金龟子绿僵菌CQMa421防控稻飞虱的生态机制研究

Insecticidal fungi, as a crucial alternative to chemical pesticides, have been successfully used in suppressing agricultural and forestry pests. “Oil suspended agent of Metarhizium anisopliae CQMa421” has acquired the Certificate of National New Pesticide Registration, which can be used in rice planthopper control. Although the death time and mortality rate of rice planthopper were less/shorter after having exposed to such preparation than them exposing to chemical pesticides, the rice yield had no significant difference under two employed approaches. Thus, this project aims to investigate the underlying mechanism using ecological theory and method. First, we demonstrate the effects of M. anisopliae CQMa421 on the death efficacy, reproductive behavior and harmfulness of rice planthopper. Second, the population of rice planthopper and its natural enemies (i.g. parasitic wasps and spiders) will be estimated. The dynamic changes of M. anisopliae in paddy will also be examined. Finally, we will evaluate the rice yield after using different measures. The results may contribute to understand the sustainable and effective mechanism of insecticidal fungi in pest control. The research may provide theoretical bases for improving the application efficacy of insecticidal fungi in pest management.

杀虫真菌作为化学农药的重要替代品，已成功应用于多种农林害虫的防治。“金龟子绿僵菌CQMa421油悬浮剂”是本课题组成功研制并获得国家新农药登记证的真菌杀虫剂，能够有效防治稻飞虱。多点多年试验及应用表明，该制剂防治稻飞虱比化学农药致死速度慢、死亡率低，但水稻产量无显著差异，其机制不明。因此，本项目拟运用生态学理论和方法研究金龟子绿僵菌CQMa421持续有效控制稻飞虱的作用机制。首先明确金龟子绿僵菌CQMa421对稻飞虱的致死效率、繁殖行为和危害能力影响，然后分析稻飞虱种群与主要天敌（蜘蛛、寄生蜂等）种群数量变化关系，同时检测绿僵菌在稻田中的变化动态，最后测定水稻最终产量和品质差异。项目将揭示真菌杀虫剂防治稻飞虱时害虫死亡速度慢、死亡率低，但水稻产量不变的生态机制，有助于理解真菌杀虫剂在田间应用中的持续有效控害作用，为提高真菌杀虫剂在害虫防治中的应用效率提供理论依据。

水稻生产过程中面临稻飞虱的危害，其产量和品质可能严重受损。本项目针对生物杀虫真菌-金龟子绿僵菌CQMa421对稻飞虱致死速度慢、死亡率低，但最终维持水稻产量与施用化学农药无差异的现象，系统分析该杀虫真菌对稻飞虱繁殖力及田间种群的抑制潜力，对非靶标天敌种群及水稻微生物多样性和群落结构的影响，以及自身在田间的动态变化规律。通过一些列室内和田间实验（2017年-2019年）研究，我们发现金龟子绿僵菌CQMa421能够有效侵染稻飞虱及其卵块，从而抑制其生殖力；田间使用该杀虫真菌后，能够将稻飞虱种群抑制在较低水平，并且对非靶标天敌（蜘蛛、青蛙等）种群没有明显影响；金龟子绿僵菌在水稻植株叶片上的存续时间约为14天，存续期间及后期（一个月内）对水稻植株的微生物多样性及群落结构没有明显的影响。本研究揭示了金龟子绿僵菌CQMa421能够有效维持水稻产量的潜在机制，以及与稻田主要天敌协同控害的潜力，明确其对非靶标生物的安全性。结果表明基于金龟子绿僵菌CQMa421的绿色防控技术能够应用于水稻稻飞虱的防控，可作为替代化学农药的有效产品或技术方案，具有良好的应用前景。