氟啶蟲(chóng)胺腈對(duì)棉蚜和棉長(zhǎng)管蚜的亞致死效應(yīng)比較

魏引弟 梁虎軍 張笑麗 蔣攀 韓英 蘇悅 韓旭 姚永生

摘要：采用生命表分析法對(duì)比氟啶蟲(chóng)胺腈亞致死濃度對(duì)棉蚜和棉長(zhǎng)管蚜種群生命表參數(shù)的影響。結(jié)果表明，氟啶蟲(chóng)胺腈LC20（1.02 μg/mL）處理棉蚜后G0代種群表現(xiàn)出種群凈增值率（R0）降低，平均世代歷期（T）縮短和種群加倍時(shí)間（DT）延長(zhǎng)，但與對(duì)照均無(wú)顯著差異；G1代種群的R0和rm較對(duì)照分別降低1.94和0.01。而氟啶蟲(chóng)胺腈LC20（0.13 mg/L）處理棉長(zhǎng)管蚜后，G0代種群的R0、rm和λ較對(duì)照分別降低3.44、0.07、0.14，而平均世代歷期顯著延長(zhǎng)0.3 d。且氟啶蟲(chóng)胺腈可顯著增加棉長(zhǎng)管蚜G1代種群的適合度代價(jià)，其成蟲(chóng)產(chǎn)仔前期（APOP）和總產(chǎn)仔前期（TPOP）明顯延長(zhǎng)，R0、rm和λ較對(duì)照分別降低8.77、0.10、0.13，平均世代時(shí)間（T）和種群加倍時(shí)間（DT）提高3.84、0.76 d。氟啶蟲(chóng)胺腈亞致死劑量LC20對(duì)棉長(zhǎng)管蚜種群的抑制作用較棉蚜更為明顯。

關(guān)鍵詞：棉蚜；棉長(zhǎng)管蚜；氟啶蟲(chóng)胺腈；亞致死效應(yīng)；生命參數(shù)

中圖分類號(hào)：S435.622+.1? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2023）13-0127-06

新疆維吾爾自治區(qū)屬典型的綠洲生態(tài)灌溉農(nóng)業(yè)，光熱資源豐富，十分有利于棉花種植。目前新疆棉花種植面積為250.6萬(wàn)hm2，總產(chǎn)量為512.9萬(wàn)t，分別占全國(guó)的82.7%和89.5%［1］，新疆在全國(guó)棉花產(chǎn)業(yè)中的地位與重要性不斷提升。然而，近年來(lái)隨著棉花多年規(guī)模化種植和化學(xué)農(nóng)藥的大量使用等人為干擾嚴(yán)重，致使新疆棉田棉蚜（Aphis gossypii）持續(xù)重發(fā)［2-3］，已成為新疆棉花產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的制約因素。棉蚜世代歷期短且重疊嚴(yán)重，繁殖力強(qiáng)，易短時(shí)暴發(fā)［4］，殺蟲(chóng)劑可快速高效殺死害蟲(chóng)，壓低蟲(chóng)口數(shù)量［5］，目前生產(chǎn)上對(duì)棉蚜的主流防控仍然以化學(xué)防治為主［6］。而在棉蚜化學(xué)防治中，長(zhǎng)期存在殺蟲(chóng)劑連續(xù)多次使用、隨意增加用藥量和施藥次數(shù)等不合理現(xiàn)象，致使棉蚜抗藥性上升，監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)新疆各植棉區(qū)棉蚜已普遍對(duì)有機(jī)磷、擬除蟲(chóng)菊酯以及新煙堿類等傳統(tǒng)常用殺蟲(chóng)劑產(chǎn)生明顯抗性［6-10］，而過(guò)度的依賴農(nóng)藥極易導(dǎo)致害蟲(chóng)再猖獗，生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力失衡［11］。

殺蟲(chóng)劑在環(huán)境中的毒力隨著施用后時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸遞減到亞致死劑量，仍可對(duì)昆蟲(chóng)的生長(zhǎng)發(fā)育、繁殖、生態(tài)行為等產(chǎn)生不同程度的影響，即產(chǎn)生亞致死效應(yīng)，殺蟲(chóng)劑亞致死劑量也是害蟲(chóng)抗藥性形成的重要驅(qū)動(dòng)因素。已有研究表明，一定濃度的吡蟲(chóng)啉、噻蟲(chóng)啉、噻蟲(chóng)胺、噻蟲(chóng)嗪和烯啶蟲(chóng)胺亞致死劑量能夠抑制棉蚜的壽命和繁殖力［12］；另有研究表明溴氰菊酯（LC30）和氟啶蟲(chóng)胺腈（LC20）亞致死劑量處理后可刺激棉蚜后續(xù)G1和G2代繁殖力增加［13-14］；亞致死劑量吡蟲(chóng)啉對(duì)桃蚜有刺激生殖作用［15］。科學(xué)評(píng)價(jià)化學(xué)農(nóng)藥的亞致死作用是合理使用農(nóng)藥防控棉蚜的基礎(chǔ)。

棉蚜和棉長(zhǎng)管蚜（Acyrthosiphon gossypii）是新疆棉田具有相似生態(tài)位的組團(tuán)物種，二者種群呈現(xiàn)不同的時(shí)序特征。一段時(shí)間以來(lái)在新疆棉田棉花出苗到現(xiàn)蕾期以棉長(zhǎng)管蚜發(fā)生為主，至棉花蕾到花期棉蚜上升為優(yōu)勢(shì)種［16］。棉長(zhǎng)管蚜無(wú)群集習(xí)性，種群密度低，而棉蚜危害可導(dǎo)致棉花皺縮畸形、落蕾落鈴，易危害成災(zāi)。而近年來(lái)棉長(zhǎng)管蚜在新疆棉田中的生態(tài)位發(fā)生了顯著變化，棉田早期的苗蚜也逐漸演變?yōu)槊扪痢Ｒ延形墨I(xiàn)報(bào)道，棉長(zhǎng)管蚜比棉蚜更容易防治，田間吡蟲(chóng)啉對(duì)棉長(zhǎng)管蚜的防效比棉蚜高43.92%［17］，室內(nèi)毒力測(cè)定結(jié)果顯示吡蟲(chóng)啉對(duì)棉長(zhǎng)管蚜的毒力是棉蚜的2.61倍［18］。而有關(guān)棉蚜和棉長(zhǎng)管蚜對(duì)化學(xué)農(nóng)藥的敏感性差異及其機(jī)制尚不清楚。本研究選用亞砜亞胺類新型內(nèi)吸性殺蟲(chóng)劑氟啶蟲(chóng)胺腈，構(gòu)建亞致死濃度（LC20）處理下的棉蚜和棉長(zhǎng)管蚜種群生命表，對(duì)比分析藥劑脅迫下棉蚜和棉長(zhǎng)管蚜壽命和生殖力等生命參數(shù)的變化，明確亞致死劑量氟啶蟲(chóng)胺腈對(duì)2種蚜蟲(chóng)的生態(tài)學(xué)效應(yīng)，從而為新疆棉花蚜蟲(chóng)的綜合防治以及理解棉花蚜蟲(chóng)的優(yōu)勢(shì)演變提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1 供試植物

棉花品種為新陸中67號(hào)，挑選籽粒飽滿種子，一部分播種于裝有蛭石的育苗盤中至出苗期，再移栽到一次性塑料盒中水培，用于試蟲(chóng)擴(kuò)繁；一部分播種在混有營(yíng)養(yǎng)土和蛭石的花盆中直到長(zhǎng)出2張真葉后，收集真葉用于毒力測(cè)定。

1.1.2 供試蟲(chóng)源及藥劑

供試蟲(chóng)源：棉蚜和棉長(zhǎng)管蚜在2021年6月采集于塔里木大學(xué)農(nóng)學(xué)試驗(yàn)站棉花試驗(yàn)田，在氣候室內(nèi)不接觸任何藥劑條件下以盆栽棉花（品種為新陸中67號(hào)）為寄主進(jìn)行飼養(yǎng)，經(jīng) 2～4代擴(kuò)繁后建立試驗(yàn)種群品系。以下試驗(yàn)均在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度為（22±1） ℃、相對(duì)濕度為60%±5%、光周期為光照 ∶黑暗=16 h ∶8 h的南疆農(nóng)業(yè)有害生物綜合治理兵團(tuán)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的氣候箱中進(jìn)行。供試藥劑為96%氟啶蟲(chóng)胺腈原藥，由湖北康寶泰精細(xì)化工有限公司生產(chǎn)。

1.2 氟啶蟲(chóng)胺腈對(duì)棉蚜和棉長(zhǎng)管蚜的毒力測(cè)定

采用浸葉法測(cè)定氟啶蟲(chóng)胺腈對(duì)棉蚜和棉長(zhǎng)管蚜的毒力［19］。氟啶蟲(chóng)胺腈加入少量的丙酮直至完全溶解后再用0.05%TritonX-100水溶液配制成6個(gè)藥劑濃度梯度，在藥液中浸泡未接觸農(nóng)藥的新鮮棉葉15 s，自然陰干。熬制1.8%瓊脂液倒入透明玻璃培養(yǎng)皿（直徑為90 mm，高為20 mm），待凝固后將棉葉正面貼于瓊脂上，將30頭個(gè)體大小一致的無(wú)翅成蚜放于培養(yǎng)皿內(nèi)，置于恒溫恒濕氣候箱中，條件同“1.1.2節(jié)”試蟲(chóng)飼養(yǎng)。每個(gè)濃度梯度設(shè)置3次重復(fù)，24 h后記錄死亡率。以0.05%TritonX-100溶液為對(duì)照，用軟毛筆輕輕觸動(dòng)蟲(chóng)體，足和觸角無(wú)反應(yīng)為死亡判定標(biāo)準(zhǔn)。使用IBM SPSS Statistics 25.0軟件對(duì)生物測(cè)定結(jié)果進(jìn)行分析，計(jì)算LC20和LC50的值及95%置信區(qū)間。

1.3 氟啶蟲(chóng)胺腈對(duì)棉蚜和棉長(zhǎng)管蚜生命表參數(shù)的測(cè)定

根據(jù)毒力測(cè)定結(jié)果，采用氟啶蟲(chóng)胺腈LC20作為亞致死濃度處理棉蚜和棉長(zhǎng)管蚜。在棉葉上挑取當(dāng)天所產(chǎn)的新生若蚜360頭，連續(xù)飼養(yǎng)6 d后將其作為試驗(yàn)種群的G0代。將新鮮棉花葉片浸入藥劑溶液中15 s，在陰涼處風(fēng)干，放置相應(yīng)數(shù)量的無(wú)翅成蚜，于24 h后將存活個(gè)體轉(zhuǎn)移至帶有葉片的培養(yǎng)皿中，單皿單頭飼養(yǎng)，記錄每個(gè)個(gè)體的生命表參數(shù)。每2 d更換新鮮葉片，直到供試蚜蟲(chóng)全部死亡。

1.4 數(shù)據(jù)分析

種群生命參數(shù)凈增殖率（R0）、內(nèi)稟增長(zhǎng)率（rm）、周限增長(zhǎng)率（λ）和平均世代周期（T）分別按下面公式計(jì)算，其中內(nèi)稟增長(zhǎng)率用迭代二分法和Euler-Lotka方程計(jì)算。R0=∑Lxmx，T=lnR0/rm，∑e-rm（x+1）rmlxmx=1，λ=erm。其中：x為時(shí)間間隔（d），lx為x期間開(kāi)始時(shí)存活率，mx為x期間每雌產(chǎn)雌量。生命表參數(shù)利用TWOSEX-MSChart軟件［20］分析，使用bootstrap程序得到試驗(yàn)數(shù)據(jù)的均值、標(biāo)準(zhǔn)誤差，得到的數(shù)據(jù)通過(guò)Paired bootstrap test將生命表參數(shù)之間的處理組與對(duì)照組進(jìn)行顯著性分析［21］。使用Sigmaplot 14.0軟件繪制年齡階段存活率（sxj）、齡期特異性存活率（lx）等曲線。

2 結(jié)果與分析

2.1 氟啶蟲(chóng)胺腈對(duì)棉蚜和棉長(zhǎng)管蚜的毒力測(cè)定

氟啶蟲(chóng)胺腈對(duì)棉蚜和棉長(zhǎng)管蚜24 h后的毒力（表1）。氟啶蟲(chóng)胺腈對(duì)棉蚜和棉長(zhǎng)管蚜的毒力回歸線決定系數(shù)（r2）均大于0.95，擬合線性回歸模型較好。氟啶蟲(chóng)胺腈對(duì)棉蚜和棉長(zhǎng)管蚜的LC50、LC20分別為6.31、1.02 mg/L和0.91、0.13 μg/mL。氟啶蟲(chóng)胺腈對(duì)棉長(zhǎng)管蚜的LC20和LC50小于棉蚜，且置信區(qū)間不重疊，說(shuō)明棉長(zhǎng)管蚜對(duì)氟啶蟲(chóng)胺腈的敏感性明顯高于棉蚜。

2.2 氟啶蟲(chóng)胺腈對(duì)棉蚜和棉長(zhǎng)管蚜處理當(dāng)代（G0）的亞致死效應(yīng)

氟啶蟲(chóng)胺腈對(duì)2種蚜蟲(chóng)種群參數(shù)均有一定的影響。與對(duì)照相比，棉長(zhǎng)管蚜處理組種群加倍時(shí)間（DT）增加0.08 d、凈增殖率（R0）降低5.91%、總繁殖率（GRR）降低6.46%，氟啶蟲(chóng)胺腈LC20處理組的內(nèi)稟增長(zhǎng)率（rm）、周限增長(zhǎng)率（λ）均顯著低于對(duì)照組。棉蚜處理組對(duì)種群增長(zhǎng)參數(shù)的影響和對(duì)照相比均無(wú)明顯差異（表2）。

2.3 氟啶蟲(chóng)胺腈對(duì)棉蚜和棉長(zhǎng)管蚜處理后第1代（G1）個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖的影響

氟啶蟲(chóng)胺腈LC20處理后棉蚜和棉長(zhǎng)管蚜后續(xù)G1代個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖情況見(jiàn)表3。與對(duì)照相比，氟啶蟲(chóng)胺腈LC20處理后的G1棉長(zhǎng)管蚜1～4齡若蟲(chóng)期、成蟲(chóng)期、壽命及總產(chǎn)仔前期均明顯延長(zhǎng)，而繁殖力顯著降低。處理后的G1棉蚜，除4齡若蟲(chóng)期和成蟲(chóng)期顯著降低外，1～3齡若蟲(chóng)與預(yù)成蟲(chóng)發(fā)育歷期、壽命、成蟲(chóng)產(chǎn)仔前期（APOP）、總產(chǎn)仔前期（TPOP）、壽命和繁殖力均差異不顯著。

年齡-階段存活率（sxj）曲線如圖1所示。由圖1可知，氟啶蟲(chóng)胺腈對(duì)2種蚜蟲(chóng)G1代若蟲(chóng)及成蟲(chóng)的存活率具有不良的影響。與對(duì)照相比，棉蚜處理組4齡若蟲(chóng)的存活率降低，對(duì)其他不同蟲(chóng)態(tài)的存活率無(wú)顯著影響。在氟啶蟲(chóng)胺腈脅迫下，棉長(zhǎng)管蚜2齡若蟲(chóng)和4齡若蟲(chóng)的存活率均低于對(duì)照，從0.80和0.86降低到0.76和0.73。在2種蚜蟲(chóng)間，棉長(zhǎng)管蚜若蟲(chóng)及成蟲(chóng)的發(fā)育歷期較棉蚜長(zhǎng)，受到氟啶蟲(chóng)胺腈的脅迫后，棉長(zhǎng)管蚜的發(fā)育歷期與對(duì)照相比延長(zhǎng)5.60 d，而棉蚜的發(fā)育歷期與對(duì)照無(wú)顯著差異。

2種蚜蟲(chóng)的齡期特異性存活率（lx）曲線在生長(zhǎng)后期下降，此時(shí)為種群的死亡高發(fā)期。與對(duì)照相比，氟啶蟲(chóng)胺腈處理組的lx曲線下降較早。氟啶蟲(chóng)胺腈處理后，2種蚜蟲(chóng)的齡期特異性繁殖力（mx）曲線和齡期特異性繁殖值（lxmx）曲線均隨著齡期延長(zhǎng)先增加后降低。棉長(zhǎng)管蚜繁殖力曲線在18 d時(shí)出現(xiàn)高峰，峰值為4.23，顯著低于對(duì)照組。棉蚜繁殖力曲線在14 d時(shí)出現(xiàn)高峰，峰值則稍低于對(duì)照組（圖2）。

氟啶蟲(chóng)胺腈LC20處理對(duì)2種蚜蟲(chóng)種群增長(zhǎng)參數(shù)的影響見(jiàn)表4。由表4可知，與對(duì)照相比，氟啶蟲(chóng)胺腈LC20處理后棉長(zhǎng)管蚜G1代的種群R0、rm、λ和GRR均顯著降低，而T由11.69 d增加到15.53 d，DT由2.00 d增加到2.76 d，均呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)；氟啶蟲(chóng)胺腈LC20處理后棉蚜G1代種群R0、rm、λ和GRR等參數(shù)與對(duì)照差異均不顯著。氟啶蟲(chóng)胺腈亞致死濃度LC20對(duì)棉長(zhǎng)管蚜種群增長(zhǎng)參數(shù)具有明顯的抑制作用，而對(duì)棉蚜的抑制作用不明顯。

3 結(jié)論與討論

氟啶蟲(chóng)胺腈屬亞砜亞胺類內(nèi)吸性殺蟲(chóng)劑，作用于刺吸式口器害蟲(chóng)的乙酰膽堿受體，因其獨(dú)特的構(gòu)效關(guān)系與新煙堿類其他殺蟲(chóng)劑無(wú)交互抗性［6，22］，對(duì)蚜蟲(chóng)新煙堿類高抗品系具有良好防效，可有效防控棉花蚜蟲(chóng)［23］。本研究發(fā)現(xiàn)氟啶蟲(chóng)胺腈對(duì)棉蚜和棉長(zhǎng)管蚜的毒力值（LC50）分別為6.31、0.91 μg/mL，棉長(zhǎng)管蚜對(duì)氟啶蟲(chóng)胺腈的敏感性明顯高于棉蚜。而李仁等的研究結(jié)果顯示，2020年阿拉爾地區(qū)氟啶蟲(chóng)胺腈對(duì)棉蚜的毒力為10.28 μg/mL，可能與采集的田間種群有關(guān)［6］。

化學(xué)防治手段仍是新疆棉花害蟲(chóng)防控中的一個(gè)主要手段［24］，氟啶蟲(chóng)胺腈具有速效性好、持效期長(zhǎng)及對(duì)天敵安全等特點(diǎn)，被用來(lái)防控多種蚜蟲(chóng)類害蟲(chóng)，尤其是已對(duì)常用新煙堿類、菊酯類殺蟲(chóng)劑等產(chǎn)生抗性的蚜蟲(chóng)種類［25-26］。結(jié)果表明，50%氟啶蟲(chóng)胺腈可濕性粉劑 25 g/hm2劑量下，藥后7 d對(duì)棉蚜防效可達(dá)98％，藥后14 d防效仍在80%以上［27］。22%氟啶蟲(chóng)胺腈懸浮劑在室內(nèi)0.375、0.250 g/L劑量下處理棉蚜后48 h，棉蚜死亡率分別為100%、93.9%，田間試驗(yàn)也表明氟啶蟲(chóng)胺腈對(duì)新疆棉田蚜蟲(chóng)具有較高防效，藥后5 d最低防效均在85%以上［28］。氟啶蟲(chóng)胺腈對(duì)大豆蚜、柑橘矢尖蚧和橘二叉蚜均表現(xiàn)出較高的防控效果［29-30］。也有文獻(xiàn)顯示棉蚜對(duì)氟啶蟲(chóng)胺腈產(chǎn)生了低至中等水平抗性，抗性倍數(shù)為7.35～44.63［6］，2021年新疆棉田棉蚜對(duì)氟啶蟲(chóng)胺腈的抗性倍數(shù)為12～151，達(dá)到中等至高水平抗性［31］。

殺蟲(chóng)劑亞致死濃度會(huì)對(duì)昆蟲(chóng)生長(zhǎng)發(fā)育、繁殖、生態(tài)行為和抗藥性等產(chǎn)生不同程度的影響［32-33］。Chen等評(píng)估了氟啶蟲(chóng)胺腈LC25對(duì)棉蚜生命表參數(shù)的影響，結(jié)果表明氟啶蟲(chóng)胺腈LC25處理對(duì)F0代和F1代棉蚜壽命和繁殖力無(wú)顯著影響，對(duì)若蟲(chóng)齡期、成蟲(chóng)產(chǎn)卵前期和F1個(gè)體的壽命也無(wú)顯著影響，成蟲(chóng)前期和總產(chǎn)卵前期以及平均世代時(shí)間顯著增加；而F1代個(gè)體的存活率、rm、λ、R0和GRR顯著降低［34］。本研究表明氟啶蟲(chóng)胺腈LC20處理棉蚜后對(duì)G0代影響不顯著，而G1代種群表現(xiàn)出種群rm和λ較對(duì)照分別降低1.94和0.01。而氟啶蟲(chóng)胺腈LC20處理棉長(zhǎng)管蚜后，G0代種群的R0、rm和λ較對(duì)照分別降低3.44、0.07和0.14，而平均世代歷期顯著延長(zhǎng) 0.3 d。氟啶蟲(chóng)胺腈可顯著增加棉長(zhǎng)管蚜G1代種群的適合度代價(jià)，其成蟲(chóng)APOP和TPOP明顯延長(zhǎng)，R0、rm和λ較對(duì)照分別降低8.77、0.10、0.13百分點(diǎn)。可見(jiàn)，氟啶蟲(chóng)胺腈LC20對(duì)棉長(zhǎng)管蚜種群的抑制作用較棉蚜更為明顯，與李志雄等的研究結(jié)果［4］一致；但氟啶蟲(chóng)胺腈亞致死劑量處理后對(duì)后續(xù)世代（G1）各參數(shù)較處理當(dāng)代（G0）變化更大，與文獻(xiàn)結(jié)果有差異，有待進(jìn)一步研究。

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