Efficacy of <i>Bacillus thuringiensis</i> Preparation and Its Combined Efficacy With <i>Steinernema carpocapsae</i> to Control Major Cashew Pests

ZHANG Zhongrun; GAO Yan; HUANG Weijian; HUANG Haijie

doi:10.3969/j.issn.1000-2561.2019.03.016

2019 , Vol. 40 >Issue 3: 530 - 534

DOI: https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-2561.2019.03.016

Crop Pests, Diseases and Their Control, Environmental Protection

Efficacy of Bacillus thuringiensis Preparation and Its Combined Efficacy With Steinernema carpocapsae to Control Major Cashew Pests

ZHANG Zhongrun ¹ ,
GAO Yan ^,²^,^* ,
HUANG Weijian ¹ ,
HUANG Haijie ¹

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1. Tropical Crops Genetic Resources Institute, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences / Key Laboratory of Crop Gene Resources and Germplasm Enhancement in Southern China, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Danzhou, Hainan 571737, China
2. Plant Protection Research Institute, Guangdong Academy of Agricultural Sciences/Guangdong Provincial Key Laboratory of High Technology for Plant Protection, Guangzhou, Guangdong 510640, China

Received date: 2018-06-12

Request revised date: 2019-01-10

Online published: 2019-03-15

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Abstract

The efficacy of Bacillus thuringiensis (Bt) to control cashew leaf miner (Acrocercops syngramma) larvae and cashew apple and nut borer larvae (Nephopteryx sp.) was tested in the laboratory. The results showed that, at the dose of 500 or 1000 dilution, Bt had a stronger toxicity against the 1st-3rd instar of A. syngramma larvae (70%-100% mortalities) and a lower toxicity against the 4st-5rd instar (20.0%-52.5% mortalities). The lethal efficacy of Bt to the 3rd instar of Nephopteryx sp. was only 75% mortality after 120 h treatment at the dose of 500 dilution. The synergistic interaction was observed, after 48 h treatment in the combination of Bt 2000 dilution and 200 IJs per disc of Steinernema carpocapsae All to the 3rd instar of Nephopteryx sp. larvae.

Key words： Bacillus thuringiensis; Steinernema carpocapsae; Nephopteryx sp.; Acrocercops syngramma; mortality

Cite this article

ZHANG Zhongrun , GAO Yan , HUANG Weijian , HUANG Haijie . Efficacy of Bacillus thuringiensis Preparation and Its Combined Efficacy With Steinernema carpocapsae to Control Major Cashew Pests[J]. Chinese Journal of Tropical Crops, 2019 , 40(3) : 530 -534 . DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2019.03.016

腰果（Anacardium occidentale Linnaeus）是海南省特色热带经济作物,主要分布在海南省乐东县、昌江县、东方市和陵水县^[1]。腰果细蛾Acrocercops syngramma Meyrick （Lepidoptera: Gracillariidae）和腰果云翅斑螟Nephopteryx sp. （Lepidoptera: Pyralidae）是腰果重要的鳞翅目害虫^[2]。腰果细蛾主要取食腰果嫩叶,为害严重时腰果嫩叶被害率可达90%以上,对腰果叶片造成了永久性伤害, 严重影响腰果植株的光合作用^[3,4,5];而腰果云翅斑螟幼虫可蛀食正在发育或已成熟的腰果果梨,也可蛀害幼嫩坚果,为害高峰期时可造成60%腰果被害,一些腰果园受害后大幅减产^[6,7,8]。

苏云金芽胞杆菌（Bacillus thuringiensis Berliner,Bt）是一种存在于土壤中的革兰氏阳性杆状细菌,对许多农业、林业、卫生害虫特别是鳞翅目幼虫具有显著的毒杀作用,且对非靶标生物无害^[9,10,11]。Bt是目前研究最多、应用最广的生防微生物之一。据统计,Bt制剂约占全球微生物杀虫剂总量的95%以上,同时约占全球整个杀虫剂市场的2%左右^[12]。目前,已有报道Bt可应用于防治多种鳞翅目害虫如分月扇舟蛾（Clostera anastomosis L.）^[13]、小菜蛾[Plutella xylostella (L.)]^[14]、亚洲玉米螟[Ostrinia furnacalis (Guenée)]^[15]、稻纵卷叶螟（Cnaphalocrocis medinalis Guenée）^[16]和甜菜夜蛾[Spodoptera exigua (Hübner)]^[17]等。

目前,腰果重要鳞翅目害虫腰果细蛾和腰果云翅斑螟主要以化学防治为主^{[4, 18-19]},也有研究发现抗虫性较强的腰果品系^[4],但还未能大面积推广应用。因此,测试生物防治制剂Bt对腰果重要害虫的控制效果,有助于丰富和完善腰果重要害虫生物防控方法。但考虑到Bt制剂在实际应用中还存在防治效果不稳定、杀虫速度慢、杀虫谱窄等缺点^[20,21],本文除了在室内测定Bt对腰果重要害虫腰果细蛾和腰果云翅斑螟的作用效果,还初步研究了Bt与昆虫病原线虫对腰果云翅斑螟的联合作用效果,为有效防治腰果重要害虫提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 材料

昆虫：腰果细蛾和腰果云翅斑螟幼虫从腰果园采集后,置于(26±1)℃下饲养观察24 h,未发现异常的种群用于试验。参照Athalye等^[22]和罗永明等^[7]的方法分别判定腰果细蛾幼虫和腰果云翅斑螟幼虫龄期。

药剂：Bt,有效成分含量32000 IU/mg,湖北康欣农用药业有限公司。

昆虫病原线虫：小卷蛾斯氏线虫Steinernema carpocapsae (Weiser)的All品系。感染期幼虫（IJs,infective juveniles）由广东省昆虫研究所以人工固体培养基培养获得后引进^[23]。引进的昆虫病原线虫以黄粉虫Tenebrio molitor L.幼虫进行繁殖获取感染期幼虫,然后以浅水层方法贮存于(10±1)℃条件下用于试验,贮存期不超过15 d^[24]。

1.2 方法

1.2.1 不同浓度Bt对腰果细蛾幼虫侵染力试验设4个不同Bt药液浓度处理,分别为500、1000、2000和4000倍液,同时设清水对照。从腰果园中采集带有腰果细蛾的腰果叶片,以不同试验浓度的Bt药液或清水进行喷雾处理。然后将处理后的腰果叶片置于垫了2层中速定性滤纸的9 cm直径培养皿中,再置于(26±1)℃黑暗条件下。由于不同腰果叶片上的腰果细蛾幼虫数量和龄期存在差异,试验时药液或清水处理的不同龄期腰果细蛾幼虫均多于试验所需。处理24 h后,随机观察各个处理和对照不同龄期腰果细蛾幼虫的存活情况,每个龄期随机观察幼虫数量为40头。以10头幼虫为一个处理,重复4次,清水处理为对照。

1.2.2 Bt对腰果云翅斑螟幼虫作用效果试验设4个不同Bt药液浓度处理：500、1000、2000和4000倍液,同时设清水对照。从腰果园中采集新鲜腰果果梨并切块成片（3 cm×2 cm×0.2 cm）,放入不同试验浓度的Bt药液或清水中浸泡5 s,然后取出在阴凉黑暗处晾干。4 h后,将晾干的果梨置于垫了2层中速定性滤纸的9 cm直径培养皿中,同时挑入10条3龄腰果云翅斑螟幼虫,再将培养皿置于(26±1)℃黑暗条件下。重复4次,24 h后观察记录各个处理和对照腰果云翅斑螟幼虫死亡数量。

1.2.3 Bt与昆虫病原线虫All品系对腰果云翅斑螟幼虫的联合作用从腰果园中采集新鲜腰果果梨并切块成片（3 cm×2 cm×0.2 cm）,放入试验所需浓度的Bt药液或清水中浸泡5 s,然后取出在阴凉黑暗处晾干。4 h后,将晾干的果梨置于垫了2层中速定性滤纸的9 cm直径培养皿中,同时挑入10条3龄腰果云翅斑螟幼虫,再将培养皿置于(26±1)℃黑暗条件下。设Bt 2000倍药液单独处理、线虫200 IJs/皿单独处理、Bt 2000倍药液与线虫200 IJs/皿联合作用处理和清水对照。重复4次,24 h和48 h后观察记录各个处理和对照腰果云翅斑螟幼虫死亡数量,同时观察腰果云翅斑螟幼虫行为反应。

1.3 数据分析

百分数值均经反正弦变换后,以SPSS软件进行方差分析,多重比较采用LSD法。

由χ²检验判断线虫与药剂联合作用效果^{[25,26,27,28]}。各个处理参试昆虫的死亡率由死亡虫数除以处理总虫数,并且转换为校正死亡率^[15]。线虫与药剂混用对参试昆虫的期望致死数M_E由期望致死率M=M_N+M_I(1-M_N),乘以参试昆虫总数计算而得,其中M_N和M_I分别为线虫和药剂单独处理参试昆虫的校正死亡率。χ²=(M_NI-M_E)²/M_E,其中M_NI为线虫与药剂混用对参试昆虫的实际校正死亡数,M_E为线虫与药剂混用对参试昆虫的期望致死数。计算出的χ²值与χ²值表进行比较。当χ²<3.84（1df和p=0.05）时,显示2种杀虫因子混用表现为相加作用;当χ²≥3.84（1df和p=0.05）及M_NI<M_E时,显示2种杀虫因子混用表现为拮抗作用;当χ²≥3.84（1df和p=0.05）及M_NI>M_E时,显示2种杀虫因子混用表现为增效作用。

2 结果与分析

2.1 Bt对腰果细蛾幼虫的作用效果

结果表明,不同浓度苏云金芽胞杆菌对腰果细蛾幼虫的致死率差异显著,5个不同龄期的腰果细蛾幼虫死亡率均随着Bt测试浓度的提高而上升（表1）。

表1 苏云金芽胞杆菌对不同腰果细蛾幼虫的校正致死率

Tab. 1 Corrected mortality of B. thuringiensis against A. syngramma larvae %

试验浓度Dose	1龄First instar	2龄Second instar	3龄Third instar	4龄Fourth instar	5龄Fifth instar
500	100.0±0.0^aA	84.7±2.7^aB	92.5±4.8^aAB	52.5±8.5^aC	32.5±6.3^aC
1000	95.0±2.9^aA	82.5±8.5^aAB	70.0±7.1^bBC	42.5±6.3^abCD	20.0±7.1^abD
2000	66.9±4.3^bA	59.4±6.5^bAB	42.5±7.5^cBC	32.5±6.3^abcC	7.5±4.8^bcD
4000	51.4±4.3^bA	25.8±6.7^cB	35.0±6.5^cAB	20.0±4.1^cB	5.0±2.9^cC

	Note: Data was mean±SE (n=4). Different small letters in the same column or capital letters in the same row indicate significant difference at 0.05 level.
	注：数据为平均数±标准误（n=4）,同列数据后不同小写字母或同行数据后不同大写字母表示在0.05水平差异显著。

不同龄期腰果细蛾幼虫对同一浓度的苏云金芽胞杆菌敏感性也不同。从测试的4个浓度看,1龄幼虫对Bt的敏感性最高;其次为2龄和3龄幼虫,它们二者的敏感性在4个测试浓度中均无显著差异;4龄和5龄幼虫对Bt的敏感性较低,在4个测试浓度中均显著低于1龄幼虫,而它们二者的敏感性在4个测试浓度中除4000倍外均无显著差异。

2.2 Bt对腰果云翅斑螟幼虫的作用效果

试验结果表明,不同浓度苏云金芽胞杆菌对腰果云翅斑螟幼虫的致死率有差异,一般测试浓度越高,幼虫死亡率也越高（表2）。在不同测试浓度下,腰果云翅斑螟幼虫的死亡率普遍随着测试时间延长而提高。测试24 h和48 h时,4个测试浓度的幼虫死亡率均无显著差异。测试72、96、120 h时,500倍、1000倍和2000倍的测试浓度幼虫死亡率均显著高于4000倍,但500倍测试浓度的幼虫死亡率在测试72、96、120 h时与1000倍和2000倍差异不显著。

表2 苏云金芽胞杆菌对腰果云翅斑螟幼虫的校正致死率

Tab. 2 Corrected mortality of B. thuringiensis against Nephopteryx sp. larvae %

试验浓度Dose	24 h	48 h	72 h	96 h	120 h
500	7.5±4.8^aD	20±4.1^aC	43.6±2.4^aB	55.0±3.7^aB	75.2±5.2^aA
1000	10.0±0.0^aC	22.5±2.5^aB	30.8±4.2^aB	49.7±6.8^aA	57.7±8.3^aA
2000	5.0±5.0^aB	10.0±4.1^aB	30.6±3.6^aA	49.7±8.2^aA	55.6±5.7^aA
4000	2.5±2.5^aB	10.0±7.1^aAB	15.0±8.7^bAB	20.6±6.8^bB	21.4±5.7^bAB

	Note: Data was mean±SE (n=4). Different small letters in the same column or capital letters in the same row indicate significant difference at 0.05 level.
	注：数据为平均数±标准误（n=4）,同列数据后不同小写字母或同行数据后不同大写字母表示在0.05水平差异显著。

2.3 Bt与小卷蛾斯氏线虫All品系的联合作用效果

苏云金芽胞杆菌单独作用于腰果云翅斑螟幼虫24 h后观察,未死亡的腰果云翅斑螟幼虫受惊扰后表现出反应迟钝、活动减少的现象;48 h后,未死亡幼虫受惊扰后表现出活动急剧减少甚至不活动的现象。而对照幼虫在试验48 h后反应依旧灵活,受到惊扰即可迅速移动。

表3 Bt与小卷蛾斯氏线虫All品系对腰果云翅斑螟的联合作用效果

Tab. 3 Interaction among the combination of S. carpocapsae All and Bt against Nephopteryx sp. larvae

处理时间 Treatment time/h	M_N	M_I	M_NI	M	M_E	X²	作用 Effect
24	0.283	0	13.98	0.283	16.98	0.53	相加
48	0.383	0.1	54	0.4447	26.68	27.97	增效

试验结果表明,苏云金芽胞杆菌与小卷蛾斯氏线虫All品系共同作用24 h后,对腰果云翅斑螟幼虫表现为相加作用;48 h后,二者对腰果云翅斑螟幼虫表现为显著的增效作用（表3）,致死率达90%。

3 讨论

本文初步研究表明,苏云金芽胞杆菌对腰果重要害虫腰果细蛾特别是低龄幼虫（1~3龄）有良好的作用效果,在今后的田间防治中可以作为腰果细蛾的防控手段之一。但本研究也发现Bt对腰果细蛾高龄（4龄和5龄）幼虫毒力作用较弱,在田间应用时应抓住低龄幼虫发生初期进行应用。在海南省腰果种植区,腰果细蛾的初发期为8—9月腰果嫩梢期,大概在11—12月进入高发期^[2]。因此,在田间应用Bt防治腰果细蛾时,较佳的施用时间为8—9月害虫为害初期。

Bt对腰果云翅斑螟幼虫的毒力作用相对较弱,作用效果也很慢,在最高的试验浓度500倍作用120 h,致死率仅为75%。因此,与其他杀虫因子如昆虫病原线虫联合作用有可能提高Bt单剂的作用效果。Oestergaard等^[29]发现,Bt与小卷蛾斯氏线虫联合作用对欧洲大蚊Tipula paludosa Meigen低龄幼虫可以取得增效作用。Salem等^[30]也发现Bt与小卷蛾斯氏线虫对斜纹夜蛾Spodoptera littoralis (Boisd) 2龄和5龄幼虫可以取得增效作用。同时,在前期研究中,我们已经发现小卷蛾斯氏线虫All品系对腰果云翅斑螟低龄幼虫（1~3龄）有一定的控制潜力^[31]。

在本研究中,当苏云金芽胞杆菌与昆虫病原线虫联合作用时,苏云金芽胞杆菌可能使腰果云翅斑螟幼虫活动减少,有利于昆虫病原线虫侵染,但由于昆虫病原线虫作用效果与Bt一样较为缓慢,联合作用24 h后死亡的腰果云翅斑螟幼虫还较少,Bt与昆虫病原线虫联合作用只表现为相加作用。试验48 h后,在苏云金芽胞杆菌的作用下,幼虫的活动进一步减少,更加有利于昆虫病原线虫侵染,因此Bt和昆虫病原线虫联合作用对腰果云翅斑螟幼虫表现出良好的增效作用。因此,在今后的田间试验中,可进一步研究Bt和昆虫病原线虫联合作用在田间对腰果云翅斑螟幼虫的作用效果,期望可以降低昆虫病原线虫的使用剂量,同时提高对腰果云翅斑螟幼虫的杀虫速度。

The authors have declared that no competing interests exist.

作者已声明无竞争性利益关系。

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