兩種殺蟲劑亞致死劑量對(duì)龜紋瓢蟲捕食功能反應(yīng)的影響

袁偉寧，陳 威，方 圓，劉長(zhǎng)仲

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院/草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/甘肅省草業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室/中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心,甘肅 蘭州 730070)

兩種殺蟲劑亞致死劑量對(duì)龜紋瓢蟲捕食功能反應(yīng)的影響

袁偉寧，陳 威，方 圓，劉長(zhǎng)仲

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院/草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/甘肅省草業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室/中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心,甘肅 蘭州 730070)

為了協(xié)調(diào)化學(xué)防治和生物防治二者間的矛盾，掌握藥劑對(duì)龜紋瓢蟲捕食功能的影響，利用吡蟲啉和高效氯氰菊酯對(duì)龜紋瓢蟲的LC25和對(duì)豌豆蚜的LC25分別處理2種昆蟲，測(cè)定了2種殺蟲劑亞致死劑量對(duì)龜紋瓢蟲捕食豌豆蚜功能反應(yīng)的影響。結(jié)果表明，龜紋瓢蟲捕食功能反應(yīng)模型沒有發(fā)生變化，仍是典型的Holling-Ⅱ型，但模型的各項(xiàng)參數(shù)發(fā)生了改變。高效氯氰菊酯直接處理龜紋瓢蟲，對(duì)其捕食能力抑制最強(qiáng)；龜紋瓢蟲捕食吡蟲啉處理后的豌豆蚜，對(duì)其捕食能力抑制最弱。龜紋瓢蟲以2種方式受藥后，瞬時(shí)攻擊率a下降，最大為0.860 4，最小為0.782 3，相對(duì)于對(duì)照組(CK)下降5.21%～15.78%；處理獵物的時(shí)間Th延長(zhǎng)，最長(zhǎng)為0.017 6 d，最短為0.013 7 d，相對(duì)于CK延長(zhǎng)16.10%～49.15%；最大理論捕食量下降，最大為73.09頭，最小為56.74頭，相對(duì)于CK下降14.00%～33.24%；藥劑處理18 h后，捕食速率均顯著(P<0.05)低于同時(shí)間下的對(duì)照，18 h時(shí)最大為1.67頭/h，最小為1.56頭/h，相對(duì)于同時(shí)間時(shí)的CK降低13.04%～18.84%，24 h后最大為1.66頭/h，最小為1.46頭/h，為同時(shí)間下CK的9.14%～20.00%。因此，不論龜紋瓢蟲以何種方式受藥，都不利于其捕食豌豆蚜。其中，高效氯氰菊酯直接作用于龜紋瓢蟲時(shí)負(fù)面影響最大，但不改變其對(duì)豌豆蚜的捕食功能反應(yīng)模型。

龜紋瓢蟲；豌豆蚜；亞致死劑量；捕食功能

化學(xué)殺蟲劑由于使用方法簡(jiǎn)單、速效，一直作為一種重要的害蟲控制手段而沿用至今，但其長(zhǎng)期、大量、不合理使用導(dǎo)致許多地區(qū)各種蚜蟲抗藥性迅速提高，并且殺蟲劑殺死害蟲的同時(shí)，天敵往往也受到不同程度的影響，這種影響可能會(huì)使其死亡，也可能使之處于亞致死狀態(tài)[1，2]，進(jìn)而影響天敵與害蟲的動(dòng)態(tài)平衡[3，4]，因此，尋找相應(yīng)的替代防治措施顯得尤為重要，如生物防治方法的應(yīng)用等，以緩解害蟲抗藥性的發(fā)展。龜紋瓢蟲(Propylaeajaponica)是我國(guó)干旱、半干旱地區(qū)牧草生產(chǎn)中重要的保護(hù)性天敵[5]，其能在高溫、干旱的環(huán)境條件下有效捕食牧草、蔬菜、果樹及林木上的多種蚜蟲[6-9]，部分鱗翅目和同翅目昆蟲的卵[10]、低齡幼蟲(若蟲)以及粉虱成蟲[11]、小麥吸漿蟲[12]，棉紅蜘蛛[13]和蚧[14]等多種害蟲。隨著人們對(duì)蛋奶的需求日益增多，牧草生產(chǎn)在農(nóng)業(yè)中所占比例越來越大，牧草害蟲綜合防治也成為牧草生產(chǎn)的重要問題，由于生物防治具有滯后性，一定時(shí)期內(nèi)化學(xué)殺蟲劑還不可能完全摒棄，為了協(xié)調(diào)化學(xué)防治和生物防治二者間的矛盾，使之在有效控制害蟲的同時(shí)對(duì)天敵昆蟲影響較小，研究化學(xué)殺蟲劑亞致死劑量對(duì)天敵昆蟲的捕食功能反應(yīng)十分必要，此方面的深入研究有助于人們理解化學(xué)殺蟲劑對(duì)天敵昆蟲的亞致死效應(yīng)[15-17]，為害蟲綜合防治和生產(chǎn)實(shí)踐提供依據(jù)。試驗(yàn)旨在通過對(duì)吡蟲啉和高效氯氰菊酯兩種常用殺蟲劑亞致死效應(yīng)研究，掌握藥劑對(duì)龜紋瓢蟲的安全性，為殺蟲劑的田間應(yīng)用提供參考依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 供試蟲源 龜紋瓢蟲采自甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)苜蓿試驗(yàn)田和小麥田(之前田地中沒有噴施任何農(nóng)藥)，帶回至養(yǎng)蟲室用豌豆蚜飼養(yǎng)，飼養(yǎng)溫度 25℃±1，光照周期 L∶D=16 h∶8 h，相對(duì)濕度75% 。

豌豆蚜(Acyrthosiphonpisum)由甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院提供，養(yǎng)蟲室內(nèi)飼養(yǎng)于臨蠶9號(hào)植株上，期間無任何藥劑接觸，飼養(yǎng)溫度 25℃±1，光照周期L∶D=16 h∶8 h ，相對(duì)濕度75%。

1.1.2 供試藥劑 10%吡蟲啉可濕性粉劑，購(gòu)自上海悅聯(lián)化工有限公司；4.5%高效氯氰菊酯微乳劑，購(gòu)自青島潤(rùn)生農(nóng)化有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 兩種殺蟲劑對(duì)龜紋瓢蟲和蚜蟲的毒力測(cè)定及亞致死劑量 采用濾紙接觸法對(duì)龜紋瓢蟲進(jìn)行毒力測(cè)定,確定藥劑對(duì)龜紋瓢蟲的致死中濃度(LC50)。根據(jù)預(yù)試驗(yàn)的結(jié)果，將2種殺蟲劑稀釋至所需5個(gè)濃度梯度。在直徑9 cm的培養(yǎng)皿內(nèi)墊一層濾紙，吸取藥劑0.5 mL均勻滴加于濾紙上，然后，將龜紋瓢蟲投放于皿內(nèi)浸藥濾紙上，任由其爬行。處理后置于溫度(25±1)℃，相對(duì)濕度65%～75%、光照周期L∶D=16∶8 h的恒溫光照箱，24 h后檢查成蟲死亡率。每個(gè)處理10頭，重復(fù)4次，對(duì)照滴加蒸餾水。

采用“帶蟲浸葉法”對(duì)豌豆蚜進(jìn)行毒力測(cè)定，確定藥劑對(duì)豌豆蚜的致死中濃度(LC50)。根據(jù)預(yù)試驗(yàn)的結(jié)果，將2種殺蟲劑稀釋至所需5個(gè)濃度梯度。將帶有4齡豌豆蚜的蠶豆葉片用紗網(wǎng)包裹，于稀釋至亞致死濃度的藥液中浸漬5 s，取出后用吸水紙吸去多余藥液，并讓其自然風(fēng)干，放入直徑12 cm的保濕培養(yǎng)皿中，于人工氣候箱內(nèi)飼養(yǎng)，飼養(yǎng)條件同龜紋瓢蟲，24 h后檢查供試蚜蟲死亡情況。每處理30頭蚜蟲，對(duì)照組浸漬蒸餾水，各處理重復(fù)4次。

1.2.2 藥劑處理龜紋瓢蟲 以引起昆蟲種群死亡率25% 的農(nóng)藥劑量作為亞致死劑量(LC25)，采用濾紙接觸法處理龜紋瓢甲，然后置于恒溫光照箱飼養(yǎng)，24 h后檢查成蟲死亡率。每處理10頭龜紋瓢甲，重復(fù)4次，對(duì)照滴加蒸餾水。

1.2.3 藥劑處理豌豆蚜 殺蟲劑對(duì)豌豆蚜的LC25采用帶蟲浸葉法處理豌豆蚜，然后于恒溫光照箱飼養(yǎng)，飼養(yǎng)條件同龜紋瓢蟲，24 h后檢查供試蚜蟲死亡情況。每處理30頭蚜蟲，對(duì)照組浸漬蒸餾水，各處理重復(fù)4次。

1.2.4 龜紋瓢蟲捕食速率測(cè)定 每皿豌豆蚜數(shù)量固定為100頭，投入一頭瓢蟲，置于人工氣候箱飼養(yǎng)，飼養(yǎng)條件同1.2.1，于4、8、12、18、24 h觀察統(tǒng)計(jì)蚜蟲的被捕食頭數(shù)。

1.2.5 捕食功能反應(yīng) 參考王小藝等[18]的試驗(yàn)方法，并有改進(jìn)。于9 cm的培養(yǎng)皿中采用離體葉片法飼養(yǎng)蚜蟲，分別挑入20、40、60、80和100頭4齡豌豆蚜作為不同密度處理，各皿投入1頭龜紋瓢蟲成蟲，置于人工氣候箱，飼養(yǎng)條件同1.2.1，24 h后檢查各處理被食蚜數(shù)，統(tǒng)計(jì)捕食量。每處理重復(fù)4次。

試驗(yàn)分為2組，第1組用2種殺蟲劑對(duì)龜紋瓢蟲的LC25以濾紙接觸法處理，24 h后選取存活的龜紋瓢蟲供試，豌豆蚜不做任何處理；第2組用2種殺蟲劑對(duì)豌豆蚜的LC25以帶蟲浸葉法處理，24 h后選取存活的豌豆蚜供試，龜紋瓢蟲饑餓24 h后供試。對(duì)照組的龜紋瓢蟲和豌豆蚜均不用殺蟲劑處理，但龜紋瓢蟲饑餓24 h。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析 功能反應(yīng)模型用Holling-Ⅱ型模擬：Na=aNT/(1+aThN)

式中：Na為被捕食的獵物數(shù)量，a為瞬時(shí)攻擊率，N為獵物密度，T為捕食者發(fā)現(xiàn)和處理獵物的總時(shí)間，Th為處理獵物的時(shí)間。

捕食速率=捕食量/捕食時(shí)間

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel 2003統(tǒng)計(jì)，SPSS19.0進(jìn)行方差分析和Duncan多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 兩種殺蟲劑對(duì)龜紋瓢蟲和蚜蟲的毒力測(cè)定及亞致死劑量的確定

吡蟲啉對(duì)龜紋瓢甲的LC50為243.31 mg/L，LC25為95.08 mg/L；對(duì)豌豆蚜的LC50為14.97 mg/L，LC25為5.20 mg/L。高效氯氰菊酯對(duì)龜紋瓢甲的LC50為48.98 mg/L，LC25為20.03 mg/L；對(duì)豌豆蚜的LC50為16.37 mg/L，LC25為6.27 mg/L(表1)。2種藥劑中高效氯氰菊酯對(duì)龜紋瓢蟲和豌豆蚜的毒力較高。

表1 2種殺蟲劑對(duì)龜紋瓢蟲和蚜蟲的LC50、LC25Table1 Toxicity LC50、LC25 of insecticides to Propylaea japonica and Acyrthosiphon pisum

注：LC50表示殺蟲劑對(duì)昆蟲的致死中量；LC25表示殺蟲劑對(duì)昆蟲的亞致死中量，兩者置信區(qū)間均為95%

2.2 殺蟲劑亞致死劑量處理后龜紋瓢蟲的捕食量

2種殺蟲劑亞致死劑量處理不同對(duì)象后結(jié)果顯示(表2)，殺蟲劑亞致死劑量對(duì)龜紋瓢蟲捕食能力有抑制作用，但藥劑不同及處理方式不同對(duì)其捕食能力的影響有差異。2種藥劑亞致死劑量處理龜紋瓢蟲后，各獵物密度下其捕食量均低于對(duì)照組(CK)，20頭獵物密度下高效氯氰菊酯處理后捕食量最小，為12.5頭，100頭獵物密度下吡蟲啉處理后捕食量最大，為38.25頭。且高效氯氰菊酯處理后龜紋瓢蟲捕食量低于吡蟲啉處理，40頭和60頭獵物密度下差異顯著(P<0.05)，捕食量分別為18.75頭和24.75頭。說明高效氯氰菊酯對(duì)龜紋瓢蟲捕食能力的抑制作用高于吡蟲啉。同種藥劑的2種處理方式中，直接處理龜紋瓢蟲后其捕食量低于處理豌豆蚜，但組間差異不顯著(P>0.05)。因此，殺蟲劑亞致死劑量對(duì)龜紋瓢蟲捕食能力的影響與殺蟲劑種類有關(guān)，而與接觸方式關(guān)系不大。

2.3 殺蟲劑亞致死劑量對(duì)龜紋瓢蟲捕食速率的影響

經(jīng)2種殺蟲劑亞致死劑量處理后，龜紋瓢蟲捕食豌豆蚜的速率均低于CK，且隨著時(shí)間的延長(zhǎng)捕食速率越來越低。第4 h時(shí)捕食速率雖有所降低，但各處理差異不顯著；第8 h時(shí)高效氯氰菊酯處理瓢蟲組捕食速率顯著降低，為1.75頭/h；第12 h時(shí)除吡蟲啉處理蚜蟲組與對(duì)照差異不顯著外，其他各組捕食速率均顯著降低，吡蟲啉處理龜紋瓢蟲下為1.86頭/h，高效氯氰菊酯處理龜紋瓢蟲下為1.77頭/h，高效氯氰菊酯處理豌豆蚜下為1.85頭/h；至18 h后，所有處理組捕食速率均顯著低于對(duì)照(表3),相對(duì)于對(duì)照降低13.04%～18.84%；24 h后捕食速率相對(duì)于CK降低9.14%～20.00%。龜紋瓢蟲單位時(shí)間內(nèi)捕食量的降低，表明其控蟲能力被削弱，因此，說明殺蟲劑亞致死劑量對(duì)龜紋瓢蟲捕食能力有明顯抑制作用。

表2 殺蟲劑亞致死劑量處理后龜紋瓢蟲的捕食量Table2 Effects of sublethal insecticides on the predatory capacities of Propylaea japonica 頭/皿

注：同列中不同字母表示差異的顯著性(P<0.05)，“-”表示不做處理，下同

表3 殺蟲劑亞致死劑量處理后龜紋瓢蟲的捕食速率Table3 Effects of sublethal doses of insecticides on predatory rates of Propylaea japonica 頭/h

2.4 殺蟲劑亞致死劑量對(duì)龜紋瓢蟲捕食功能反應(yīng)的影響

各處理中龜紋瓢蟲的捕食量隨著豌豆蚜密度的升高而迅速增大，當(dāng)豌豆蚜密度高于80頭/皿時(shí)，捕食量的增加速度減緩，其功能反應(yīng)模型均符合Holling-Ⅱ型。功能反應(yīng)模型線性化后1/Na與1/N的相關(guān)系數(shù)r>r0.05=0.88，說明擬合的方程能顯著地反映龜紋瓢蟲捕食量與豌豆蚜密度之間的關(guān)系。試驗(yàn)表明：經(jīng)2種殺蟲劑亞致死劑量處理后，龜紋瓢蟲對(duì)豌豆蚜的捕食功能反應(yīng)模型的結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生改變，只是模型參數(shù)發(fā)生了變化。2種殺蟲劑亞致死劑量對(duì)龜紋瓢蟲捕食功能反應(yīng)模型參數(shù)的影響表現(xiàn)為瞬時(shí)攻擊率a最大為0.860 4，最小為0.782 3，相對(duì)于CK下降5.21%～15.78%；處理獵物的時(shí)間Th延長(zhǎng)，最長(zhǎng)為0.017 6 d，最短為0.013 7 d，相對(duì)于CK延長(zhǎng)16.10%～49.15%；最大理論捕食量下降，最大為73.09頭，最小為56.74頭，相對(duì)于CK下降14.00%～33.24%。2種殺蟲劑中，高效氯氰菊酯對(duì)龜紋瓢蟲的捕食功能反應(yīng)影響較大，吡蟲啉影響較小，并以瓢蟲直接接觸藥劑對(duì)捕食功能反應(yīng)的影響最大。

表4 殺蟲劑亞致死劑量處理的龜紋瓢蟲捕食功能反應(yīng)模型及參數(shù)Table4 Functional response models of sublethal doses on Propylaea japonica

3 討論與結(jié)論

由于化學(xué)殺蟲劑長(zhǎng)期、大量、不合理的使用，致使牧草害蟲抗藥性迅速提高，造成害蟲的再猖獗，因此，廣譜高毒農(nóng)藥為人們普遍所接受，但是高毒化學(xué)殺蟲劑在殺死害蟲的同時(shí)對(duì)天敵昆蟲也造成了重大影響，這種影響可能會(huì)使其死亡，也可能使之處于亞致死狀態(tài)中，并導(dǎo)致一部分存活個(gè)體的取食行為等一系列方面發(fā)生異常改變[2,20]。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)殺蟲劑的亞致死劑量進(jìn)行了闡述，但沒有統(tǒng)一定論。殺蟲劑的亞致死劑量是一個(gè)低于或等于致死中濃度的區(qū)間，使昆蟲個(gè)體受到一定損害，行為能力受到一定干擾，但不令其死亡的劑量[2]。古德就等[19]建議對(duì)天敵處理時(shí)，應(yīng)該使用使其死亡率低于30%的劑量。龜紋瓢蟲作為我國(guó)一種干旱、半干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重要的捕食性天敵，能在高溫、干旱的環(huán)境條件下有效捕食各種農(nóng)作物、蔬菜、果樹及林木上的多種蚜蟲，部分鱗翅目和同翅目昆蟲的卵、低齡幼蟲(若蟲)以及棉紅蜘蛛，小麥吸漿蟲，粉虱成蟲和蚧等多種害蟲。

試驗(yàn)利用吡蟲啉和高效氯氰菊酯對(duì)龜紋瓢蟲的LC25和對(duì)豌豆蚜的LC25分別處理2種昆蟲，測(cè)定了2種殺蟲劑亞致死劑量對(duì)龜紋瓢蟲捕食豌豆蚜功能反應(yīng)的影響。結(jié)果表明：龜紋瓢蟲捕食功能反應(yīng)模型沒有發(fā)生變化，仍是典型的Holling-Ⅱ型，但模型的各項(xiàng)參數(shù)發(fā)生了改變，這與張建華等[20]、王華玲等[21]多位學(xué)者的研究結(jié)果一致。經(jīng)2種殺蟲劑亞致死劑量處理后，瞬時(shí)攻擊率a下降5.21%～15.78%，處理獵物的時(shí)間Th延長(zhǎng)16.10%～49.15%，最大理論捕食量下降14.00%～33.24%。實(shí)際捕食量以40頭和60頭獵物密度下有顯著差異，而20頭，80頭，100頭豌豆蚜密度下，同種受藥方式中不同藥劑對(duì)捕食量的抑制差異不顯著，可能是因?yàn)樾〉墨C物密度增加了捕食者搜尋獵物的難度，獵物密度大到一定程度后，降低了捕食者搜尋獵物的難度，最終其捕食量會(huì)趨于定值[22]。另外，龜紋瓢蟲捕食豌豆蚜的速率也有不同程度的下降，18 h之后捕食速率降低13.04%～18.84%，表明2種殺蟲劑的亞致死劑量對(duì)龜紋瓢蟲的捕食能力均有抑制作用[17]。2種藥劑中，高效氯氰菊酯對(duì)龜紋瓢蟲捕食能力的抑制作用較強(qiáng)，吡蟲啉的抑制作用較小，與邱良妙的研究結(jié)果不同，可能是因?yàn)椴煌霓r(nóng)藥公司藥劑標(biāo)準(zhǔn)不同造成。兩種殺蟲劑均以處理瓢蟲對(duì)其捕食作用的影響較大。試驗(yàn)是在實(shí)驗(yàn)室中以殺蟲劑亞致死劑量對(duì)龜紋瓢蟲的捕食作用進(jìn)行了研究，對(duì)于協(xié)調(diào)化學(xué)防治和生物防治之間的矛盾遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，為了更好的實(shí)施害蟲綜合治理(IPM)，還需進(jìn)一步研究殺蟲劑亞致死劑量對(duì)靶標(biāo)生物和非靶標(biāo)生物的影響。

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Effects of sublethal doses of two insecticides on predation ofPropylaeajaponica

YUAN Wei-ning,CHEN Wei,FANG Yuan,LIU Chang-zhong

(CollegeofPrataculturalScience,GansuAgriculturalUniversity/KeyLaboratoryofGrasslandEcosystem，MinistryofEducation/PrataculturalEngineeringLaboratoryofGansuProvince/Sino-U.S.CentersforGrazinglandEcosystemSustainability,Lanzhou730070,China)

In order to coordinate the conflicts between chemical control and biological control,and to indecate the influence of functional response of insecticides on predatorPropylaeajaponica.In this study,the Imidacloprid and Alphacypermethrin were choosed to treat both P.japonica and pea aphid(Acyrthosiphonpisum) in sublethal dose LC25,finally tested functional response.The results showed that the type ofP.japonica`sfunctional response models still belong to typical Holling-Ⅱ,of which,the parameters of models were changed.Its predatory ability was inhibited most under the treatment of Alpha-cypermethrin toPro.japonica,and least while treat pea aphid with Imidacloprid.After treatingPro.japonicawith two insecticides in two modes，the searching rate(a) declined 5.21%～15.78% relative to CK,a(max) was 0.8604,a(min) was 0.7823,handling time(Th) increased 16.10%-49.15% relative to CK,Th(max) was 0.0716 d,Th(min) was 0.013 7 d,the max-predatory capacity decreased 14.00%～33.24% relative to CK,max-predatory capacity(max) was 73.09 dead,max-predatory capacity(min) was 56.74 head,after 18 hours,searching speed reduced 13.04%～18.84% relative to CK in the same time,and searching speed(max) was 1.67 head/h,searching speed(min) was 1.56 head/h.While after 24 h,the searching speed(max) was 1.66 head/h,searching speed(min) was 1.46 head/h,it reduced 9.14%～20.00% relative to CK.So the sublethal doses of two insecticides had an inhibited effects onP.japonicapredating pea aphid no matter what treating modes we utilized,of these two insecticides,Alpha-cypermethrin had more inhibitive effects,and sublethal doses of insecticides did not change its functional response models.

Propylaeajaponica;Acyrthosiphumpisim;sublethal dose;predation

2015-05-04；

2015-08-16

國(guó)家自然科學(xué)基金(31260433)；甘肅省農(nóng)牧廳科技項(xiàng)目和高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金博導(dǎo)類資助課題(20136202110007)資助

袁偉寧(1989-)，男，甘肅慶陽(yáng)人，碩士研究生。 E-mail：nanjueyuan@126.com 劉長(zhǎng)仲為通訊作者。

S 433.5

A

1009-5500(2015)06-0065-06