魏引弟,馬 雪,韓 旭,麻正輝,張笑麗,姚永生,熊仁次
(塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院/南疆農(nóng)業(yè)有害生物綜合治理兵團重點實驗室,新疆阿拉爾 843300)
【研究意義】棉花是我國重要的經(jīng)濟作物[1]。棉花的生長過程中,棉鈴蟲Helicoverpaarmigera、棉葉螨Tetranychusspp.和棉蚜Aphisgossypii等蟲(螨)害為害棉株生長[2-3]。近年來新疆南部棉田害蟲種類組成優(yōu)勢結(jié)構(gòu)與種群消長規(guī)律發(fā)生明顯變化,棉蚜成為重要的害蟲優(yōu)勢種,不僅吸食棉花中的營養(yǎng)物質(zhì),而且在為害過程中產(chǎn)生的蜜露,誘導(dǎo)植物病害,影響作物產(chǎn)量及質(zhì)量[4-5]。十一星瓢蟲Coccinellaundecimpunctata是新疆南疆棉田棉花蚜蟲的優(yōu)勢種捕食性天敵,對棉蚜具有較強的控制作用[6-8]。研究氟啶蟲酰胺亞致死濃度處理棉蚜對十一星瓢蟲捕食功能反應(yīng)的影響,分析天敵控害能力在藥劑處理前后的差異,對科學(xué)防控蚜蟲有重要意義?!厩叭搜芯窟M展】農(nóng)藥在田間施用后,隨時間推移可降解到亞致死劑量水平,昆蟲接觸藥劑后對自身發(fā)育繁殖等行為產(chǎn)生亞致死作用[9-10]。殺蟲劑種類、濃度不同,亞致死濃度對害蟲影響也有所差異[11-13]。使用化學(xué)農(nóng)藥防治目標(biāo)害蟲同時,作為非靶標(biāo)生物的天敵也受到影響,除直接致死作用外,殺蟲劑亞致死濃度也會干擾其捕食能力[14]。天敵取食亞致死劑量處理后的害蟲對其的捕食作用及搜尋能力均有一定的影響[15]。并且對昆蟲取食行為的影響可因昆蟲的發(fā)育階段和藥劑的種類不同而異[16]?!颈狙芯壳腥朦c】新疆棉田中十一星瓢蟲與棉蚜的變化關(guān)系密切[17]。目前棉田蚜蟲綜合治理中施藥環(huán)境下存活的攜帶藥劑的蚜蟲(與亞致死濃度處理棉蚜相似)對十一星瓢蟲的安全性尚不明確。研究氟啶蟲酰胺亞致死濃度處理棉蚜對十一星瓢蟲捕食功能反應(yīng)的影響。【擬解決的關(guān)鍵問題】以供試藥劑LC25、LC50為處理濃度,采用浸葉法,處理棉蚜,選取活體棉蚜作為十一星瓢蟲的食物,研究氟啶蟲酰胺亞致死濃度處理棉蚜對十一星瓢蟲捕食功能反應(yīng)的影響,為合理使用藥劑和協(xié)同生物防治防控棉蚜提供科學(xué)依據(jù)。
供試蟲源:十一星瓢蟲和棉蚜均采自新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團第一師阿拉爾國家農(nóng)業(yè)科技示范園區(qū)棉花試驗田,在室內(nèi)人工氣候箱(RTOP-260Y)養(yǎng)蟲籠中飼養(yǎng),飼養(yǎng)條件為溫度(25±1)℃、相對濕度60%~80%、光周期L∶D=16∶8。繁殖1~2代待蟲源穩(wěn)定后供生物測定作為蟲源用。
供試藥劑:99%氟啶蟲酰胺原藥(南昌雙新藥業(yè)有限公司)。
1.2.1 毒力測定
氟啶蟲酰胺亞致死濃度的測定采用浸漬法,將采集的新鮮葉片剪至培養(yǎng)皿大小,洗凈晾干后,剪去葉柄備用。將氟啶蟲酰胺分別稀釋成5個系列濃度的藥液,藥液量100 mL。將葉片浸于待測藥劑溶液中,3 s后取出晾干置于含有保濕濾紙的培養(yǎng)皿中,接入30頭棉蚜,在室內(nèi)溫度(25±1)℃、相對濕度60%~80%、光周期L∶D=16∶8的人工氣候箱(RXZ-320L)中飼養(yǎng)和觀察。48 h后調(diào)查棉蚜死亡情況,分別記錄存活和死亡的棉蚜數(shù)量。以清水為對照。每個處理重復(fù)5次,毒力測定結(jié)果用DPS7.05處理,求出LC25、LC50值。
1.2.2 平均捕食量
預(yù)實驗得知,氟啶蟲酰胺的LC25和LC50分別為0.15和0.94 mg/L。
將新羽化的十一星瓢蟲成蟲飼養(yǎng)至性成熟(≥15日齡)后移入含有足夠健康棉蚜的養(yǎng)蟲籠中集中喂養(yǎng)。在籠中擺放若干白紙條(10.0 cm×3.5 cm)作為產(chǎn)卵基質(zhì)。待十一星瓢蟲成蟲所產(chǎn)卵孵出后,即為1齡幼蟲,以后每蛻1次皮增加1齡,十一星瓢蟲幼蟲期總共4齡,后轉(zhuǎn)化為蛹,蛹不捕食棉蚜,蛹過一段時間后轉(zhuǎn)化為成蟲。將不同生育階段的十一星瓢蟲分別放入直徑為9 cm培養(yǎng)皿中,每個培養(yǎng)皿分別放入1頭十一星瓢蟲,饑餓24 h,將不同密度經(jīng)氟啶蟲酰胺亞致死劑量處理后存活的棉蚜與十一星瓢蟲放入同一培養(yǎng)皿中,將其放入溫度為(25±1)℃、光照為16 L∶8 D、相對濕度為65%~75%的人工氣候箱內(nèi)飼養(yǎng)。另設(shè)健康棉蚜為對照。飼喂十一星瓢蟲1齡、2齡、3齡、4齡幼蟲和成蟲的棉蚜密度梯度分別為5、10、15、20、25頭;10、20、30、40、50頭;30、60、90、120、150頭;50、90、130、170、210頭;50、90、130、170、210頭。每個處理重復(fù)5次。24 h后統(tǒng)計皿內(nèi)剩余的棉蚜數(shù)目,計算平均捕食量。
十一星瓢蟲對棉蚜的捕食功能反應(yīng)采用Holling-Ⅱ型圓盤方程:Na=αTN/(1+αThN)擬合實驗數(shù)據(jù)。搜尋效應(yīng)方程:S=α/(1+αThN)式中:Na為被捕食的獵物數(shù)量,α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,T為捕食者用以發(fā)現(xiàn)獵物的總時間。因試驗時間設(shè)為24 h,觀察時限為1 d,故令T=1,則得到Na=aNt/(1+aTANt)。
試驗數(shù)據(jù)用Microsoft Excel 2010進行錄入分析和圖表制作,并采用SPSS 19.0統(tǒng)計分析軟件進行單因素方差分析,Duncan法進行多重差異性比較。
研究表明,十一星瓢蟲1~4齡幼蟲及成蟲的日捕食量均隨棉蚜密度的增加而增大,并且十一星瓢蟲4齡幼蟲和成蟲的日捕食量大于1~3齡幼蟲的日捕食量。在相同棉蚜密度下,十一星瓢蟲4齡幼蟲的日捕食量大于成蟲,4齡幼蟲的日捕食能力最強。
在相同棉蚜密度處理下,十一星瓢蟲取食氟啶蟲酰胺LC25處理后的棉蚜,對其1、2、3齡幼蟲及成蟲的日捕食量均無顯著性差異。十一星瓢蟲1齡幼蟲當(dāng)棉蚜密度為10頭/皿時取食氟啶蟲酰胺LC50處理后的棉蚜,其日捕食量顯著低于對照組。十一星瓢蟲2齡幼蟲當(dāng)棉蚜密度為10、20、30、40、50頭/皿時取食氟啶蟲酰胺LC50處理后的棉蚜,其日捕食量顯著低于對照組。十一星瓢蟲3齡幼蟲當(dāng)棉蚜密度為90、150頭/皿時取食氟啶蟲酰胺LC50處理后的棉蚜,其日捕食量顯著低于對照組。十一星瓢蟲4齡幼蟲當(dāng)棉蚜密度為90、130、170頭/皿時取食氟啶蟲酰胺LC25處理后的棉蚜,其日捕食量顯著低于對照組,當(dāng)棉蚜密度為50、90、130、170、210頭/皿時取食氟啶蟲酰胺LC50處理后的棉蚜,其日捕食量顯著低于對照組。十一星瓢蟲成蟲當(dāng)棉蚜密度為170頭/皿時取食氟啶蟲酰胺LC50處理后的棉蚜,其日捕食量顯著低于對照組。表1
表1 氟啶蟲酰胺亞致死濃度處理棉蚜下十一星瓢蟲日捕食量變化Table 1 Effects of sublethal concentrations of flonicamid for Aphis gossypii on the predatory capacities of Coccinella undecimpunctata
研究表明,飼喂氟啶蟲酰胺亞致死濃度處理棉蚜對十一星瓢蟲1~4齡幼蟲及成蟲的瞬時攻擊率降低,處理一頭棉蚜所用的時間延長,日最大捕食量下降。其中飼喂氟啶蟲酰胺LC50處理棉蚜對十一星瓢蟲個蟲態(tài)的影響最明顯,與對照相比,十一星瓢蟲1、2、3、4齡幼蟲和成蟲的瞬時攻擊率分別下降0.38%、7.18%、2.19%、16.83%、1.41%,處理1頭棉蚜所用的時間分別延長0.002 4 d、0.001 6 d、0.000 6 d、0.000 5 d、0.000 1 d,日最大捕食量分別下降0.72、2.52、7.76、7.01、1.17頭/皿。表2
表2 氟啶蟲酰胺各處理功能反應(yīng)模型擬合Table 2 Simulating results of functional response models of all treatments of flonicamid
研究表明,在相同密度、相同齡期下,氟啶蟲酰胺亞致死濃度處理棉蚜后,十一星瓢蟲的尋找效應(yīng)均降低。與對照相比,同一密度下飼喂氟啶蟲酰胺LC50處理的棉蚜,十一星瓢蟲2、4齡幼蟲及成蟲的搜尋效應(yīng)下降顯著;在密度為10、20、30、40、50頭/皿時,十一星瓢蟲2齡幼蟲的尋找效應(yīng)分別下降 0.057 7、0.048 0、0.041 0、0.035 7、0.031 5;在密度為50、90、130、170、210頭/皿時,十一星瓢蟲4齡幼蟲的尋找效應(yīng)分別下降 0.104 5、0.077 9、0.061 1、0.049 8、0.041 7。圖1,表3
表3 氟啶蟲酰胺亞致死濃度處理棉蚜后十一星瓢蟲的搜尋效應(yīng)方程Table 3 Searching effect equation of Coccinella undecimpunctata fed on Aphis gossypii treated with sublethal concentrations of flonicamid
溫度、天敵自身因素、害蟲等均可影響天敵的捕食能力,殺蟲劑的亞致死濃度也可影響天敵的捕食功能和尋找效應(yīng)等[17]。農(nóng)藥在田間施用后,隨時間推移可降解到亞致死劑量水平,天敵昆蟲接觸藥劑后對自身捕食及尋找等方面產(chǎn)生亞致死效應(yīng)。使用化學(xué)農(nóng)藥防治目標(biāo)害蟲的同時,作為非靶標(biāo)生物的天敵也受到影響,除直接致死作用外,殺蟲劑亞致死濃度也會干擾其捕食能力。王佳佳等[18]研究表明,飼喂吡蟲啉LC25處理后的大豆蚜Aphisglycines,異色瓢蟲Harmoniaaxyridis2齡、3齡和4齡幼蟲的最大捕食量均顯著降低。袁偉寧等[19]研究認(rèn)為,吡蟲啉和高效氯氟氰菊酯2種殺蟲劑亞致死劑量對龜紋瓢蟲Propylaeajaponica的瞬時攻擊率、最大捕食量、處理獵物的時間均產(chǎn)生了不同程度的影響。陳文勝等[20]研究結(jié)果表明,殺蟲劑亞致死劑量對六斑月瓢蟲Menochilussexmaculata的搜索效率和捕食效應(yīng)均有顯著的抑制作用。王小藝等[21]研究結(jié)果表明,吡蟲啉、魚藤酮、氰戊菊酯和阿維菌素4種殺蟲劑亞致死劑量對異色瓢蟲的捕食作用均存在著不良影響。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(yīng)等方面的影響也存在一定的差異。符振實等[22]研究結(jié)果表明,噻蟲嗪、氯蟲苯甲酰胺、丁氟螨酯3種藥劑對雙尾新小綏螨Neoseiulusbicaudus的捕食作用因殺蟲劑種類的不同,其影響也有所差異。邱良妙等[23]研究結(jié)果表明,吡蟲啉、毒死蜱、高效氯氰、三氟氯氰、氰戊菊酯5種殺蟲劑中以吡蟲啉對龜紋瓢蟲捕食龍眼角頰木虱Cornegenapsyllasinica的作用影響最小,氰戊菊酯的影響程度最大。李宜儒等[24]研究表明,南方小花蝽Oriussimilis捕食量的差異與吡蟲啉質(zhì)量濃度有一定的關(guān)系。楊巧燕等[25]研究結(jié)果表明,高效氯氰菊酯、阿維菌素和吡蟲啉3種殺蟲劑亞致死劑量對多異瓢蟲Adoniavariegata捕食作用均有抑制作用,并因各殺蟲劑濃度不同,其影響程度也不同。陳威[26]研究結(jié)果表明,3種殺蟲劑的亞致死劑量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,并且不同處理間對其捕食量的影響也存在差異。
試驗結(jié)果表明,氟啶蟲酰胺亞致死濃度對十一星瓢蟲捕食功能反應(yīng)及尋找效應(yīng)均產(chǎn)生一定影響,這一結(jié)果與上述結(jié)果類似。隨氟啶蟲酰胺亞致死劑量增加對十一星瓢蟲捕食能力的影響越大。飼喂氟啶蟲酰胺LC50處理后的棉蚜,十一星瓢蟲的日捕食量及搜尋能力顯著降低,與對照相比,十一星瓢蟲1、2、3、4齡幼蟲和成蟲的瞬時攻擊率分別下降了0.38%、7.18%、2.19%、16.83%、1.41%,處理1頭棉蚜所用的時間分別延長了0.002 4、0.001 6、0.000 6、0.000 5、0.000 1,日最大捕食量分別下降了0.72、2.52、7.76、7.01、1.17頭/皿,并且對2、3、4齡幼蟲的影響高于1齡幼蟲和成蟲,是否與十一星瓢蟲不同蟲態(tài)對健康棉蚜和帶藥棉蚜的取食選擇性以及十一星瓢蟲高齡幼蟲的活動能力有關(guān)有待進一步研究。
十一星瓢蟲取食氟啶蟲酰胺亞致死濃度處理棉蚜后,其2、3、4齡幼蟲的捕食量有明顯降低影響,十一星瓢蟲1~4齡幼蟲及成蟲取食氟啶蟲酰胺亞致死濃度處理棉蚜后其瞬時攻擊率減小,處理一頭棉蚜所用時間延長,并且隨藥劑濃度增加影響增大。其中飼喂氟啶蟲酰胺LC50處理棉蚜對十一星瓢蟲各蟲態(tài)的搜尋效應(yīng)顯著降低。田間防治棉蚜?xí)r,應(yīng)合理選用農(nóng)藥,以協(xié)同生物防治防控棉蚜。