取食吡蚜酮及吡蟲(chóng)啉亞致死濃度處理棉蚜對(duì)十一星瓢蟲(chóng)捕食功能的影響

陳柄潤(rùn)，馬雪，侯國(guó)輝，羊河，劉春蕊，魏引弟，姚永生

（塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院，新疆阿拉爾843300）

新疆在全國(guó)棉花產(chǎn)業(yè)中的地位與重要性不斷提升，目前新疆棉花已成為全國(guó)最大的棉花集中種植區(qū)，所產(chǎn)棉花品質(zhì)代表了全國(guó)棉花的品質(zhì)水平[1]。然而從20世紀(jì)90年代至今，棉花蚜蟲(chóng)一直是影響新疆棉花生產(chǎn)的重要害蟲(chóng)[2]。蚜蟲(chóng)因生育期短、繁殖力強(qiáng)而極易短時(shí)間暴發(fā)，生產(chǎn)中主要依靠化學(xué)藥劑防控棉蚜（Aphis gossypiiGlover）[3-5]。長(zhǎng)期不合理的使用化學(xué)農(nóng)藥致使棉蚜抗藥性問(wèn)題日益突出，防控難度增大，已成為新疆棉田重要的害蟲(chóng)優(yōu)勢(shì)種[6-10]。

殺蟲(chóng)劑不僅對(duì)靶標(biāo)有害生物具有毒殺作用，作為非靶標(biāo)生物的天敵也受到不同程度的影響，除直接致死作用外，研究表明飼喂殺蟲(chóng)劑亞致死濃度處理后的害蟲(chóng)對(duì)天敵的捕食能力及搜尋能力均有一定的影響[11-12]，并且天敵取食行為可因害蟲(chóng)的發(fā)育階段和藥劑的體內(nèi)殘留量不同而受到影響[13]。十一星瓢蟲(chóng)（Coccinella undecimpunctata）是南疆棉田棉花蚜蟲(chóng)的優(yōu)勢(shì)種捕食性天敵[14]，在田間施藥的情況下，十一星瓢蟲(chóng)取食體內(nèi)有藥劑殘留的蚜蟲(chóng)對(duì)其本身會(huì)造成何種影響尚無(wú)結(jié)論，如何科學(xué)合理地使用化學(xué)農(nóng)藥有效保護(hù)和利用農(nóng)田天敵顯得尤為重要。本文通過(guò)研究?jī)煞N殺蟲(chóng)劑亞致死濃度處理棉蚜對(duì)十一星瓢蟲(chóng)捕食功能反應(yīng)的影響，明確殺蟲(chóng)劑亞致死濃度對(duì)天敵控害能力的影響，為棉蚜生物防治和科學(xué)用藥的協(xié)同防控提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試蟲(chóng)源：十一星瓢蟲(chóng)和棉蚜均采自新疆阿拉爾市塔里木大學(xué)棉花試驗(yàn)田內(nèi)，在溫室中以新陸中74號(hào)棉苗為飼養(yǎng)寄主，選擇健康棉蚜個(gè)體繁殖2～3代后建立穩(wěn)定的試驗(yàn)種群作為供試?yán)ハx(chóng)，十一星瓢蟲(chóng)以室內(nèi)飼養(yǎng)的棉蚜為食物，在室內(nèi)溫度（22±1）℃、相對(duì)濕度（70±10）%、光周期L：D=14：10 h條件下飼養(yǎng)，期間不接觸任何藥劑。

供試藥劑及溶劑：98%吡蚜酮原藥（武漢遠(yuǎn)城科技發(fā)展有限公司）、99%吡蟲(chóng)啉原藥（江西泰禾藥業(yè)有限公司）、丙酮、N-N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜。

以適量的N-N-二甲基甲酰胺和二甲基亞砜將吡蚜酮原藥完全溶解，再用丙酮定容，最終配制成10 mg/ml的母液，而后使用蒸餾水稀釋至所需濃度。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 室內(nèi)毒力測(cè)定

供試藥劑亞致死濃度的測(cè)定采用浸漬法[18]，將采集的棉花葉片用清水洗凈，自然陰干并剪去部分葉柄后放入倒有瓊脂的培養(yǎng)皿中備用。按預(yù)試驗(yàn)結(jié)果，將兩種供試藥劑分別稀釋成5個(gè)系列濃度的藥液（吡蚜酮：1.6 mg/L、0.8 mg/L、0.4 mg/L、0.2 mg/L和0.1 mg/L；吡蟲(chóng)啉：34.4 mg/L、17.2 mg/L、8.6 mg/L、4.3 mg/L和2.15 mg/L），藥液量100 mL。將準(zhǔn)備好的葉片分別浸入各濃度藥液中，完全浸泡15s后取出晾干，放回培養(yǎng)皿中，每皿接入30頭棉蚜，皿蓋下方用衛(wèi)生紙蓋住以防棉蚜逃逸，將培養(yǎng)皿置于人工氣候箱（浙江托普云農(nóng)科技股份有限公司RTOP-260Y）中飼養(yǎng)和觀察，飼養(yǎng)條件同1.1，24 h后記錄棉蚜死亡情況（用毛筆輕觸蟲(chóng)體后不動(dòng)即視為死亡）。以溶劑稀釋相同倍數(shù)處理葉片作為對(duì)照，重復(fù)5次，毒力測(cè)定結(jié)果用軟件DPS 7.05處理，求出LC25值，并采用該值進(jìn)行下一步試驗(yàn)。

1.2.2 取食吡蚜酮和吡蟲(chóng)啉亞致死濃度處理棉蚜對(duì)十一星瓢蟲(chóng)捕食功能的影響研究

室內(nèi)飼養(yǎng)十一星瓢蟲(chóng)（從卵養(yǎng)至成蟲(chóng)，期間以未接觸任何藥劑的棉蚜為食）。待十一星瓢蟲(chóng)成蟲(chóng)所產(chǎn)卵孵出后，將不同生育階段的十一星瓢蟲(chóng)分別放入直徑為9 cm的培養(yǎng)皿中，每皿分別放入1頭十一星瓢蟲(chóng)，饑餓24 h，將兩種殺蟲(chóng)劑亞致死濃度處理后的棉蚜設(shè)置不同密度梯度，與十一星瓢蟲(chóng)放入同一培養(yǎng)皿中，將各處理放入人工氣候箱內(nèi)飼養(yǎng)（飼養(yǎng)條件與1.1中相同）。飼喂十一星瓢蟲(chóng)1至4齡幼蟲(chóng)和成蟲(chóng)，設(shè)置密度梯度為1齡幼蟲(chóng)5頭、10頭、15頭、20頭和25頭；2齡幼蟲(chóng)10頭、20頭、30頭、40頭和50頭；3齡幼蟲(chóng)30頭、60頭、90頭、120頭和150頭；4齡幼蟲(chóng)50頭、90頭、130頭、170頭和210頭；成蟲(chóng)50頭、90頭、130頭、170頭和210頭。每個(gè)處理重復(fù)5次，另設(shè)未接觸藥劑的棉蚜處理為對(duì)照。24 h后統(tǒng)計(jì)皿內(nèi)剩余的棉蚜數(shù)目，并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。

1.3 數(shù)據(jù)處理

十一星瓢蟲(chóng)對(duì)棉蚜的捕食功能反應(yīng)采用Holling-Ⅱ型圓盤(pán)方程（Holling，1959，1966）：Na=aNTt/(1+aThN)擬合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。式中：Na為被捕食的獵物數(shù)量，a為捕食者對(duì)獵物的瞬時(shí)攻擊率，N為獵物密度，Th為捕食1頭獵物所需時(shí)間，Tt為試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間（因試驗(yàn)時(shí)間設(shè)為24 h，觀察時(shí)限為1 d，故令Tt=1），則得到Na=aN/(1+aThN)。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Microsoft Excel 2016得出毒力回歸方程和LC25值，并采用SPSS 25.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行單因素方差分析，Duncan氏新復(fù)極差法檢驗(yàn)結(jié)果的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 室內(nèi)毒力測(cè)定結(jié)果

兩種殺蟲(chóng)劑對(duì)棉蚜室內(nèi)毒力測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1，可見(jiàn)吡蚜酮室內(nèi)毒力高于吡蟲(chóng)啉，二者亞致死濃度（LC25）值分別為0.16 mg·L1和8.60 mg·L-1。且線(xiàn)性回歸分析發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)設(shè)定的兩種殺蟲(chóng)劑與供試棉蚜間呈線(xiàn)性相關(guān)，相關(guān)系數(shù)r均大于0.97，方程擬合效果較好，可選用吡蚜酮和吡蟲(chóng)啉的LC25進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

表1 吡蚜酮和吡蟲(chóng)啉對(duì)棉蚜的毒力測(cè)定結(jié)果

2.2 取食吡蚜酮和吡蟲(chóng)啉亞致死濃度處理棉蚜對(duì)十一星瓢蟲(chóng)捕食功能的影響

2.2.1 取食吡蚜酮和吡蟲(chóng)啉亞致死濃度處理棉蚜對(duì)十一星瓢蟲(chóng)日捕食量的影響

表2中的結(jié)果表明，取食吡蚜酮和吡蟲(chóng)啉亞致死濃度處理的棉蚜后，十一星瓢蟲(chóng)1齡至4齡幼蟲(chóng)及成蟲(chóng)的日捕食量均隨獵物密度的增大呈正相關(guān)增長(zhǎng)趨勢(shì)，其中4齡幼蟲(chóng)的日捕食量最大，平均達(dá)85.9頭/天。相同獵物密度處理下，十一星瓢蟲(chóng)2～4齡幼蟲(chóng)捕食吡蟲(chóng)啉LC25處理后的棉蚜后，2齡、3齡和4齡幼蟲(chóng)日捕食量分別減少1～2.6頭、2～8.6頭和7～12頭。而十一星瓢蟲(chóng)捕食吡蚜酮LC25處理棉蚜的2齡幼蟲(chóng)在密度40頭/皿和50頭/皿、3齡幼蟲(chóng)在密度150頭/皿、4齡幼蟲(chóng)在密度為50 頭/皿、130 頭/皿、170 頭/皿的處理中，日捕食量平均減少不足1頭，僅有4齡幼蟲(chóng)在90頭/皿和成蟲(chóng)在170頭/皿的處理下日捕食量平均減少大于1頭，其余處理較對(duì)照組均無(wú)明顯差異。

表2 不同密度條件下取食吡蚜酮和吡蟲(chóng)啉亞致死濃度處理棉蚜對(duì)十一星瓢蟲(chóng)日捕食量的影響

2.2.2 取食吡蚜酮和吡蟲(chóng)啉亞致死濃度處理棉蚜對(duì)十一星瓢蟲(chóng)捕食功能反應(yīng)模型擬合的影響

采用Holling-II圓盤(pán)方程模型，對(duì)飼喂兩種殺蟲(chóng)劑亞致死濃度處理棉蚜不同密度下單頭十一星瓢蟲(chóng)的捕食功能反應(yīng)進(jìn)行模型擬合（見(jiàn)表3）。結(jié)果表明，取食兩種藥劑亞致死濃度處理的棉蚜均對(duì)十一星瓢蟲(chóng)各蟲(chóng)態(tài)的捕食功能反應(yīng)造成不同程度的不利影響，且吡蚜酮較吡蟲(chóng)啉的影響程度要小。飼喂吡蚜酮LC25處理的棉蚜后，十一星瓢蟲(chóng)各蟲(chóng)齡捕食功能的

各項(xiàng)參數(shù)較對(duì)照無(wú)明顯變化，而飼喂吡蟲(chóng)啉LC25處理的棉蚜后，十一星瓢蟲(chóng)各蟲(chóng)齡瞬時(shí)攻擊率較對(duì)照分別下降4.63%、12.35%、4.03%、22.92%和2.02%，處理單頭棉蚜的時(shí)間較對(duì)照分別延長(zhǎng)0.0064 d、0.0021 d、0.0005 d、0.0005 d和0.0004 d，控害效能較對(duì)照分別降低1.9520、7.8436、13.9209、32.4292和5.5607，日最大捕食量較對(duì)照分別下降1.7948頭、4.6200頭、6.5360頭、7.0087頭和4.5290頭。

表3 十一星瓢蟲(chóng)捕食功能反應(yīng)模型擬合結(jié)果

2.3 取食吡蚜酮和吡蟲(chóng)啉亞致死濃度處理棉蚜對(duì)十一星瓢蟲(chóng)尋找效應(yīng)的影響

飼喂吡蚜酮LC25處理的棉蚜后，十一星瓢蟲(chóng)除2齡幼蟲(chóng)在10頭/皿的獵物密度下與對(duì)照處理有顯著差異外，其余處理均未對(duì)尋找效應(yīng)產(chǎn)生顯著影響（見(jiàn)圖1）。飼喂吡蟲(chóng)啉LC25處理的棉蚜后，十一星瓢蟲(chóng)各蟲(chóng)態(tài)尋找效應(yīng)受影響程度由大到小依次為：4齡幼蟲(chóng)＞2齡幼蟲(chóng)＞3齡幼蟲(chóng)＞1齡幼蟲(chóng)＞成蟲(chóng)，其尋找效應(yīng)較對(duì)照均顯著下降0.1415、0.1049、0.0817、0.0660和0.0549。成蟲(chóng)處理組的兩種藥劑與對(duì)照間均無(wú)差異。

圖1 取食兩種農(nóng)藥亞致死濃度處理棉蚜對(duì)十一星瓢蟲(chóng)尋找效應(yīng)的影響

3 討論

天敵的捕食能力通常受到多方面因素影響，如生存環(huán)境條件、獵物種群密度和自身生理狀況，殺蟲(chóng)劑的亞致死濃度也可以影響天敵的捕食功能、尋找效應(yīng)等[18]。農(nóng)藥在田間施用后，隨時(shí)間推移可在靶標(biāo)生物體內(nèi)通過(guò)一系列自身代謝或解毒功能，將所受農(nóng)藥降解到亞致死濃度水平。王佳佳等[19]以飼喂吡蟲(chóng)啉亞致死濃度處理的大豆蚜飼喂異色瓢蟲(chóng)探究其捕食功能反應(yīng)變化情況，結(jié)果表明，異色瓢蟲(chóng)捕食吡蟲(chóng)啉LC25處理大豆蚜的2至4齡幼蟲(chóng)后，最大捕食量明顯下降。袁偉寧等[20]研究認(rèn)為，吡蟲(chóng)啉和高效氯氟氰菊酯的亞致死濃度對(duì)龜紋瓢蟲(chóng)的瞬時(shí)攻擊率、最大捕食量、獵物處理時(shí)間均產(chǎn)生了不同程度的影響。陳文勝等[21]研究發(fā)現(xiàn)，殺蟲(chóng)劑亞致死濃度可顯著抑制六斑月瓢蟲(chóng)的尋找效率和捕食效應(yīng)。楊慧等[22]研究結(jié)果表明，農(nóng)藥脅迫對(duì)捕食性天敵的生長(zhǎng)發(fā)育、繁殖能力和信息識(shí)別功能具有負(fù)面影響。

目前生產(chǎn)中防治蚜蟲(chóng)主要的殺蟲(chóng)劑有擬除蟲(chóng)菊酯類(lèi)、有機(jī)磷類(lèi)、新煙堿類(lèi)、阿維菌素類(lèi)和氨基甲酸酯類(lèi)，而煙堿類(lèi)殺蟲(chóng)劑在世界范圍內(nèi)應(yīng)用最為廣泛[23-24]，因殺蟲(chóng)劑種類(lèi)和濃度的不同，亞致死濃度對(duì)天敵的捕食能力及搜尋效應(yīng)等方面的影響也存在一定的差異。李宜儒等[25]研究表明，吡蟲(chóng)啉不同濃度與南方小花蝽的捕食量在一定程度上具有相關(guān)性。楊巧燕等[26]研究結(jié)果表明，高效氯氰菊酯、阿維菌素、吡蟲(chóng)啉三種殺蟲(chóng)劑亞致死濃度對(duì)多異瓢蟲(chóng)捕食作用均有抑制作用，并因殺蟲(chóng)劑的作用機(jī)制不同，其影響程度也有所差異。陳威[27]研究結(jié)果表明，三種殺蟲(chóng)劑的亞致死濃度對(duì)多異瓢蟲(chóng)的捕食量均有明顯的抑制作用，其中高效氯氰菊酯影響最大，阿維菌素影響次之，吡蟲(chóng)啉的影響最小，并且不同濃度處理之間對(duì)多異瓢蟲(chóng)捕食量的影響也存在差異。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，飼喂吡啶類(lèi)殺蟲(chóng)劑吡蚜酮和新煙堿類(lèi)殺蟲(chóng)劑吡蟲(chóng)啉的不同亞致死濃度處理棉蚜，均對(duì)十一星瓢蟲(chóng)的捕食功能反應(yīng)產(chǎn)生一定影響。其中吡蚜酮對(duì)十一星瓢蟲(chóng)各蟲(chóng)態(tài)的獵物尋找效應(yīng)無(wú)顯著影響，而吡蟲(chóng)啉對(duì)其尋找效應(yīng)則具有一定干擾性。吡蟲(chóng)啉亞致死濃度處理棉蚜對(duì)十一星瓢蟲(chóng)捕食作用的影響高于吡蚜酮，且影響程度與藥劑濃度增加呈正相關(guān)，尤其飼喂吡蟲(chóng)啉LC25處理后的棉蚜，十一星瓢蟲(chóng)的日捕食量顯著降低，這或許與十一星瓢蟲(chóng)不同蟲(chóng)態(tài)對(duì)健康棉蚜和帶藥棉蚜的取食選擇性不同，以及十一星瓢蟲(chóng)幼蟲(chóng)各齡期及成蟲(chóng)的活動(dòng)能力有關(guān)，或與之相關(guān)的代謝解毒酶變化有關(guān)。此外，天敵昆蟲(chóng)捕食被藥劑亞致死濃度處理的獵物后，對(duì)其體內(nèi)相關(guān)代謝解毒酶的影響還有待進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

將吡蚜酮和吡蟲(chóng)啉亞致死濃度處理的棉蚜作為十一星瓢蟲(chóng)的唯一食物來(lái)源，結(jié)果發(fā)現(xiàn)十一星瓢蟲(chóng)的捕食功能變化主要表現(xiàn)為：瞬時(shí)攻擊速率降低、處理時(shí)間延長(zhǎng)、控害效能降低、日最大捕食量減少。比較兩種藥劑，吡蟲(chóng)啉更能顯著干擾十一星瓢蟲(chóng)各蟲(chóng)態(tài)的瞬時(shí)攻擊率、捕食量和尋找效應(yīng)等，吡蚜酮?jiǎng)t相對(duì)安全。其中吡蟲(chóng)啉對(duì)十一星瓢蟲(chóng)2至4齡幼蟲(chóng)的日捕食量及尋找效應(yīng)影響較為顯著，其成蟲(chóng)并未受到顯著影響，說(shuō)明十一星瓢蟲(chóng)各蟲(chóng)態(tài)的活動(dòng)能力是影響日捕食量及尋找效應(yīng)的關(guān)鍵因素，獵物體內(nèi)殺蟲(chóng)劑殘留量和種群密度同樣也是重要的影響因素。因此為避免或減小農(nóng)藥對(duì)天敵產(chǎn)生不利影響，應(yīng)選用吡蚜酮作為棉蚜的防治藥劑，同時(shí)合理選擇藥劑施用量，對(duì)協(xié)同生物防治防控棉蚜有重要意義。