高 燕，何余容，齊國(guó)君，張金強(qiáng)，鐘 鋒，呂利華*

(1．廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，廣州 510640;2．華南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，廣州 510642)

在我國(guó)紅火蟻Solenopsis invicta Buren的入侵區(qū)域發(fā)現(xiàn)，黑頭酸臭蟻Tapinoma melanocephalum Fabricius能夠抑制紅火蟻入侵，并可與紅火蟻長(zhǎng)期共存 (Zheng et al.，2007;李軍等，2008;宋偵東等，2010)。室內(nèi)對(duì)抗試驗(yàn)表明黑頭酸臭蟻工蟻對(duì)紅火蟻工蟻具有明顯的攻擊行為，紅火蟻表現(xiàn)出被動(dòng)的防御和逃避現(xiàn)象 (高燕等，2011)。野外試驗(yàn)結(jié)果表明，黑頭酸臭蟻與紅火蟻對(duì)于食物誘餌表現(xiàn)出不同的食物喜好性，這可能促進(jìn)二者共存(鄭基煥和張潤(rùn)杰，2010)?？梢?jiàn)，黑頭酸臭蟻有望成為與紅火蟻相抗衡的本地競(jìng)爭(zhēng)種。

本文利用亞致死劑量的氟蟲(chóng)腈處理紅火蟻，測(cè)定藥劑處理后紅火蟻和本地螞蟻黑頭酸臭蟻在個(gè)體水平和群體水平上的攻擊強(qiáng)度，這對(duì)于了解入侵紅火蟻與本地螞蟻的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制以及加強(qiáng)紅火蟻發(fā)生區(qū)本地螞蟻群落優(yōu)勢(shì)種的保護(hù)和利用均具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 供試蟲(chóng)體和藥劑

供試紅火蟻實(shí)驗(yàn)種群采自廣州市蘿崗區(qū)黃麻村，其田間采集、室內(nèi)蟻群分離及飼養(yǎng)參照呂利華等方法 (呂利華等，2006)。根據(jù)頭部寬度區(qū)分為大型工蟻 (頭寬大于1.35 mm)，中型工蟻 (頭寬1.0～1.35 mm)以及小型工蟻 (頭寬小于1.0 mm)。

供試黑頭酸臭蟻實(shí)驗(yàn)種群采自廣州市蘿崗區(qū)黃麻村，在25±2℃、相對(duì)濕度70%條件下用蜂蜜塊、黃粉蟲(chóng)飼養(yǎng)。

5%氟蟲(chóng)腈乳油，廣東省植保蔬菜專用藥劑中試廠提供。

1.2 紅火蟻和黑頭酸臭蟻毒力測(cè)定

將細(xì)土用18目標(biāo)準(zhǔn)篩網(wǎng)過(guò)篩，然后放置在120℃干燥箱烘30 min，冷卻至室溫后稱取20 g倒入口徑89 mm、高68 mm塑料杯中。

將5%氟蟲(chóng)腈乳油用丙酮稀釋，分別配置成濃度為5、10、20、30、40、50 μg/mL的溶液處理紅火蟻;配置成濃度為 20、40、60、80、100、120 μg/mL的溶液處理黑頭酸臭蟻。每個(gè)濃度取5mL藥液滴入塑料杯內(nèi)20g細(xì)土中，用藥匙將土與藥液混勻，并平鋪杯底。向每個(gè)杯中分別隨機(jī)放入至少30頭供試螞蟻，24 h后記錄死亡情況。供試蟻不能站立的定為死亡。每個(gè)濃度重復(fù)4次。

1.3 紅火蟻與黑頭酸臭蟻間個(gè)體攻擊性測(cè)定

將5mL氟蟲(chóng)腈稀釋液滴入塑料杯中，并與細(xì)土混勻，再將分離出的紅火蟻的大、中、小型工蟻分別放入不同的塑料杯中 (方法如1.1)，置于25℃條件下觀察。24 h后用毛筆挑出能夠站立行走的紅火蟻工蟻置于新的空白保鮮盒中。

在一對(duì)一攻擊性測(cè)定試驗(yàn)時(shí)，從保鮮盒中取出經(jīng)藥劑處理的紅火蟻工蟻和未經(jīng)藥劑處理的黑頭酸臭蟻各1頭，分別置于2支豎著的觀察管(直徑15 mm、長(zhǎng)10 mm的兩端通透的短管)中，管內(nèi)壁涂上滑石粉以防止供試蟻逃逸。

試驗(yàn)時(shí)，將兩頭不同類型的供試螞蟻罩在同一觀察管中，肉眼近距離觀察螞蟻個(gè)體間的攻擊行為。螞蟻種間個(gè)體攻擊行為分為4個(gè)級(jí)別:I級(jí)為短時(shí)間觸角接觸 (≤1秒);Ⅱ級(jí)為長(zhǎng)時(shí)間觸角接觸 (≥1秒);Ⅲ級(jí)為翹起腹部，張開(kāi)上顎擺出威脅的姿勢(shì)，或者一方用上顎迅速鋏對(duì)方;Ⅳ級(jí)為相互攻擊糾纏在一起，或者一方攻擊另一方(用上顎鋏或用螯針蟄) (Suarez，et al.，2002;Grangier et al.，2007)。持續(xù)觀察5 min，并記錄兩種螞蟻相互攻擊級(jí)別。供試螞蟻一對(duì)一處理共3個(gè)組合，每個(gè)組合重復(fù)20次。

1.4 紅火蟻與黑頭酸臭蟻間群體攻擊性測(cè)定

紅火蟻藥劑處理方法見(jiàn)1.3。群體攻擊強(qiáng)度測(cè)定在方盒 (55×55×33 mm)中進(jìn)行。將藥劑處理的紅火蟻工蟻與無(wú)藥處理的黑頭酸臭蟻個(gè)體數(shù)量均按照5∶1、3∶1、1∶1、1∶3、1∶5 比例相混合(李永忠等，1999)，而且紅火蟻大型工蟻數(shù)量占每處理總數(shù)的1/10。

將供試數(shù)量的紅火蟻工蟻放入直徑20 mm、長(zhǎng)40 mm的塑料直筒瓶 (內(nèi)壁靠近瓶口一半處、外壁都涂上滑石粉)中，并倒扣在方盒 (內(nèi)壁涂布滑石粉)內(nèi)。用手輕彈黑頭酸臭蟻“水試管”人工蟻巢，使工蟻掉落在方盒的直筒瓶外面。當(dāng)2種螞蟻分別置于直筒瓶?jī)?nèi)、外后，靜置5 min。試驗(yàn)時(shí)，迅速抽出塑料瓶讓兩種供試螞蟻群體充分接觸，相互攻擊20 min后，觀察各自的死亡情況，將打斗后死亡的及不能站立 (1 h內(nèi))的個(gè)體定為死亡個(gè)體，計(jì)算死亡率。每個(gè)處理重復(fù)15次。

1.5 數(shù)據(jù)處理

供試螞蟻間一對(duì)一攻擊性測(cè)定時(shí)的攻擊指數(shù)比較采用鄧肯氏新復(fù)極差檢驗(yàn)。兩種螞蟻群體攻擊時(shí)，不同螞蟻處理間死亡率比較進(jìn)行t檢驗(yàn)。所有統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)均采用SAS軟件 (SAS 9.0版本)進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 紅火蟻和黑頭酸臭蟻毒力測(cè)定

兩種螞蟻對(duì)5%氟蟲(chóng)腈乳油的毒力回歸分析結(jié)果 (表1)表明，用5%氟蟲(chóng)腈乳油處理2種供試蟻24 h，紅火蟻工蟻的LC50為18.13 μg/mL，黑頭酸臭蟻的LC50為34.48 μg/mL，說(shuō)明紅火蟻比黑頭酸臭蟻對(duì)氟蟲(chóng)腈更為敏感，敏感程度為1.9倍。紅火蟻的亞致死劑量 (LC40)為15.48 μg/mL。

表1 5%氟蟲(chóng)腈乳油對(duì)2種螞蟻毒力Table 1 Toxicity of 5%fipronil EC on S.invicta and T.melanocephalum

2.2 氟蟲(chóng)腈處理的紅火蟻與黑頭酸臭蟻間個(gè)體攻擊性測(cè)定

氟蟲(chóng)腈LC40劑量處理的紅火蟻工蟻與黑頭酸臭蟻工蟻間一對(duì)一攻擊試驗(yàn)結(jié)果 (圖1)表明:黑頭酸臭蟻與藥劑處理的紅火蟻大型、中型和小型工蟻間攻擊級(jí)別Ⅰ和Ⅱ分別占總數(shù)的65%、90%和90%;級(jí)別Ⅲ分別占35%、10%和5%;級(jí)別Ⅳ分別占0、0和5%。結(jié)果說(shuō)明黑頭酸臭蟻與處理的紅火蟻間攻擊級(jí)別集中在Ⅰ和Ⅱ，雙方間攻擊性較弱，頂多擺出威脅的姿勢(shì)，缺乏實(shí)質(zhì)性打斗。黑頭酸臭蟻與氟蟲(chóng)腈處理的三種類型紅火蟻工蟻間攻擊指數(shù)分別為1.70、1.25和1.30，且三者間差異不顯著 (p=0.05)(表2)。可見(jiàn)，紅火蟻經(jīng)LC40劑量氟蟲(chóng)腈處理后，在與黑頭酸臭蟻一對(duì)一競(jìng)爭(zhēng)中，紅火蟻工蟻多態(tài)型對(duì)其攻擊能力的幫助不大。

圖1 亞致死劑量 (LC40)氟蟲(chóng)腈處理的紅火蟻與黑頭酸臭蟻間一對(duì)一攻擊級(jí)別分布圖Fig.1 Aggressive level between S.invicta treated with sublethal concentration(LC40)of fipronil and T.melanocephalum in one－to－one competition

表2 亞致死劑量 (LC40)氟蟲(chóng)腈處理的紅火蟻與黑頭酸臭蟻間一對(duì)一攻擊性測(cè)定Table 2 Aggressive ability of S.invicta treated with sublethal concentration(LC40)of fipronil against T.melanocephalum in one－to－one competition

2.3 氟蟲(chóng)腈處理的紅火蟻與黑頭酸臭蟻間群體攻擊性測(cè)定

經(jīng)氟蟲(chóng)腈LC40劑量處理紅火蟻24 h后，將紅火蟻工蟻從塑料杯中取出，放入空白的保鮮盒中繼續(xù)觀察20 min，獲得在未參與試驗(yàn)的紅火蟻工蟻的死亡率3.67%，即為攻擊試驗(yàn)的對(duì)照死亡率。

經(jīng)氟蟲(chóng)腈LC40劑量處理后的紅火蟻與黑頭酸臭蟻間群體攻擊試驗(yàn)結(jié)果表明 (表3)，相互攻擊后紅火蟻死亡率為2.67%～10.00%，而黑頭酸臭蟻的死亡率為0～0.67%。當(dāng)紅火蟻與黑頭酸臭蟻數(shù)量均為10頭時(shí)，紅火蟻死亡率為2.67%，明顯高于黑頭酸臭蟻 (t=104.17，p=0.0001)，說(shuō)明黑頭酸臭蟻的攻擊強(qiáng)度明顯強(qiáng)于紅火蟻，而紅火蟻的反擊能力極弱。當(dāng)藥劑處理的紅火蟻與黑頭酸臭蟻間數(shù)量比為5∶1、3∶1和1∶1時(shí)，紅火蟻死亡率與對(duì)照死亡率3.67%無(wú)明顯差異，黑頭酸臭蟻各組死亡率也無(wú)明顯變化。當(dāng)紅火蟻數(shù)量保持不變，黑頭酸臭蟻數(shù)量從10頭增加到30頭和50頭時(shí)，黑頭酸臭蟻工蟻群體死亡率從0.67%下降到0.13%;而紅火蟻死亡率從2.67%分別上升到10%和8%。試驗(yàn)結(jié)果表明，黑頭酸臭蟻對(duì)紅火蟻的攻擊強(qiáng)度隨著黑頭酸臭蟻工蟻數(shù)量的增加而增強(qiáng)。

表3 亞致死劑量 (LC40)氟蟲(chóng)腈處理的紅火蟻與黑頭酸臭蟻間群體攻擊強(qiáng)度比較Table 3 Aggressive ability between S.invicta treated with sublethal concentration(LC40)of fipronil and T.melanocephalum in group level

3 結(jié)論與討論

亞致死劑量 (LC40)氟蟲(chóng)腈處理后紅火蟻行動(dòng)遲緩，好斗性明顯減弱，結(jié)果個(gè)體攻擊性和群體攻擊強(qiáng)度發(fā)生了明顯變化。紅火蟻未經(jīng)藥劑處理時(shí)，黑頭酸臭蟻與紅火蟻工蟻之間攻擊級(jí)別多集中在級(jí)別Ⅲ (高燕等，2011);而氟蟲(chóng)腈處理后，攻擊級(jí)別Ⅰ和Ⅱ所占比例變大，級(jí)別Ⅲ比例減少，結(jié)果說(shuō)明兩者間的攻擊性降低，而且即使在紅火蟻活力很弱時(shí)黑頭酸臭蟻也不會(huì)主動(dòng)攻擊紅火蟻，黑頭酸臭蟻攻擊性不強(qiáng)。在群體攻擊試驗(yàn)中，紅火蟻未經(jīng)藥劑處理時(shí)，黑頭酸臭蟻死亡率明顯高于紅火蟻 (高燕等，2011);而經(jīng)氟蟲(chóng)腈處理后，紅火蟻死亡率明顯高于黑頭酸臭蟻。由此可見(jiàn)，氟蟲(chóng)腈處理明顯改變了紅火蟻的競(jìng)爭(zhēng)能力，尤其是降低了紅火蟻中型工蟻和小型工蟻的攻擊能力。劉杰等利用氟蟲(chóng)腈防治紅火蟻時(shí)，常常發(fā)現(xiàn)灌巢1周后的紅火蟻蟻巢中有黑頭酸臭蟻建巢 (劉杰等，2006)。宋偵東等研究表明灌巢處理對(duì)本地螞蟻數(shù)量和種類的影響較小，與對(duì)照相比，差異不顯著 (宋偵東等，2009)。因此，田間用一定劑量氟蟲(chóng)腈乳油處理紅火蟻蟻巢不僅可以減少紅火蟻工蟻數(shù)量和攻擊能力，而且對(duì)黑頭酸臭蟻影響較小，從而一定程度上提高了本地螞蟻的競(jìng)爭(zhēng)能力。

一定劑量農(nóng)藥處理紅火蟻使紅火蟻攻擊行為和攻擊能力明顯下降，這可能是本地螞蟻進(jìn)入灌巢后紅火蟻蟻巢的原因之一。Rao等報(bào)道，當(dāng)紅火蟻種群中工蟻數(shù)量在30到480頭時(shí)，本地螞蟻Mononorium minimum(Buckley)、Pheidole dentate(Mayr)、S.molesta(Say)、Tetramorium bicarinatum(Nylander)和M.pharonis(L.)會(huì)攻擊甚至消滅紅火蟻工蟻 (Rao and Vinson，2004)。一旦紅火蟻大部分工蟻被消滅，上述螞蟻就會(huì)捕食紅火蟻的卵和幼蟻。當(dāng)紅火蟻種群中工蟻數(shù)量下降到60頭，雖然本地螞蟻 (Forelius sp.)不能侵入紅火蟻蟻巢中，但能阻止紅火蟻工蟻離巢覓食。因此可以在紅火蟻防治中選用合適的化學(xué)藥劑和適當(dāng)施藥量，這樣既可使紅火蟻種群數(shù)量降至最低，又維持其對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，從而提高本地螞蟻、捕食性天敵的競(jìng)爭(zhēng)力。

氟蟲(chóng)腈是由法國(guó)羅納－普朗克公司20世紀(jì)80年代末開(kāi)發(fā)的新型吡唑類廣譜殺蟲(chóng)劑。在紅火蟻防治中，氟蟲(chóng)腈經(jīng)常被推薦用于野外紅火蟻的灌巢藥劑之一 (陳煥瑜等，2006)。氟蟲(chóng)腈施用于田間后，除了對(duì)昆蟲(chóng)的直接殺死作用以外，隨著個(gè)體間接觸藥量的差異以及時(shí)間的推移，對(duì)部分個(gè)體還存在著亞致死效應(yīng)，包括害蟲(chóng)生物學(xué)和生態(tài)學(xué)行為的改變、抗藥性的發(fā)展等 (Hassani et al.，2005;黃誠(chéng)華等，2006;李曉濤等，2006;Decourtye et al.，2009)。除了對(duì)靶標(biāo)昆蟲(chóng)的亞致死影響以外，氟蟲(chóng)腈對(duì)其他非靶標(biāo)生物，包括微生物、植物、高等動(dòng)物以及人類均存在亞致死效應(yīng)這一普遍現(xiàn)象，而這方面的研究在國(guó)內(nèi)外尚是空白。深入研究氟蟲(chóng)腈在生態(tài)系統(tǒng)中的深遠(yuǎn)影響，對(duì)于合理使用該藥，減少其不良副作用將具有積極意義。本研究?jī)H在室內(nèi)條件下初步研究了亞致死劑量氟蟲(chóng)腈處理紅火蟻，對(duì)紅火蟻與黑頭酸臭蟻間干擾競(jìng)爭(zhēng)的影響，氟蟲(chóng)腈野外灌巢后對(duì)二者競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)際效果有待進(jìn)一步研究。

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