林美珍, 屈 政, 胡尚咪, 熱孜亞·蘇芒, 楊 廣,*

(1. 福建農(nóng)林大學(xué)植物保護學(xué)院, 閩臺作物有害生物生態(tài)防控國家重點實驗室, 福州 350002;2. 福建農(nóng)林大學(xué), 海峽兩岸特色作物安全生產(chǎn)省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心, 福州 350002;3. 福建農(nóng)林大學(xué), 害蟲綠色防控福建省高校重點實驗室, 福州 350002)

茶小綠葉蟬Empoascaonukii是我國茶園最重要的害蟲之一，長期以來該害蟲的防治仍主要依賴于藥劑噴霧。葉蟬科昆蟲通過馬氏管分泌一種被稱為網(wǎng)粒體(brochosome, BS)的特殊物質(zhì)涂抹體表(Rakitov, 2000; 呂召云等, 2011)，大小僅為微納米級的網(wǎng)粒體覆蓋層肉眼不可見，其與水的靜態(tài)接觸角大于150°，被認(rèn)為具有超疏水性(Rakitov and Gorb, 2013a)。網(wǎng)粒體同時還可保護葉蟬排放的蜜露無法粘黏到翅面上(Rakitov and Gorb, 2013b)。昆蟲體表具有超疏水性會為它們提供各種便捷功能，比如蟬Psaltodaclaripennis的翅面因具有納米級凸起而帶有自清潔功能，在其表面能作用下體表的小水滴會彈跳凝聚成大水滴后自行滾落，從而移除體表的污染物(Wisdometal., 2013)。飛虱Desudabadanae翅面具有類似于荷葉的顯微凸起，水滴在飛虱翅面上也產(chǎn)生彈跳滾落現(xiàn)象(Watsonetal., 2017)。在本試驗中，我們想明確超疏水性網(wǎng)粒體是否可使觸碰到葉蟬翅面的藥滴自行滾落。

與蟬和飛虱翅面的自然凸起不同，葉蟬翅面的網(wǎng)粒體具有可脫落性。Wittmaack(2005)報道葉蟬網(wǎng)粒體可被風(fēng)吹散到空氣中，且一般成簇存在；葉蟬網(wǎng)粒體可直接從體表脫落并粘黏包裹蛛絲，有助于茶小綠葉蟬逃離茶蓬上層的皿狀蛛網(wǎng)(林美珍等, 2021)。當(dāng)殺蟲劑霧滴接觸葉蟬體表后，如果沒有發(fā)生滾落，當(dāng)藥滴蒸發(fā)后，殘留固體藥斑是否停留在網(wǎng)粒體表層，網(wǎng)粒體的可脫落性是否有助于葉蟬通過清掃行為抖落殘留藥斑。

因此，為了明確網(wǎng)粒體疏水性和可脫落性對停留到葉蟬體表藥滴的影響，本試驗通過添加羅丹明B(RhB)指示劑，利用可拍照顯微鏡對翅面的藥滴動態(tài)進行持續(xù)記錄，并通過網(wǎng)粒體移除法明確網(wǎng)粒體對翅面疏水性以及藥滴蒸發(fā)后固化形態(tài)的影響；最后收集并在掃描電鏡下驗證抖落的藥滴或藥劑顆粒是否含有網(wǎng)粒體，同時分析翅面殘留藥斑、網(wǎng)粒體及翅面三者間接觸的顯微形態(tài)。目前關(guān)于害蟲與藥劑接觸的相關(guān)研究還很少，田間農(nóng)藥的過量施用已成共識，顧中言等(2018)通過試驗證實稻田防治褐飛虱的農(nóng)藥有效利用率只有1/10 000～2/10 000。因此本試驗針對殺蟲劑霧滴被害蟲捕獲后的動態(tài)研究對于提高農(nóng)藥利用效率具有實際的參考價值。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源

茶小綠葉蟬采自福建農(nóng)林大學(xué)南山茶園，并在人工氣候箱內(nèi)(溫度26℃, RH 75%～85%, 光周期14L∶10D)利用水培茶梢飼養(yǎng)，飼養(yǎng)24 h后進行藥劑噴霧處理。因茶小綠葉蟬成蟲體表才有網(wǎng)粒體均勻分布，故僅采用成蟲開展本試驗。

1.2 殺蟲劑噴霧處理后翅面藥滴動態(tài)的觀察記錄

試驗選擇觸殺性強的聯(lián)苯菊酯(100 g/L乳油，永農(nóng)生物科學(xué)有限公司)和茚蟲威(150 g/L乳油，美國杜邦公司)，以羅丹明B(RhB)(合肥博美生物科技有限責(zé)任公司)作為指示劑，添加量為0.5 mg/mL，裝入到按壓式小噴壺瓶(100 mL，綠藝邦)內(nèi)。用CO2將成蟲麻醉后放到鋪有9 cm濾紙和1片茶葉的培養(yǎng)皿蓋內(nèi)，移到亞克力盒內(nèi)(25 cm×30 cm×15 cm)。待葉蟬蘇醒3 min后，噴頭距離葉蟬20 cm處進行噴霧，每次噴霧連續(xù)按壓2次，收集未逃離培養(yǎng)皿且翅面沾有藥滴的茶小綠葉蟬，蓋上帶透氣孔的塑料培養(yǎng)皿底蓋，快速放到可拍照顯微鏡(Leica EZ4 W)下，拍攝翅面的霧滴形態(tài)及數(shù)量，并持續(xù)觀察1 h，統(tǒng)計抖動導(dǎo)致液滴滾落的頭數(shù)、分析葉蟬抖動滾落的液滴與其翅面液滴數(shù)的關(guān)系；統(tǒng)計靜止等待液滴蒸發(fā)的頭數(shù)、以及抖動清掃藥劑顆粒的頭數(shù)，隨后將試蟲轉(zhuǎn)移到無毒環(huán)境飼養(yǎng)24 h，在顯微鏡下觀察并拍照記錄茶小綠葉蟬翅面藥劑顆粒的殘留情況，明確葉蟬清掃抖動對藥劑顆粒的影響。試驗共設(shè)5個處理，處理Bif1.25[聯(lián)苯菊酯高濃度1.25 mg/L+RhB(0.5 mg/mL)]、處理Bif0.05[聯(lián)苯菊酯低濃度0.05 mg/L+RhB(0.5 mg/mL)]、處理Ind0.006[茚蟲威高濃度0.006 mg/L+RhB(0.5 mg/mL)]、處理Ind0.0009[茚蟲威低濃度0.0009 mg/L+RhB(0.5 mg/mL)]和RhB0.5[清水+RhB(0.5 mg/mL)](CK)。噴霧處理后，每個處理隨機選擇5頭翅面液滴動態(tài)記錄完整的進行匯總分析。此外，通過超景深顯微鏡(KEYENCE VH-Z20R)測量50頭茶小綠葉蟬成蟲翅面的藥滴大小，分析液滴大小與蒸發(fā)后固化形態(tài)的關(guān)系。

1.3 茶小綠葉蟬翅面液滴動態(tài)與網(wǎng)粒體疏水性的相關(guān)性分析

1.3.1離體翅面網(wǎng)粒體移除前后與藥滴的靜態(tài)接觸角測量:用表面張力儀測定聯(lián)苯菊酯(1.25和0.05 mg/L)和茚蟲威(0.006和0.0009 mg/L)兩種殺蟲劑以及殺蟲劑處理添加指示劑后的表面張力，并以清水添加指示劑和清水作為對照。

通過試驗觀察發(fā)現(xiàn)茶小綠葉蟬僅前翅會觸碰到藥液霧滴，后翅粘有藥滴的概率極少，因此試驗僅測量液滴與葉蟬前翅的接觸角。接觸角測量方法是：茶小綠葉蟬成蟲先用CO2麻醉后，在顯微鏡下用顯微剪剪下葉蟬前翅，將前翅正面朝上粘到玻片的雙面膠(6 mm×9 mm)上，將玻片放到接觸角儀(SL200ABD，上海梭倫信息科技有限公司)上，調(diào)整好點滴角度后，確定點滴體積。測量使用34#針頭，點滴大小為1 μL。試驗共設(shè)3組處理，分別是清水、清水加指示劑、聯(lián)苯菊酯(1.25 mg/L)加指示劑。每個處理分別測定前翅含網(wǎng)粒體與不含網(wǎng)粒體的接觸角。利用牙科硅膠移除葉蟬離體翅面的網(wǎng)粒體(Linetal., 2016)。每組重復(fù)測定6次。

1.3.2離體翅面藥滴蒸發(fā)后固化形態(tài)與網(wǎng)粒體分布密度的相關(guān)性分析:離體翅面藥滴蒸發(fā)后固化形態(tài)的觀察：在體視顯微鏡下用顯微剪將茶小綠葉蟬前翅剪下，隨機將其中一側(cè)的前翅用雙面膠粘貼到玻片上，利用牙科硅膠移除其表面的網(wǎng)粒體(Rakitov and Gorb, 2013a)，另一側(cè)前翅保留網(wǎng)粒體粘貼到玻片上。將這些離體翅面進行藥劑噴霧處理后，放到可拍照顯微鏡(Leica EZ4 W)下拍照記錄液滴在不同翅面上的形態(tài)，明確網(wǎng)粒體存在與否對藥滴形態(tài)的影響。隨后放室溫下靜置，待藥液蒸發(fā)后，再次拍照記錄不同翅面上藥滴的固化形態(tài)。

翅面藥滴干燥后的固化顯微形態(tài)：將離體翅面粘貼到稱量紙的紙條(6 mm×9 mm)上，將稱量紙兩端用小塊雙面膠固定到玻片上，取其中部分玻片的離體翅面用牙科硅膠法進行網(wǎng)粒體移除，隨后將所有玻片進行噴霧處理，等玻片上的翅面藥滴蒸發(fā)后，小心撕下帶樣品的稱量紙，粘貼到銅臺上，直接進行噴金及掃描電鏡觀察，比較網(wǎng)粒體移除前后藥劑顆?；蛩幇叩男螒B(tài)差異。固化形態(tài)與網(wǎng)粒體分布密度的相關(guān)性分析方法如下：分別選取含藥劑顆粒及藥斑的前翅，兩種疏水性不同的翅面分開放置并進行掃描電鏡觀察，放大5 000倍后進行網(wǎng)粒體分布密度計算，固定刻度尺為5 μm，從得到的電鏡圖上隨機統(tǒng)計5個正方形方框(5 μm×5 μm)內(nèi)的網(wǎng)粒體分布數(shù)量后取平均值。每組處理分析5個電鏡圖。

1.4 翅面抖落的藥滴及藥劑顆粒與網(wǎng)粒體脫落的相關(guān)性分析

在光滑稱量紙上繪制小格子(5 mm×5 mm)，收集藥劑霧滴被抖動滾落到稱量紙上形成的藥斑以及蒸發(fā)成固體顆粒后被葉蟬抖動清掃掉落到稱量紙上的藥劑顆粒，用小刀將含藥斑的部位以及含藥劑顆粒的部位切割下來，小心移到貼有導(dǎo)電膠的銅臺上，不需經(jīng)過脫水可直接進行噴金及掃描電鏡觀察，進行掃描電鏡觀察，明確葉蟬振動滾落的液滴以及抖落的藥劑顆粒是否含有網(wǎng)粒體顆粒。

1.5 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)處理應(yīng)用SPSS21.0軟件進行分析，對比網(wǎng)粒體移除前后的接觸角差異顯著性分析采用獨立樣本t檢驗，不同處理組表面張力和接觸角的差異顯著性分析采用單因素方差分析中的Duncan氏方法進行檢驗。

2 結(jié)果

2.1 噴霧處理后茶小綠葉蟬翅面藥滴的動態(tài)參數(shù)

殺蟲劑噴霧藥滴接觸茶小綠葉蟬翅面后，在持續(xù)觀察中我們未發(fā)現(xiàn)有藥滴自行滾落的現(xiàn)象，藥滴動態(tài)可分為3個階段：第1階段液態(tài)藥滴被抖動滾落(圖1: A和B)，第2階段藥滴蒸發(fā)成藥劑顆?；蛘咚幇?圖2: C和D)，第3階段藥劑顆粒被抖動掃除(圖3: E和F)。

茶小綠葉蟬經(jīng)噴霧處理后翅面捕獲的藥滴以小藥滴為主。經(jīng)測量，各類藥滴在翅面的分布情況如下: 0～50 μm的小藥滴平均大小為26.31±10.22 μm，所占比例為54.9%±18.6%；50～100 μm的中藥滴平均大小為80.55±11.30 μm，所占比例為31.5%±11.2%；100 μm以上的大藥滴平均大小為134.00±47.49 μm，所占比例為12.4%±6.8%。藥滴大小與蒸發(fā)后的固化形態(tài)無相關(guān)性，大液滴蒸發(fā)后可能形成藥劑顆粒(圖1: C和D)，也可能形成藥斑(圖1: A和B)，與試蟲翅面的疏水性有關(guān)，后面我們通過離體翅面顯微觀察進行驗證。

圖1 茶小綠葉蟬成蟲翅面藥滴的動態(tài)觀察Fig. 1 Dynamic observation of insecticide droplets onthe wings of Empoasca onukii adultsA: 茶小綠葉蟬翅面的圓球狀藥滴Spherical insecticide droplets on the E. onukii wing; B: 圖A中的前翅端部3滴藥劑被抖動掃除Removal of three insecticide droplets on the wings’ apex in Fig. A by the insect grooming; C: 翅面藥滴數(shù)量多的試蟲The insect with many insecticide droplets on the wings; D: 圖C中的翅面藥滴蒸發(fā)后形成藥劑顆粒Insecticide granules on the wing in Fig. C after evaporation; E: 抖動掃除翅面藥劑顆粒的茶小綠葉蟬成蟲A grooming adult of E. onukii sweeping away insectide granules; F: 試蟲抖動清掃后翅面殘留少量藥斑A few spots deposited on the wings after the insect grooming.

表1中藥滴觸碰翅面后，72.0%試蟲靜止等待翅面藥滴蒸發(fā)(即抖動滾落液滴數(shù)為0的試蟲)，其中液滴數(shù)較多(>15滴)的試蟲所占比率為72.2%，而翅面液滴數(shù)小于15滴的試蟲中有61.5%會發(fā)生抖動行為，翅面被抖落的液態(tài)藥滴數(shù)平均為79.4%±20.2%。表明翅面液滴數(shù)較少時，試蟲發(fā)生抖落藥滴的行為概率更高。

當(dāng)翅面藥滴蒸發(fā)后，可形成藥劑顆粒和藥斑兩種固化形態(tài)，表1中靜止等待藥滴蒸發(fā)的這類試蟲中，藥劑顆粒占翅面總殘留固化物比率>50%的試蟲達(dá)77.8%，其余22.2%試蟲的翅面以藥斑數(shù)居多；24 h后所有試蟲的翅面都僅殘留藥斑，所有葉蟬翅面的藥劑顆粒在24 h內(nèi)被抖落掃除。

表1 茶小綠葉蟬成蟲翅面藥滴的動態(tài)參數(shù)Table 1 Dynamic parameters of insecticide droplets on the wings of Empoasca onukii adults

2.2 藥滴動態(tài)與網(wǎng)粒體疏水性的相關(guān)性

通過表面張力儀測定，水的表面張力值為71.58±0.44 mN/m，4個殺蟲劑處理組(Bif1.25, Bif0.05, Ind0.006和Ind0.0009)的表面張力值分別為70.02±1.77, 70.27±1.17, 70.53±1.28和71.05±0.82 mN/m，殺蟲劑與清水之間差異不顯著(F=1.379,df1=5,df2=25,P=0.270)；5個添加指示劑處理組(Bif1.25, Bif0.05, Ind0.006, Ind0.0009和RhB 0.5)的表面張力值分別為63.30±1.29, 63.30±0.96, 62.87±1.21, 63.69±1.55和62.48±1.29 mN/m，各處理之間差異不顯著，但與清水對照差異顯著(F=43.459,df1=5,df2=30,P=0.000)。結(jié)果表明RhB指示劑可顯著降低藥液的表面張力。

通過離體翅面網(wǎng)粒體移除法進行對比試驗，RhB 0.5組藥劑噴霧到離體翅面上，網(wǎng)粒體移除前后藥滴在翅面的形態(tài)有所差異。本試驗觀察的50頭成蟲樣本中，92.2%成蟲翅面(網(wǎng)粒體不移除)藥滴呈現(xiàn)圓球狀(圖2: A)，藥滴蒸發(fā)后的固化形態(tài)呈顆粒狀(圖2: B)，其余7.8%成蟲的翅面藥滴呈現(xiàn)半球狀(圖2: C)，蒸發(fā)后呈不規(guī)則藥斑(圖2: D)；網(wǎng)粒體移除組的翅面藥滴全部呈半球狀(圖2: E)，蒸發(fā)后的藥斑邊緣光滑，呈圓形或橢圓形(圖2: F)。由此可見，網(wǎng)粒體移除前后藥滴在翅面的形態(tài)有所差異。

圖2 茶小綠葉蟬成蟲離體翅面網(wǎng)粒體移除前后噴霧藥滴蒸發(fā)形成的不同固化形態(tài)Fig. 2 Drying patterns of insecticide droplets on thebared excised wings of Empoasca onukii adultsA: 在92.2%葉蟬含網(wǎng)粒體翅面的圓球狀藥滴Spherical insecticide droplets on the intact wings of 92.2% leafhoppers; B: 圖A中的藥滴蒸發(fā)后形成的固體小顆粒Insecticide granules on the wing in Fig. A after evaporation; C:在7.8%葉蟬含網(wǎng)粒體翅面的半球狀藥滴Hemispherical insecticide droplets on the intact wings of 7.8% leafhoppers; D: 圖C中的藥滴蒸發(fā)后形成的不規(guī)則藥斑 Irregular insecticide spots on the wing in Fig. C after evaporation； E: 在網(wǎng)粒體移除翅面上的半球狀藥滴Hemispherical insecticide droplets on the bared wing with brochosomes removed; F: 移除網(wǎng)粒體的翅面上藥滴蒸發(fā)后形成的邊緣光滑藥斑Insecticide spots with smooth edge on the bared wing after evaporation.

通過靜態(tài)接觸角測定，清水停留茶小綠葉蟬翅面呈圓球狀，水滴與翅面的靜態(tài)接觸角為157.54±5.76°(圖3: A)，接觸角大于150°，表明該翅面具有超疏水性；將玻片倒置懸掛測量時，水滴仍保留圓球狀且不掉落(圖3: B)，表明翅面與水滴間具有強粘附力；網(wǎng)粒體移除后翅面與水滴的靜態(tài)接觸角為117.52±7.84°(圖3: C)，接觸角大于90°，仍具有一定疏水性，但比移除前顯著降低(t=10.079,df=10,P=0.000)，表明翅面的超疏水性是由網(wǎng)粒體引起的。清水添加指示劑處理組(RhB 0.5)的藥滴與含網(wǎng)粒體翅面的靜態(tài)接觸角為141.85±9.22°(圖3: D)，Bif1.25處理組的藥滴與含網(wǎng)粒體翅面的靜態(tài)接觸角為141.63±8.06°(圖3: E)，接觸角均大于90°，但顯著低于清水處理組(F=8.183,df1=2,df2=5,P=0.004)；網(wǎng)粒體移除后翅面與Bif1.25處理組藥滴的靜態(tài)接觸角為91.54±12.88°(圖3: F)，顯著低于網(wǎng)粒體移除前的接觸角(t=7.780,df=10,P=0.000)。因此，不管是清水處理還是藥劑處理組，網(wǎng)粒體移除前后液滴與翅面的接觸角都存在顯著差異，表明網(wǎng)粒體對翅面的疏水性具有重要影響。

圖3 茶小綠葉蟬成蟲網(wǎng)粒體移除前后清水和藥滴在茶小綠葉蟬翅面的接觸狀態(tài)Fig. 3 Contact state of water and insecticide droplets on the intact and bared wings of Empoasca onukii adultsA: 水滴在含網(wǎng)粒體翅面上接觸角大小為159.47° Water droplets on the intact wing with the contact angle (CA) of 159.47°; B: 在倒置葉蟬翅面上的圓球狀水滴Spherical droplets on the inverted leafhopper wing; C: 水滴在移除網(wǎng)粒體翅面上接觸角大小為129.30° Water droplets on the bared wing with the CA of 129.3°; D: 含羅丹明B(RhB)指示劑(0.5 mg/mL)水滴在含網(wǎng)粒體翅面上接觸角大小為146.08° Indicator droplets (0.5 mg/mL RhB) on the intact wing with the CA of 146.08°; E: Bif1.25處理組藥滴在含網(wǎng)粒體翅面上接觸角大小142.42° Insecticide droplets in Bif1.25 treatment group on the intact wing with the CA of 142.42°; F: Bif1.25處理組藥滴在移除網(wǎng)粒體的翅面上接觸角大小為109.10° Insecticide droplets in Bif1.25 treatment group on the bared wing with the CA of 109.10°.Bif1.25: 1.25 mg/L聯(lián)苯菊酯+0.5 mg/mL RhB(0.05 mg/L Bifenthrin+0.5 mg/mL RhB).

2.3 藥滴動態(tài)與網(wǎng)粒體分布密度的相關(guān)性

上述3種不同疏水性翅面藥滴蒸發(fā)后形成不同的固化形態(tài)，通過掃描電鏡觀察其顯微形態(tài)。疏水性強的翅面藥滴固化后形成固體顆粒，翅面上網(wǎng)粒體分布均勻且稠密(圖4: A)，經(jīng)隨機取樣點進行統(tǒng)計，該類型的翅面網(wǎng)粒體分布密度為6.1±1.2粒/μm2

圖4 茶小綠葉蟬成蟲網(wǎng)粒體分布密度對翅面藥滴蒸發(fā)后固化形態(tài)的影響Fig. 4 Effect of the brochosome density of Empoasca onukii adults on the drying pattern of insecticide droplets on the wingsA: 茶小綠葉蟬翅面均勻布滿網(wǎng)粒體Brochosomes distributed uniformly on the wings of E. onukii; B: 圖A翅面放大圖，顯示網(wǎng)粒體顆粒Enlarged view of Fig. A, showing granules of brochosomes; C: 藥滴在疏水性強的翅面蒸發(fā)后形成的藥劑顆粒，顆粒表面鑲嵌著網(wǎng)粒體Insecticide granule after evaporation on the wing with high hydrophobicity, on which brochosomes embed in the surface of the granule; D: 翅面上網(wǎng)粒體分布稀疏，存在較多空白區(qū)Brochosomes distributed sparsely on some wings with a few blank areas; E: 圖D翅面放大圖，顯示網(wǎng)粒體分布稀少Enlarged wing view of Fig. D, showing brochosomes distributed sparsely; F: 藥滴在網(wǎng)粒體分布稀少的翅面蒸發(fā)后形成的不規(guī)則形狀藥斑，網(wǎng)粒體聚集在藥斑內(nèi)，周圍形成空白圈Irregular spots after evaporation on the wing with few brochosomes distributed, on which the brochosomes appear aggregation in the patch, generating a blank loop; G: 移除網(wǎng)粒體后的空白翅面Bared wing with brochosomes removed; H: 前翅空白翅面Bared forewing; I: 藥滴在空白翅面蒸發(fā)后形成邊緣光滑的藥斑A insecticide spot after evaporation with a smooth border on the bared wing.

(圖4: B)， 固化后的藥劑顆?？梢杂^察到中下部表層可見大量網(wǎng)粒體(圖4: C)；疏水性較弱的翅面藥滴固化后形成藥斑，翅面上網(wǎng)粒體分布稀疏(圖4: D)，該類型的翅面網(wǎng)粒體分布密度一般為2.2±0.9粒/μm2(圖4: E)，固化后呈不規(guī)則形藥斑，顯微結(jié)構(gòu)顯示稀疏的網(wǎng)粒體發(fā)生聚集并與藥劑溶質(zhì)融合在一起，周圍形成空白圈(圖4: F)；移除網(wǎng)粒體的翅面光滑無任何顆粒狀物(圖4: G)，顯微形態(tài)為革質(zhì)紋(圖4: H)，藥滴蒸發(fā)固化后形成藥斑，邊緣光滑(圖4: I)，由此可見網(wǎng)粒體的存在對藥滴蒸發(fā)后形成藥劑顆粒具有重要影響。

2.4 網(wǎng)粒體的團聚及超親油特性對翅面液滴蒸發(fā)后固化形態(tài)的影響

當(dāng)葉蟬翅面有水滴時，水滴蒸發(fā)后網(wǎng)粒體團聚起來，導(dǎo)致原本均勻分布的網(wǎng)粒體形成中間核心堆(圖5: A)，周圍網(wǎng)粒體稀少甚至形成空白圈的現(xiàn)象(圖5: B)，大量網(wǎng)粒體團聚所形成的核心堆多為不規(guī)則形態(tài)(圖5: C)。表明藥滴中水分的蒸發(fā)會改變網(wǎng)粒體粒子之間作用力的平衡，導(dǎo)致本來均勻分布的網(wǎng)粒體發(fā)生團聚現(xiàn)象。藥滴蒸發(fā)后指示劑RhB溶質(zhì)與網(wǎng)粒體融合一起，可以看到網(wǎng)粒體形態(tài)完好(圖5: D)；聯(lián)苯菊酯藥滴蒸發(fā)后的固體大顆粒，網(wǎng)粒體呈嵌入式與溶質(zhì)融合(圖5: E)；茚蟲威藥滴蒸發(fā)后形成晶體，網(wǎng)粒體鑲嵌在溶質(zhì)晶體表層，顆粒狀十分明顯(圖5: F)。表明網(wǎng)粒體對有機溶質(zhì)具有超親油特性。

2.5 翅面抖落的藥滴及藥劑顆粒與網(wǎng)粒體脫落的相關(guān)性

利用稱量紙收集被茶小綠葉蟬抖動滾落的藥滴，水分被稱量紙吸收后，指示劑標(biāo)識作用下可在顯微鏡下觀察到小紅點，在掃描電鏡下放大小紅點可觀察到殘留有許多網(wǎng)粒體(圖6: A)，且網(wǎng)粒體出現(xiàn)團聚成堆或形成鏈條狀(圖6: B)，表明藥滴滾落時連同表面團聚的網(wǎng)粒體一同滾落；利用稱量紙收集到的聯(lián)苯菊酯藥劑顆粒，掃描電鏡下藥劑顆粒下方布滿一層網(wǎng)粒體(圖6: C)，經(jīng)放大可觀察到藥劑顆粒表層鑲嵌著網(wǎng)粒體(圖6: D)，因此網(wǎng)粒體的可脫落性有助于茶小綠葉蟬清掃去除體表殘留的藥劑溶質(zhì)顆粒。

圖6 稱量紙上收集到的從茶小綠葉蟬成蟲體表抖落的藥滴及藥劑顆粒Fig. 6 A insecticide droplet and a insecticide granule collected on the weighing paper dropped from the body surfaceof Empoasca onukii adultsA: 稱量紙上的殘留藥斑上有大量的網(wǎng)粒體Numerous brochosomes on the insecticide spot on the weighing paper; B: 稱量紙上的網(wǎng)粒體鏈條和團聚堆Brochosome chains and brochosome agglomerations on the weighing paper; C: 稱量紙上的聯(lián)苯菊酯藥劑顆粒下方聚集有大量的網(wǎng)粒體Plenty of brochosomes deposited under the bifenthrin granule on the weighing paper; D: 圖C的放大圖，聯(lián)苯菊酯藥劑顆粒表面上方鑲嵌著網(wǎng)粒體顆粒Brochosomes embed in the surface of the bifenthrin granule in the enlarged view of Fig. C. Ba: 網(wǎng)粒體團聚堆Brochosome agglomeration.

3 討論

很多時候昆蟲表皮及表皮的外長物是阻礙殺蟲劑侵入蟲體內(nèi)的第一道屏障，多數(shù)昆蟲的表皮通常表現(xiàn)出強疏水性，可阻礙極性化合物的滲入(孫雅雯和鄭彬, 2015)。昆蟲翅面覆蓋蟲體背面，是阻礙殺蟲劑噴霧的重要器官。蟬翅面的自清潔功能是由翅表的納米級形貌結(jié)構(gòu)(主要為乳突)和蠟質(zhì)防護層共同作用的結(jié)果，當(dāng)翅表的蠟質(zhì)破壞后，翅表水滴就變成親水狀(Sunetal., 2009)。Watson等(2017)報道飛虱翅面顯微結(jié)構(gòu)與荷葉一致，具有超疏水和低粘附力特性，水滴會自行滾落。茶小綠葉蟬翅面與半翅目其他昆蟲翅面(蟬、飛虱)所表現(xiàn)的自清潔特性并不相同，本試驗中葉蟬翅緣的藥滴保持圓珠懸停狀，如葉蟬未發(fā)生抖動行為，藥滴不會自行掉落。葉蟬翅面與藥滴接觸同時表現(xiàn)出超疏水和強粘附力性能。

藥滴與葉蟬翅面接觸后的形態(tài)與藥滴大小無關(guān)，而與網(wǎng)粒體的分布密度有關(guān)。彌霧器噴出的細(xì)霧粒徑一般為50～100 μm，袁會珠等(1997)通過試驗證明吹霧法(43 μm)藥劑在吊飛粘蟲上的沉積量是常規(guī)噴霧法(181 μm)的1.49倍；本試驗中葉蟬翅面捕獲小藥滴約占50%，不論是大藥滴(134.00±47.49 μm)還是小藥滴(26.31±10.22 μm)，在多數(shù)葉蟬翅面都可形成圓球狀。掃描電鏡下疏水性強的翅面網(wǎng)粒體分布密度高于疏水性較小的翅面。試驗中7.8%葉蟬翅面網(wǎng)粒體分布稀疏與網(wǎng)粒體的可脫落性有關(guān)(Wittmaack, 2005)。本試驗中藥滴被葉蟬抖動掉落到稱量紙上，水分子被稱量紙吸收后，大量完好的網(wǎng)粒體灑落在藥滴掉落部位，表明藥滴觸碰葉蟬翅面后會吸附網(wǎng)粒體，該結(jié)果與Rakitov和Gorb(2013a)通過冷凍電鏡觀察到的結(jié)果相符，水滴與葉蟬翅面接觸后，球狀水滴的中下部位吸附了大量的網(wǎng)粒體，阻隔水滴在翅面鋪展，從而形成超疏水圓球狀形態(tài)。這種超疏水機制不同于經(jīng)典Cassie 模型中的液滴與具有微納米二級粗糙平面接觸形成圓球狀液滴(劉天慶等，2010)，而是液滴外圍被具有微納米二級結(jié)構(gòu)的微小顆粒包裹形成超疏水結(jié)構(gòu)。Rakitov和Gorb(2013a)的冷凍電鏡圖片中液滴表面的網(wǎng)粒體出現(xiàn)了團聚現(xiàn)象。正常情況下網(wǎng)粒體在葉蟬翅面均勻分布不會發(fā)生團聚。普通納米顆粒由于粒度小，形狀不規(guī)則易造成表面電荷的聚集，從而表現(xiàn)出表面能大，易發(fā)生團聚現(xiàn)象(馮拉俊等, 2003)。茶小綠葉蟬的網(wǎng)粒體大小為0.30±0.01 μm(Linetal., 2016)，屬于納米顆粒，但外觀是圓球狀且具有規(guī)則的蜂窩狀納米孔，其翅面表面能不超過0.74 m/Nm(Rakitov and Gorb, 2013a)，低表面能可使網(wǎng)粒體均勻分散開。當(dāng)藥滴觸碰葉蟬翅面時，非極性水滴的介入導(dǎo)致網(wǎng)粒體粒子之間的作用力失去平衡。在藥滴蒸發(fā)后的藥劑顆粒表面也能發(fā)現(xiàn)網(wǎng)粒體團聚現(xiàn)象。

一般情況下含有非揮發(fā)性溶質(zhì)的液滴干燥后，溶質(zhì)在不同襯底上可形成的咖啡環(huán)、山狀或火山狀結(jié)構(gòu)(張文彬等, 2013; 滿興坤和土井正男, 2016)，本試驗中藥滴干燥后的形狀明顯受到網(wǎng)粒體的影響。當(dāng)翅面網(wǎng)粒體的數(shù)量足夠多時，含水藥滴會促使網(wǎng)粒體吸附團聚在藥滴的中下層，水分蒸發(fā)后網(wǎng)粒體與溶質(zhì)相融，但仍主要停留在溶質(zhì)的中下部表層，能夠阻止溶質(zhì)平鋪散開，從而形成藥劑顆粒；當(dāng)網(wǎng)粒體分布較為稀疏時，藥滴周圍的網(wǎng)粒體會聚集起來，但因數(shù)量少，網(wǎng)粒體與溶質(zhì)融合成一片，形成由網(wǎng)粒體聚集產(chǎn)生周圍帶空白圈的不規(guī)則藥斑。網(wǎng)粒體與藥滴中的溶質(zhì)完全融合表現(xiàn)出超親油性。Rakitov和Gorb(2013a)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)粒體覆蓋的翅面對乙二醇和二碘甲烷具有強疏水性，但能被乙醇完全潤濕。Sukamanchi等(2017)報道帶網(wǎng)粒體的葉蟬翅面可被椰子油完全潤濕，他們通過合成與網(wǎng)粒體大小和形態(tài)一致的二氧化硅納米顆粒驗證網(wǎng)粒體顆粒的這種特性，當(dāng)水溶液中加入正己烷或煤油(體積比為2∶1)時，網(wǎng)粒體模擬顆?？墒拐和閷优c水層形成明顯分層，展現(xiàn)出同時具有超疏水和超親油的特性。網(wǎng)粒體的超疏水和超親油特性在葉蟬類害蟲的防治中尚未引起注意，目前人們僅對肉眼可見的體表覆蓋蠟粉的綿蚜、吹綿蚧，或覆蓋蠟殼的其他蚧蟲類采取添加脂溶性滲透劑等方式提高藥效(路宗海等, 2014)。本試驗中意外發(fā)現(xiàn)添加羅丹明B指示劑可顯著降低殺蟲劑藥滴的表面張力，今后針對葉蟬類害蟲的防治藥劑是否可通過提高脂類成分含量提高防效值得深入探究。另外，不同葉蟬種類體表的網(wǎng)粒體大小和表面蜂窩狀小室的顯微結(jié)構(gòu)存在差異，甚至在產(chǎn)卵時期分泌的網(wǎng)粒體是長形、棒狀或絲狀(Rakitov, 2009; 呂召云等, 2011; 鐘海英等, 2011)，從而可能會導(dǎo)致其疏水性存在差異，對殺蟲劑的抵御效果也可能會有所差異，因此在后續(xù)研究中也可針對不同葉蟬種類網(wǎng)粒體的疏水性進行比較研究。

本試驗僅針對葉蟬翅面的網(wǎng)粒體展開研究，但葉蟬的整個體表都覆蓋有網(wǎng)粒體，包括觸角、復(fù)眼、胸部、腹部和足等(Rakitov and Gorb, 2013b)。本試驗中經(jīng)?？梢杂^察到茶小綠葉蟬觸角懸掛著球形藥滴不掉落，顯示觸角網(wǎng)粒體的超疏水和強粘附力特性。噴霧24 h后葉蟬體表的藥劑顆粒均被掃除，翅面僅殘留藥斑。通過對葉蟬清掃行為進行逐幀分析，我們發(fā)現(xiàn)葉蟬輪番多次清掃前后翅的雙面、后足以及觸角上的殘留藥劑顆粒，說明茶小綠葉蟬會有意識地充分利用網(wǎng)粒體的可脫落性掃除體表殘留物。這種現(xiàn)象類似于蟲癭內(nèi)的蚜蟲會有意識地分泌蠟粉顆粒，將自身排泄的蜜露包裹成球后推出蟲癭洞外(Pikeetal., 2002)。試驗中我們觀察到噴霧處理幾天后茶小綠葉蟬出現(xiàn)再次分泌網(wǎng)粒體進行重新涂抹的現(xiàn)象。Dong和Huang(2013)觀察了多種葉蟬的網(wǎng)粒體涂抹行為，發(fā)現(xiàn)葉蟬具有多次分泌網(wǎng)粒體液滴以及多次反復(fù)涂抹的行為。針對茶小綠葉蟬如何感知翅面藥滴數(shù)量、殘留藥劑顆粒進行清掃行為以及針對網(wǎng)粒體稀疏而有意識地再次分泌以及涂抹等行為都值得我們再進一步研究。