不同茶园灰茶尺蠖和茶尺蠖对5种杀虫剂的抗药性监测

陈雨思,周孝贵,曾维健,肖 强,王知知*,陈学新*

(1. 浙江大学昆虫科学研究所,杭州 310058;2. 中国农业科学院茶叶研究所,杭州 310008;3. 湖南农业大学,长沙 410128)

茶尺蠖隶属于鳞翅目Lepidoptera尺蛾科Geometridae,是茶园尺蠖类中发生最普遍、为害最严重的种类之一(陈李林等, 2020),也是茶园中主要的食叶性害虫。近年来,通过遗传学、形态学观察和分子特征分析发现,过去统称的“茶尺蠖”已被确定为两个近缘种,即茶尺蠖Ectropisobliqua(Prout)和灰茶尺蠖EctropisgrisescensWarren (席羽等, 2014; 姜楠等, 2014; Zhangetal., 2014; 唐美君等, 2019; Songetal., 2021)。随后,地理分布研究发现灰茶尺蠖在我国大部分茶叶产区均有发生为害(Wangetal., 2019),而茶尺蠖为害主要在江苏、浙江、安徽三省交界区域(Lietal., 2019)。相比之下,灰茶尺蠖在我国的发生区域远大于茶尺蠖,且适生区范围广,是我国茶园重要的鳞翅目害虫之一(陈李林等, 2020)。

茶尺蠖1～2龄时常集中为害,形成发生中心。初孵幼虫活泼、善吐丝,有趋光、趋嫩性,分布在茶树表层叶缘与叶面,取食嫩叶成花斑,稍大后咬食叶片成“C”字形;3龄幼虫开始取食全叶,分散为害,分布部位也逐渐向下转移;4龄后开始暴食,虫口密度大时可将嫩叶、老叶甚至嫩茎全部食尽(葛超美等, 2016)。严重爆发时,会给茶农、茶企造成严重损失(Maetal., 2016; Wangetal., 2016)。随着茶叶质量标准的不断提高,茶园用药次数和用药量受到严格控制,茶园施用的农药也由高毒性向低毒性转变;由水溶性、内吸性农药向脂溶性、非内吸性农药转变(陈宗懋等, 2020)。目前,我国有效期内茶园用农药共有67个有效成分取得登记,其中杀虫剂有效成分49个。从防治对象来看,防治茶尺蠖的农药登记数为133个,位列第2,仅次于防治茶小绿叶蝉的农药登记数量(352个)(农业农村部农药检定所, 2022)。从有效成分数量来看,联苯菊酯为茶园用农药登记数量最高的有效成分,苦参碱是登记数量最高的植物源农药。此外,基于茶叶农药残留及环境友好等各种因素,新型高效低水溶性农药如虫螨腈、甲氨基阿维菌素、茚虫威等已经成为我国茶园害虫防治的主要农药品种(赵之德等, 2019; 李良德等, 2020)。为了及时掌握茶园茶尺蠖对这些常用药剂的抗药性现状和发展趋势,本研究测定了5种茶园常用杀虫剂对5个地理种群灰茶尺蠖和2个地理种群茶尺蠖的抗药性水平。

1 材料与方法

1.1 供试虫源

浙江乐清(ZJYQ_EG)种群为敏感种群,由中国农业科学院茶叶研究所提供,于2018年在浙江乐清茶园采集,室内不接触药剂连续饲养30代以上。田间种群采集信息见表1。于室内用新鲜茶叶枝条饲养扩繁,饲养条件:温度28±1℃,相对湿度60%,光周期14 L∶10 D。待灰茶尺蠖幼虫或茶尺蠖幼虫第2代(G1)孵化后,选择个体大小一致的3龄幼虫作为试虫。

表1 供试茶尺蠖和灰茶尺蠖种群的来源

1.2 供试药剂

供试药剂有5种杀虫剂,分别为联苯菊酯标准品(阿拉丁试剂(上海)有限公司)、98%苦参碱(阿拉丁试剂(上海)有限公司)、99.99%虫螨腈标准品(Accustandard Inc.)、98%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐(百灵威科技有限公司)和15%茚虫威乳油(美国富美实公司)。

1.3 试验方法

参照中华人民共和国农业行业标准《农药室内生物测定试验准则杀虫剂第14部分:浸叶法》(中华人民共和国农业部, 2008),分别测定5种杀虫剂对灰茶尺蠖和茶尺蠖3龄幼虫的室内毒力。具体步骤为:除15%茚虫威乳油外,其它药剂用丙酮溶解,再用0.1% Triton X-100水溶液将所有药剂配制成母液,最后用水溶液分别稀释成 5个预先设定的系列浓度,混匀备用。15%茚虫威乳油直接用0.1% Triton X-100水溶液稀释到预设浓度,混匀备用。0.1% Triton X-100水溶液作为空白对照。每个浓度设置3次重复,每个重复处理30头试虫。用清水将茶园采摘的新鲜茶树嫩梢冲洗干净,晾干备用。之后,将洁净晾干的嫩梢浸入药液中充分接触,取出后置于滤纸上晾干,放入干净培养盒,然后接入30头大小一致的3龄茶尺蠖或灰茶尺蠖幼虫,置于养虫室内饲养。48 h后分别检查茶尺蠖存活情况,以毛笔轻触虫体不能正常活动即判断为死亡。对照死亡率低于10%为有效试验,若对照死亡率在10%以上,则需重复试验。以校正死亡率在5%～95%的浓度范围作为药剂的浓度范围,然后将供试药剂按等比级数稀释法配成5个系列浓度,供正式试验用。

1.4 数据处理

所有室内毒力测定数据均用IBM SPSS Statistics软件(version 21)和Microsoft Excel计算致死中浓度LC50值、95%置信区间、毒力回归方程。同时抗性倍数计算方法如下:抗性倍数(RR)=茶园茶尺蠖种群LC50/室内敏感品系LC50。由于缺少茶尺蠖敏感种群,本研究中茶尺蠖抗药性倍数以灰茶尺蠖LC50值为基准。根据全国农技中心害虫抗药性水平的分级标准:抗性倍数RR:0100.0为高水平抗性(全国农技中心, 2022)。

2 结果与分析

2.1 灰茶尺蠖对5种杀虫剂的相对敏感基线

采用浸叶法建立了敏感种群ZJYQ_EG的LC50值作为敏感基线。结果表明灰茶尺蠖对对联苯菊酯、虫螨腈、甲维盐敏感性均较高,LC50值分别为0.17 mg/L、0.06 mg/L和0.019 mg/L。对苦参碱和茚虫威敏感性中等,LC50值分别为5.24 mg/L和6.3 mg/L(表2)。

表2 灰茶尺蠖对茶园常用5种杀虫剂的相对敏感基线

2.2 灰茶尺蠖和茶尺蠖对5种杀虫剂抗药性测定

通过测定不同茶园灰茶尺蠖和茶尺蠖种群对联苯菊酯等5种药剂的抗药性水平发现(表3),不同茶园灰茶尺蠖或茶尺蠖对不同的药剂抗药性差异较大。与浙江乐清敏感种群相比,供试灰茶尺蠖和茶尺蠖已对联苯菊酯产生不同程度的抗药性。浙江兰溪、浙江金华、河南南阳灰茶尺蠖和浙江杭州茶尺蠖4个种群对联苯菊酯的抗药性已达中等水平,抗性倍数分别为13.05倍、54.02倍、36.65倍、89.90倍,浙江安吉茶尺蠖种群对联苯菊酯的抗药性已达高抗水平(RR 131.78倍)。而浙江绍兴灰茶尺蠖种群抗性倍数(0.42倍)明显低于敏感品系,抗性水平极低。

表3 不同灰茶尺蠖和茶尺蠖种群对联苯菊酯的抗药性

与敏感种群相比,浙江兰溪、浙江金华、河南南阳灰茶尺蠖种群和浙江安吉茶尺蠖种群对植物源农药苦参碱的抗性倍数在0.62～2.61之间,属于敏感水平。浙江杭州种群对苦参碱的抗性倍数为22.49倍,达到中抗水平(表4)。

表4 不同灰茶尺蠖和茶尺蠖种群对苦参碱的抗药性

与敏感种群相比,3种高效低水溶性杀虫剂虫螨腈(表5)、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐(表6)和茚虫威(表7)对所有试验种群的生物活性均较高,抗性倍数在0.42～4.89之间,所有试验种群均处于敏感水平。

表5 不同灰茶尺蠖和茶尺蠖种群对虫螨腈的抗药性

表6 不同灰茶尺蠖和茶尺蠖种群对甲氨基阿维菌素苯甲酸盐的抗药性

表7 不同灰茶尺蠖和茶尺蠖种群对茚虫威的抗药性

3 结论与讨论

长期以来,部分茶叶消费国家以我国茶叶农药残留超标为主要理由,对我国茶叶出口实施绿色贸易壁垒,严重影响了我国的茶叶出口(顾国达等, 2007; 邱娟和王波, 2015)。因此,在茶园害虫防治过程中合理选择农药产品并减量使用是非常必要的。本研究监测了茶园重要害虫灰茶尺蠖和茶尺蠖对目前茶园生产过程中常用5种杀虫剂的抗药性,明确当前茶园灰茶尺蠖和茶尺蠖的抗药性水平,从而为其田间防治提供用药依据。

研究结果表明,与敏感种群相比,多个茶园灰茶尺蠖或茶尺蠖已对联苯菊酯产生中高等水平抗性。联苯菊酯能有效防治鳞翅目幼虫、小绿叶蝉、茶蚜、茶叶螨等茶园害虫,因其具有杀虫谱广、低毒、低残留等特点,成为无公害茶叶生产中的推荐药剂(陈宗懋, 2002; 陈宗懋等, 2020)。近年来,茶园害虫对菊酯类农药产生抗药性的情况,受到广泛关注。例如,周铁锋和黄海涛(2015)报道了浙江余杭茶尺蠖对联苯菊酯、功夫菊酯等药剂已产生较高抗性,且浙江萧山茶尺蠖对联苯菊酯的抗性在2015年(LC50值为4.66 mg/L)比1999年(LC50值为0.32 mg/L)增加了14.4倍。李建宇等(2015)比较了不同年份福建福州宦溪茶园的假眼小绿叶蝉EmpoascavitisGöthe抗药性情况,与2009年相比,2015年福建福州宦溪茶园的假眼小绿叶蝉对联苯菊酯的抗性倍数达10倍以上,抗性升至中等水平;福建省福安、安溪和武夷山3个地区的茶小绿叶蝉EmpoascapirisugaMatumura也对该药均产生了明显抗药性,抗性程度在10倍左右(李良德等, 2020)。此外,金银利等(2020)测定了不同药剂对河南信阳茶园灰茶尺蠖的室内毒力,联苯菊酯处理灰茶尺蠖LC50值为38.55 mg/L。与本研究敏感种群(表2)相比,该研究中河南信阳茶尺蠖对联苯菊酯的抗性倍数达到226.76倍。结合本试验结果,表明由于茶园长期使用联苯菊酯等菊酯类农药,大部分茶园灰茶尺蠖或茶尺蠖对该类杀虫剂产生了中高等水平抗药性,值得引起广泛重视。

我国有机茶园或无公害茶园生产中,苦参碱、印楝素和鱼藤酮等植物源农药因高效低毒、杀虫谱广等特点,被广泛推广使用(陈宗懋, 2001)。本研究中,除联苯菊酯外,浙江杭州茶尺蠖种群对苦参碱出现中等抗性水平。虽然苦参碱这类植物源农药由多种活性成分组成,可通过多位点共同作用防治病虫害,普遍认为不易产生抗药性(Zengetal., 2018)。然而与化学农药相似,长期使用植物源农药会导致抗药性上升(Tangtrakulwanich and Reddy, 2014)。例如,有报道指出印楝素连续处理40代后,桃蚜Myzuspersicae对其抗性倍数达到9倍(Feng and Isman, 1995)。由此表明,浙江杭州茶尺蠖种群对苦参碱的抗药性可能是由于长期使用单一农药所致。

根据我国可持续发展的战略要求,茶园的管理应遵循“预防为主,综合防治”的IPM原则,科学有效地使用低浓度、低残留的化学药剂,并结合理化诱控、生态调控和生物防治等措施进行综合治理。因此,除了关注杀虫剂对茶园害虫的防效外,还应发挥各种措施的优势,探索建立包含多种措施的茶园绿色防控集成技术。针对茶园灰茶尺蠖、茶尺蠖和小绿叶蝉等害虫的防治前人已经开展了多方面研究,并取得一定成果(李喜旺等, 2017; 陈宗懋, 2020)。有学者建议防治灰茶尺蠖和茶尺蠖时应结合多种防控方法,将茶园中频有发生的其他类型害虫考虑在内,明确茶园主要害虫和次要害虫(张帅琪等, 2020)。理化诱控方面,通过性诱剂诱捕茶尺蠖成虫,加强茶园害虫的预测预报与信息化监测,确定防治适期(李喜旺等, 2018)。生物防治方面,利用茶园天敌昆虫,如提高寄生蜂的寄生能力,引导蜘蛛或食蚜蝇等增强其捕食效应,以提高天敌控害效果(周孝贵等, 2022)。生态调控方面,种植显花植物缩短灰茶尺蠖成虫的寿命(陈李林, 2019)。采用“推-拉”策略种植驱避/引诱植物(江丽容等, 2010; 张正群等, 2015),合理间套作减轻尺蠖、小绿叶蝉的危害(陈李林等, 2019; 胡桂萍等, 2021),建立功能植物在茶园生态服务系统中保益控害、提质增效的作用(史凡等, 2022)。化学防治方面,结合本研究结果,在茶园必需使用化学农药防治茶园害虫时,建议减少或避免使用中高抗药剂(如联苯菊酯),优先选择并交替使用本研究中的3种低抗或敏感药剂(虫螨腈、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐或茚虫威),以提高灰茶园害虫防治效率,延缓抗药性的发展,并提升茶叶质量。通过以上措施,茶园农药的使用将进一步减量,有利于在茶园中建立起较为平衡的生态系统,发展无公害茶叶或有机茶园管理模式。