取食吡蚜酮及吡蟲啉亞致死濃度處理棉蚜對十一星瓢蟲捕食功能的影響

陳柄潤，馬雪，侯國輝，羊河，劉春蕊，魏引弟，姚永生

（塔里木大學植物科學學院，新疆阿拉爾843300）

新疆在全國棉花產業中的地位與重要性不斷提升，目前新疆棉花已成為全國最大的棉花集中種植區，所產棉花品質代表了全國棉花的品質水平[1]。然而從20世紀90年代至今，棉花蚜蟲一直是影響新疆棉花生產的重要害蟲[2]。蚜蟲因生育期短、繁殖力強而極易短時間暴發，生產中主要依靠化學藥劑防控棉蚜（Aphis gossypiiGlover）[3-5]。長期不合理的使用化學農藥致使棉蚜抗藥性問題日益突出，防控難度增大，已成為新疆棉田重要的害蟲優勢種[6-10]。

殺蟲劑不僅對靶標有害生物具有毒殺作用，作為非靶標生物的天敵也受到不同程度的影響，除直接致死作用外，研究表明飼喂殺蟲劑亞致死濃度處理后的害蟲對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的發育階段和藥劑的體內殘留量不同而受到影響[13]。十一星瓢蟲（Coccinella undecimpunctata）是南疆棉田棉花蚜蟲的優勢種捕食性天敵[14]，在田間施藥的情況下，十一星瓢蟲取食體內有藥劑殘留的蚜蟲對其本身會造成何種影響尚無結論，如何科學合理地使用化學農藥有效保護和利用農田天敵顯得尤為重要。本文通過研究兩種殺蟲劑亞致死濃度處理棉蚜對十一星瓢蟲捕食功能反應的影響，明確殺蟲劑亞致死濃度對天敵控害能力的影響，為棉蚜生物防治和科學用藥的協同防控提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試蟲源：十一星瓢蟲和棉蚜均采自新疆阿拉爾市塔里木大學棉花試驗田內，在溫室中以新陸中74號棉苗為飼養寄主，選擇健康棉蚜個體繁殖2～3代后建立穩定的試驗種群作為供試昆蟲，十一星瓢蟲以室內飼養的棉蚜為食物，在室內溫度（22±1）℃、相對濕度（70±10）%、光周期L：D=14：10 h條件下飼養，期間不接觸任何藥劑。

供試藥劑及溶劑：98%吡蚜酮原藥（武漢遠城科技發展有限公司）、99%吡蟲啉原藥（江西泰禾藥業有限公司）、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 試驗方法

1.2.1 室內毒力測定

供試藥劑亞致死濃度的測定采用浸漬法[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皿中備用。按預試驗結果，將兩種供試藥劑分別稀釋成5個系列濃度的藥液（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，放回培養皿中，每皿接入30頭棉蚜，皿蓋下方用衛生紙蓋住以防棉蚜逃逸，將培養皿置于人工氣候箱（浙江托普云農科技股份有限公司RTOP-260Y）中飼養和觀察，飼養條件同1.1，24 h后記錄棉蚜死亡情況（用毛筆輕觸蟲體后不動即視為死亡）。以溶劑稀釋相同倍數處理葉片作為對照，重復5次，毒力測定結果用軟件DPS 7.05處理，求出LC25值，并采用該值進行下一步試驗。

1.2.2 取食吡蚜酮和吡蟲啉亞致死濃度處理棉蚜對十一星瓢蟲捕食功能的影響研究

室內飼養十一星瓢蟲（從卵養至成蟲，期間以未接觸任何藥劑的棉蚜為食）。待十一星瓢蟲成蟲所產卵孵出后，將不同生育階段的十一星瓢蟲分別放入直徑為9 cm的培養皿中，每皿分別放入1頭十一星瓢蟲，饑餓24 h，將兩種殺蟲劑亞致死濃度處理后的棉蚜設置不同密度梯度，與十一星瓢蟲放入同一培養皿中，將各處理放入人工氣候箱內飼養（飼養條件與1.1中相同）。飼喂十一星瓢蟲1至4齡幼蟲和成蟲，設置密度梯度為1齡幼蟲5頭、10頭、15頭、20頭和25頭；2齡幼蟲10頭、20頭、30頭、40頭和50頭；3齡幼蟲30頭、60頭、90頭、120頭和150頭；4齡幼蟲50頭、90頭、130頭、170頭和210頭；成蟲50頭、90頭、130頭、170頭和210頭。每個處理重復5次，另設未接觸藥劑的棉蚜處理為對照。24 h后統計皿內剩余的棉蚜數目，并進行相關計算。

1.3 數據處理

十一星瓢蟲對棉蚜的捕食功能反應采用Holling-Ⅱ型圓盤方程（Holling，1959，1966）：Na=aNTt/(1+aThN)擬合實驗數據。式中：Na為被捕食的獵物數量，a為捕食者對獵物的瞬時攻擊率，N為獵物密度，Th為捕食1頭獵物所需時間，Tt為試驗持續時間（因試驗時間設為24 h，觀察時限為1 d，故令Tt=1），則得到Na=aN/(1+aThN)。

試驗數據用Microsoft Excel 2016得出毒力回歸方程和LC25值，并采用SPSS 25.0統計分析軟件進行單因素方差分析，Duncan氏新復極差法檢驗結果的差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 室內毒力測定結果

兩種殺蟲劑對棉蚜室內毒力測定結果見表1，可見吡蚜酮室內毒力高于吡蟲啉，二者亞致死濃度（LC25）值分別為0.16 mg·L1和8.60 mg·L-1。且線性回歸分析發現，試驗設定的兩種殺蟲劑與供試棉蚜間呈線性相關，相關系數r均大于0.97，方程擬合效果較好，可選用吡蚜酮和吡蟲啉的LC25進行后續試驗。

表1 吡蚜酮和吡蟲啉對棉蚜的毒力測定結果

2.2 取食吡蚜酮和吡蟲啉亞致死濃度處理棉蚜對十一星瓢蟲捕食功能的影響

2.2.1 取食吡蚜酮和吡蟲啉亞致死濃度處理棉蚜對十一星瓢蟲日捕食量的影響

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

表2 不同密度條件下取食吡蚜酮和吡蟲啉亞致死濃度處理棉蚜對十一星瓢蟲日捕食量的影響

2.2.2 取食吡蚜酮和吡蟲啉亞致死濃度處理棉蚜對十一星瓢蟲捕食功能反應模型擬合的影響

采用Holling-II圓盤方程模型，對飼喂兩種殺蟲劑亞致死濃度處理棉蚜不同密度下單頭十一星瓢蟲的捕食功能反應進行模型擬合（見表3）。結果表明，取食兩種藥劑亞致死濃度處理的棉蚜均對十一星瓢蟲各蟲態的捕食功能反應造成不同程度的不利影響，且吡蚜酮較吡蟲啉的影響程度要小。飼喂吡蚜酮LC25處理的棉蚜后，十一星瓢蟲各蟲齡捕食功能的

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

表3 十一星瓢蟲捕食功能反應模型擬合結果

2.3 取食吡蚜酮和吡蟲啉亞致死濃度處理棉蚜對十一星瓢蟲尋找效應的影響

飼喂吡蚜酮LC25處理的棉蚜后，十一星瓢蟲除2齡幼蟲在10頭/皿的獵物密度下與對照處理有顯著差異外，其余處理均未對尋找效應產生顯著影響（見圖1）。飼喂吡蟲啉LC25處理的棉蚜后，十一星瓢蟲各蟲態尋找效應受影響程度由大到小依次為：4齡幼蟲＞2齡幼蟲＞3齡幼蟲＞1齡幼蟲＞成蟲，其尋找效應較對照均顯著下降0.1415、0.1049、0.0817、0.0660和0.0549。成蟲處理組的兩種藥劑與對照間均無差異。

圖1 取食兩種農藥亞致死濃度處理棉蚜對十一星瓢蟲尋找效應的影響

3 討論

天敵的捕食能力通常受到多方面因素影響，如生存環境條件、獵物種群密度和自身生理狀況，殺蟲劑的亞致死濃度也可以影響天敵的捕食功能、尋找效應等[18]。農藥在田間施用后，隨時間推移可在靶標生物體內通過一系列自身代謝或解毒功能，將所受農藥降解到亞致死濃度水平。王佳佳等[19]以飼喂吡蟲啉亞致死濃度處理的大豆蚜飼喂異色瓢蟲探究其捕食功能反應變化情況，結果表明，異色瓢蟲捕食吡蟲啉LC25處理大豆蚜的2至4齡幼蟲后，最大捕食量明顯下降。袁偉寧等[20]研究認為，吡蟲啉和高效氯氟氰菊酯的亞致死濃度對龜紋瓢蟲的瞬時攻擊率、最大捕食量、獵物處理時間均產生了不同程度的影響。陳文勝等[21]研究發現，殺蟲劑亞致死濃度可顯著抑制六斑月瓢蟲的尋找效率和捕食效應。楊慧等[22]研究結果表明，農藥脅迫對捕食性天敵的生長發育、繁殖能力和信息識別功能具有負面影響。

目前生產中防治蚜蟲主要的殺蟲劑有擬除蟲菊酯類、有機磷類、新煙堿類、阿維菌素類和氨基甲酸酯類，而煙堿類殺蟲劑在世界范圍內應用最為廣泛[23-24]，因殺蟲劑種類和濃度的不同，亞致死濃度對天敵的捕食能力及搜尋效應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性。楊巧燕等[26]研究結果表明，高效氯氰菊酯、阿維菌素、吡蟲啉三種殺蟲劑亞致死濃度對多異瓢蟲捕食作用均有抑制作用，并因殺蟲劑的作用機制不同，其影響程度也有所差異。陳威[27]研究結果表明，三種殺蟲劑的亞致死濃度對多異瓢蟲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，吡蟲啉的影響最小，并且不同濃度處理之間對多異瓢蟲捕食量的影響也存在差異。

本試驗結果表明，飼喂吡啶類殺蟲劑吡蚜酮和新煙堿類殺蟲劑吡蟲啉的不同亞致死濃度處理棉蚜，均對十一星瓢蟲的捕食功能反應產生一定影響。其中吡蚜酮對十一星瓢蟲各蟲態的獵物尋找效應無顯著影響，而吡蟲啉對其尋找效應則具有一定干擾性。吡蟲啉亞致死濃度處理棉蚜對十一星瓢蟲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，尤其飼喂吡蟲啉LC25處理后的棉蚜，十一星瓢蟲的日捕食量顯著降低，這或許與十一星瓢蟲不同蟲態對健康棉蚜和帶藥棉蚜的取食選擇性不同，以及十一星瓢蟲幼蟲各齡期及成蟲的活動能力有關，或與之相關的代謝解毒酶變化有關。此外，天敵昆蟲捕食被藥劑亞致死濃度處理的獵物后，對其體內相關代謝解毒酶的影響還有待進一步研究。

4 結論

將吡蚜酮和吡蟲啉亞致死濃度處理的棉蚜作為十一星瓢蟲的唯一食物來源，結果發現十一星瓢蟲的捕食功能變化主要表現為：瞬時攻擊速率降低、處理時間延長、控害效能降低、日最大捕食量減少。比較兩種藥劑，吡蟲啉更能顯著干擾十一星瓢蟲各蟲態的瞬時攻擊率、捕食量和尋找效應等，吡蚜酮則相對安全。其中吡蟲啉對十一星瓢蟲2至4齡幼蟲的日捕食量及尋找效應影響較為顯著，其成蟲并未受到顯著影響，說明十一星瓢蟲各蟲態的活動能力是影響日捕食量及尋找效應的關鍵因素，獵物體內殺蟲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藥對天敵產生不利影響，應選用吡蚜酮作為棉蚜的防治藥劑，同時合理選擇藥劑施用量，對協同生物防治防控棉蚜有重要意義。