三種殺蟲劑亞致死濃度對川硬皮腫腿蜂繁殖和搜尋行為的影響

楊 樺，楊 偉，*，楊春平，王熊莉，黃 瓊，朱天輝，韓 珊

(1．四川農(nóng)業(yè)大學(xué)森林保護重點實驗室，雅安 625014;2．溫江區(qū)政法委，成都 611130)

川硬皮腫腿蜂Sclerodermus sichuanensis Xiao隸屬于膜翅目(Hymenoptera)腫腿蜂科(Bethylidae)，是粗鞘雙條杉天牛Semanotus sinoauster幼蟲和蛹的一種外寄生蜂［1］。該蜂發(fā)育周期短、繁殖能力強、壽命長、產(chǎn)卵量較高，是防治杉棕天牛Callidium villosulum、花椒虎天牛Clytus validus、松墨天牛Monochamus alternatus、云斑天牛Batocera lineolata等鉆蛀性害蟲較理想的天敵昆蟲，在農(nóng)林生物防治中有重要利用價值［2-4］。

化學(xué)殺蟲劑在短時期內(nèi)還不可能完全摒棄，如何協(xié)調(diào)化學(xué)防治和生物防治二者間的矛盾，使之在害蟲控制中發(fā)揮各自的優(yōu)勢，成為了綜合防治成功的關(guān)鍵［5］。因為在生態(tài)系統(tǒng)中施用殺蟲劑，在防治害蟲的同時，不可避免也會影響到害蟲天敵，引起害蟲天敵在繁殖能力、搜尋行為、子代生長發(fā)育等方面的改變。王德森等［6］測定了11種不同類型的殺蟲劑對卷蛾分索赤眼蜂Trichogrammatoidea bactrae成蜂的毒性，發(fā)現(xiàn)丁醚脲對成蜂寄生能力影響極大。王華玲等［7］研究發(fā)現(xiàn)多殺菌素亞致死濃度能影響阿里山潛蠅繭蜂Fopius arisanus的生物防治效果。王小藝等［5］證明了亞致死濃度的殺蟲劑對天敵異色瓢蟲Harmonia axyridis的捕食作用存在不良影響。

本試驗采用飼養(yǎng)觀察和視頻捕捉相結(jié)合的方法對啶蟲脒、吡蟲啉和高效氯氟氰菊酯3種常用殺蟲劑亞致死濃度處理的川硬皮腫腿蜂進行了研究，比較了雌蜂寄生成功率、單雌產(chǎn)卵量、出蜂率以及搜尋寄主能力的變化，目的是對這3種殺蟲劑進行系統(tǒng)評價，為指導(dǎo)合理用藥，協(xié)調(diào)化學(xué)防治和生物防治提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1．1 供試蟲源

供試腫腿蜂為四川農(nóng)業(yè)大學(xué)森林保護省級重點實驗室用黃粉蟲蛹繁殖的川硬皮腫腿蜂雌成蜂，于腫腿蜂即將羽化時，挑選蜂量中等、蜂繭干凈無污染的繁蜂管置于人工氣候箱(溫度(25±1)℃，相對濕度60%—70%，光周期14L∶10D)中培養(yǎng)供試。

1．2 供試藥劑

2．5%吡蟲啉 (Imidacloprid)WP(青島東生藥業(yè)有限公司)，3%啶蟲脒 (Acetamiprid)EC(青島豐邦農(nóng)化有限公司)，2．5%功夫菊酯(Cyhalothrin)EC(山東新勢力生物科技有限公司)。

1．3 毒力及亞致死濃度的確定

參照王德森等［8］報道的藥膜法。每種供試藥劑均用丙酮(化學(xué)純，成都市科龍化工試劑廠)溶液稀釋成5個濃度，以丙酮溶液為對照，每個濃度重復(fù)5次。每處理吸藥液1 mL于2．5 cm ×7．5 cm的指形管中，對照組吸等量丙酮溶液，然后迅速轉(zhuǎn)動指形管，使藥液均勻地涂于管內(nèi)壁，立即將多余的藥液倒出，指形管倒立，在室內(nèi)自然風干后即成藥膜管。每支藥膜管接入羽化后6 h內(nèi)的腫腿蜂成蜂30頭，脫脂棉塞口，放入人工氣候箱中(溫度(25±1)℃，相對濕度60%—70%，光周期14L∶10D)。處理24 h后統(tǒng)計各管成蜂死亡數(shù)，計算死亡率。

1．4 殺蟲劑亞致死濃度對川硬皮腫腿蜂繁殖的影響

采用上述藥膜法將3種殺蟲劑LC10濃度分別處理過的川硬皮腫腿蜂與替代寄主黃粉蟲Tenebrio molitor蛹按蜂蛹比1∶1接入(親代)，放入人工氣候箱中(溫度(25±1)℃，相對濕度60%—70%，光周期14L∶10D)。當子代蜂羽化后，統(tǒng)計各處理組寄生成功率、單蜂產(chǎn)卵量、出蜂率。用子代繼續(xù)接蜂，觀察殺蟲劑亞致死濃度對其子代的影響，連續(xù)觀察3代(F1—F3)。每種殺蟲劑接蜂30管，設(shè)3次重復(fù)，以丙酮溶液為對照。

1．5 殺蟲劑亞致死濃度對川硬皮腫腿蜂搜尋行為分析

1．5．1 味源的制備

將10頭黃粉蟲蛹放入50 mL正己烷(分析純，成都市科龍化工試劑廠)溶液中，24 h后濾去黃粉蟲蛹及雜質(zhì)，用N2吹送溶液濃縮至5 mL。

1．5．2 試驗區(qū)域設(shè)置

選取直徑為8 cm的培養(yǎng)皿作為一個試驗區(qū)域，并在試驗區(qū)域內(nèi)劃分蟲糞木屑混合物味源區(qū)和腫腿蜂投放區(qū)，如圖1所示。

圖1 試驗區(qū)域設(shè)置Fig．1 The setting of test area

1．5．3 川硬皮腫腿蜂搜尋行為分析

試驗設(shè)3種殺蟲劑LC10濃度處理的蜂和以80%丙酮水溶液處理的對照蜂4個處理，將川硬皮腫腿蜂放入投放區(qū)，使用EthoVision3．1行為儀分析處理，記錄腫腿蜂的活動情況，包括移動速度變化、搜索路線、搜索時間、活躍程度。試驗重復(fù)3次，每個處理共測試30頭蟲，每只蟲記錄3 min。

1．6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

所有試驗數(shù)據(jù)采用SPSS11．5軟件進行統(tǒng)計分析。殺蟲劑亞致死濃度對川硬皮腫腿蜂的毒力測定采用EXCEL軟件［9］。川硬皮腫腿蜂繁殖和搜尋行為各處理間的差異采用Duncan's多重分析法比較。殺蟲劑LC10濃度處理川硬皮腫腿蜂各處理組寄生成功率、單雌產(chǎn)卵量、出蜂率，計算公式如下:

2 結(jié)果與分析

2．1 殺蟲劑對川硬皮腫腿蜂成蜂的亞致死濃度

分別用3種殺蟲劑處理川硬皮腫腿蜂成蜂24 h，各殺蟲劑對川硬皮腫腿蜂成蜂的毒力測定結(jié)果見表1。各殺蟲劑的毒力由高到低的順序依次為:啶蟲脒(LC50為7．7133 mg/L)、吡蟲啉(LC50為11．2168 mg/L)、功夫菊酯(LC50為 27．7245 mg/L)。

3種殺蟲劑對川硬皮腫腿蜂成蜂的亞致死濃度分別為:啶蟲脒的LC10為4．4627 mg/L，吡蟲啉的LC10為6．6841 mg/L，功夫菊酯的 LC10為 9．3691 mg/L。

表1 不同殺蟲劑對川硬皮腫腿蜂成蜂的毒力測定結(jié)果Table 1 Toxicity of different insecticides on adults of S．sichuanensis

2．2 殺蟲劑亞致死濃度LC10對川硬皮腫腿蜂繁殖的影響

2．2．1 寄生成功率

不同殺蟲劑亞致死濃度LC10對川硬皮腫腿蜂寄生成功率的影響見表2。橫向比較結(jié)果表明，經(jīng)啶蟲脒、吡蟲啉和功夫菊酯亞致死濃度(LC10)處理的川硬皮腫腿蜂各代(親代，F(xiàn)1—F3代)之間寄生成功率差異均顯著(P ＜0．05)。通過繁殖代數(shù)的增加，寄生成功率也明顯增加，其中F3代的寄生成功率最高，親代的寄生成功率最低。對照組各代之間沒有顯著差異(P＞0．05)?？v向比較結(jié)果表明，4種處理間在F3代寄生成功率沒有顯著性差異(P＞0．05)，其余各代均顯著低于對照(P ＜0．05)。經(jīng)啶蟲脒亞致死濃度(LC10)處理的各代寄生成功率最低，其次是吡蟲啉和功夫菊酯，對照組最高。

表2 殺蟲劑亞致死濃度處理后川硬皮腫腿蜂的寄生成功率Table 2 The rate of successful parasitism of S．sichuanensis treated by sublethal doses(LC10)of insecticides

2．2．2 單雌產(chǎn)卵量

不同殺蟲劑亞致死濃度LC10對川硬皮腫腿蜂單雌產(chǎn)卵量的影響見表3。橫向比較結(jié)果表明，經(jīng)啶蟲脒處理的腫腿蜂在F2代單雌產(chǎn)卵量最高(44．3粒)，F(xiàn)1最低(36粒)(P ＜0．05);經(jīng)功夫菊酯處理的腫腿蜂在親代單雌產(chǎn)卵量顯著高于其余3代(P＜0．05);經(jīng)吡蟲啉和對照處理的腫腿蜂各代間單雌產(chǎn)卵量沒有顯著性差異(P＞0．05)?？v向比較結(jié)果表明，經(jīng)功夫菊酯處理的親代腫腿蜂單雌產(chǎn)卵量顯著高于其余3種處理(P＜005);經(jīng)啶蟲脒處理的F2代腫腿蜂單雌產(chǎn)卵量最高(44．3粒)，經(jīng)吡蟲啉處理的最低(38．3粒);在F1代和F3代均是經(jīng)對照處理的腫腿蜂單雌產(chǎn)卵量最高。

表3 殺蟲劑亞致死濃度處理后川硬皮腫腿蜂的單蜂產(chǎn)卵量Table 3 The amount of single fecundity of S．sichuanensis treated by sublethal doses(LC10)of insecticides

2．2．3 出蜂率

不同殺蟲劑亞致死濃度LC10對川硬皮腫腿蜂出蜂率的影響見表4。橫向比較結(jié)果表明，經(jīng)啶蟲脒、吡蟲啉和功夫菊酯處理的腫腿蜂在親代和F2代的出蜂率最高，顯著高于其余2代(P ＜0．05)?？v向比較結(jié)果表明，4種不同處理的腫腿蜂在親代、F2代和F3代均沒有顯著性差異(P＞0．05);在F1代，經(jīng)對照處理的腫腿蜂出蜂率最高(48．4%)，其次是功夫菊酯(47．3%)和吡蟲啉(34．8%)，經(jīng)啶蟲脒處理的腫腿蜂出蜂率最低(31．1%)。

表4 殺蟲劑亞致死濃度處理后川硬皮腫腿蜂的出蜂率Table 4 The rate of reproduction of S．sichuanensis treated by sublethal doses(LC10)of insecticides

2．3 殺蟲劑亞致死濃度LC10對川硬皮腫腿蜂搜尋行為的影響

2．3．1 不同處理的川硬皮腫腿蜂對替代寄主浸提物的搜尋行為

經(jīng)啶蟲脒、吡蟲啉、功夫菊酯和對照處理的川硬皮腫腿蜂成蜂對黃粉蟲蛹浸提物的搜尋軌跡圖見圖2。從圖可以看出，經(jīng)對照處理的川硬皮腫腿蜂活動軌跡在嗅源區(qū)域的密度遠遠高于實驗采集區(qū)其他區(qū)域的密度。而經(jīng)啶蟲脒、吡蟲啉和功夫菊酯處理的川硬皮腫腿蜂活動軌跡在嗅源區(qū)域的密度與試驗采集區(qū)其他區(qū)域的密度相當。

圖2 不同處理的川硬皮腫腿蜂成蜂活動軌跡圖Fig．2 The different treatments of trajectory of S．sichuanensis adults

2．3．2 不同處理的川硬皮腫腿蜂對替代寄主浸提物的搜尋行為分析

通過EthoVision3．1行為儀分析，4種不同處理的川硬皮腫腿蜂在圖像采集區(qū)的行為指標比較(表5)。在滯留時間和靜止時間上，經(jīng)吡蟲啉亞致死濃度(LC10)處理的腫腿蜂明顯長于其余3種處理(P＜0．05);在移動距離上，經(jīng)啶蟲脒處理的腫腿蜂移動距離最長(13．44 cm)，其次是對照(11．10 cm)和功夫菊酯(9．69 cm)，吡蟲啉最短(9．00 cm);在移動時間和反應(yīng)時間上，對照處理的腫腿蜂明顯長于其余3種處理(P ＜0．05)。在移動速度上，經(jīng)吡蟲啉處理的腫腿蜂顯著低于其余3種處理(P ＜0．05)。

表5 不同處理川硬皮腫腿蜂成蜂在試驗區(qū)域內(nèi)行為指標比較Table 5 Comparison of different treatments of indexes to S．sichuanensis adults on the test area

4種不同處理的川硬皮腫腿蜂在味源區(qū)的行為指標比較中可以看出(表6)，對照處理的腫腿蜂進入味源區(qū)共51次，功夫菊酯處理的有25次，啶蟲脒處理的有15次，而經(jīng)吡蟲啉處理的只有11次;在滯留時間上，對照處理的腫腿蜂停留時間最長(P＜0．05);在移動距離和靜止時間上，經(jīng)啶蟲脒處理的腫腿蜂顯著少于其余3種處理(P ＜0．05);而在移動速度上，4種處理的川硬皮腫腿蜂沒有顯著差異(P＞0．05)。

表6 不同處理川硬皮腫腿蜂成蟲在味源區(qū)域行為指標比較Table 6 Comparison of different treatments of indexes to S．sichuanensis adults on the odor source area

3 討論

亞致死濃度是一個濃度區(qū)間，不同的研究對象和研究目的其取值不同，而不同藥劑因作用機制、環(huán)境條件差異對川硬皮腫腿蜂的繁殖和搜尋行為的影響也不同［10］。毒力測定結(jié)果表明，啶蟲脒和吡蟲啉對川硬皮腫腿蜂成蜂的毒力作用大于功夫菊酯對川硬皮腫腿蜂的毒理作用。因為啶蟲脒和吡蟲啉屬于新煙堿類殺蟲劑，主要作用于昆蟲的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，是一種內(nèi)吸性極強的殺蟲劑;而功夫菊酯屬于擬除蟲菊酯類殺蟲劑，主要作用于昆蟲神經(jīng)系統(tǒng)的鈉離子通道，但無內(nèi)吸作用。毒力作用的差異是由這兩大類殺蟲劑自身特性的不同所造成。

殺蟲劑的品種、使用濃度等的不同，對昆蟲的影響也有所不同。Liu等［11］研究發(fā)現(xiàn)用吡丙醚處理麗蚜小蜂Encarsia formosa成蜂對每雌所產(chǎn)后代有顯著影響，用1 mg/L的藥劑處理后，平均每雌所產(chǎn)的后代數(shù)下降了42．3%，且后代羽化率也下降了27．6%。劉孝純等［12］研究發(fā)現(xiàn)亞致死濃度的殺蟲脒和毒死蜱能抑制朱砂葉螨Tetranychus cinnabarinus的生殖，而溴氰菊酯卻能刺激朱砂葉螨增殖。亞致死濃度的吡蟲啉能刺激三化螟Tryporyza incertulas增殖［13］，但對桃蚜 Myzus persicae、甘藍蚜 Brevicoryne brassicae種群增長具有抑制作用［14］，而對韭菜遲眼蕈蚊Bradysia odoriphaga的發(fā)育和繁殖無明顯影響［15］。本試驗發(fā)現(xiàn)，川硬皮腫腿蜂經(jīng)啶蟲脒、吡蟲啉和功夫菊酯亞致死濃度(LC10)處理后，其親代、F1和F2代的寄生成功率均受到抑制;經(jīng)功夫菊酯處理的腫腿蜂，親代單雌產(chǎn)卵量顯著增加;經(jīng)啶蟲脒和吡蟲啉亞致死濃度(LC10)處理的川硬皮腫腿蜂，親代的出蜂率沒有顯著影響，但對F1代影響顯著，這可能是由于這類殺蟲劑影響了腫腿蜂前期發(fā)育，造成F1代成蜂畸形或者不健全，從而影響出蜂率，但是這種影響僅限于F1代，隨著繁育代數(shù)增加，這種影響不顯著。

EthoVision3．1是一個自動探測、記錄和分析單個或兩個動物運動及行為的集成系統(tǒng)。目前，國際上多用此系統(tǒng)研究老鼠的行為變化［16-18］。利用此系統(tǒng)也成功進行了較多種昆蟲的行為的研究，如Jones等［19］對大谷蠹Prostephanus truncatus及其天敵行為的研究。楊樺等［4］利用EthoVision3．1系統(tǒng)對有無學(xué)習經(jīng)歷的川硬皮腫腿蜂對云斑天牛幼蟲搜尋行為進行了研究。楊樺等［20］利用EthoVision3．1系統(tǒng)分析了云斑天牛兩性相遇行為。本試驗發(fā)現(xiàn)，經(jīng)啶蟲脒和吡蟲啉處理的腫腿蜂在味源區(qū)域行為指標中進入?yún)^(qū)域次數(shù)減少、滯留時間和靜止時間短，說明其搜尋行為變?nèi)?，從而影響其寄生行為的完?而經(jīng)功夫菊酯處理的腫腿蜂對寄主味源的搜尋軌跡影響較小。

本研究僅在室內(nèi)測定了3種藥劑對川硬皮腫腿蜂繁殖和搜尋行為的亞致死效應(yīng)。由于川硬皮腫腿蜂在林間接觸藥劑的量及方式與室內(nèi)存在差異，寄主不同，環(huán)境條件也不同，因此，從理論上將還應(yīng)該進行相關(guān)的田間試驗，以便更準確地評價殺蟲劑對川硬皮腫腿蜂的影響，從而為天牛類鉆蛀性害蟲防治過程中殺蟲劑的合理施用提供科學(xué)依據(jù)。

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