噻蟲嗪施用對(duì)二斑葉螨種群動(dòng)態(tài)的影響

王 玲，張友軍，徐寶云，吳青君，謝 文，王少麗

(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所，北京 100081)

新煙堿類殺蟲劑是繼有機(jī)磷、氨基甲酸酯和擬除蟲菊酯之后的第四類殺蟲劑，是在其煙堿結(jié)構(gòu)研究的基礎(chǔ)上，通過結(jié)構(gòu)的改造(即引入一個(gè)雜環(huán)芳基取代基)開發(fā)出來的新型殺蟲劑(賈俊超等，2007;楊吉春等，2007;張梅鳳等，2009)，該類藥劑是煙堿乙酰膽堿受體(nicotine acetylcholine receptors，nAChRs)的激動(dòng)劑，能阻斷昆蟲中樞神經(jīng)系統(tǒng)的正常傳導(dǎo)，從而導(dǎo)致害蟲出現(xiàn)麻痹進(jìn)而死亡(張國(guó)生和侯廣新，2004)。煙堿類殺蟲劑具有良好的胃毒、觸殺和內(nèi)吸性能(Elbert et al.，2008)，且與常規(guī)殺蟲劑無交互抗性;施用方式多樣，可以用于葉面噴霧、土壤灌根及種子處理(Maienfisch et al.，2001)。該藥劑在全球120個(gè)國(guó)家注冊(cè)使用(Jeschke et al.，2008)，每年的銷售量超過15 億美元(Ford et al.，2010)。

在我國(guó)，新煙堿類殺蟲劑的施用方式主要是灌根和葉面噴霧，可有效防治半翅目、雙翅目等害蟲，尤其是對(duì)吸汁類害蟲，如粉虱類、薊馬類、蚜蟲類等害蟲的防治效果優(yōu)良(Maienfisch et al.，2001;吳青君等，2003;宗建平等，2009;李秀環(huán)等，2011)。由于灌根處理簡(jiǎn)單易行，通過藥劑內(nèi)吸作用在植株生長(zhǎng)的各個(gè)部位均有藥劑殘留，對(duì)害蟲的防治效果更優(yōu)良(宗建平等，2009;李飛等，2013);加上該方式對(duì)天敵的傷害比噴霧更小(Pozzebon et al.，2010)，因此使用廣泛。但同時(shí)，研究表明煙堿類殺蟲劑吡蟲啉的施用對(duì)非靶標(biāo)害蟲也有一定的影響。例如，吡蟲啉亞致死劑量能刺激褐飛虱Nilaparvata lugens 的生殖性能，顯著增強(qiáng)褐飛虱的飛行速度、飛行時(shí)間和距離(Zhao et al.，2011)。吡蟲啉施用后，榆樹上的肖氏葉螨Tetranychus schoenei種群數(shù)量高于未施藥區(qū)，室內(nèi)研究其對(duì)肖氏葉螨種群的直接影響，結(jié)果表明可以提高葉螨種群的繁殖力(Szczepaniec et al.，2011)。

二斑葉螨T.urticae 屬于蛛形綱蜱螨亞綱真螨目葉螨科，主要寄主作物包括果樹、蔬菜、花卉等。在這些作物上，葉螨常與蚜蟲、粉虱、薊馬等害蟲同期混合發(fā)生。噻蟲嗪是第二代新煙堿類殺蟲劑的代表，具有高效、低毒、持效期長(zhǎng)的特點(diǎn)，是目前防治刺吸類害蟲的理想和常用殺蟲劑。為了明確噻蟲嗪防治刺吸類害蟲時(shí)對(duì)非靶標(biāo)害蟲二斑葉螨種群的影響，本研究通過室內(nèi)盆栽和大田試驗(yàn)研究噻蟲嗪噴霧和灌根處理后對(duì)二斑葉螨種群動(dòng)態(tài)的影響，研究結(jié)果可為煙堿類殺蟲劑的使用及田間葉螨種群的防治提供科學(xué)基礎(chǔ)和指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

1.1 供試材料

室內(nèi)盆栽試驗(yàn)采用茄子苗(圓雜209)進(jìn)行;塑料大棚內(nèi)采用甜瓜苗(IVF 106)進(jìn)行。

二斑葉螨種群于2009年采集于山東果樹上，室內(nèi)采用“碧豐”菜豆苗進(jìn)行海綿水隔離臺(tái)法(楊帥等，2013)繼代飼養(yǎng)至今，期間未接觸任何殺蟲劑。飼養(yǎng)條件為26℃±1℃，光周期為L(zhǎng)∶D=16 h∶8 h。

供試藥劑:25%噻蟲嗪水分散粒劑，先正達(dá)(中國(guó))投資有限公司產(chǎn)品。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 噻蟲嗪處理對(duì)盆栽茄子上葉螨種群動(dòng)態(tài)的影響

室內(nèi)實(shí)驗(yàn)采用盆栽茄子苗(有4-5 片真葉)進(jìn)行。2014年2月28日在每株茄子苗上人工接20頭初孵化的二斑葉螨雌成螨。共設(shè)置4個(gè)處理:Ⅰ:噻蟲嗪稀釋3000 倍液噴霧，50 mL/株;Ⅱ:噻蟲嗪稀釋3000 倍液進(jìn)行灌根處理，50 mL/株;Ⅲ:噻蟲嗪稀釋3000 倍液同時(shí)進(jìn)行灌根和噴霧處理，分別用25 mL/株，Ⅳ:清水處理作為對(duì)照。每個(gè)處理設(shè)置4個(gè)重復(fù)。7 d 后每天手持放大鏡觀察記錄成螨和若螨的數(shù)量，連續(xù)記錄7 d;同時(shí)把測(cè)試植物葉片逐片小心地放置于20 倍Olympus 體視顯微鏡下，觀察記錄卵的數(shù)量，每周記錄一次葉螨卵數(shù)，共調(diào)查兩次。

1.2.2 噻蟲嗪灌根對(duì)設(shè)施棚甜瓜上葉螨自然發(fā)生種群的影響

田間試驗(yàn)在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院順義試驗(yàn)基地的甜瓜(IVF 106)棚內(nèi)進(jìn)行。甜瓜于2013年8月1日播種，8月16日定植，采用常規(guī)農(nóng)事管理。共設(shè)置兩個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)的面積大約為100 m2。處理小區(qū)內(nèi)采用噻蟲嗪3000 倍液灌根，每棵灌根50 mL;對(duì)照小區(qū)采用清水處理。作物定植時(shí)處理區(qū)和對(duì)照區(qū)均無葉螨發(fā)生，灌根時(shí)間于定植后第3天進(jìn)行。8月21日開始調(diào)查兩個(gè)處理小區(qū)二斑葉螨的田間自然發(fā)生量，每個(gè)小區(qū)內(nèi)隨機(jī)設(shè)置4個(gè)調(diào)查點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)調(diào)查10 株作物(共40 株/處理)，每周調(diào)查一次葉螨成螨和若螨的數(shù)量，連續(xù)調(diào)查一個(gè)月。

1.3 結(jié)果分析

原始數(shù)據(jù)均在SigmaPlot 12.0 上作圖，采用SPSS 17.0 軟件進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 噻蟲嗪處理對(duì)盆栽茄子葉螨種群的影響

通過灌根、噴霧、灌根+噴霧和對(duì)照處理盆栽茄子，研究茄子上的二斑葉螨種群動(dòng)態(tài)，試驗(yàn)結(jié)果如圖1 所示。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，各處理下二斑葉螨種群數(shù)量均處于上升趨勢(shì)，但上升速度不一致。噻蟲嗪灌根和葉片噴霧兩種處理?xiàng)l件下，二斑葉螨的成若螨數(shù)量均明顯或者顯著高于清水對(duì)照;同時(shí)，調(diào)查的第一天，三個(gè)處理間差異不顯著，第2-4 天(3月8日-10日)，灌根處理和噴霧處理中葉螨種群數(shù)量顯著高于灌根+噴霧處理;但后3 d，灌根+噴霧處理中葉螨數(shù)量均高于單獨(dú)灌根和單獨(dú)噴霧處理，其中2 d(3月11日和12日)，與單獨(dú)灌根和單獨(dú)噴霧處理相比，灌根+噴霧處理中葉螨數(shù)量顯著高。

圖1 盆栽茄子上噻蟲嗪不同處理后二斑葉螨的數(shù)量變化動(dòng)態(tài)Fig.1 Population dynamics of Tetranychus urticae on the potted eggplant under thiamethoxam treatment

盆栽苗上噻蟲嗪不同處理后二斑葉螨卵的數(shù)量如圖2 所示。接螨一周后，噻蟲嗪?jiǎn)为?dú)灌根、單獨(dú)噴霧、灌根+噴霧三種處理下卵的數(shù)量明顯高于清水對(duì)照;兩周后，三種處理下卵數(shù)均顯著高于清水處理。兩次調(diào)查中三個(gè)處理間的卵數(shù)差異不顯著。

圖2 盆栽茄子上噻蟲嗪不同處理后葉螨卵的數(shù)量變化動(dòng)態(tài)Fig.2 Population dynamics of Tetranychus urticae eggs on the potted eggplant under thiamethoxam treatment

2.2 噻蟲嗪灌根對(duì)設(shè)施甜瓜二斑葉螨自然發(fā)生種群動(dòng)態(tài)的影響

圖3 噻蟲嗪灌根對(duì)設(shè)施甜瓜二斑葉螨種群動(dòng)態(tài)的影響Fig.3 Population dynamics of Tetranychus urticae on the protected melon under thiamethoxam irrigation

設(shè)施甜瓜定植初期進(jìn)行噻蟲嗪灌根，從8月21日第一次調(diào)查開始，處理區(qū)和對(duì)照區(qū)的葉螨自然發(fā)生數(shù)量不一致，可能與作物定植初期噻蟲嗪灌根處理影響了葉螨對(duì)寄主植物的自然選擇有關(guān)，之后灌根處理區(qū)甜瓜上二斑葉螨成若螨自然發(fā)生數(shù)量快速上升，高峰期出現(xiàn)在9月11日，螨口密度達(dá)315.35 頭/株，之后螨口密度逐漸下降;對(duì)照區(qū)葉螨數(shù)量變動(dòng)趨勢(shì)與處理組一致，但處理區(qū)二斑葉螨自然發(fā)生數(shù)量極顯著高于空白對(duì)照區(qū)。

3 結(jié)論與討論

煙堿類殺蟲劑應(yīng)用范圍廣泛，代表性的殺蟲劑為吡蟲啉，隨后新煙堿類殺蟲劑噻蟲嗪以其更強(qiáng)的內(nèi)吸性能逐漸得到關(guān)注。在我國(guó)，噻蟲嗪常以灌根和噴霧的方式施用于田間，對(duì)刺吸類害蟲的防效優(yōu)良(吳青君等，2003;李秀環(huán)等，2011)。

研究已經(jīng)證明，煙堿類殺蟲劑吡蟲啉在高效防治刺吸類害蟲的同時(shí)，對(duì)其他非靶標(biāo)害蟲也帶來一定的影響。在噴施吡蟲啉的鐵杉上，云杉葉螨的種群數(shù)量和為害程度比未處理的杉樹上的葉螨數(shù)量更多，危害也更嚴(yán)重，但是對(duì)銹螨的數(shù)量影響不大(Raupp et al.，2004)，說明吡蟲啉施用對(duì)不同螨類的影響存在較大差異。本研究結(jié)果表明，噻蟲嗪灌根和噴霧均可使二斑葉螨種群數(shù)量快速增長(zhǎng)，這與以往研究報(bào)道有一致的地方，也略有差異。Szczepaniec 等(2013)研究發(fā)現(xiàn)，用噻蟲嗪處理棉花苗，噴霧處理時(shí)二斑葉螨的種群增長(zhǎng)最快，其次是噴霧與灌根相結(jié)合的施藥方式，而灌根后二斑葉螨的種群與清水處理的二斑葉螨種群數(shù)量差異不顯著;黃楊廣葉螨Eurytetranychus buxi 受到吡蟲啉的直接作用后，雌成螨會(huì)產(chǎn)生更多的卵，但壽命不變(Szczepaniec ＆ Raupp，2013)。本研究在盆栽試驗(yàn)中，雖然未進(jìn)行噻蟲嗪處理后對(duì)二斑葉螨生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖的影響，不能對(duì)其生物學(xué)參數(shù)進(jìn)行更深入的比較和分析，但處理后卵和成若螨數(shù)量的快速上升，與上述研究結(jié)果一致。Zeng ＆ Wang(2010)發(fā)現(xiàn)采用蚜蟲Myzus persicae的吡蟲啉田間推薦劑量浸葉處理朱砂葉螨T.cinnabarinus 時(shí)，對(duì)朱砂葉螨卵的孵化率和卵發(fā)育至成螨的存活率無顯著影響，但亞致死劑量的處理下則顯著提高這兩個(gè)參數(shù);成螨壽命和繁殖力略有提高，而卵黃蛋白含量顯著升高，其中差異原因尚需進(jìn)一步研究證實(shí)。上述研究進(jìn)一步表明，煙堿類殺蟲劑的應(yīng)用有利于葉螨類群的種群增長(zhǎng)。

近年來，關(guān)于害蟲種群增長(zhǎng)機(jī)制的報(bào)道也有些報(bào)道，通常認(rèn)為施用新煙堿類殺蟲劑后，自然天敵的減少和種群減弱是害蟲大爆發(fā)的原因(Dutcher，2007;Raupp et al.，2010)，但是這一現(xiàn)象似乎不能解釋本研究中二斑葉螨種群的快速增長(zhǎng)，因?yàn)楸狙芯恐校覂?nèi)盆栽茄子是無蟲苗，基本沒有天敵昆蟲，所以盆栽茄子上二斑葉螨種群的快速增長(zhǎng)可能與天敵昆蟲被控制的相關(guān)性不大;而且Szczepaniec 等報(bào)道吡蟲啉施藥后，施藥處理區(qū)和未施藥區(qū)的捕食螨種群數(shù)量無顯著差異，即使增加葉螨的天敵昆蟲(如草蜻蛉、瓢蟲等)的數(shù)量，榆樹上的黃楊廣葉螨E.buxi種群仍然大爆發(fā)(Szczepaniec et al.，2011)，表明了這些研究中天敵不是引發(fā)葉螨種群數(shù)量激增的重要因素。此外，新煙堿類殺蟲劑的施用控制了同期發(fā)生的其他害蟲(如蚜蟲、粉虱、薊馬等)，生態(tài)位的擴(kuò)大和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的充足也可能是葉螨種群增長(zhǎng)的原因之一，但目前尚缺乏這個(gè)機(jī)制的支持?jǐn)?shù)據(jù)，而且在本研究中，采用的自行培育的盆栽茄子苗上除了二斑葉螨試蟲外，基本沒有其他害蟲發(fā)生，所以不存在與其他害蟲競(jìng)爭(zhēng)生態(tài)位和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)而使二斑葉螨大爆發(fā)的可能。值得注意的是，最近研究人員以玉米苗、棉花苗和番茄苗為供試植物，發(fā)現(xiàn)噻蟲胺、噻蟲嗪和吡蟲啉等煙堿類殺蟲劑的施用能夠抑制寄主植物茉莉酸和水楊酸途徑上的防御基因(如PAL、Trysin PI 和CoA ligase 等)的表達(dá)，降低植物體內(nèi)12-氧代植二烯酸(OPDA)的含量，從而降低了植物自身的抗性，這可能是殺蟲劑應(yīng)用引起其他靶標(biāo)害蟲(如葉螨等)種群增長(zhǎng)的重要機(jī)制之一(Szczepaniec et al.，2013)。

總之，田間煙堿類殺蟲劑—吡蟲啉、啶蟲脒、噻蟲嗪等的廣泛使用和亞致死劑量的刺激有密切相關(guān)性，可能一定程度上刺激葉螨種群的快速增長(zhǎng)，是葉螨災(zāi)變的誘因之一。因此，新煙堿類殺蟲劑的施用過程中，應(yīng)該特別注意對(duì)葉螨種群的預(yù)防和控制，防止葉螨猖獗為害。

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