使用天然杀虫剂防治科罗拉多马铃薯甲虫幼虫（Leptinotarsa decemlineata Say.）——三年田间试验总结

《Crop Protection》：Control of Colorado potato beetle larvae (Leptinotarsa decemlineata Say.) using natural-based insecticides – summary of a three-year field experiment

　　

研究人员于2022-2024年进行了田间试验，比较了选定的商业制剂（SpinTor（多杀菌素Spinosad）、NeemAzal（印楝素Azadirachtin）、Spruzit（天然除虫菊酯Natural pyrethrins）、Rock Effect New = REN（水黄皮油Pongamia pinnata oil））和实验性植物源制剂（南蛇藤属Celastrus spp.提取物和茴香籽精油）对科罗拉多马铃薯甲虫（Leptinotarsa decemlineata Say）幼虫的防效。在三年试验中，共设立了七个处理变异加一个未处理对照，其中含有多杀菌素（Spinosad）和南蛇藤属Celastrus spp.（CA2301）提取物的变异始终被纳入试验，因为它们被初步筛选为最有效的。评估防效的主要标准是脱叶率，同时监测幼虫死亡率。2023年还进行了产量估算。对照变异中的脱叶百分比（±CI95）分别为11.2（7.2-17.5）、35.2（29.0-42.8）和17.6（14.7-21.1）。三年中，脱叶率最低的始终是含有多杀菌素（Spinosad）和CA2301的变异。具体为：SpinTor+REN为0.8（0.3-2.3）；SpinTor分别为1.1（0.5-2.4）和0.2（0.0-0.7）；CA2301分别为3.3（1.8-6.2）、1.0（0.4-2.4）和1.4（0.8-2.6）。表现最差的变异是天然除虫菊酯（Natural pyrethrins）和REN。Spruzit在2022年脱叶率为10.2（6.5-16.0）；REN在2023和2024年分别为49.5（41.7-58.9）和12.6（10.3-15.6）。SpinTor处理变异获得的产量最高（lmer; df = 7; P = 0.0005），估算每公顷产量为12.08吨，而对照变异的产量为6.96吨。

**论文解读：基于天然杀虫剂防治科罗拉多马铃薯甲虫幼虫的三年田间试验**

**研究背景与问题**

科罗拉多马铃薯甲虫（Colorado potato beetle, CPB, *Leptinotarsa decemlineata* Say）是全球马铃薯及其他茄属作物的重要害虫。其幼虫和成虫均可取食叶片，导致严重脱叶，进而影响块茎产量。研究表明，在块茎形成期（约开花初期，BBCH 60）植株对脱叶尤为敏感，脱叶率与产量损失密切相关。马铃薯是世界第四大粮食作物，年产量超过3.68亿吨，但害虫每年造成10%-20%的损失。当前CPB防治主要依赖化学杀虫剂，但该虫已对多种活性成分（如拟除虫菊酯Pyrethroids、多杀菌素Spinosad、Bt等）产生抗药性。同时，欧盟和美国等地已逐步禁用新烟碱类杀虫剂，并加强环境法规，迫使农民寻求更环保的替代方案。在有机农业中，可用的有效药剂有限（如多杀菌素Spinosad、印楝素Azadirachtin、Bt、天然除虫菊酯Natural pyrethrins等），且部分药剂田间效果不稳定或存在抗性风险。因此，迫切需要开发新型、高效的植物源杀虫剂（plant-based insecticides），以扩大CPB防治的绿色选择，延缓抗性发展，并支持可持续农业。

**研究内容与结论**

研究人员在捷克布尔诺孟德尔大学试验田（49°06′ N, 16°36′ E）于2022-2024年开展了为期三年的田间试验，评估了多种商业和实验性天然来源杀虫剂对CPB幼虫的防效。试验设8个处理（含未喷药对照），重复3-4次，采用随机完全区组设计。主要评估指标为脱叶率（%），并监测幼虫数量和死亡率。2023年进行产量估算。研究结果表明，含有多杀菌素（Spinosad）的商品制剂SpinTor和南蛇藤属（*Celastrus angulatus*）提取物CA2301（高效成分：苦皮藤素Celangulin 6%）在所有年份中均表现出最低的脱叶率和最高的幼虫死亡率。SpinTor处理几乎达到100%幼虫死亡，脱叶率低于1%；CA2301处理死亡率在80-90%，脱叶率约1-3%。印楝素（Azadirachtin）制剂NeemAzal表现出中等防效，具拒食作用，但死亡率较低（25-35%）。天然除虫菊酯Spruzit和水黄皮油REN效果较差，脱叶率高，可能与当地CPB种群对拟除虫菊酯的抗性有关。茴香籽精油效果不显著。产量方面，SpinTor处理显著高于对照（约5吨/公顷），CA2301和印楝素处理也显示增产趋势（约3吨/公顷）。该研究证实CA2301是一种有潜力的CPB防治备选药剂，其效果接近多杀菌素，适合在有机农业中应用。论文发表在《Crop Protection》。

**主要技术方法**

1. **田间试验设计**：在捷克布尔诺孟德尔大学试验田（海拔200 m，砂质壤土，年均温9-10°C，年降水500-550 mm）进行，选用极早熟品种Rosara，行距75 cm，株距30 cm，每年4月种植。试验按EPPO方法设计，随机完全区组，2022年3次重复，2023-2024年4次重复，每小区25.2 m²，每次评估5株植物。
2. **处理与喷施**：共8个处理（含未喷药对照），包括商业制剂SpinTor（多杀菌素Spinosad 23%）、NeemAzal（印楝素Azadirachtin 1%）、Spruzit（天然除虫菊酯Natural pyrethrins 0.01%）、REN（水黄皮油50%），以及实验性制剂CA2301（苦皮藤素Celangulin 6%）、茴香籽精油，部分混合REN以测试协同作用。每年6月中旬单次叶面喷施。
3. **评估指标**：通过目测估算脱叶率（%），统计每株活幼虫数，计算校正死亡率（Henderson & Tilton公式）。使用负二项混合模型（glmmTMB）分析脱叶和幼虫计数数据，以重复为随机效应，变体和幼虫数为固定效应（或变体和检查天数）；产量用线性混合模型（lmer）分析。每年单独建模，显著性水平0.05。

**研究结果**

**幼虫死亡率与数量动态**：自然发生的CPB幼虫密度平均为22（2022）、43（2023）和14（2024）头/株。喷药后1-2天，所有变体中幼虫数均下降，但对照在2023和2024年未下降。CA2301和SpinTor变体的幼虫数显著低于对照（P < 0.0003）。14天后幼虫数开始回升。CA2301 1%浓度变体幼虫死亡率约90%，与REN混合时>90%，0.5%浓度时90-100%；茴香籽精油死亡率<10%；SpinTor死亡率近100%；印楝素变体25-35%。统计显示，喷施变体和时间因素及其交互作用均显著（P < 0.0001）。

**脱叶率**：脱叶率受喷施变体和幼虫数共同影响（P_spray < 0.0001；P_larvae < 0.05）。CA2301变体平均脱叶约3%，对照约20%；茴香籽精油变体6.7%，与REN混合后3.7%（但幼虫数少约一半）；SpinTor变体<1%；印楝素变体约8%。CA和SpinTor变体始终与对照显著不同（P < 0.05）。脱叶率与幼虫数基本一致，但印楝素和茴香籽精油变体中可能表现出更强的拒食效应。

**产量**：2023年产量分析表明，防治措施显著影响产量（lmer; df = 7; P = 0.0005）。SpinTor变体产量最高（7.6 kg/行，估算12.08 t/ha），对照为4.4 kg/行（6.96 t/ha），REN变体最低（4.1 kg/行，6.56 t/ha）。SpinTor与对照及REN间差异显著（P < 0.05），与其他中度受害变体间差异不显著。

**讨论与结论**

讨论部分指出，本研究证实南蛇藤属（*Celastrus angulatus*）提取物CA2301在田间条件下对CPB幼虫高效，适合有机生产，效果与SpinTor相似。南蛇藤属植物（如*Celastrus angulata*、*Celastrus scandens*）在亚洲传统植保中已有应用，其根皮提取物具强拒食和触杀作用，实验室结果已验证。SpinTor和印楝素制剂表现符合预期：SpinTor几乎100%死亡率，但需警惕抗性选择；印楝素后期显现拒食作用，脱叶显著降低。天然除虫菊酯Spruzit因本地区CPB种群抗性而效果不佳，而水黄皮油REN单独使用无效，但与某些药剂（如印楝素）混合可产生协同作用，本研究未明确CA2301与REN的协同效应，需进一步研究。茴香籽精油拒食潜力未确认，可能浓度过低。脱叶对产量的影响显著，少量脱叶即可导致巨大损失（花期40%脱叶使块茎重减少31-68%），而保护处理可增产数吨/公顷。经典损伤阈值（如12头L2幼虫/茎）在本试验中多被超过。研究结论认为，脱叶率是比幼虫数更可靠的产量预测指标。

**研究结论**：研究结果证实，CA2301（*Celastrus angulatus* 提取物）在与田间马铃薯种植基本一致的条件下，对科罗拉多马铃薯甲虫幼虫具有高影响。该效果与SpinTor的防效相近。幼虫在24小时后即出现中毒迹象并停止取食。记录到的幼虫死亡率为80-90%，而SpinTor略低于100%。同样，这两种制剂的脱叶率也非常低（SpinTor最高1%，CA2301为1-3%）。因此，使用该产品喷施马铃薯在2023年导致产量统计不显著但可察觉的增加，与未处理对照相比估计增产近3吨/公顷（与印楝素变体相同）。SpinTor变体记录到显著增产，比对照高约5吨/公顷。另一方面，必须指出CA2301提取物的质量可能因供应而异，因此研究人员目前正致力于将CA2301稳定为一种功能性制剂，以纳入马铃薯对科罗拉多马铃薯甲虫的防治方案。