农用杀虫剂抗药性现状与应对策略-南农沈晋良

一、农药在现代农业中的作用与地位农药不仅是现代农业中不可缺少的生产资料，而且今后仍将必须继续发展和应用，并得以保护的自然资源。原因：全世界能造成严重为害的各类有害生物的存在世界人口增长的速率超过了粮食生产增加的速率决定了人类在综合治理的前提下，必须科学使用化学农药。第一页，共69页。表1.全世界能造成严重为害的各类有害生物种群的估计*1988年英国自然博物馆昆虫部估计全世界现存昆虫种数超过1000万种第二页，共69页。表2.世界人口增长速度第三页，共69页。如我国在水稻上停止使用化学农药，就无法满足我13亿人口对粮的需求：（1）我国必须保证85%以上的粮食自给（2）全国65%以上人口以稻米为主食（3）85%以上的稻米作为口粮消费（4）2006年浙江金华植保站进行了稻田不用药防治试验，结果超级稻中浙优1号和二优倍9两品种稻谷产量为100多kg，而单季晚稻几乎绝收。第四页，共69页。二、害虫对杀虫剂抗药性现状

（一）害虫抗药性的几个基本概念1.抗药性的定义：在昆虫的一个品系中，形成了对毒物剂量的忍受能力，而这个剂量对同种正常种群的大多数仍然是敏感的。2.交互抗性与负交互抗性：害虫的交互抗性（Cross-Resistance）：是一种害虫对一种农药产生抗性后，对其它化学结构类似的，或杀虫作用相似，或具有相同抗性机理的农药品种，虽然不曾使用也会产生抗性。具有交互抗性的二种药剂间不能交替及混合使用。负交互抗性（NegativeCross-Resistance）：是一种害虫对某种药剂产生抗性，对另一种未使用过的药剂变得更为敏感。第五页，共69页。3.多抗性：多抗性是一种害虫体内同时存在多种不同的抗性基因或等位基因，能对几种不同作用机制的农药都产生抗性。第六页，共69页。4.抗性基因的显（隐）性程度

（1）完全隐性：抗性品系（R)和敏感品系（S）的杂交子代（F1）的抗性程度同纯合子隐性表现型相同。（2）不完全隐性：杂交子代（F1）的抗性程度明显比纯合子的隐性表现型大，但比中间型的抗性程度小。（3）中间型：杂交子代F1抗性程度是纯合子的隐性表现型和纯合子的显性表现型抗性程度的对数平均值。（4）不完全显性：杂交子代F1抗性程度明显比中间型高，但比纯合子显性表现型的抗性程度要低。（5）完全显性：杂交子代F1听纯合子的显性表现型的抗性程度相同。第七页，共69页。（二）害虫对杀虫剂抗药性现状

1、国外害虫抗药性简史（1）抗性发展的第一阶段（1908—1946）见表3（2）抗性发展的第二阶段（1946—至今）见表4～6第八页，共69页。表3.11种抗药性害虫第九页，共69页。表4.节肢动物抗药性虫种数历年统计表

第十页，共69页。表5.节肢动物对各类杀虫剂抗性的发展（抗药性虫种数*）

摘自RobertL.Metcalf（1989）和GeorgeP.Georghiou（1990）

注：*Cyclod：林丹/环戊二烯；Op：有机磷杀虫剂；Carb：氨基甲酸酯类杀虫剂；Pyr：拟除虫菊酯类杀虫剂第十一页，共69页。表6.美国长岛马铃薯甲虫（Leptinotarsadecimlineata）对杀虫剂抗性发展的速率摘自RobertL.Metcalf（1989）第十二页，共69页。（3）害虫抗药性的特点（1）害虫几乎对所有的合成化学农药及生物农药都会产生抗药性（2）害虫抗药性是全球化现象，抗性分布广泛，抗性形成有区域性。（3）随着交互抗性现象的严重和多抗性现象日益普遍，害虫对新的取代药剂抗性发展速率也有加快的趋势。（4）双翅目、鳞翅目昆虫产生抗药性的种数最多，农业害虫抗药性种数3超过卫生害虫，重要农业害虫如蚜虫、棉铃虫、小菜蛾、菜青虫、马铃薯甲虫及螨类的抗药性尤为严重。第十三页，共69页。2、我国农业害虫抗药性现状（1）近年来重要农业有害生物抗药性发展趋势我国有60多种生物产生抗药性

其中：害虫及螨33种

病原菌20多种

杂草7种第十四页，共69页。I.农田害虫及螨26种

粮食10种： 二化螟、三化螟、褐飞虱、白背飞虱、稻纵卷叶螟（甲胺磷2-7倍、溴氰5倍，吴县）、稻螟蛉、麦长管蚜、麦二叉蚜、玉米螟、小地老虎

棉花5种： 棉红铃虫、棉铃虫、棉蚜、盲蝽象、棉叶螨

第十五页，共69页。果树3种：柑桔红蜘蛛（三氯杀螨醇10～41倍、水胺硫磷6.8～25.3倍、杀虫脒16.8～74.5倍；功夫、双甲脒、氧化乐果、克螨特3.6～7.4；阿维菌素、哒螨灵11.22～13.41倍）、苹果红蜘蛛（对硫磷222.6倍、对毒死蜱、甲基双苯氟氯菊酯低抗）、山楂叶螨（对1605为28.69倍、乐果62.1倍、、杀虫脒15.50、甲氰菊酯32.30倍、三氯杀螨醇22.42倍、水胺硫磷33.00倍、）蔬菜7种：菜缢管蚜、瓜蚜、菜青虫、小菜蛾、甜菜夜蛾、温室白粉虱、柳二尾蚜

森林1种：马尾松毛虫第十六页，共69页。II.仓贮害虫：7种

米象、谷盗、锈赤扁谷盗、长角扁谷盗、土耳其扁谷盗、赤拟谷盗第十七页，共69页。III.病原菌：20多种，主要如下：

小麦、瓜类白粉病（三唑酮）

稻瘟病（异稻瘟净、富士一号）

小麦赤霉病（苯并咪唑类杀菌剂、多菌灵）

水稻恶苗病（苯并咪唑类杀菌剂、多菌灵）

瓜果灰霉病（苯并咪唑类杀菌剂、多菌灵）

甜菜和花生叶斑病（苯并咪唑类杀菌剂、多菌灵）

黄瓜霜霉病（甲霜灵）

蔬菜灰霉病（多菌灵、甲霜灵）

稻白叶枯病（噻枯唑）第十八页，共69页。IV.杂草：稗草等7种表7.第十九页，共69页。（2）抗性水平分级以我国棉铃虫的抗性为例（表8）：抗性级别毒力回归线法（抗性倍数）区分剂量法（抗性个体百分率%）溴氰菊酯氰戊菊酯敏感0～3倍0～30～14敏感性降低3～5倍6～14低水平抗性5～10倍15～6515～65中等水平抗性10～40倍高水平抗性40～160倍70～8570～95极高水平抗性>160倍>90>95第二十页，共69页。（3）影响田间种群对杀虫剂抗性选择作用已知和假设的因素（表9）遗传学的生物学的药剂的施用1.抗性等位基因的频率Ⅰ生物的Ⅰ农药2.抗性等位基因的数量1.世代周转1.化学农药3.显性抗性等位基因2.每个世代的子数2.和早期使用农药的关系4.外显率；表现度；一雌一雄/一雄多雌；3.残留物的持久性；剂型抗性等位基因的相互作用孤雌生殖Ⅱ施药5.先前农药的选择作用Ⅱ行为的1.施药阈限6.具有适合度抗性染色体组的整合范围1.隔离；活动能力；迁移2.选择作用阈限2.单食性；多食性3.生命时期的选择3.偶然的生存；避难所4.施药方式5.有限空间选择作用6.轮换选择作用第二十一页，共69页。（4）抗药性监测方法A.抗药性监测方法毒力回归线法（抗性倍数法、适用于抗性显性）抗性倍数=抗性品系LD50/敏感品系LD50区分剂量法（适用于抗性显性）F2代法（适用于抗性隐性、显性）第二十二页，共69页。第二十三页，共69页。B.抗药性监测在抗性治理中的作用（1）设计抗性治理方案的依据（2）评估抗性治理的实际效果第二十四页，共69页。（一）治疗性抗性治理90年代棉铃虫对拟除虫菊酯的抗性治理，已产生抗性后再治理，难度很大。（二）预防性抗性治理主要针对新药剂或大面积推广使用的当家药剂，在抗性产生以前或刚产生时，就进行治理。主要工作：建立标准方法和敏感基线建立早期抗性检测方法抗性治理基础研究（抗性风险评估、抗性机理、抗性遗传、交互抗性等）（5）抗性治理的两种类型第二十五页，共69页。褐飞虱测定种群采集情况2005年（表10）第二十六页，共69页。1.褐飞虱的抗药性监测材料与方法

①供试药剂：吡虫啉(95.3%TC)和噻嗪酮(98.1%TC),均有江苏常隆化工股份有限公司提供。原药、丙酮和10％TritonX-100加工成5％(m/v)乳油后供测定用。②供试昆虫：从我国7个省份水稻区采集的褐飞虱种群,室内饲养到F1～F2代供测定。三、近年来几种水稻害虫抗药性发展概况第二十七页，共69页。褐飞虱测定种群采集情况2006年（表11）第二十八页，共69页。抗药性测定方法——稻茎浸渍法用蒸馏水将药剂稀释成5～6个系列浓度。取3株10cm长的拔节期至孕穗期的连根稻茎，晾干，在药液中浸30s，晾干，用湿脱脂棉抱住根部放入培养杯，吸取标准一致的3龄中期若虫20头放入培养杯，每浓度处理3次共60头，以清水作对照。饲养条件：温度为27±1℃，光周期为L:D=16:8h，96h检查结果(噻嗪酮处理后120h检查结果)。第二十九页，共69页。数据统计计算测试资料用南京农业大学编制的数据处理及管理系统Version2.5，按Finney机率值分析法计算。抗性倍数＝所测种群的LC50/敏感品系的LC50。抗性水平分级标准为：抗性倍数3倍以下为敏感、3-5倍为敏感性下降、5-10倍为低水平抗性、10-40倍为中等水平抗性、40-160倍为高水平抗性、>160为极高水平抗性。第三十页，共69页。敏感品系及敏感基线敏感品系于1993年采集于江苏省江浦县预测圃水稻田(由程遐年教授提供)。该品系在室内经单对筛选后不接触药剂用汕优63水稻饲养约120代。敏感基线(稻茎浸渍法，1996～1997)（表12）药剂LD-PLineLC50(95%FI)mga.i./L噻

嗪

酮6.6499+2.8865x0.268(0.21~0.32)吡

虫

啉7.1422+2.0792X0.09(0.08~0.11)第三十一页，共69页。抗药性监测结果褐飞虱对吡虫啉的抗性监测(2005~2006)2005年首次检（监）测到极高水平抗性（70〜474.7,8月;243.4〜720倍,9〜10月）2006年暂停使用吡虫啉，换用噻嗪酮、毒死蜱、氟虫腈、异丙威、敌敌畏及噻虫嗪后，尽管对吡虫啉抗性仍很高（150〜280倍）但保持在去年抗性的下限，未出现继续上升，治理效果明显。第三十二页，共69页。1996-2003年褐飞虱对吡虫啉抗性监测（表13）虫源地斜率LC50及95％置信限（mga.i./L）抗性倍数室内敏感种群2.07920.09(0.08–0.11)1.0南宁F961102.85840.40(0.35–0.44)4.4桂林F962132.38910.37(0.32–0.43)4.1安庆F96083.59490.33(0.29–0.36)3.7江浦F96192.36610.37(0.32–0.42)4.1南宁F97223.02100.42(0.39–0.44)4.7桂林F97232.62170.57(0.51–0.64)6.3安庆F97032.61780.33(0.28–0.37)3.7江浦F97213.24960.36(0.32–0.40)4.0南宁F98233.34810.21(0.19–0.22)2.3仪征F98114.13450.22(0.19–0.24)2.4南宁F99233.35360.12(0.10–0.14)1.3南通F99214.57790.11(0.09–0.13)1.2南宁F02111.98670.08(0.07–0.10)1.0江浦F032.26200.29(0.25–0.35)3.3

第三十三页，共69页。褐飞虱对吡虫啉的抗性监测(2005)

（图1）第三十四页，共69页。第三十五页，共69页。第三十六页，共69页。褐飞虱对吡虫啉的抗性监测(2005)（图2）第三十七页，共69页。表15褐飞虱对吡虫啉的室内抗性筛选筛选代数药剂浓度（mga.i./L）处理虫数平均存活率（%）斜率LC50（mgai/L）（95％置信限）抗性倍数a抗性上升倍数b01.453818.75(14.33～27.20)208.30.0012078060.52.639532.44(27.81～38.36)360.40.7323078069.41.655436.04(29.29～45.42)400.40.9234047574.31.81648.00（4.32～11.06）88.9-0.5744067522.22.03958.66(6.82～10.63)96.2-0.5454062526.21.2796124.68(95.5～173.1)1385.35.6564065061.91.662837.23(27.53～47.03)413.80.9974082061.3----840114045.0----9---2.179657.97(48.65～70.15)644.12.09104072059.91.866444.26(34.89～54.58)540.11.59114042070.02.406748.06(40.85～56.86)534.21.56125063057.82.147651.95(43.56～62.66)577.21.77135075050.01.940846.54(38.50～55.72)515.91.48145090054.71.957560.62(50.10～75.07)673.52.23155090059.32.407553.93(45.99～63.20)599.21.88165096057.72.3108160.90(134.97～197.71)1787.77.58178080063.9建议暂停使用！第三十八页，共69页。2006年（6~7月）贵州黔东南州稻褐飞虱发生与危害*（表14）地点黔东南州其中：从江县土地面积270万亩-稻田面积207万亩17.75万亩发生面积-14.5万亩（占81.7%）平均虫量2466头/百丛1.27~1.86万头/百丛最高虫量>1万头/百丛9.1万头/百丛严重受害面积9.5万亩7.2万亩（占40.5%）成灾面积-2.77万亩（占15.6%）绝收面积1.2万亩850亩*据当地上报材料第三十九页，共69页。褐飞虱对吡虫啉的抗性监测(2006)第四十页，共69页。褐飞虱对吡虫啉的抗性监测（2005~2006）第四十一页，共69页。褐飞虱对吡虫啉的抗性监测（2005~2006）（续）第四十二页，共69页。2006年：在全国暂停使用吡虫啉防治，替代药剂为噻嗪酮、毒死蜱、氟虫腈、噻虫嗪、异丙威、敌敌畏等，抗性仍为高水平抗性~极高水平抗性（150〜280倍），但保持在上一年抗性的下限，未出现继续上升，江、浙、沪防治效果理想，但是湖北、贵州、安徽等省为害损失严重，全国抗性治理效果明显。

第四十三页，共69页。交互抗性研究抗吡虫啉褐飞虱对啶虫脒具有一定程度的交互抗性。第四十四页，共69页。表16.稻茎浸渍法测定4种杀虫剂对褐飞虱吡虫啉筛选品系和对照品系的毒力注：NNS44：1999年采于南宁大田种群，在室内已饲养32代；NNR12：从NNS20开始用吡虫啉筛选了12代获得的品系；药剂种群LD-Pline(y=)LC50(95%CL)(mgai/L)抗性比率吡虫啉NNS447.2977+2.6118x0.1319(0.1154-0.1496)1NNR125.0237+2.5724x0.9790(0.8368-1.1448)7.4啶虫脒NNS442.7607+2.3618x8.874(7.498-10.42)1NNR122.0599+2.5018x14.97(12.81-17.28)1.7噻嗪酮NNS445.4542+1.9357x0.5826(0.4789-0.7061)1NNR125.4408+2.1855x0.6285(0.5270-0.7497)1.1氟虫腈NNS447.6382+3.0944x0.1404(0.1222-0.1616)1NNR127.7575+3.1308x0.1316(0.1146-0.1512)0.9第四十五页，共69页。表17.点滴法测定3种杀虫剂对褐飞虱吡虫啉筛选品系和对照品系的毒力药剂种群LD-Pline(y=)LD50(95%CL)(ngai/female)抗性比率吡虫啉NNS4414.100+2.3528x0.14(0.10-0.18)1NNR1212.896+2.6834x1.14(0.90-1.42)8.4啶虫脒NNS449.3624+1.6764x2.50(1.75-3.39)1NNR1212.300+3.2732x5.88(4.84-7.14)2.4氟虫腈NNS4418.596+3.5276x0.14(0.12-0.17)1NNR1216.010+2.8385x0.13(0.11-0.16)0.9注：NNS44：1999年采于南宁大田种群，在室内已饲养32代；NNR12：从NNS20开始用吡虫啉筛选了12代获得的品系；第四十六页，共69页。灰飞虱对杀虫剂的抗性监测2006年5~6月份采用雌成虫点滴法（参照Endo等报道）测定了江苏无锡和浙江湖州灰飞虱种群对吡虫啉、残杀威和甲萘威三种药剂的抗性。结果表明：无锡和湖州种群对吡虫啉产生了高水平抗性（RR=79.6和44.6倍）——我国首次检测到灰飞虱对吡虫啉产生高水平抗性。两种群对残杀威和甲萘威的抗性倍数在29.8~76.6倍，属中等水平~高水平抗性。第四十七页，共69页。灰飞虱对杀虫剂的抗性监测（2006）注：吡虫啉和甲萘威的敏感基线取自Endo等（2000）；残杀威的敏感基线取自Sone等（1995）。第四十八页，共69页。抗性治理对策及建议不同迁入区（或生态区）建立抗性治理用药方案；当以褐飞虱、灰飞虱为主时，建议继续暂停使用吡虫啉及啶虫脒；当以白背飞虱为主时，可用吡虫啉；强调交替轮换用药。建议噻嗪酮、氟虫腈及吡虫啉（吡虫啉仅用于白背飞虱），每生长季用一次，或全年不超过2次。第四十九页，共69页。1997～2002年安庆褐飞虱种群对吡虫啉的不连续筛选第五十页，共69页。2001～2003年安庆褐飞虱种群对吡虫啉抗性的连续筛选第五十一页，共69页。图.1室内1997年～2000年，安庆褐飞虱种群对噻嗪酮的抗性发展第五十二页，共69页。二化螟抗药性

（2001~2006，七省25个地区监测）（1）浙南地区（4代区）:代表我国二化螟抗性最高地区对三唑磷、杀虫单均为高水平~极高水平抗性，已停用。对氟虫腈为中等水平抗性，急需替代的新药剂或复配制剂。（2）长江中下游地区和南方稻区（广西）:代表中等水平抗性的地区杀虫单和三唑磷为中等~高水平抗性；未停用。对氟虫腈未产生抗性。注意交替轮用或使用三唑磷或氟虫腈的复配剂。（3）南方稻区（广东、福建）和北方稻区:代表对杀虫单为敏感或低~中等水平抗性，对三唑磷、氟虫腈均敏感。注意交替轮用第五十三页，共69页。表18不同地区二化螟种群对氟虫腈的抗性氟虫腈省份

种群

年份

LD50(μg/头)

抗性倍数(RR)

黑龙江五常0.00101安徽太湖20020.00131.320030.00262.6上海青浦20030.00262.620040.00080.8江西宜丰20010.00151.5南昌20050.00060.6广西桂林2005

0.0008

0.8浙江温州20010.00212.1瑞安20010.00212.120020.00878.720030.011411.420050.010010.020060.019119.1平阳20030.013013.0苍南20030.015015.020060.023423.4第五十四页，共69页。表18（续）不同地区二化螟种群对氟虫腈的抗性氟虫腈第五十五页，共69页。表19二化螟对三唑磷的抗性监测(点滴法)

三唑磷第五十六页，共69页。表19（续）二化螟对三唑磷的抗性监测三唑磷第五十七页，共69页。表20二化螟对阿维菌素的抗性监测阿维菌素第五十八页，共69页。表20（续）二化螟对阿维菌素的抗性监测阿维菌素第五十九页，共69页。表21二化螟对杀虫单的抗性监测杀虫单第六十页，共69页。表21（续）二化螟对杀虫单的抗性监测杀虫单第六十一页，共69页。（4）

对菊酯类农药的抗性至今在我国菊酯类农药尚未在水稻上批准使用，但从抗性监测的结果来看二化螟已对溴氰菊酯、高效氯氰菊酯、氟氯氰菊酯及氯氟氰菊酯产生中等至高抗水平，推测该类药剂已在稻区大量使用至少5年，急待有关部门采取相应解决的有力措施。第六十二页，共69页。表22二化螟对拟除虫菊酯类杀虫剂的抗性药剂连云港2004瑞安2004瑞安2005瑞安2006常熟2004桂林2005LD50(µgai/头)LD50(µgai/头)RRLD50(µgai/头)RRLD50µgai/头RRLD50µgai/头RRLD50(µgai/头)RR高效百树菊酯0.0000840.001716.20.0138131.40.0046

54.8

0.000625.90.002732.1λ-功夫菊酯0.000680.00395.60.024535.20.00223.2高效氯氰菊酯0.000750.0119160.031241.80.009913.3溴氰菊酯0.000770.007010.60.040060.40.0345

44.8

0.008212.40.007710S-氰戊菊酯0.00110.00433.90.00242.20.00777顺式氯氰菊酯0.00160.01167.30.021813.60.01519.4甲氰菊酯0.00480.00711.5