3種除草劑對蓮草直胸跳甲呼吸代謝的影響

傅建煒， 史夢竹， 李建宇， 鄭麗禎， 趙　鑫， 王　婷， 林蓮珠

(1.福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所， 福建 福州 350013；

2.吉林省通化市園藝研究所， 吉林 通化 134001)

3種除草劑對蓮草直胸跳甲呼吸代謝的影響

傅建煒1， 史夢竹1， 李建宇1， 鄭麗禎1， 趙鑫2， 王婷1， 林蓮珠1

(1.福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所， 福建 福州 350013；

2.吉林省通化市園藝研究所， 吉林 通化 134001)

摘要:蓮草直胸跳甲是空心蓮子草的專食性天敵。本實驗利用經(jīng)除草劑使它隆、草甘膦和2,4-D二甲胺鹽處理過的空心蓮子草飼喂蓮草直胸跳甲，采用呼吸測定儀測試蓮草直胸跳甲的呼吸代謝中CO2變化量。研究表明：蓮草直胸跳甲取食經(jīng)除草劑處理過的空心蓮子草后，41%草甘膦異丙胺鹽水劑對蓮草直胸跳甲的呼吸影響最大，而20%使它隆乳油和86%2,4-D二甲胺鹽水劑對蓮草直胸跳甲呼吸的影響較?。煌ㄟ^雌雄分別測定，發(fā)現(xiàn)除草劑20%使它隆乳油和41%草甘膦異丙胺鹽水劑對蓮草直胸跳甲雄成蟲的呼吸代謝影響較大，而86%2,4-D二甲胺鹽水劑對蓮草直胸跳甲雌成蟲的影響較大。說明3種除草劑對蓮草直胸跳甲成蟲呼吸代謝有一定的影響，適宜濃度的20%使它隆乳油和86%2,4-D二甲胺鹽水劑可與蓮草直胸跳甲在空心蓮子草的綜合防控中協(xié)調(diào)應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:蓮草直胸跳甲； 呼吸代謝； 除草劑

1 前言

空心蓮子草(Alternantheraphiloxeroides)屬莧科蓮子草屬，又被稱為革命草、水花生、喜旱蓮子草等，原產(chǎn)南美洲，現(xiàn)在美國、澳大利亞、中國、印度、東南亞地區(qū)和新西蘭都有分布，大部分熱帶和溫帶地區(qū)都可作為其潛在區(qū)域(Julien，1995；Guoetal.，2012)，現(xiàn)在已成為一種惡性雜草。上世紀30年代傳入上海，如今已經(jīng)廣泛分布于我國的東部和南部20多個省市和自治區(qū)，發(fā)生面積超過80萬公頃(馬瑞燕和王韌，2005)。蓮草直胸跳甲(Agasicleshygrophila)屬鞘翅目葉甲科，起源于南美，該蟲具有食性單一，抗逆性強，繁殖量大，控制效果好等優(yōu)點，對空心蓮子草的取食及抑制作用明顯(王遠等，1988)，1986年5月，我國引進蓮草直胸跳甲后進行了該葉甲的食性測驗，認為蓮草直胸跳甲可在我國安全利用(吳珍泉等，1994)。

空心蓮子草的防治極為困難，化學(xué)防治是當前最主要的防治措施。但是化學(xué)防治容易污染環(huán)境，生物防治就顯得尤為重要，釋放天敵是生物防治的主要措施。目前不斷出現(xiàn)高效低毒的農(nóng)藥，但農(nóng)藥畢竟是用來毒殺有害生物的，對天敵昆蟲往往也會有某些不利影響(李孫榮，1982)。在常用濃度下，2,4-滴丁酯、草甘膦、丁草胺等對蓮草直胸跳甲成蟲影響不大，死亡率均小于50%；而百草枯、嗯草酮等除草劑則對蓮草直胸跳甲的影響較大(曾揚等，2005)。因此有必要研究農(nóng)田常用除草劑及殺蟲劑對蓮草直胸跳甲的毒殺程度，為選用對天敵殺傷力小的農(nóng)藥及合理使用農(nóng)藥來保護天敵提供科學(xué)依據(jù)，保證雜草的生物防治研究工作順利進行。

呼吸代謝是昆蟲的生命特征之一，也是研究種群能量動態(tài)的基礎(chǔ)(戈峰，1991)。影響昆蟲呼吸代謝的因素很多，諸如溫度(戈峰和陳常銘，1990)、饑餓程度(吳坤君，1985)和生活習性(戈峰和陳常銘，1990)等。國內(nèi)外已有一些關(guān)于昆蟲呼吸代謝的報道，主要集中在不同蟲態(tài)或齡期昆蟲的呼吸代謝規(guī)律和病毒侵染或藥劑處理后昆蟲呼吸代謝的改變(Albert，1983；慕衛(wèi)等，2005；周佳等，2008；劉玲敏，2009)。

目前，對于蓮草直胸跳甲的生物學(xué)研究較多(傅建煒等，2011；Guoetal.，2012；李建宇等，2013)，而有關(guān)蓮草直胸跳甲能量代謝的研究較少，尤其是呼吸代謝研究未見報道。由于目前用于防治空心蓮子草的常用除草劑主要有使它隆、草甘膦和2,4-D二甲胺鹽等，因此，本實驗采用了動物呼吸測量系統(tǒng)測定常用除草劑使它隆、草甘膦和2,4-D二甲胺鹽對蓮草直胸跳甲成蟲呼吸代謝中CO2的變化量，并利用呼吸代謝率確定其對除草劑的適應(yīng)度，為利用蓮草直胸跳甲生物和除草劑化學(xué)聯(lián)合防治空心蓮子草提供參考依據(jù)。

2 材料與方法

2.1試驗材料與儀器

供試蟲源：蓮草直胸跳甲，飼養(yǎng)于福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所南通中試基地人工氣候室。供試寄主：空心蓮子草，栽培于福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所南通中試基地塑料大棚。

供試藥劑：20%使它隆乳油(美國陶氏益農(nóng)公司)，41%草甘膦異丙胺鹽水劑(美國陶氏益農(nóng)公司)，86%2,4-D二甲胺鹽水劑(江蘇常州永泰豐化工有限公司)。試驗儀器：動物呼吸測量系統(tǒng)，包括S151二氧化碳紅外分析儀、S102氧傳感器、S131溫度傳感器；PRX-450D型人工氣候箱；AB204-N 型電子天平。

2.2試驗方法

2.2.1預(yù)處理采用同日齡羽化后3 d的蓮草直胸跳甲成蟲，置于25±1 ℃，相對濕度80%±5%；光照L:D=12 h:12 h的人工氣候箱內(nèi)饑餓24 h，備用。

試驗設(shè)置：試驗設(shè)20%使它隆乳油100 mg/L(2000倍)、200 mg/L(1000倍)、400 mg/L(500倍)；41%草甘膦異丙胺鹽水劑205 mg/L(2000倍)、410 mg/L(1000倍)、820 mg/L(500倍)和86%2,4-D二甲胺鹽水劑430 mg/L(2000倍)、860 mg/L(1000倍)、1720 mg/L(500倍)，以清水為對照，共10個處理，每處理重復(fù)5次。以上藥劑濃度設(shè)置均為田間常用劑量，其對蓮草直胸跳甲的影響作者已另發(fā)文章，藥劑處理后3 d其死亡率均低于40%(傅建煒等，2011；傅建煒等，2012)。

寄主浸葉法處理：將潔凈的空心蓮子草浸入配制好的不同濃度的除草劑藥液中，約10 s后取出晾干，置于飼養(yǎng)盒中，分別接入饑餓后的蓮草直胸跳甲成蟲20對(雌:雄=1:1)，然后置于25±1 ℃，相對濕度80%±5%的人工氣候箱內(nèi)連續(xù)飼養(yǎng)，每24 h測定一次呼吸速率，連續(xù)測定3次。若有成蟲死亡，則接入相同藥劑處理的備用蟲，以保證呼吸測定時的蟲數(shù)。

2.2.2蓮草直胸跳甲呼吸速率的測定呼吸速率的測定參照傅麗君和尤民生(2000)方法并加以改進，用S151二氧化碳紅外分析儀和S102氧傳感器對經(jīng)過處理瓶后的氣流中的CO2及 O2進行自動連續(xù)記錄，測量系統(tǒng)氣體流速為400 mL/min，溫度為正常室溫(28-29 ℃)。數(shù)據(jù)系統(tǒng)：Logger Pro 3，測定儀器的連接順序為氣囊-氣泵-流量計-CO2吸收管(CaO)-處理瓶-干燥管-O2傳感器(S102)-CO2分析儀(S151)-數(shù)據(jù)采集。將蓮草直胸跳甲成蟲放入紗網(wǎng)中，以防蓮草直胸跳甲成蟲鉆入通氣管，然后將裝有蓮草直胸跳甲成蟲的紗網(wǎng)放入處理瓶中進行測定，待測量系統(tǒng)穩(wěn)定后(約5 min)進行數(shù)據(jù)采集，每次處理20只(雌雄分別測定)蓮草直胸跳甲成蟲，每隔1 s采樣1次，共采樣60次。實驗前做一次空白測定，求出各處理的CO2變化量。

2.3數(shù)據(jù)處理

蓮草直胸跳甲呼吸速率的多重比較采用鄧肯式新復(fù)極差(Duncan's multiple rang test, DMRT)方法進行，數(shù)據(jù)采用SAS 8.0軟件處理。

3結(jié)果與分析

3.1使它隆對蓮草直胸跳甲成蟲呼吸代謝的影響

20%使它隆乳油對蓮草直胸跳甲的呼吸速率的影響測定結(jié)果如表1。藥劑處理3 d后，處理空心蓮子草的使它隆濃度越高，取食后蓮草直胸跳甲雌成蟲的CO2呼出量越低，與對照相比差異顯著；使它隆濃度為200 mg/L與400 mg/L處理之間雌成蟲的CO2呼出量差異不顯著(F=15.44,df=16,19,P<0.0001)。使它隆處理后，蓮草直胸跳甲雄成蟲的呼吸代謝速率顯著低于對照組，而且差異顯著；藥劑處理濃度越高，對蓮草直胸跳甲的呼吸抑制越強；各濃度藥劑處理之間的蓮草直胸跳甲雄成蟲CO2呼出量差異不顯著(F=8.10,df=16,19,P=0.0017)。

3.2草甘膦對蓮草直胸跳甲成蟲呼吸代謝的影響

41%草甘膦異丙胺鹽水劑對蓮草直胸跳甲的呼吸速率的影響測定結(jié)果如表2。藥劑處理3 d后，41%草甘膦異丙胺鹽水劑能夠降低蓮草直胸跳甲雌成蟲的CO2呼出量，與對照相比差異顯著(F=29.51,df=16,19,P<0.0001)。41%草甘膦異丙胺鹽水劑對蓮草直胸跳甲雄成蟲的呼吸速率影響明顯，各藥劑處理的雄成蟲的CO2呼出量顯著低于對照組(F=87.51,df=16,19,P<0.0001)。處理空心蓮子草的草甘膦濃度為410 mg/L，蓮草直胸跳甲雌雄成蟲的CO2呼出量均高于其他兩個濃度的處理，抑制率23.21%和35.83%也均低于其他兩個濃度處理。

表1　20%使它隆乳油對蓮草直胸跳甲成蟲呼吸代謝的影響

注：表中同列不同字母表示Duncan氏多重比較差異顯著，下同。

表2　41%草甘膦異丙胺鹽水劑對蓮草直胸跳甲成蟲呼吸代謝的影響

3.3 86%2,4-D二甲胺鹽水劑對蓮草直胸跳甲成蟲呼吸代謝的影響

86%2,4-D二甲胺鹽水劑對蓮草直胸跳甲的呼吸速率的影響測定結(jié)果如表3。藥劑處理3 d后，2,4-D二甲胺鹽處理空心蓮子草，蓮草直胸跳甲雌蟲取食后其呼吸代謝速率顯著低于對照組，差異顯著；除對照外各處理間的CO2呼出量差異不顯著(F=17.34,df=16,19,P<0.0001)。對蓮草直胸跳甲雄蟲來說，2,4-D二甲胺鹽處理組蓮草直胸跳甲雌成蟲的CO2呼出量顯著低于對照組，差異顯著；2,4-D二甲胺鹽濃度為430 mg/L和860 mg/L處理的雄成蟲的CO2呼出量差異不顯著(F=18.14,df=16,19,P<0.0001)。

表3　86%2,4-D二甲胺鹽水劑對蓮草直胸跳甲成蟲呼吸代謝的影響

4小結(jié)與討論

蓮草直胸跳甲是一種單食性昆蟲，空心蓮子草是唯一可供其取食、并完成生長發(fā)育、產(chǎn)卵繁殖的適宜寄主(王韌等，1998)。除草劑對昆蟲具有一定的毒性，在防除空心蓮子草時，也會蓮草直胸跳甲有一定的影響(傅建煒等，2012)，蓮草直胸跳甲成蟲取食含有除草劑的空心蓮子草后，會降低蓮草直胸跳甲成蟲的生物活性(曾揚等，2005)。本研究發(fā)現(xiàn)，3種除草劑對蓮草直胸跳甲成蟲呼吸代謝有一定的影響，從抑制率看，不同藥劑稀釋相同倍數(shù)后，以41%草甘膦異丙胺鹽水劑對蓮草直胸跳甲的呼吸影響最大，而20%使它隆乳油和86%2,4-D二甲胺鹽水劑對蓮草直胸跳甲呼吸的影響較小；通過雌雄分別測定，發(fā)現(xiàn)除草劑20%使它隆乳油和41%草甘膦異丙胺鹽水劑對蓮草直胸跳甲雄成蟲的呼吸代謝影響較大，而86%2,4-D二甲胺鹽水劑對蓮草直胸跳甲雌成蟲的影響較大。傅建煒等(2011)研究發(fā)現(xiàn)，使它隆對蓮草直胸跳甲的生存繁殖影響較小，而農(nóng)達(41%草甘膦異丙胺鹽水劑)的影響較小，與本研究結(jié)果有一定的相似。但是，本研究僅針對蓮草直胸跳甲的呼吸代謝中CO2的呼出量進行測定，有關(guān)除草劑對蓮草直胸跳甲呼吸代謝的其他影響及其機理還需進一步深入研究，本試驗僅為后續(xù)研究提供參考依據(jù)。

不同的除草劑對昆蟲的影響不同，不同濃度的除草劑對昆蟲的影響也會不同。研究農(nóng)田常用除草劑及殺蟲劑對天敵昆蟲的毒殺程度及影響，可以為選用對天敵昆蟲殺傷力小的農(nóng)藥及合理使用農(nóng)藥以保護天敵昆蟲提供科學(xué)依據(jù)。在利用農(nóng)藥防治有害生物時，應(yīng)注意選擇適當?shù)霓r(nóng)藥品種，在保證藥效的前提下盡量選擇對天敵昆蟲殺傷力低的農(nóng)藥品種，以減少其對天敵昆蟲種群繁殖的影響，同時也有利于保護農(nóng)田生物多樣性。

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(責任編輯：陳曉雯)

傅建煒，史夢竹，李建宇，鄭麗禎，趙鑫，王婷，林蓮珠.2015.3種除草劑對蓮草直胸跳甲呼吸代謝的影響.武夷科學(xué)，31：97-102.

Effect of 3 herbicides on the respiratory metabolism ofAgasicleshygrophila

Jian-Wei FU1, Meng-Zhu SHI1, Jian-Yu LI1, Li-Zhen ZHENG1,

Xin ZHAO2, Ting WANG1, Lian-Zhu LIN1

(1.InstituteofPlantProtection,FujianAcademyofAgriculturalSciences,Fuzhou,Fujian350013,China;

2.TonghuaHorticultureResearchInstitute,Tonghua,Jilin134001，China)

Abstract:Agasicles hygrophila is a specific natural enemy of Alternanthera philoxeroides. In this experiment, A.hygrophila fed on A.philoxeroides treated by fluroxypyr, glyphosate and 2,4-D Dimethylamine salt respectively, and then the exhale capacity of CO2of A.hygrophila treated were measured with the breath analyzer. The results showed that glyphosate had obvious effect on the respiratory metabolism of A.hygrophila, while fluroxypyr and 2,4-D Dimethylamine salt unobvious. The respiratory metabolism speed of the male A.hygrophila treated with glyphosate and 2,4-D Dimethylamine salt was significant higher than that of female, but the respiratory metabolism speed of the male A.hygrophila treated with fluroxypyr was lower than that of female. So the three herbicides had some effects on the respiratory metabolism of A.hygrophila, and the optimal concentration of fluroxypyr and 2,4-D Dimethylamine salt could be used for the integrated management of Alternanthera philoxeroides.

Key words:Agasicles hygrophila; respiratory metabolism; herbicide

中圖分類號:S482.3

文獻標識碼:A

文章編號：1001-4276-(2015)01-0097-06

作者簡介：傅建煒(1974-)，男，研究員。研究方向：外來入侵區(qū)域治理、農(nóng)藥毒理與環(huán)境安全。Email：fjw9238@163.com。

基金項目：福建省自然科學(xué)基金(2013J06008)；國家自然科學(xué)基金(31572065，31272107)。

收稿日期：2015-10-09; 發(fā)表日期：2015-10-31