三種殺蟲劑對煙粉虱優(yōu)勢寄生蜂海氏槳角蚜小蜂的安全性評價(jià)

郭夢然，黃玉翠，馮雪瑩，高占林，徐海云*，李耀發(fā)*

(1. 河北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，河北保定 071002；2. 河北省農(nóng)林科學(xué)院植物保護(hù)研究所/河北省農(nóng)業(yè)有害生物綜合防治工程技術(shù)研究中心/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部華北北部作物有害生物綜合治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北保定 071000)

煙粉虱BemisiatabaciGennadius是一種世界性農(nóng)業(yè)害蟲(萬方浩等, 2005)，目前分布于除南極洲以外的100多個(gè)國家和地區(qū)(De Barroetal., 2011)，嚴(yán)重危害棉花、煙草、番茄等農(nóng)作物的安全生產(chǎn)(劉銀泉和劉樹生, 2012)。煙粉虱不僅可以直接刺吸植株汁液，還可分泌蜜露誘發(fā)植物煤污病，影響植物光合作用，降低植物產(chǎn)品品質(zhì)。除此之外，煙粉虱還被認(rèn)為是植物病毒的“超級載體”(Gilbertsonetal., 2011)，可以在不同植物間傳播300多種植物病毒(Jones, 2003；Navas-Castilloetal., 2011；Luetal., 2019)，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失(Hussainetal., 2019；高敏麗和張華, 2019)。

目前，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對煙粉虱的防治還主要依賴于化學(xué)藥劑。其中，噻蟲嗪、阿維菌素和氟啶蟲胺腈是比較典型且應(yīng)用較廣的3種藥劑，它們在煙粉虱的防治中均發(fā)揮著非常重要的作用。然而，不可避免地，這些化學(xué)藥劑的使用不僅使煙粉虱產(chǎn)生了嚴(yán)重的抗藥性，也帶來了不容忽視的生態(tài)和環(huán)境安全問題，其中之一就是對非靶標(biāo)生物產(chǎn)生毒性(Berny, 2007)，特別是對一些天敵昆蟲的安全產(chǎn)生了威脅。這樣不僅降低了農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中生物的多樣性，還使天敵昆蟲對害蟲種群的控制失去作用(Geigeretal., 2010)。因此，評價(jià)殺蟲劑對天敵昆蟲的安全性對于害蟲的綜合治理有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

海氏槳角蚜小蜂EretmocerushayatiZolnerowich and Rose是煙粉虱的優(yōu)勢寄生蜂，起源于巴基斯坦。美國和澳大利亞相繼引進(jìn)該蜂進(jìn)行煙粉虱的生物防治，均取得了很好的效果(Goolsbyetal., 2005；De Barroetal., 2009)。我國于2008年從美國引進(jìn)該蜂，研究發(fā)現(xiàn)海氏槳角蚜小蜂可以取食和寄生4齡末期以外的所有齡期的煙粉虱若蟲(Yang & Wan , 2011)，能夠顯著降低煙粉虱種群數(shù)量，在我國具有非常廣闊的應(yīng)用前景(Xuetal., 2015, 2018)。然而，目前有關(guān)殺蟲劑對海氏槳角蚜小蜂的安全性的研究較少，如何將該蜂高效地應(yīng)用于煙粉虱的綜合治理之中，尚缺乏有效依據(jù)。

基于上述背景，本研究評價(jià)了噻蟲嗪、阿維菌素和氟啶蟲胺腈3種常用煙粉虱殺蟲劑對煙粉虱優(yōu)勢寄生蜂海氏槳角蚜小蜂的安全性，以期為煙粉虱綜合治理中如何協(xié)調(diào)使用寄生蜂和化學(xué)藥劑提供理論基礎(chǔ)。

1 材料方法

1.1 試蟲

煙粉虱于2015年8月采自溫室內(nèi)番茄上，經(jīng)線粒體DNA細(xì)胞色素氧化酶Ⅰ基因(mtCOⅠ)測序鑒定為Q型煙粉虱，在不接觸任何藥劑的情況下，以棉花(魯研棉20)為寄主植物長期飼養(yǎng)于河北大學(xué)養(yǎng)蟲室內(nèi)。

海氏槳角蚜小蜂由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供，以棉花植株定殖的Q型煙粉虱作為寄主在恒溫養(yǎng)蟲室內(nèi)進(jìn)行飼養(yǎng)。恒溫養(yǎng)蟲室中培養(yǎng)條件為：溫度26±2℃、相對濕度60%～70%、光周期14 L ∶10 D。

1.2 供試藥劑

99.1%噻蟲嗪原藥(先正達(dá)南通作物保護(hù)有限公司)；96.6%阿維菌素原藥(河北威遠(yuǎn)生物化工股份有限公司)；90.0%氟啶蟲胺腈原藥(河北威遠(yuǎn)生物化工股份有限公司)。根據(jù)3種藥劑常用劑型和田間常用用水量計(jì)算出3種藥劑的田間最大推薦使用濃度分別為：噻蟲嗪56.25 g/ha、阿維菌素10.8 g/ha和氟啶蟲胺腈97.5 g/ha。將各供試原藥用丙酮溶解后，配制成一定濃度的母液(2 d內(nèi)使用，儲存于4℃下)。試驗(yàn)過程中所用對照試劑為0.1%吐溫80水溶液。

1.3 三種殺蟲劑對煙粉虱成蟲的室內(nèi)毒力測定方法

采用瓊脂保濕浸葉法(張秀霞等, 2019)測定3種殺蟲劑對煙粉虱成蟲的毒力。在預(yù)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，用0.1%吐溫80水溶液將各藥劑母液按等比稀釋成5～7個(gè)濃度梯度溶液備用，以0.1%吐溫80水溶液為空白對照。將棉花葉片剪成直徑約5 cm的圓形葉片，每片葉片浸在待測藥液中20 s后取出，室溫下自然晾干后，將葉片背面朝上平鋪于含有1%水瓊脂培養(yǎng)基的培養(yǎng)皿(d=5 cm)中，保證棉花葉片與瓊脂及培養(yǎng)皿壁緊密貼合。每只培養(yǎng)皿中接入20頭煙粉虱(雌雄混合)，用雙層保鮮膜密封，并用昆蟲針在保鮮膜上均勻打孔以保證培養(yǎng)皿內(nèi)外空氣的流通。每個(gè)處理重復(fù)5次。24 h后記錄死亡和存活煙粉虱數(shù)量。輕輕彈動(dòng)培養(yǎng)皿壁，煙粉虱成蟲不動(dòng)者即視為死亡。

1.4 三種殺蟲劑對海氏槳角蚜小蜂成蜂的毒力測定方法

參照1.3方法，制作培養(yǎng)皿葉碟和浸藥劑處理。每個(gè)培養(yǎng)皿葉碟內(nèi)接入20頭海氏槳角蚜小蜂(10頭雌蜂和10頭雄蜂)，用雙層保鮮膜密封，并用昆蟲針在保鮮膜上均勻打孔以保證培養(yǎng)皿內(nèi)外空氣的流通。每個(gè)處理重復(fù)5次。24 h后記錄死亡和存活的海氏槳角蚜小蜂的數(shù)量。

1.5 三種殺蟲劑對海氏槳角蚜小蜂蛹的毒力測定方法

采用瓊脂保濕浸葉法測定3種殺蟲劑田間最大推薦濃度對海氏槳角蚜小蜂蛹羽化率的影響。將帶有海氏槳角蚜小蜂蛹(產(chǎn)卵后13 d)的棉花葉片摘下，浸在各待測藥液中20 s后取出，室溫下自然晾干，隨后背面朝上平鋪于含有1%水瓊脂培養(yǎng)基的培養(yǎng)皿(d=5 cm)中，保證棉花葉片與瓊脂及培養(yǎng)皿壁緊密貼合。每片葉片只保留30頭蛹，多余蛹用昆蟲針輕輕挑除，養(yǎng)蟲室內(nèi)繼續(xù)培養(yǎng)10 d(自然狀態(tài)下，海氏槳角蚜小蜂的蛹期為7～10 d)。每日觀察海氏槳角蚜小蜂蛹的羽化情況，記錄最終羽化數(shù)，10 d后未羽化的蛹即視為死亡。每個(gè)處理重復(fù)5次。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析方法

空白對照試蟲死亡率<10%，數(shù)據(jù)視為有效。采用DPSv 6.55軟件，計(jì)算殺蟲劑對煙粉虱成蟲及海氏槳角蚜小蜂成蜂的24 h毒力回歸方程、致死中濃度LC50及95%置信區(qū)間。對海氏槳角蚜小蜂蛹羽化率進(jìn)行單因素方差分析，采用Turkey法進(jìn)行多重比較，顯著水平為P<0.05。

1.6.1評價(jià)指標(biāo)

根據(jù)所得數(shù)據(jù)，計(jì)算下列指標(biāo)：

①選擇性毒力指數(shù)(Selectivity Toxicity Ratio, STR)

當(dāng)選擇性毒力指數(shù)STR<1時(shí)，表明該藥劑在寄生蜂和煙粉虱之間具有負(fù)向選擇性；當(dāng)STR=1時(shí)，表明該藥劑在寄生蜂和煙粉虱之間沒有明顯的選擇性；當(dāng)11 000時(shí)，表明該藥劑在寄生蜂和煙粉虱之間具有強(qiáng)烈正向選擇性(李一玉等，2014)。

②風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)(Risk Quotient，RQ)

當(dāng)RQ<50時(shí)，說明化學(xué)藥劑對天敵安全；50≤RQ≤2 500，說明化學(xué)藥劑對天敵具有輕微到中度毒性；RQ>2 500，說明化學(xué)藥劑對天敵具有高毒性(Hassanetal., 1998)。

③寄生蜂蛹羽化率減少率(Percent Reduction in Emergence，PE)

根據(jù)國際生物防治組織(IOBC)標(biāo)準(zhǔn)，將殺蟲劑對寄生蜂的影響劃分為4個(gè)等級：PE<30%為等級1，無害；30%≤PE<80%為等級2，輕微有害；80%≤PE≤99%為等級3，中度有害；PE>99%為等級4，極度有害(Hassanetal., 1992)。

2 結(jié)果與分析

2.1 三種殺蟲劑對煙粉虱成蟲的毒力

噻蟲嗪、阿維菌素和氟啶蟲胺腈對煙粉虱成蟲的24 h毒力結(jié)果見表1。阿維菌素對煙粉虱成蟲的毒力最高，其LC50僅為2.00 mg/L；其次是氟啶蟲胺腈，其LC50僅為29.47 mg/L；3種殺蟲劑中，噻蟲嗪對煙粉虱成蟲的毒力最低，其LC50為453.76 mg/L。

2.2 三種殺蟲劑對海氏槳角蚜小蜂成蜂的毒力

從3種殺蟲劑對海氏槳角蚜小蜂成蜂的24 h毒力(表2)測定結(jié)果來看，與對煙粉虱成蟲的毒力(表1)相比，3種殺蟲劑對海氏槳角蚜小蜂的毒力更強(qiáng)。其中，噻蟲嗪對海氏槳角蚜小蜂成蜂的毒力最大，其LC50僅為0.23 mg/L；其次是氟啶蟲胺腈，其LC50為0.64 mg/L；阿維菌素對海氏槳角蚜小蜂成蜂的毒力最小，其LC50僅為1.07 mg/L。

表1 三種殺蟲劑對煙粉虱成蟲的毒力測定Table 1 Laboratory toxicity of three insecticides to the adults of Bemisia tabaci

表2 三種殺蟲劑對海氏槳角蚜小蜂成蜂的毒力測定Table 2 Laboratory toxicity of three insecticides to the adults of Eretmocerus hayati

2.3 三種殺蟲劑對海氏槳角蚜小蜂成蜂的安全性評價(jià)

從測定結(jié)果(表3)來看，噻蟲嗪、阿維菌素和氟啶蟲胺腈3種殺蟲劑對海氏槳角蚜小蜂成蜂的選擇性毒力指數(shù)分別為0.0005、0.54和0.02，均具有負(fù)向選擇性，說明這3種殺蟲劑對海氏槳角蚜小蜂成蜂的毒性大于對煙粉虱成蟲的毒力。噻蟲嗪、阿維菌素和氟啶蟲胺腈對海氏槳角蚜小蜂成蜂的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)分別為244.57、10.07和153.54。根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)進(jìn)行評估顯示噻蟲嗪和氟啶蟲胺腈對海氏槳角蚜小蜂成蜂均具有輕微到中度毒性，阿維菌素對海氏槳角蚜小蜂成蜂安全。通過選擇性毒力指數(shù)與風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)雙重評價(jià)可以發(fā)現(xiàn)，盡管阿維菌素對海氏槳角蚜小蜂成蜂安全，但是該藥劑對海氏槳角蚜小蜂成蜂的影響仍大于對煙粉虱成蟲的影響。

表3 三種殺蟲劑對海氏槳角蚜小蜂成蜂安全性評價(jià)Table 3 Safety evaluation of three insecticides on the adults of Eretmocerus hayati

2.4 三種殺蟲劑對海氏槳角蚜小蜂蛹的安全性評價(jià)

噻蟲嗪、阿維菌素和氟啶蟲胺腈3種殺蟲劑均顯著降低海氏槳角蚜小蜂蛹的羽化率(表4)，羽化率減少率分別為59.94%、61.64%和63.20%，但是3種殺蟲劑之間對海氏槳角蚜小蜂蛹羽化率的影響差異不顯著。根據(jù)IOBC評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，3種殺蟲劑對寄生蜂蛹的風(fēng)險(xiǎn)等級均為2級，輕微有害。

表4 三種殺蟲劑對海氏槳角蚜小蜂蛹安全性評價(jià)Table 4 Safety evaluation of three insecticides on the pupae of Eretmocerus hayati

3 結(jié)論與討論

風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)考慮到了田間推薦濃度，因此被認(rèn)為是評價(jià)化學(xué)藥劑對有益天敵影響的重要指標(biāo)(Preethaetal., 2009)。本文通過風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)分析發(fā)現(xiàn)噻蟲嗪和氟啶蟲胺腈對海氏槳角蚜小蜂為輕微到中度毒性，阿維菌素則安全。然而，通過比較3種殺蟲劑對煙粉虱與海氏槳角蚜小蜂之間的選擇性毒力指數(shù)發(fā)現(xiàn)，3種殺蟲劑的選擇性均為負(fù)向選擇性，說明海氏槳角蚜小蜂對這3種藥劑的敏感性大于煙粉虱。洪珊珊等(2015)發(fā)現(xiàn)毒死蜱和高效氯氰菊酯對半閉彎尾姬蜂Diadegmasemiclausum具有負(fù)向選擇性。田間使用的化學(xué)藥劑會同時(shí)作用于害蟲和天敵，但是化學(xué)藥劑對二者的選擇性不同，所以，在使用化學(xué)藥劑防治害蟲的同時(shí)也應(yīng)警惕化學(xué)藥劑對天敵產(chǎn)生的危害。

此外，本研究發(fā)現(xiàn)噻蟲嗪、阿維菌素和氟啶蟲胺腈3種殺蟲劑對海氏槳角蚜小蜂生活史的不同階段的安全程度也不同。與蛹期相比，海氏槳角蚜小蜂成蜂對3種殺蟲劑更為敏感。在預(yù)試驗(yàn)階段，發(fā)現(xiàn)當(dāng)使用3種殺蟲劑的田間最大推薦濃度處理海氏槳角蚜小蜂成蜂后，其存活時(shí)間均未超過30 min，說明田間最大推薦濃度對該蜂成蜂具有較強(qiáng)的殺傷力，這與研究中3種殺蟲劑對蛹輕微有害形成鮮明對比。類似的報(bào)道很多，如Sugiyama等(2011)在研究24種殺蟲劑對煙粉虱3種寄生蜂蒙氏槳角蚜小蜂Eretmocerusmundus，漠槳角蚜小蜂Eretmoceruseremicus和麗蚜小蜂Encarsiaformosa的影響時(shí)也發(fā)現(xiàn)寄生蜂的不同發(fā)育階段對藥劑的敏感程度不同，蛹期的死亡率低于成蜂期的死亡率，這可能是由于寄生蜂在蛹期受到蛹?xì)さ谋Ｗo(hù)從而減少了對藥劑的接觸(車少臣等, 2008)。

隨著化學(xué)防治帶來的煙粉虱抗性問題和生物、環(huán)境安全問題日益嚴(yán)重，人們越來越迫切地希望建立一套煙粉虱綜合防治體系來達(dá)到對煙粉虱的高效、持久的控制?；瘜W(xué)防治和生物防治作為害蟲防治的重要手段經(jīng)常被聯(lián)合應(yīng)用于煙粉虱的綜合治理過程中(Naranjo & Ellsworth, 2009)。本研究通過評價(jià)噻蟲嗪、阿維菌素和氟啶蟲胺腈3種煙粉虱化學(xué)防治中常用的殺蟲劑對海氏槳角蚜小蜂的安全性，推薦在煙粉虱的綜合治理過程中，應(yīng)合理選擇藥劑并適時(shí)進(jìn)行藥劑防治和生物防治。在煙粉虱發(fā)生初期，可進(jìn)行釋放寄生蜂的生物防治措施；當(dāng)煙粉虱嚴(yán)重發(fā)生時(shí)可輔助應(yīng)用化學(xué)防治方法，考慮到對天敵的保護(hù)，我們推薦使用阿維菌素在已釋放寄生蜂的溫室或田間集中在寄生蜂蛹期噴施殺蟲劑，從而最大限度地減少對寄生蜂的危害。

本研究評估了噻蟲嗪、阿維菌素和氟啶蟲胺腈3種殺蟲劑對海氏槳角蚜小蜂的致死作用，但是單純的致死效應(yīng)并不能完全說明殺蟲劑對寄生蜂的影響，因?yàn)闅⑾x劑還可以通過亞致死效應(yīng)影響寄生蜂的行為、生理和生物學(xué)等方面的特性進(jìn)而影響其生防控效(Sohrabietal., 2012；Tederetal., 2019)。殺蟲劑對寄生蜂的影響可能會因試驗(yàn)環(huán)境的不同而不同，本研究是在實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行的，與田間實(shí)際情況可能存在偏差。因此，要全面評價(jià)殺蟲劑對寄生蜂的影響，有關(guān)藥劑對寄生蜂的亞致死效應(yīng)及環(huán)境因子的作用等相關(guān)研究還有待開展。