張譽(yù)心,蔣春先,李 慶
(四川農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院,成都 611130)
植食性害螨給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來的經(jīng)濟(jì)損失日益加重,已逐漸從次要害蟲上升為主要害蟲[1]。朱砂葉螨Tetranychus cinnabarinus (Boisduval) 是一種防控難度較大的世界性害螨,分布于全球20余個(gè)國(guó)家[2,3]。該螨個(gè)體輕小易擴(kuò)散,其寄主范圍涉及43科146種植物。加州新小綏螨Neoseiulus californicus (McGregor)隸屬于植綏螨科Phytoseiidae、新小綏螨屬Neoseiulus,對(duì)朱砂葉螨、盧氏葉螨Tetranychus ludeni、比哈小爪螨Oligonychus biharensis (Hirst)、六點(diǎn)始葉螨Eotetranychus sexmaculatus (Riley)等常見害螨均有較好的控制效果[4-9]。
天敵昆蟲在維持農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)平衡中起著重要作用。但在實(shí)際生產(chǎn)中,大量施用農(nóng)藥不僅會(huì)加快害螨抗藥性的產(chǎn)生,而且會(huì)給捕食螨造成不同程度的影響。已有研究表明異丙甲草胺(S-metolachlor)對(duì)智利小植綏螨 Phytoseiulus persimilis毒性極高,致死率在 80%~90%[10]。焦蕊[11]、劉平等[12]認(rèn)為螺螨酯(Spirodiclofen)、腈菌唑(Myclobutanil)、戊唑醇(Tebuconazole)、三唑錫(Azocyclotin)、甲氰菊酯(Fenpropathrin)會(huì)對(duì)巴氏新小綏螨Neoseiulus barkeri Hughes的正常生存帶來一定風(fēng)險(xiǎn)性。生物防治與化學(xué)防治都是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)有害生物綜合治理中重要的防控措施。要想合理緩解二者之間的矛盾,除了應(yīng)保證殺蟲劑對(duì)天敵的安全性,更需要明確藥劑對(duì)其捕食能力的直接影響。有研究表明,硫丹(Endosulfan)、聯(lián)苯菊酯(Bifenthrin)和敵敵畏(DDVP)會(huì)相對(duì)延長(zhǎng)圓果大赤螨 Anystis baccarum L.捕食茶假眼小綠葉蟬Empoasca vitis Gothe的時(shí)間,借此削弱捕食速率和尋找效應(yīng)[13]。同阿維菌素(Abamectin)相比,暴露在溴蟲腈(Fenpyroximate)下的毛植綏螨Phytoseius plumifer雌成螨對(duì)二斑葉螨Tetranychus urticae Koch若螨捕食量下降更明顯;但阿維菌素對(duì)該螨F1代捕食量的影響程度則大于溴蟲腈[14]。Lima等[15]發(fā)現(xiàn)阿維菌素、印楝素(Azadirachtin)和唑螨酯(Fenpyroximate)會(huì)通過干擾氣味源,不同程度減弱巴氏新小綏螨對(duì)獵物的定位功能,致使捕食能力下降。相反,同為蛛形綱Arachnida的星豹蛛Pardosa astrigera L.Koch在經(jīng)低劑量吡蟲啉(Midacloprid)處理24 h后,其對(duì)甘藍(lán)蚜Lipaphis erysimi的控制作用及尋找效應(yīng)因受到正向刺激而增強(qiáng)[16]。雙尾新小綏螨Neoseiulus bicaudus在受到噠螨靈(Pyridaben)作用后,其雌成螨捕食土耳其斯坦葉螨Tetranychus turkestani若螨的效率亦得到提升[17]。
目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于殺螨劑對(duì)加州新小綏螨捕食能力的影響鮮有報(bào)道。本文在評(píng)價(jià)噠螨靈對(duì)加州新小綏螨安全性的同時(shí),利用功能反應(yīng)模型探究了藥劑亞致死濃度對(duì)該捕食螨的直接影響,旨為合理施用農(nóng)藥、協(xié)調(diào)生物防治與化學(xué)防治提供理論指導(dǎo)。
1.1.1 朱砂葉螨 采自成都市崇州市杞泉鎮(zhèn)。實(shí)驗(yàn)室條件下單頭純化后,用直徑為15 cm培養(yǎng)皿進(jìn)行飼養(yǎng)建立種群,即培養(yǎng)皿底部鋪上一層充分吸水的脫脂棉,然后將刀豆Canavalia gladiata Dc.葉片洗凈后輕鋪于上(背面向上),置于(26±1)℃、RH(75±5)%、光周期16L:8D的智能人工氣候箱中進(jìn)行飼養(yǎng),及時(shí)更換葉片并保濕,朱砂葉螨可通過吸食葉片汁液大量繁殖。
1.1.2 加州新小綏螨 于2010年采自四川成都市蒲江縣的牽?;≒harbitis nil (Linn.) Choisy上。在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)以朱砂葉螨為食物,用傳統(tǒng)的水隔盆養(yǎng)法,置于與朱砂葉螨同樣飼養(yǎng)條件下的智能人工氣候箱中持續(xù)繁育多代[18]。以上兩種螨類飼養(yǎng)過程中均不接觸藥劑。
97%噠螨靈原藥(新沂市泰松化工有限公司)。
基于預(yù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)將原藥用丙酮定容作為母液,用0.05%吐溫-80稀釋為5~7個(gè)濃度,并分開放在燒杯中備用。參照Alinejad[19]的葉片殘毒法并改進(jìn),把直徑為2 cm的圓形刀豆葉片放于藥液中,浸泡10 s后自然陰干放在略小于葉片的黑色薄膜紙上方,整體置于培養(yǎng)皿中央,加入清水使葉片恰好浮起。將 30頭捕食螨雌成螨借助毛筆移至葉面,置于(26±1)℃、RH(75±5)%、光周期16L:8D RXZ智能型人工氣候箱(寧波江南儀器廠)中,在24 h后放在解剖鏡(OLYMPUS-SZ51)下分別記錄供試螨體死亡個(gè)數(shù)。每個(gè)處理重復(fù)4次,并以0.05%的吐溫-80溶液處理作為空白組,若其死亡率大于10%,則該試驗(yàn)無效。
益害生物毒性選擇指數(shù)(TSR)通??煞从彻┰囁巹?duì)天敵昆蟲和害蟲的毒力選擇性[21]。計(jì)算公式:益害生物毒性選擇指數(shù)(TSR)=天敵昆蟲致死中濃度LC50/有害昆蟲致死中濃度LC50。
當(dāng) TSR<1時(shí),表明供試藥劑有負(fù)向選擇性,即對(duì)天敵昆蟲不安全;TSR=1時(shí),該藥劑對(duì)兩類昆蟲沒有選擇性;l<TSR≤10時(shí),該藥劑表現(xiàn)為正向選擇性,對(duì)天敵而言較為安全;10<TSR≤100時(shí),表明藥劑有中度正向選擇性;100<TSR≤1000時(shí),該藥劑有高度正向選擇性;當(dāng)TSR>1000時(shí),說明該殺蟲劑對(duì)天敵具有強(qiáng)烈正向調(diào)控性[20]。
將1.3中測(cè)得的室內(nèi)毒力LC10、LC30設(shè)置為本文所需的2個(gè)亞致死濃度處理。將直徑4 cm的圓形刀豆葉片在LC10、LC30藥液中浸泡10 s后取出并自然陰干備用。挑取交配后12 h之內(nèi)且健康活潑的加州新小綏螨雌成螨于浸漬過的葉片上,在實(shí)驗(yàn)室正常飼養(yǎng)條件下處理24 h。
1.5.1 饑餓處理 饑餓處理裝置的制作:取2 mL離心管,用規(guī)格為1 mL的一次性注射器針頭在管蓋中央戳 2~3個(gè)小孔,待單頭經(jīng)藥劑處理的加州新小綏螨被挑入管中后,將裁剪后的干凈濾紙緊貼于管口處,使管蓋同濾紙一起蓋下,利用注射器穿過小孔將水注射到濾紙上,以達(dá)到保濕的目的。之后將處理好的離心管均斜置在鋪有濕棉花的培養(yǎng)皿中,防止清水滲出濾紙后倒流打濕蟲體及葉片,并放在人工氣候箱中繼續(xù)培養(yǎng)24 h[7]。
1.5.2 功能反應(yīng)測(cè)定 挑取各個(gè)螨態(tài)朱砂葉螨于2 cm×1.5 cm的無毒刀豆葉片上,由于捕食螨對(duì)獵物螨態(tài)取食偏好不同,所以為保證數(shù)據(jù)精確性,在預(yù)試驗(yàn)的前提下將獵物卵與若螨的密度設(shè)置為每葉10、15、20、25和30頭;幼螨密度為每葉10、20、30、40和50頭;成螨密度設(shè)置為每葉5、10、15、20和25頭[21]。之后再分別將處理后的單頭加州新小綏螨接入葉片,并使整體置于與饑餓處理裝置相同的離心管中,24 h后記錄捕食量。各處理均重復(fù)5次,以0.05%的吐溫-80溶液作為對(duì)照。
通過Holling圓盤方程[22]對(duì)功能反應(yīng)進(jìn)行模型擬合,Na=aTN0/(1+aThN0),N0代表初始獵物密度,Na代表獵物被捕食個(gè)數(shù),a代表瞬間攻擊系數(shù),T代表捕食者發(fā)現(xiàn)獵物的總時(shí)間,T在本試驗(yàn)中默認(rèn)為1 d,Th則表示單頭獵物被處理的時(shí)長(zhǎng)。將該公式轉(zhuǎn)換為線性方程y=kx+b,可得1/Na=1/a(1/N)+Th,分別令x=1/N、y=1/Na、b=Th、k=1/a。之后再利用最小二乘法即可求得相關(guān)參數(shù),以擬合Holling II型方程[7]。參考嚴(yán)英俊等[23]提出的理論,利用a/Th值來評(píng)價(jià)加州新小綏螨的捕食能力。
1.5.3 尋找效應(yīng) 獵物密度不同往往會(huì)使捕食者尋找獵物的時(shí)間發(fā)生變化,具體表現(xiàn)在隨密度增加而降低,在捕食過程中,天敵對(duì)獵物攻擊的行為效應(yīng)通常被稱為尋找效應(yīng)[24]。公式S=a/(1+aThN0)可對(duì)獵物密度與尋找效應(yīng)之間的關(guān)系進(jìn)行擬合分析,其中S表示尋找效應(yīng),a則為瞬時(shí)攻擊率,Th代表處理一只獵物的時(shí)間,N0為獵物初始密度[25]。
利用Polo Plus軟件計(jì)算毒力參數(shù)。其余數(shù)據(jù)通過Excel 2017和SPSS 22.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
通過葉片殘毒法測(cè)得朱砂葉螨的毒力回歸方程為 Y=2.962+1.636X,亞致死濃度分別為 3.247 μg/mL(LC10)、8.766 μg/mL(LC30)、17.624 μg/mL(LC50)。加州新小綏螨毒力方程為 Y=1.758+1.559X,亞致死濃度分別為 18.667 μg/mL(LC10)、56.012 μg/mL(LC30)、119.890 μg/mL(LC50)(表 1)。
噠螨靈對(duì)加州新小綏螨和朱砂葉螨的毒性選擇指數(shù)(TSR)為6.803,即l<TSR≤10,說明供試藥劑噠螨靈具有正向選擇性,對(duì)該捕食螨而言較為安全。
從總體變化趨勢(shì)上來看,對(duì)照組與處理組的日捕食量均隨獵物密度增加而增加。加州新小綏螨經(jīng)噠螨靈亞致死濃度處理后,其日捕食量均受到了不同程度的影響。用LC10處理的捕食螨雌成螨對(duì)朱砂葉螨卵的捕食量無明顯變化,而經(jīng)LC30處理的卵,隨獵物密度增大捕食量上升,在最大密度30頭/葉時(shí)增加尤其明顯,捕食量為27.8頭。經(jīng)殺螨劑亞致死濃度LC30處理后,加州新小綏螨對(duì)獵物幼螨的日捕食量顯著減少。雖然捕食螨對(duì)朱砂葉螨若螨的捕食量隨噠螨靈濃度升高略有變化,但同對(duì)照相比并無顯著差異。在獵物成螨密度達(dá)25頭/葉時(shí),經(jīng)兩個(gè)亞致死濃度處理的加州新小綏螨對(duì)其捕食量顯著降低,其余密度無明顯變化(表2)。
表2 達(dá)螨靈處理后的加州新小綏螨對(duì)朱砂葉螨的日捕食量Table 2 Daily consumption of N.californicus (McGregor) treated with sublethal concentrations of pyridaben on T.cinnabarinus
關(guān)于加州新小綏螨雌成螨對(duì)朱砂葉螨各螨態(tài)捕食功能反應(yīng)的模型,經(jīng)噠螨靈亞致死濃度處理后仍為HollingⅡ型,但相關(guān)參數(shù)卻發(fā)生了不同程度的變化,結(jié)果如表3所示。各處理組之間相關(guān)系數(shù)r均大于0.90。除獵物的卵外,其余螨態(tài)的瞬時(shí)攻擊率a隨著藥劑濃度增加而增加。同樣,獵物處理時(shí)間Th亦隨著藥劑濃度增大而延長(zhǎng),其中對(duì)卵的影響最大,與對(duì)照組相比分別延長(zhǎng)了2.02倍(LC10)、2.95倍(LC30),但對(duì)若螨的影響不明顯。在理論最大日捕食能力 Namax方面,除若螨的無明顯變化外,剩余螨態(tài)的處理組均因濃度升高呈減弱趨勢(shì),其中對(duì)幼螨最大捕食量(Namax值)由46.51163降到了15.92357(LC10)和12.4844(LC30),變動(dòng)幅度最大。從功能反應(yīng)參數(shù)捕食能力a/Th來看,加州新小綏螨捕食幼螨的功能反應(yīng)下降最明顯,LC10、LC30處理組的a/Th值分別由對(duì)照的53.70698降到18.37261和14.95220,且除若螨外的處理組數(shù)值均低于對(duì)照組。
加州新小綏螨對(duì)獵物的尋找效應(yīng)在朱砂葉螨密度小時(shí)表現(xiàn)較高;隨著獵物密度增大,其尋找效應(yīng)逐漸減弱。加州新小綏螨對(duì)朱砂葉螨卵、幼螨、成螨的尋找效應(yīng)受噠螨靈亞致死濃度增加的影響,在獵物密度相同的情況下明顯減弱,且均低于對(duì)照,降幅由大到小依次為幼螨,卵,成螨。但對(duì)于若螨,藥劑并未引起其尋找效應(yīng)的顯著變化(圖1)。
近年來,殺螨(蟲)劑對(duì)捕食螨影響已成為捕食螨研究的重要內(nèi)容。甲氰菊酯(Fenpropathrin)與高效氟氯氰菊酯(Beta-cyfluthrin)在毒力選擇上對(duì)黃瓜新小綏螨Neoseiulus cucumeris (Oudemans)表現(xiàn)出了負(fù)向選擇性[26]。陳霞[27]在研究5種殺蟲劑對(duì)胡瓜鈍綏螨Amblyseius cucumeris (Oudemans)的影響時(shí)發(fā)現(xiàn),處于常規(guī)使用濃度范圍內(nèi)的99%綠穎乳油和15%噠螨靈乳油對(duì)該捕食螨的毒性都極強(qiáng)。桉油精(Cineole)、魚藤酮(Rotenone)、除蟲菊素(Pyrethrin)對(duì)巴氏新小綏螨極度有害,橄欖鯊(Potassium laurate)對(duì)該螨輕微有害,苦參堿(Matrine)則表現(xiàn)無害[28]。陳軍等[29]曾報(bào)道,吡蟲啉作為典型的煙堿類高效殺蟲劑,對(duì)巴氏新小綏螨影響較??;阿維菌素雖然對(duì)該螨具有一定的殺傷性,但其用量少、降解快的優(yōu)勢(shì),可考慮與捕食螨協(xié)同進(jìn)行田間蟲害的治理。噠螨靈作為一種高效、低毒雜環(huán)殺螨劑,對(duì)巴氏新小綏螨具有正向選擇性[12]。本研究表明噠螨靈對(duì)加州新小綏螨LC50為119.890 μg/mL,其毒性選擇指數(shù)TSR為6.803,表明該殺螨劑對(duì)該捕食螨具有較低的風(fēng)險(xiǎn)性,這與黃婕等[30]利用 15%噠螨靈乳油測(cè)得的加州新小綏螨 LC50值與風(fēng)險(xiǎn)性大小略有不同,分析原因可能是藥劑劑型以及供試螨地理種群差異所致。
殺螨劑的使用會(huì)對(duì)天敵捕食螨產(chǎn)生不同影響。已有研究證實(shí),藥劑雖然會(huì)使捕食性天敵功能反應(yīng)的相關(guān)參數(shù)產(chǎn)生一定變化,但不會(huì)導(dǎo)致功能反應(yīng)類型的改變[13,31-33]。本研究同樣表明,在噠螨靈不同亞致死濃度的處理下,加州新小綏螨對(duì)朱砂葉螨各螨態(tài)的捕食功能反應(yīng)模型未發(fā)生變化,均符合Holling Ⅱ方程。通過捕食能力a/Th值、尋找效應(yīng)等指標(biāo)的比較發(fā)現(xiàn),噠螨靈對(duì)加州新小綏螨捕食獵物幼螨的負(fù)面影響最大。曾有報(bào)道,胡瓜鈍綏螨對(duì)獵物若螨的捕食效率因甲氰菊酯、噠螨靈的影響而被抑制[34],本文研究結(jié)果與其研究有較大差異,其原因一方面在于捕食螨物種不同,另一方面,本試驗(yàn)中設(shè)置的處理時(shí)間間隔為24 h,而與上述文獻(xiàn)中的12 h不同,具體原因還需要進(jìn)一步的試驗(yàn)加以驗(yàn)證。另外在本研究中,處理組供試螨對(duì)獵物的瞬時(shí)攻擊率 a隨著藥劑濃度增加而上升,獵物處理時(shí)間 Th則逐漸延長(zhǎng),這與李銳等[16]所得到的結(jié)果一致。但Martinou[35]通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),矮小長(zhǎng)脊盲蝽Macrolophus pygmaeus Rambur和煙盲蝽Nesidiocoris tenuis Reute的瞬時(shí)攻擊率a會(huì)因噻蟲啉(Thiacloprid)亞致死作用而顯著下降,處理時(shí)間Th延長(zhǎng);相反,氯蟲苯甲酰胺(Chlorantraniliprole)雖然對(duì)兩種捕食性盲蝽處理獵物時(shí)間Th造成了相同的影響,但其瞬間攻擊率a并未發(fā)生變化,他們對(duì)天敵的捕食能力在總體上都呈現(xiàn)出削弱的趨勢(shì),說明這兩個(gè)參數(shù)的量變并不同步。若想要得到更綜合、準(zhǔn)確的評(píng)價(jià),兩個(gè)數(shù)據(jù)之間的比值a/Th能更直觀的反映天敵昆蟲捕食能力的強(qiáng)弱[36]。
綜上所述,雖然噠螨靈對(duì)加州新小綏螨的風(fēng)險(xiǎn)低,但其對(duì)朱砂葉螨的捕食能力a/Th值在整體上隨藥劑濃度增加而大幅度下降,且尋找效應(yīng)也隨之減弱,說明噠螨靈仍然會(huì)從捕食能力方面對(duì)加州新小綏螨造成一定的不利影響,尤其會(huì)削弱捕食螨對(duì)害螨幼螨的控制力。因此,在利用加州新小綏螨控制葉螨的同時(shí),要注意選擇性使用殺螨劑。