或者绿僵菌对于害虫的防治具有协同增效作用，例如对草地贪夜蛾[11]，亚洲玉米螟[12]、翠纹钻夜蛾Earias vittella[25]和棉铃虫Helicoverpa armigera[26]等均具有显著增效作用。研究发现其增效机制是由于Bt的浸染降低了昆虫的免疫反应，从而加快了真菌孢子在昆虫表皮的萌发速度[27]。但本研究结果与先前报道结果刚好相反，Bt 与真菌杀虫剂联合使用防治亚洲玉米螟表现出了拮抗作用。以往研究报道均是Bt与单一真菌杀虫剂相结合，Bt与白僵菌联合或者Bt与绿僵菌联合防治害虫均能起到增效作用，而本文将Bt与球孢白僵菌和金龟子绿僵菌同时联合使用出现拮抗作用，可能是由于三者互相作用，相互干扰，致使毒力抵消，进而降低了防效。但拮抗作用的具体原因还需进一步研究。

　　通过对亚洲玉米螟田间蛀孔在玉米植株不同部位上的分布比较发现，无论是蛀孔数量还是蛀孔长度，雌穗上的危害程度处理组均低于 CK 组。表明微生物农药对亚洲玉米螟的致病作用虽然效果比较缓慢，但是却能够控制二代玉米螟的发生数量，对玉米螟的种群数量具有持续控制作用。

　　本研究将多种微生物农药联合用于田间防治亚洲玉米螟，进一步明确球孢白僵菌和金龟子绿僵菌联合应用是可行的，但球孢白僵菌、金龟子绿僵菌和苏云金芽孢杆菌联用的可行性还需进一步验证。