CO2 濃度升高環(huán)境下9 種殺蟲(chóng)劑對(duì)西花薊馬和花薊馬的毒力測(cè)定*

樊 銳，樊宗芳，陳亞平，鄭起楠，孫仲享，和淑琪，桂富榮

(云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 植物保護(hù)學(xué)院，云南省生物資源保護(hù)與利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南 昆明 650201)

全球氣候變化是當(dāng)今人類(lèi)面臨的最嚴(yán)峻的環(huán)境問(wèn)題之一，大氣CO2濃度升高是引起全球氣候變化的主要原因[1]。據(jù)政府間氣候變化專門(mén)委員會(huì)(Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC)報(bào)道，全球大氣CO2體積分?jǐn)?shù)已從工業(yè)革命前的280 μL/L 上升到417 μL/L，預(yù)計(jì)到21 世紀(jì)末，大氣中的CO2體積分?jǐn)?shù)將升至目前的約2倍[2]。西花薊馬[Frankliniella occidentalis(Pergande)]屬纓翅目(Thysanoptera)薊馬科(Thripidae)，是世界性重大入侵害蟲(chóng)[3]，原產(chǎn)于北美的加利福尼亞，現(xiàn)已遍及約69 個(gè)國(guó)家和地區(qū)[4]。中國(guó)于2003 年在北京的辣椒上首次發(fā)現(xiàn)西花薊馬發(fā)生為害[5]，隨后該害蟲(chóng)在中國(guó)迅速傳播，目前在19 個(gè)省(區(qū)、直轄市)均有分布，對(duì)當(dāng)?shù)氐氖卟撕突ɑ墚a(chǎn)業(yè)造成嚴(yán)重危害[6]?；ㄋE馬[F.intonsa(Trybom)]是西花薊馬的本地近緣種，主要危害棉花、水稻和蔬菜等，在田間常與西花薊馬混合發(fā)生，是云南省的主要薊馬種類(lèi)[7]。

西花薊馬和花薊馬通過(guò)傳播植物病毒(如番茄斑萎病毒等)對(duì)作物造成的危害遠(yuǎn)大于其直接取食的危害[8]。由于西花薊馬具有個(gè)體小、發(fā)育歷期短、繁殖能力強(qiáng)和極具隱匿性等特點(diǎn)，嚴(yán)重威脅當(dāng)?shù)氐氖卟思盎ɑ苌a(chǎn)安全。目前，西花薊馬的防治仍以化學(xué)防治為主[9]，但不合理的使用殺蟲(chóng)劑使其幾乎對(duì)各種類(lèi)型的殺蟲(chóng)劑均產(chǎn)生了不同程度的抗性，如有機(jī)磷類(lèi)、有機(jī)氯類(lèi)、氨基甲酸酯類(lèi)、擬除蟲(chóng)菊酯類(lèi)及多殺菌素等[10]。因此，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上急需選擇高效、低毒且安全的殺蟲(chóng)劑，以延緩薊馬對(duì)殺蟲(chóng)劑的抗性發(fā)展[11]。單彩慧等[12]采用藥膜法和浸葉法測(cè)定了5 類(lèi)32 種常用殺蟲(chóng)劑對(duì)西花薊馬2 齡若蟲(chóng)的室內(nèi)毒力，結(jié)果表明：辛硫磷、丁烯氟蟲(chóng)腈和噻蟲(chóng)嗪等殺蟲(chóng)劑的毒力效果較好。付步禮等[13]研究發(fā)現(xiàn)：阿維菌素對(duì)黃胸薊馬 (Thrips hawaiiensis)的防效可達(dá)69%。王宇飛等[14]研究表明：蕎麥開(kāi)花初期用噻蟲(chóng)嗪噴霧防治花薊馬的防效可達(dá)70%。段盼等[15]研究發(fā)現(xiàn)：啶蟲(chóng)脒、阿維菌素和噻蟲(chóng)嗪對(duì)西花薊馬、棕櫚薊馬(T.palmi)和黃薊馬(T.flavus)的室內(nèi)毒力較高，推薦用于避雨栽培葡萄的薊馬防治。包文學(xué)等[16]采用浸葉法測(cè)定了呼和浩特地區(qū)花薊馬對(duì)不同殺蟲(chóng)劑的敏感性，結(jié)果表明：該地區(qū)花薊馬對(duì)聯(lián)苯菊酯、吡蟲(chóng)啉、啶蟲(chóng)脒和阿維菌素類(lèi)殺蟲(chóng)劑的敏感性相對(duì)較高。董麗娜等[17]采用葉管藥膜法測(cè)定了不同藥劑對(duì)煙薊馬(T.tabaci)的室內(nèi)毒力，結(jié)果表明：阿維菌素、乙基多殺菌素和蟲(chóng)螨腈對(duì)煙薊馬成蟲(chóng)的活性最高，其LC50均小于1 mg/L，可作為防治煙薊馬的首選藥劑。

目前有關(guān)大氣CO2濃度升高對(duì)殺蟲(chóng)劑殺蟲(chóng)活性直接影響的研究較少。本研究在2 種CO2體積分?jǐn)?shù)下比較了9 種殺蟲(chóng)劑對(duì)入侵物種西花薊馬和本地近緣種花薊馬雌、雄成蟲(chóng)及2 齡若蟲(chóng)的毒力，以期篩選出未來(lái)大氣CO2濃度升高環(huán)境下對(duì)薊馬高效、低毒的殺蟲(chóng)劑，為未來(lái)氣候變化環(huán)境下田間薊馬的防治提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 人工氣候箱設(shè)置

人工氣候箱(LTC-1 000，上海三騰儀器)溫度(25±1) ℃，相對(duì)濕度(65±5)%，光周期晝16 h/夜8 h。CO2體積分?jǐn)?shù)設(shè)置為400 μL/L (當(dāng)前大氣CO2體積分?jǐn)?shù))和800 μL/L (模擬21 世紀(jì)末大氣CO2體積分?jǐn)?shù))，人工氣候箱24 h 通氣，每30 min自動(dòng)記錄并調(diào)整CO2體積分?jǐn)?shù)。

1.2 供試植株及蟲(chóng)源

供試四季豆(Phaseolus vulgaris)種植于云南農(nóng)業(yè)大學(xué)溫室內(nèi)，每2 d 澆1 次水。采摘成熟的四季豆莢，清洗后用于薊馬種群的飼養(yǎng)。試驗(yàn)期間不施用化肥和農(nóng)藥。

西花薊馬和花薊馬均采自云南省昆明市呈貢區(qū)斗南花卉苗圃培育基地(N24°54′，E102°46′)，在室內(nèi)用四季豆莢飼養(yǎng)于1.1 節(jié)的人工氣候箱內(nèi)，已連續(xù)飼養(yǎng)40 余代，期間未接觸殺蟲(chóng)劑。

1.3 供試藥劑

98%氯蟲(chóng)苯甲酰胺購(gòu)自江蘇泰越生物科技有限公司；90%丁硫克百威、88%辛硫磷、97%噻蟲(chóng)嗪、95%阿維菌素、97%氟蟲(chóng)腈、97.3%聯(lián)苯菊酯、97%溴氰菊酯和96%高效氯氟氰菊酯均購(gòu)自青島瑞豐科特化學(xué)品有限公司。

1.4 生物測(cè)定

采用浸漬法對(duì)西花薊馬和花薊馬種群進(jìn)行毒力測(cè)定。用丙酮溶解供試藥劑，再用含0.1% Triton X-100 的蒸餾水將其稀釋成5 個(gè)梯度，每個(gè)梯度3 個(gè)重復(fù)，以0.1% Triton X-100 為對(duì)照。將直徑為35 mm 的培養(yǎng)皿和人工截取的四季豆莢(長(zhǎng)15 mm)分別在藥液中浸泡2 h 和15 s，取出自然晾干，每皿中放入1 根對(duì)應(yīng)梯度的豆莢。每個(gè)培養(yǎng)皿分別接入30 頭羽化2 d 的薊馬成蟲(chóng)或2 齡若蟲(chóng)，用帶孔的保鮮膜封口后置于1.1 節(jié)的人工培養(yǎng)箱中飼養(yǎng)。48 h 后觀察并記錄薊馬的死亡數(shù)，以毛筆尖觸之不動(dòng)者視為死亡。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用SPSS 26.0 軟件中probit 回歸分析計(jì)算致死中質(zhì)量濃度(LC50)、95%置信區(qū)間和相關(guān)系數(shù)，并建立毒力回歸方程。

2 結(jié)果與分析

2.1 雌成蟲(chóng)對(duì)殺蟲(chóng)劑的敏感性

由圖1 和表1 可知：800 μL/L CO2條件下，西花薊馬和花薊馬雌成蟲(chóng)對(duì)9 種殺蟲(chóng)劑的敏感性均高于400 μL/L CO2，且花薊馬雌成蟲(chóng)對(duì)9 種殺蟲(chóng)劑的敏感性均高于西花薊馬雌成蟲(chóng)。其中，西花薊馬和花薊雌成蟲(chóng)對(duì)氟蟲(chóng)腈的敏感性最強(qiáng)，LC50值分別為 0.401 和 0.381 mg/L；對(duì)氯蟲(chóng)苯甲酰胺的敏感性最低，LC50值分別為 1 441.903 和 964.454 mg/L。9 種殺蟲(chóng)劑在2 種CO2體積分?jǐn)?shù)下對(duì)2 種薊馬雌成蟲(chóng)的毒力大小均為氟蟲(chóng)腈＞辛硫磷＞阿維菌素＞噻蟲(chóng)嗪＞丁硫克百威＞高效氯氟氰菊酯＞聯(lián)苯菊酯＞溴氰菊酯＞氯蟲(chóng)苯甲酰胺。

表1 不同CO2 體積分?jǐn)?shù)下9 種殺蟲(chóng)劑對(duì)西花薊馬和花薊馬雌成蟲(chóng)的毒力指標(biāo)Tab.1 Toxicity indexes of nine insecticides to Frankliniella occidentalis and F.intonsa of famale adults under different CO2 volume fractions

圖1 800 μL/L (a)和400 μL/L (b) CO2 條件下9 種殺蟲(chóng)劑對(duì)西花薊馬和花薊馬雌成蟲(chóng)的LC50 值Fig.1 LC50 values of nine insecticides to Frankliniella occidentalis and F.intonsa of female adults under 800 μL/L (a) and 400 μL/L (b) CO2 condition

2.2 雄成蟲(chóng)對(duì)殺蟲(chóng)劑的敏感性

由圖2 和表2 可知：800 μL/L CO2條件下，西花薊馬和花薊馬雄成蟲(chóng)對(duì)9 種殺蟲(chóng)劑的敏感性測(cè)定結(jié)果變化規(guī)律與雌成蟲(chóng)一致，但其對(duì)9 種殺蟲(chóng)劑的敏感性均強(qiáng)于雌成蟲(chóng)。其中，氟蟲(chóng)腈對(duì)西花薊馬和花薊馬的毒力最高，LC50值分別為0.337 和0.263 mg/L；氯蟲(chóng)苯甲酰胺對(duì)西花薊馬和花薊馬的毒力最低，LC50值分別為984.868 和861.191 mg/L。9 種殺蟲(chóng)劑在2 種CO2體積分?jǐn)?shù)下對(duì)2 種薊馬雄成蟲(chóng)的毒力大小順序與雌成蟲(chóng)一致。

表2 不同CO2 體積分?jǐn)?shù)下9 種殺蟲(chóng)劑對(duì)西花薊馬和花薊馬雄成蟲(chóng)的毒力指標(biāo)Tab.2 Toxicity indexes of nine insecticides to F.occidentalis and F.intonsa of male adults under different CO2 volume fractions

圖2 800 μL/L (a)和400 μL/L (b) CO2 條件下9 種殺蟲(chóng)劑對(duì)西花薊馬和花薊馬雄成蟲(chóng)的LC50 值Fig.2 LC50 values of nine insecticides to F.occidentalis and F.intonsa of male adults under 800 μL/L (a) and 400 μL/L (b) CO2 condition

2.3 2 齡若蟲(chóng)對(duì)殺蟲(chóng)劑的敏感性

由圖3 和表3 可知：800 μL/L CO2條件下，西花薊馬和花薊馬2 齡若蟲(chóng)對(duì)9 種殺蟲(chóng)劑的敏感性測(cè)定結(jié)果變化規(guī)律與雌、雄成蟲(chóng)一致，但其對(duì)9 種殺蟲(chóng)劑的敏感性強(qiáng)于雌、雄成蟲(chóng)。其中，西花薊馬和花薊馬2 齡若蟲(chóng)對(duì)氟蟲(chóng)腈的敏感性最強(qiáng)，LC50值分別為0.261 和0.219 mg/L；對(duì)氯蟲(chóng)苯甲酰胺的敏感性最低，LC50值分別為741.009和668.113 mg/L。9 種殺蟲(chóng)劑在2 種CO2體積分?jǐn)?shù)下對(duì)2 種薊馬2 齡若蟲(chóng)的毒力大小順序與雌、雄成蟲(chóng)一致。

表3 不同CO2 體積分?jǐn)?shù)下9 種殺蟲(chóng)劑對(duì)西花薊馬和花薊馬2 齡若蟲(chóng)的毒力指標(biāo)Tab.3 Toxicity indexes of nine insecticides to F.occidentalis and F.intonsa of 2nd instar nymph under different CO2 volume fractions

圖3 800 μL/L (a)和400 μL/L (b) CO2 條件下9 種殺蟲(chóng)劑對(duì)西花薊馬和花薊馬2 齡若蟲(chóng)的LC50 值Fig.3 LC50 values of nine insecticides to F.occidentalis and F.intonsa of 2nd instar nymph under 800 μL/L (a) and 400 μL/L (b) CO2 condition

3 討論

近年來(lái)，隨著云南省蔬菜及花卉種植面積的增加，西花薊馬的危害日益嚴(yán)重，導(dǎo)致進(jìn)一步加大了殺蟲(chóng)劑的使用量；然而，大面積不合理的使用殺蟲(chóng)劑使得西花薊馬種群的抗藥性迅速上升，對(duì)其防治工作造成了巨大的困難[9]。因此，通過(guò)科學(xué)的測(cè)定方法評(píng)價(jià)殺蟲(chóng)劑對(duì)害蟲(chóng)的毒力對(duì)于高效化學(xué)防治具有指導(dǎo)作用。當(dāng)前全球氣候變暖已受到國(guó)內(nèi)外的高度關(guān)注[18]。研究表明：高 CO2濃度能夠直接影響植食性昆蟲(chóng)的呼吸作用、生長(zhǎng)發(fā)育及繁殖等[19]。本研究表明：高CO2體積分?jǐn)?shù)可增強(qiáng)殺蟲(chóng)劑的毒殺效果。JONES[20]研究表明：CO2增強(qiáng)了熏蒸劑(甲酸乙酯、磷化氫和環(huán)氧丙烷等)對(duì)赤擬谷盜(Tribolium castaneum)等倉(cāng)儲(chǔ)害蟲(chóng)的毒殺效果。FAN 等[21]研究表明：與正常CO2濃度相比，高CO2濃度可增強(qiáng)乙基多殺菌素對(duì)西花薊馬和花薊馬的殺蟲(chóng)活性，與本研究結(jié)果相似，分析其原因可能是CO2濃度升高能夠誘導(dǎo)昆蟲(chóng)呼吸氣門(mén)持續(xù)開(kāi)放，增強(qiáng)了昆蟲(chóng)的呼吸代謝速率，加速了藥劑的滲透性，使其呼吸中毒而死[22]。鄭曉旭[23]采用點(diǎn)滴法測(cè)定了不同 CO2體積分?jǐn)?shù)下褐飛虱(Nilaparvata lugens)對(duì)不同殺蟲(chóng)劑的敏感性差異，結(jié)果表明：550 μL/L CO2條件下，褐飛虱對(duì)吡蟲(chóng)啉、毒死蜱和烯啶蟲(chóng)胺的敏感性顯著低于400 μL/L CO2，這與本研究結(jié)果不同，分析其原因可能與害蟲(chóng)種類(lèi)不同以及毒力測(cè)定方法不同有關(guān)，說(shuō)明供試?yán)ハx(chóng)的種類(lèi)、環(huán)境條件和測(cè)定方法均可影響毒力測(cè)定結(jié)果[24]。

西花薊馬和花薊馬對(duì)逆境的適應(yīng)能力不同，對(duì)農(nóng)藥的敏感性也存在一定差異[11]。本研究中9 種殺蟲(chóng)劑對(duì)本地種(花薊馬)的毒力均大于對(duì)入侵種(西花薊馬)的毒力，張曉明等[25]和樊宗芳等[26]研究表明：不同殺蟲(chóng)劑對(duì)花薊馬的毒力均大于對(duì)西花薊馬的毒力，與本研究結(jié)果一致，說(shuō)明西花薊馬較花薊馬的耐藥性更強(qiáng)。昆蟲(chóng)在不同發(fā)育階段、不同生理狀態(tài)和不同環(huán)境條件，可能對(duì)相同藥劑的相同濃度具有不同的耐藥性。同種昆蟲(chóng)不同齡期、不同發(fā)育階段對(duì)殺蟲(chóng)劑的耐藥性也存在差異[27]。本研究表明：不同CO2體積分?jǐn)?shù)下西花薊馬和花薊馬雌成蟲(chóng)對(duì)9 種殺蟲(chóng)劑的敏感性均低于雄成蟲(chóng)，說(shuō)明雌成蟲(chóng)較雄成蟲(chóng)對(duì)殺蟲(chóng)劑脅迫的適應(yīng)性更強(qiáng)。張曉明等[28]研究了吡蟲(chóng)啉脅迫對(duì)西花薊馬種群性比的影響，結(jié)果表明西花薊馬雌成蟲(chóng)對(duì)吡蟲(chóng)啉的抗逆能力強(qiáng)于雄成蟲(chóng)，與本研究結(jié)果一致。此外，西花薊馬和花薊馬2 齡若蟲(chóng)對(duì)9 種殺蟲(chóng)劑的敏感性均高于成蟲(chóng)，與張曉明等[25]的研究結(jié)果一致，說(shuō)明薊馬成蟲(chóng)和若蟲(chóng)對(duì)殺蟲(chóng)劑的耐藥性存在差異。張安盛等[29]研究表明：不同殺蟲(chóng)劑對(duì)西花薊馬2 齡若蟲(chóng)的毒力強(qiáng)于成蟲(chóng)，與本研究結(jié)果一致。前人研究測(cè)定了不同殺蟲(chóng)劑對(duì)黃胸薊馬和豆大薊馬(Megalurothrips usitatu)的毒力，結(jié)果表明不同殺蟲(chóng)劑對(duì)2 種薊馬2 齡若蟲(chóng)的毒力均高于成蟲(chóng)[30-31]，這與本研究結(jié)果相似，分析其原因可能是薊馬若蟲(chóng)的表皮結(jié)構(gòu)更利于藥劑滲透，使藥劑迅速在靶標(biāo)部位積累，從而增強(qiáng)毒殺活性，加速死亡[32]。

本研究通過(guò)室內(nèi)生物測(cè)定比較了2 種CO2體積分?jǐn)?shù)下入侵物種西花薊馬和本地近緣種花薊馬對(duì)9 種殺蟲(chóng)劑的敏感性差異，結(jié)果表明：西花薊馬和花薊馬對(duì)氟蟲(chóng)腈的敏感性最強(qiáng)，其次為辛硫磷、阿維菌素、噻蟲(chóng)嗪、丁硫克百威、高效氯氟氰菊酯、聯(lián)苯菊酯和溴氰菊酯，對(duì)氯蟲(chóng)苯甲酰胺的敏感性最弱。WANG 等[33]研究表明：氟蟲(chóng)腈對(duì)甘蔗薊馬(Baliothrips serratus) 具有較好的防治效果且防效時(shí)間較長(zhǎng)。姜建軍等[34]研究發(fā)現(xiàn)：氟蟲(chóng)腈對(duì)茶黃薊馬(Scirtothrips dorsalis)有較高毒性，LC50為0.081 6 mg/L，這可能與西花薊馬抗藥性強(qiáng)以及寄主植物不同等原因有關(guān)[35]。此外，有研究報(bào)道阿維菌素和辛硫磷對(duì)棕櫚薊馬和煙薊馬均具有較好的殺蟲(chóng)效果[36-37]。SU 等[38]比較了入侵物種西花薊馬與本地種煙薊馬對(duì)6 種殺蟲(chóng)劑的敏感性，結(jié)果表明：辛硫磷對(duì)西花薊馬的毒力較強(qiáng)，阿維菌素對(duì)煙薊馬的毒力較強(qiáng)。以上結(jié)果說(shuō)明氟蟲(chóng)腈、辛硫磷和阿維菌素對(duì)薊馬類(lèi)害蟲(chóng)的防治效果較好，可作為田間防治的推薦藥劑。

室內(nèi)毒力測(cè)定是西花薊馬抗藥性監(jiān)測(cè)的前提，可為西花薊馬的田間防治提供理論指導(dǎo)，同時(shí)預(yù)測(cè)未來(lái)高CO2體積分?jǐn)?shù)下西花薊馬對(duì)殺蟲(chóng)劑的耐受性，提高化學(xué)防治的效果。本研究?jī)H比較了高CO2體積分?jǐn)?shù)下西花薊馬和花薊馬對(duì)不同殺蟲(chóng)劑的敏感性差異，但其具體機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

高CO2體積分?jǐn)?shù)增強(qiáng)了殺蟲(chóng)劑的毒殺效果。2 種CO2體積分?jǐn)?shù)下，9 種殺蟲(chóng)劑對(duì)花薊馬的毒性大于西花薊馬，且對(duì)2 種薊馬2 齡若蟲(chóng)的毒力最強(qiáng)，其次為雄成蟲(chóng)，對(duì)雌成蟲(chóng)毒力最弱。氟蟲(chóng)腈、辛硫磷和阿維菌素對(duì)2 種薊馬殺蟲(chóng)效果較好，可作為薊馬田間防治的推薦藥劑。