取食吡蚜酮及吡虫啉亚致死浓度处理棉蚜对十一星瓢虫捕食功能的影响

陈柄润，马雪，侯国辉，羊河，刘春蕊，魏引弟，姚永生

（塔里木大学植物科学学院，新疆阿拉尔843300）

新疆在全国棉花产业中的地位与重要性不断提升，目前新疆棉花已成为全国最大的棉花集中种植区，所产棉花品质代表了全国棉花的品质水平[1]。然而从20世纪90年代至今，棉花蚜虫一直是影响新疆棉花生产的重要害虫[2]。蚜虫因生育期短、繁殖力强而极易短时间暴发，生产中主要依靠化学药剂防控棉蚜（Aphis gossypiiGlover）[3-5]。长期不合理的使用化学农药致使棉蚜抗药性问题日益突出，防控难度增大，已成为新疆棉田重要的害虫优势种[6-10]。

杀虫剂不仅对靶标有害生物具有毒杀作用，作为非靶标生物的天敌也受到不同程度的影响，除直接致死作用外，研究表明饲喂杀虫剂亚致死浓度处理后的害虫对天敌的捕食能力及搜寻能力均有一定的影响[11-12]，并且天敌取食行为可因害虫的发育阶段和药剂的体内残留量不同而受到影响[13]。十一星瓢虫（Coccinella undecimpunctata）是南疆棉田棉花蚜虫的优势种捕食性天敌[14]，在田间施药的情况下，十一星瓢虫取食体内有药剂残留的蚜虫对其本身会造成何种影响尚无结论，如何科学合理地使用化学农药有效保护和利用农田天敌显得尤为重要。本文通过研究两种杀虫剂亚致死浓度处理棉蚜对十一星瓢虫捕食功能反应的影响，明确杀虫剂亚致死浓度对天敌控害能力的影响，为棉蚜生物防治和科学用药的协同防控提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试虫源：十一星瓢虫和棉蚜均采自新疆阿拉尔市塔里木大学棉花试验田内，在温室中以新陆中74号棉苗为饲养寄主，选择健康棉蚜个体繁殖2～3代后建立稳定的试验种群作为供试昆虫，十一星瓢虫以室内饲养的棉蚜为食物，在室内温度（22±1）℃、相对湿度（70±10）%、光周期L：D=14：10 h条件下饲养，期间不接触任何药剂。

供试药剂及溶剂：98%吡蚜酮原药（武汉远城科技发展有限公司）、99%吡虫啉原药（江西泰禾药业有限公司）、丙酮、N-N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜。

以适量的N-N-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜将吡蚜酮原药完全溶解，再用丙酮定容，最终配制成10 mg/ml的母液，而后使用蒸馏水稀释至所需浓度。

1.2 试验方法

1.2.1 室内毒力测定

供试药剂亚致死浓度的测定采用浸渍法[18]，将采集的棉花叶片用清水洗净，自然阴干并剪去部分叶柄后放入倒有琼脂的培养皿中备用。按预试验结果，将两种供试药剂分别稀释成5个系列浓度的药液（吡蚜酮：1.6 mg/L、0.8 mg/L、0.4 mg/L、0.2 mg/L和0.1 mg/L；吡虫啉：34.4 mg/L、17.2 mg/L、8.6 mg/L、4.3 mg/L和2.15 mg/L），药液量100 mL。将准备好的叶片分别浸入各浓度药液中，完全浸泡15s后取出晾干，放回培养皿中，每皿接入30头棉蚜，皿盖下方用卫生纸盖住以防棉蚜逃逸，将培养皿置于人工气候箱（浙江托普云农科技股份有限公司RTOP-260Y）中饲养和观察，饲养条件同1.1，24 h后记录棉蚜死亡情况（用毛笔轻触虫体后不动即视为死亡）。以溶剂稀释相同倍数处理叶片作为对照，重复5次，毒力测定结果用软件DPS 7.05处理，求出LC25值，并采用该值进行下一步试验。

1.2.2 取食吡蚜酮和吡虫啉亚致死浓度处理棉蚜对十一星瓢虫捕食功能的影响研究

室内饲养十一星瓢虫（从卵养至成虫，期间以未接触任何药剂的棉蚜为食）。待十一星瓢虫成虫所产卵孵出后，将不同生育阶段的十一星瓢虫分别放入直径为9 cm的培养皿中，每皿分别放入1头十一星瓢虫，饥饿24 h，将两种杀虫剂亚致死浓度处理后的棉蚜设置不同密度梯度，与十一星瓢虫放入同一培养皿中，将各处理放入人工气候箱内饲养（饲养条件与1.1中相同）。饲喂十一星瓢虫1至4龄幼虫和成虫，设置密度梯度为1龄幼虫5头、10头、15头、20头和25头；2龄幼虫10头、20头、30头、40头和50头；3龄幼虫30头、60头、90头、120头和150头；4龄幼虫50头、90头、130头、170头和210头；成虫50头、90头、130头、170头和210头。每个处理重复5次，另设未接触药剂的棉蚜处理为对照。24 h后统计皿内剩余的棉蚜数目，并进行相关计算。

1.3 数据处理

十一星瓢虫对棉蚜的捕食功能反应采用Holling-Ⅱ型圆盘方程（Holling，1959，1966）：Na=aNTt/(1+aThN)拟合实验数据。式中：Na为被捕食的猎物数量，a为捕食者对猎物的瞬时攻击率，N为猎物密度，Th为捕食1头猎物所需时间，Tt为试验持续时间（因试验时间设为24 h，观察时限为1 d，故令Tt=1），则得到Na=aN/(1+aThN)。

试验数据用Microsoft Excel 2016得出毒力回归方程和LC25值，并采用SPSS 25.0统计分析软件进行单因素方差分析，Duncan氏新复极差法检验结果的差异显著性。

2 结果与分析

2.1 室内毒力测定结果

两种杀虫剂对棉蚜室内毒力测定结果见表1，可见吡蚜酮室内毒力高于吡虫啉，二者亚致死浓度（LC25）值分别为0.16 mg·L1和8.60 mg·L-1。且线性回归分析发现，试验设定的两种杀虫剂与供试棉蚜间呈线性相关，相关系数r均大于0.97，方程拟合效果较好，可选用吡蚜酮和吡虫啉的LC25进行后续试验。

表1 吡蚜酮和吡虫啉对棉蚜的毒力测定结果

2.2 取食吡蚜酮和吡虫啉亚致死浓度处理棉蚜对十一星瓢虫捕食功能的影响

2.2.1 取食吡蚜酮和吡虫啉亚致死浓度处理棉蚜对十一星瓢虫日捕食量的影响

表2中的结果表明，取食吡蚜酮和吡虫啉亚致死浓度处理的棉蚜后，十一星瓢虫1龄至4龄幼虫及成虫的日捕食量均随猎物密度的增大呈正相关增长趋势，其中4龄幼虫的日捕食量最大，平均达85.9头/天。相同猎物密度处理下，十一星瓢虫2～4龄幼虫捕食吡虫啉LC25处理后的棉蚜后，2龄、3龄和4龄幼虫日捕食量分别减少1～2.6头、2～8.6头和7～12头。而十一星瓢虫捕食吡蚜酮LC25处理棉蚜的2龄幼虫在密度40头/皿和50头/皿、3龄幼虫在密度150头/皿、4龄幼虫在密度为50 头/皿、130 头/皿、170 头/皿的处理中，日捕食量平均减少不足1头，仅有4龄幼虫在90头/皿和成虫在170头/皿的处理下日捕食量平均减少大于1头，其余处理较对照组均无明显差异。

表2 不同密度条件下取食吡蚜酮和吡虫啉亚致死浓度处理棉蚜对十一星瓢虫日捕食量的影响

2.2.2 取食吡蚜酮和吡虫啉亚致死浓度处理棉蚜对十一星瓢虫捕食功能反应模型拟合的影响

采用Holling-II圆盘方程模型，对饲喂两种杀虫剂亚致死浓度处理棉蚜不同密度下单头十一星瓢虫的捕食功能反应进行模型拟合（见表3）。结果表明，取食两种药剂亚致死浓度处理的棉蚜均对十一星瓢虫各虫态的捕食功能反应造成不同程度的不利影响，且吡蚜酮较吡虫啉的影响程度要小。饲喂吡蚜酮LC25处理的棉蚜后，十一星瓢虫各虫龄捕食功能的

各项参数较对照无明显变化，而饲喂吡虫啉LC25处理的棉蚜后，十一星瓢虫各虫龄瞬时攻击率较对照分别下降4.63%、12.35%、4.03%、22.92%和2.02%，处理单头棉蚜的时间较对照分别延长0.0064 d、0.0021 d、0.0005 d、0.0005 d和0.0004 d，控害效能较对照分别降低1.9520、7.8436、13.9209、32.4292和5.5607，日最大捕食量较对照分别下降1.7948头、4.6200头、6.5360头、7.0087头和4.5290头。

表3 十一星瓢虫捕食功能反应模型拟合结果

2.3 取食吡蚜酮和吡虫啉亚致死浓度处理棉蚜对十一星瓢虫寻找效应的影响

饲喂吡蚜酮LC25处理的棉蚜后，十一星瓢虫除2龄幼虫在10头/皿的猎物密度下与对照处理有显著差异外，其余处理均未对寻找效应产生显著影响（见图1）。饲喂吡虫啉LC25处理的棉蚜后，十一星瓢虫各虫态寻找效应受影响程度由大到小依次为：4龄幼虫＞2龄幼虫＞3龄幼虫＞1龄幼虫＞成虫，其寻找效应较对照均显著下降0.1415、0.1049、0.0817、0.0660和0.0549。成虫处理组的两种药剂与对照间均无差异。

图1 取食两种农药亚致死浓度处理棉蚜对十一星瓢虫寻找效应的影响

3 讨论

天敌的捕食能力通常受到多方面因素影响，如生存环境条件、猎物种群密度和自身生理状况，杀虫剂的亚致死浓度也可以影响天敌的捕食功能、寻找效应等[18]。农药在田间施用后，随时间推移可在靶标生物体内通过一系列自身代谢或解毒功能，将所受农药降解到亚致死浓度水平。王佳佳等[19]以饲喂吡虫啉亚致死浓度处理的大豆蚜饲喂异色瓢虫探究其捕食功能反应变化情况，结果表明，异色瓢虫捕食吡虫啉LC25处理大豆蚜的2至4龄幼虫后，最大捕食量明显下降。袁伟宁等[20]研究认为，吡虫啉和高效氯氟氰菊酯的亚致死浓度对龟纹瓢虫的瞬时攻击率、最大捕食量、猎物处理时间均产生了不同程度的影响。陈文胜等[21]研究发现，杀虫剂亚致死浓度可显著抑制六斑月瓢虫的寻找效率和捕食效应。杨慧等[22]研究结果表明，农药胁迫对捕食性天敌的生长发育、繁殖能力和信息识别功能具有负面影响。

目前生产中防治蚜虫主要的杀虫剂有拟除虫菊酯类、有机磷类、新烟碱类、阿维菌素类和氨基甲酸酯类，而烟碱类杀虫剂在世界范围内应用最为广泛[23-24]，因杀虫剂种类和浓度的不同，亚致死浓度对天敌的捕食能力及搜寻效应等方面的影响也存在一定的差异。李宜儒等[25]研究表明，吡虫啉不同浓度与南方小花蝽的捕食量在一定程度上具有相关性。杨巧燕等[26]研究结果表明，高效氯氰菊酯、阿维菌素、吡虫啉三种杀虫剂亚致死浓度对多异瓢虫捕食作用均有抑制作用，并因杀虫剂的作用机制不同，其影响程度也有所差异。陈威[27]研究结果表明，三种杀虫剂的亚致死浓度对多异瓢虫的捕食量均有明显的抑制作用，其中高效氯氰菊酯影响最大，阿维菌素影响次之，吡虫啉的影响最小，并且不同浓度处理之间对多异瓢虫捕食量的影响也存在差异。

本试验结果表明，饲喂吡啶类杀虫剂吡蚜酮和新烟碱类杀虫剂吡虫啉的不同亚致死浓度处理棉蚜，均对十一星瓢虫的捕食功能反应产生一定影响。其中吡蚜酮对十一星瓢虫各虫态的猎物寻找效应无显著影响，而吡虫啉对其寻找效应则具有一定干扰性。吡虫啉亚致死浓度处理棉蚜对十一星瓢虫捕食作用的影响高于吡蚜酮，且影响程度与药剂浓度增加呈正相关，尤其饲喂吡虫啉LC25处理后的棉蚜，十一星瓢虫的日捕食量显著降低，这或许与十一星瓢虫不同虫态对健康棉蚜和带药棉蚜的取食选择性不同，以及十一星瓢虫幼虫各龄期及成虫的活动能力有关，或与之相关的代谢解毒酶变化有关。此外，天敌昆虫捕食被药剂亚致死浓度处理的猎物后，对其体内相关代谢解毒酶的影响还有待进一步研究。

4 结论

将吡蚜酮和吡虫啉亚致死浓度处理的棉蚜作为十一星瓢虫的唯一食物来源，结果发现十一星瓢虫的捕食功能变化主要表现为：瞬时攻击速率降低、处理时间延长、控害效能降低、日最大捕食量减少。比较两种药剂，吡虫啉更能显著干扰十一星瓢虫各虫态的瞬时攻击率、捕食量和寻找效应等，吡蚜酮则相对安全。其中吡虫啉对十一星瓢虫2至4龄幼虫的日捕食量及寻找效应影响较为显著，其成虫并未受到显著影响，说明十一星瓢虫各虫态的活动能力是影响日捕食量及寻找效应的关键因素，猎物体内杀虫剂残留量和种群密度同样也是重要的影响因素。因此为避免或减小农药对天敌产生不利影响，应选用吡蚜酮作为棉蚜的防治药剂，同时合理选择药剂施用量，对协同生物防治防控棉蚜有重要意义。