三种杀虫(螨)剂对双尾新小绥螨捕食作用的影响
2022-04-22符振实唐思琼张建萍
符振实,唐思琼,苏 杰,陈 静,张建萍
(石河子大学农学院/新疆绿洲农业病虫害治理与植保资源利用重点实验室,石河子 832000)
土耳其斯坦叶螨TetranychusturkestaniUgarov et Nikolski属绒螨目Trombidiformes,叶螨科Tetranychidae,叶螨属Tetranychus[1]。该叶螨为多食性螨类,可为害棉花、蔬菜、豆类和瓜类等多种作物,在新疆普遍发生[2,3]。当前,使用化学防治是控制害螨的有效方式,但是杀虫(螨)剂的大量使用易加快害螨抗药性的产生、杀伤天敌、破坏生态多样性。生物防治则可以减少农药的使用,并提高产品的品质,保护生态多样性。
捕食螨是重要的生物防治天敌,在世界范围内应用广泛,商品化程度高,可防治叶螨,粉虱,蓟马等多种小型昆虫及害螨[4,5]。双尾新小绥螨NeoseiulusbicaudusWainstein隶属植绥螨科Phytoseiidae新小绥螨属Neoseiulus,于2013年首次在伊犁采集[6]。研究发现,双尾新小绥螨对一些害螨及微小昆虫具有一定的捕食能力,如土耳其斯坦叶螨T.turkestani、截形叶螨T.truncatesEhara、烟蓟马Thrips tabaciLindeman以及烟粉虱BemisiatabaciGennadius等[7-12]。因此,双尾新小绥螨作为一种生物防治天敌具有很好的应用潜力。
单一的使用化学防治或者生物防治,防治效果都有一定的限制[13,14]。为了提高害(虫)螨的防治效果,联合应用化学防治和捕食螨为害虫综合治理提供了新的思路。捕食螨释放时除了考虑杀螨剂对捕食螨影响外,还需考虑其他杀虫剂对捕食螨的影响。同时,除了评价不同杀虫(螨)剂对捕食螨的致死作用外,也要考虑化学药剂的使用,对未致死捕食螨的影响;或捕食螨在取食经药剂低剂量处理后未致死的猎物时,是否会导致捕食螨的捕食能力下降,影响到自然防控的效果。目前,许多科研工作者就农药对捕食螨的致死及亚致死效应等方面做了许多工作。肖顺根等[15]及侯栋元等[16]研究发现高效氯氟氰菊酯、甲氰菊酯、毒死蜱和阿维菌素对巴氏新小绥螨N.barkeriHughes毒力较强;刘慧娟等[17]研究发现使用亚致死浓度的阿维菌素处理巴氏新小绥螨后,其产卵量显著降低。山地新小绥螨N.idaeusDenmark & Muma取食经印楝素、唑螨酯处理的二斑叶螨T.urticaeKoch的卵后,其捕食量和产卵量降低[18]。
丁氟螨酯(cyflumetofen)为新型酰基乙腈类杀螨剂,可用于防治各种农作物上的主要害螨[19]。氯虫苯甲酰胺(chlorantraniliprole)为邻氨基苯甲酰胺类杀虫剂,高效且广谱,对鳞翅目的害虫有很好的防治效果,对其他昆虫如象甲,烟粉虱也能起到控制作用[20]。噻虫嗪(thiamethoxam),是一种新型第二代烟碱类高效低毒的杀虫剂,对害虫具有胃毒、触杀及内吸活性,对蚜虫、飞虱、叶蝉、粉虱等具有良好防效[21]。本论文通过研究这3种杀虫(螨)剂对土耳其斯坦叶螨与双尾新小绥螨的触杀作用以及三种药剂不同施药方式(在室内模拟田间释放捕食螨前施药和释放捕食螨后施药)对捕食螨捕食作用的影响,为协调杀虫(螨)剂的合理使用,更好地保护和利用捕食螨,以及对害虫防治提供科学基础和指导意义。
1 材料与方法
1.1 供试螨源
土耳其斯坦叶螨:2006年于石河子大学试验站采集,在实验室中种植菜豆植株饲养,饲养过程中未接触任何药剂,饲养温度(26±1)℃,RH(60±5)%,光周期16L:8D。
双尾新小绥螨:2013年于新疆伊犁地区采集,在实验室中利用腐食酪螨TyrophagusputrescentiaeSchrank饲养,饲养温度(26±1)℃,RH(60±5)%,光周期16L:8D。
1.2 供试药剂
20%丁氟螨酯(cyflumetofen)悬浮剂(苏州富美实植物保护剂有限公司),5%氯虫苯甲酰胺(chlorantraniliprole)悬浮剂(美国杜邦公司),25%噻虫嗪(thiamethoxam)水分散粒剂(沾化国昌精细化工有限公司)。
1.3 三种杀虫(螨)剂对土耳其斯坦叶螨以及双尾新小绥螨的触杀作用
试验选取双尾新小绥螨雌成螨和土耳其斯坦叶螨雌成螨作为试验对象,两种螨的药剂试验均在饲养水台上进行,试验方法参考Shen等[22]。将1 cm 厚的圆形海绵放入直径10 cm 的培养皿中,海绵表面依次铺上圆形滤纸及黑色塑料圆片,为防止捕食螨逃逸,在培养皿中加入适量的水(不超过海绵高度)。试验中每种药剂分别设置5个浓度梯度进行试验。收集足量的螨挑入到饲养水台上,根据药剂浓度利用小型喷雾器(HD-1005,260 mL)在距离水台30 cm处均匀喷雾5 s,然后将螨放在室温下干燥,30 min后将存活的螨挑入到试验小室内,每个试验小室挑入30头螨,每个浓度4个重复,以清水喷雾作为对照。将试验小室放入到光照培养箱中,24 h后在体式显微镜下观察螨的存活情况,用0号毛笔轻触螨体,无反应即为死亡,记录螨的死亡数量。
1.4 三种杀虫(螨)剂对双尾新小绥螨捕食作用的影响
在上述3种药剂毒力测定的基础上,每种药剂选取一个浓度进行试验。丁氟螨酯选取对土耳其斯坦叶螨的LC50,浓度为65.08 mg/L;氯虫苯甲酰胺和噻虫嗪选取田间推荐浓度的中间浓度,均为50 mg/L。
根据田间捕食螨释放与药剂施用的先后顺序,每种药剂设置两个处理。处理 1:释放捕食螨前施药。未喷施药剂的捕食螨取食喷洒药剂后的叶螨,试验方法参考Shen等[22],稍作修改。本试验在试验小室中进行,小室由亚克力板(3 cm×2 cm×0.3 cm),玻璃片(3 cm ×2 cm×0.1 cm),菜豆叶片和滤纸(6 cm×3 cm)组成,制作方法参考Su等[9]。收集刚脱皮的双尾新小绥螨雌成螨,挑入到小室中,放置于光照培养箱中饥饿24 h;土耳其斯坦叶螨雌成螨进行药剂喷雾处理后,于室温下放置24 h;采集新鲜干净的菜豆叶片,使用药剂在距叶片30 cm处均匀喷雾5 s,于常温下放置。次日,利用药叶制作小室,分别挑入一头饥饿的捕食螨及不同密度存活的土耳其斯坦叶螨,叶螨密度设置为5、10、15、20、25(头/小室),小室放置于光照培养箱中。24 h后检测捕食螨取食猎物的数量。处理2:先释放捕食螨后施药。捕食螨和叶螨均喷洒药剂后测定捕食功能。采集双尾新小绥螨、土耳其斯坦叶螨雌成螨和新鲜的菜豆叶片进行药剂喷雾处理,30 min后将存活的捕食螨挑入小室并放入培养箱饥饿处理,土耳其斯坦叶螨及叶片于室温下放置。24 h后进行捕食功能试验,操作方法同上。
试验以清水喷雾处理捕食螨和叶螨作为对照,每个猎物密度15个重复。
1.5 数据统计与分析
螨的校正死亡率根据 Abbott 公式进行计算。校正死亡率(%)=(处理组死亡率―对照组死亡率)/(100―对照组死亡率)×100。
捕食功能反应采用HollingII圆盘方程进行模拟[22],Na=aNT/(1+aThN)。公式中,Na为捕食者对猎物的取食量,N为猎物的初始密度,a为瞬时攻击率,T为取食总时间(1 d),Th为捕食者每取食一头猎物所需要的时间,捕食者的日最大捕食量用1/Th评估,捕食者的捕食能力则用a/Th评估。
寻找效应计算公式S=a/(1+aThN),式中,S表示寻找效应,a表示瞬时攻击率,Th表示捕食者对猎物的处理时间,N表示猎物密度。
所有数据应用Excel 2019和SPSS 19.0进行统计分析及处理,其中差异分析采用 Duncan’s新复极差法.
2 结果与分析
2.1 三种杀虫(螨)剂对双尾新小绥螨和土耳其斯坦叶螨的触杀作用
3种药剂对捕食螨和叶螨的触杀作用结果见表1和表2。在丁氟螨酯50~1000 mg/L的浓度范围内,双尾新小绥螨校正死亡率均低于15%。丁氟螨酯对土耳其斯坦叶螨的LC50为65.08 mg/L,并且在100~200 mg/L浓度范围内,土耳其斯坦叶螨校正死亡率高于70%。氯虫苯甲酰胺和噻虫嗪对双尾新小绥螨和土耳其斯坦叶螨毒性较弱。当氯虫苯甲酰胺浓度范围为25~500 mg/L时,双尾新小绥螨和土耳其斯坦叶螨校正死亡率均低于20%。当噻虫嗪的浓度范围为62.5~1250 mg/L时,双尾新小绥螨的校正死亡率均低于10%,土耳其斯坦叶螨的校正死亡率均低于15%。
表1 三种杀虫(螨)剂对双尾新小绥螨雌成螨的毒性Table 1 Toxicity of three insecticides (acaricides) on the female adult mites of Neoseiulus bicaudus
表2 三种杀虫(螨)剂对土耳其斯坦叶螨雌成螨的毒性Table 2 Toxicity of three insecticides (acaricides) on the female adult mites of Tetranychus turkestani
2.2 三种杀虫(螨)剂对双尾新小绥螨雌成螨日均捕食量的影响
在所有处理中,随着猎物密度的升高,双尾新小绥螨的捕食量逐渐升高,最后趋于平缓。6个处理中,除了释放捕食螨前喷施丁氟螨酯处理,其他处理的捕食量显著低于对照;其中释放捕食螨后施用噻虫嗪的日均捕食量最小;释放捕食螨前喷施丁氟螨酯处理的日均捕食量最高,显著高于其他药剂处理。3种药剂处理下,除了猎物密度5(头/小室),在其他猎物密度下,释放捕食螨前施药处理的捕食量显著高于释放捕食螨后施药处理。另外,3种药剂处理后,对捕食螨捕食量影响大小依次为噻虫嗪处理,氯虫苯甲酰胺处理,丁氟螨酯处理(表3)。
表3 三种杀虫(螨)剂对双尾新小绥螨雌成螨日均捕食量的影响Table 3 Effects of three insecticides (acaricides) on the amount of predation of the female adult mites of Neoseiulus bicaudus
2.3 三种杀虫(螨)剂对双尾新小绥螨雌成螨捕食功能参数的影响
3种杀虫剂处理后双尾新小绥螨雌成螨的捕食功能反应模型仍符合Holling-II型。双尾新小绥螨捕食功能参数如表4所示。3种药剂处理下,除了丁氟螨酯,其他两种药剂处理的捕食功能参数与对照相比差异显著。6个处理中,释放捕食螨前喷施丁氟螨酯处理的双尾新小绥螨对猎物的处理时间最短,捕食能力及日最大捕食量最高,均显著高于其他处理;而释放捕食螨后喷施噻虫嗪处理对猎物的处理时间最长,捕食能力及日最大捕食量最低,与其他处理具有显著性差异。
表4 三种杀虫(螨)剂对双尾新小绥螨捕食功能参数的影响Table 4 Effects of three insecticides (acaricides) on the functional response parameters of Neoseiulus bicaudus
在每种药剂处理下,释放捕食螨前施药处理的瞬时攻击率、捕食能力及日最大捕食量显著高于释放捕食螨后施药处理;且释放捕食螨后施药处理对猎物的处理时间显著长于释放捕食螨前施药处理。
2.4 三种杀虫(螨)剂对双尾新小绥螨寻找效应的影响
3种药剂处理后,双尾新小绥螨的寻找效应随着猎物密度的增加而降低。除此之外,药剂处理后双尾新小绥螨的寻找效应均低于对照,并且释放捕食螨前喷施药剂处理的寻找效应大于释放捕食螨后喷施药剂处理。在3种药剂中,释放捕食螨前喷施丁氟螨酯处理的寻找效应与对照最为接近,其次为释放捕食螨后喷施丁氟螨酯处理,寻找效应最低的则为释放捕食螨后喷施噻虫嗪处理(图1)。
图1 三种杀虫(螨)剂对双尾新小绥螨雌成螨寻找效应的影响Fig.1 Effects of three insecticides (acaricides) on the searching efficiency of Neoseiulus bicaudus female adults
3 讨论
本研究室内检测了三种药剂对双尾新小绥螨的触杀作用,以及不同施药方式对双尾新小绥螨捕食作用的影响。试验结果表明丁氟螨酯对双尾新小绥螨的触杀作用较弱,对土耳其斯坦叶螨的触杀作用较强。本试验研究结果与其他学者的研究发现一致,据报道,丁氟螨酯对二斑叶螨的毒性大于智利小植绥螨PhytoseiuluspersimilisAthias-Henriot[23];蒋春先等[24]也发现,丁氟螨酯对朱砂叶螨T.cinnabarinusBoisduval具有较高的毒杀活性,但对加州新小绥螨N.californicusMcGregor毒杀活性较弱;说明丁氟螨酯对叶螨的毒杀作用较强,而对捕食螨的毒杀作用较弱。而噻虫嗪及氯虫苯甲酰胺不是专性杀螨剂,对土耳其斯坦叶螨的触杀作用较弱,此研究结果与周娴等[25]发现一致,同样这两种药剂对双尾新小绥螨的触杀作用并不强,因此对双尾新小绥螨相对安全。
捕食功能是反应捕食者捕食能力的重要参数。三种药剂处理后,双尾新小绥螨的捕食功能反应模型仍然为Holling II型,但是捕食功能参数发生了改变,这与马方芳[26]和田雅静[27]研究结果类似;使用SYP-9080处理胡瓜新小绥螨N.cucumerisOudemans后,以及乙唑螨腈处理朱砂叶螨和加州新小绥螨成螨后的捕食功能反应参数变化,对猎物的处理时间延长,日最大捕食量降低,寻找效应降低。然而范潇[28]报道的“联苯肼脂亚致死浓度处理二斑叶螨后,可刺激巴氏新小绥螨的取食,提高对猎物的寻找效应,增加对猎物的瞬时攻击率(a)”与本文结果不一致,其原因有待进一步研究。
不同药剂对天敌捕食作用的影响程度不同。汝阳[29]研究表明哒螨灵和阿维菌素处理巴氏新小绥螨后,其对猎物的瞬时攻击率、捕食能力、日最大捕食量和寻找效应降低,但哒螨灵对巴氏新小绥螨捕食作用的影响效果小于阿维菌素。本试验测定的3种药剂中,丁氟螨酯对双尾新小绥螨日均捕食量和捕食功能参数影响效果较小;此研究结果与Shen等[22]报道的结果一致。然而噻虫嗪及氯虫苯甲酰胺则显著降低了双尾小绥螨的日均捕食量和捕食功能参数。为何3种药剂对双尾新小绥螨捕食作用影响程度不一,其原因有待进一步研究。
化学药剂直接处理天敌或者猎物对天敌的捕食作用均会产生一定影响。田亚静[27]研究表明乙唑螨腈处理加州新小绥螨后,其对猎物的捕食能力降低,然而使用乙唑螨腈处理朱砂叶螨成螨后,加州新小绥螨对猎物的捕食能力则增大。本试验中,释放捕食螨前喷施药剂和释放捕食螨后施药这两种处理均会影响双尾新小绥螨的捕食作用,但是先施用药剂再释放捕食螨对双尾新小绥螨的捕食作用影响更小。其原因可能是由于捕食螨没有直接接触药剂,而是间接取食施过药的土耳其斯坦叶螨,所以对其捕食功能的影响较小。
综上所述:丁氟螨酯对土耳其斯坦叶螨毒性强,而对双尾新小绥螨相对安全,并且释放捕食螨前使用丁氟螨酯对双尾新小绥螨捕食作用影响较小。因此在叶螨为害严重时可以联合应用双尾新小绥螨与丁氟螨酯防治叶螨,即减少了化学农药使用剂量和次数,同时减少害螨发生。噻虫嗪和氯虫苯甲酰胺虽然对双尾新小绥螨的毒性小,但是释放捕食螨后使用,会严重降低双尾新小绥螨的捕食作用,影响防治效果。因此在田间若要联合应用捕食螨和化学药剂防治害虫(螨)时,建议施用药剂后再释放捕食螨进行防治,从而减小化学药剂对捕食螨的影响。