周 嫻,邱 曄,李興龍,許照強(qiáng),張建萍
(石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院/新疆綠洲農(nóng)業(yè)病蟲害治理與植保資源利用自治區(qū)普通高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,新疆石河子 832003)
【研究意義】土耳其斯坦葉螨[Tetranychusturkestani(Ugarov et Nikolskii)]屬于真螨目(Acariformes)葉螨科(Tetranychidae)葉螨屬(Tetranychus)[1],主要為害棉花、瓜果、蔬菜、玉米等農(nóng)作物。土耳其斯坦葉螨在新疆北疆地區(qū)普遍發(fā)生,為棉花、蔬菜等農(nóng)作物的優(yōu)勢(shì)種群[2-3],嚴(yán)重影響棉花等農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量,給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來很大的影響[4]。棉田除了棉葉螨嚴(yán)重為害以外,棉鈴蟲、棉蚜也是棉花的重要害蟲,目前三種害蟲仍然以化學(xué)農(nóng)藥防治為主,每種害蟲均有相應(yīng)防效相對(duì)較好的殺蟲劑類型[5-7]。人們更多關(guān)注度在藥劑對(duì)靶標(biāo)害蟲的防治效果,但對(duì)非靶標(biāo)害蟲有什么影響往往被忽視[8-10]。試驗(yàn)研究防治棉鈴蟲和棉蚜藥劑氯蟲苯甲酰胺和噻蟲嗪對(duì)非靶標(biāo)害蟲土耳其斯坦葉螨的影響,為棉蚜、棉鈴蟲和棉葉螨三大主要害蟲的聯(lián)合防治提供理論依據(jù)?!厩叭搜芯窟M(jìn)展】噻蟲嗪(Thiamethoxam)是一種高效、內(nèi)吸、廣譜而且有效期長(zhǎng)的新煙堿類殺蟲劑,目前這類殺蟲劑在保護(hù)作物免受有害生物的危害中發(fā)揮著重要的作用,對(duì)棉蚜具有良好的防治效果且速效性強(qiáng)[11-15]。氯蟲苯甲酰胺(Chlorantraniliprole)是一種具有鄰甲酰胺基苯甲酰胺類化學(xué)結(jié)構(gòu)的新型廣譜殺蟲劑,是當(dāng)前防治棉鈴蟲的首選農(nóng)藥,且氯蟲苯甲酰胺對(duì)高齡幼蟲毒殺效果較好[16-19]。但兩種藥劑對(duì)非靶標(biāo)害蟲葉螨影響未見報(bào)道?!颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】噻蟲嗪和氯蟲苯甲酰胺常用來防治棉田中的棉蚜和棉鈴蟲,但在大田中,棉蚜、棉鈴蟲和棉葉螨常常同期混合發(fā)生,研究對(duì)非靶標(biāo)害蟲的生長(zhǎng)發(fā)育以及繁殖的影響?!緮M解決的關(guān)鍵問題】從藥劑對(duì)葉螨的殺傷作用、藥劑對(duì)葉螨發(fā)育及繁殖的影響、葉螨種群參數(shù)變化三個(gè)方面去闡述噻蟲嗪和氯蟲苯甲酰胺對(duì)非靶標(biāo)害蟲土耳其斯坦葉螨的影響。
1.1.1 供試螨源
土耳其斯坦葉螨敏感品系: 2010年6月,在石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院試驗(yàn)田采取,培養(yǎng)在石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院昆蟲實(shí)驗(yàn)室光照培養(yǎng)箱中,用豇豆飼養(yǎng)至今,在培育過程中沒有接觸任何藥劑,室內(nèi)培養(yǎng)該實(shí)驗(yàn)種群約90代。藥劑處理和對(duì)照螨源均來自該實(shí)驗(yàn)敏感種群,飼養(yǎng)條件: 溫度(28±1)℃;相對(duì)濕度60%±10%;光周期16L∶8D。
1.1.2 供試藥劑
25%噻蟲嗪水分散粒劑,由江蘇長(zhǎng)青農(nóng)化股份有限公司生產(chǎn)。5%氯蟲苯甲酰胺懸浮劑,由美國(guó)杜邦公司生產(chǎn)。
1.2.1 噻蟲嗪與氯蟲苯甲酰胺對(duì)土耳其斯坦葉螨的殺傷作用
利用FAO(1980)推薦的玻片浸漬法進(jìn)行試驗(yàn),將藥劑稀釋為3個(gè)濃度梯度(氯蟲苯甲酰胺稀釋為400倍、1 000倍和3 200倍,噻蟲嗪稀釋為500倍、1 000倍和3 000倍),將雙面膠剪至2 cm貼到載玻片的一端,將飼養(yǎng)的土耳其斯坦葉螨雌成螨(選擇剛羽化1~2 d的雌成螨)背部粘到雙面膠上,將其浸入各個(gè)濃度的藥劑中5 s,取出后用濾紙吸去多余藥液并置于FLI-2 000 H的新型光照培養(yǎng)箱中,24 h后統(tǒng)計(jì)葉螨的死亡數(shù)量;以清水對(duì)照,每處理3個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)30頭葉螨[20]。
1.2.2 噻蟲嗪與氯蟲苯甲酰胺對(duì)土耳其斯坦葉螨生長(zhǎng)發(fā)育的影響
將豇豆葉片用清水清洗干凈,使葉片背部朝上,放置在具吸飽水的海綿上,上鋪吸水紙,置于直徑為9 cm的培養(yǎng)皿內(nèi),沿著葉片邊緣圍上浸水脫脂棉條。在培養(yǎng)皿中加入適量水,形成隔離的飼養(yǎng)單元。每飼養(yǎng)單元挑入大田推薦濃度(1 000 X)藥劑處理過的種群中雌成螨和雄成螨各一頭,置于(28±1)℃的光照培養(yǎng)箱中飼養(yǎng),使其產(chǎn)卵24 h,將每飼養(yǎng)單元中的成螨剔除,僅留1粒卵供觀察,每供試品種卵不少于120粒,每12 h觀察并記錄各螨態(tài)歷期以及死亡情況。進(jìn)入成螨期,將雌雄配對(duì),每24 h查看記錄產(chǎn)卵量,直到死亡。每5 d對(duì)葉片進(jìn)行一次更換,在每種供試品種的觀察中,螨數(shù)最終不少于30頭。
所有數(shù)據(jù)處理與分析均采用SPSS19.0軟件進(jìn)行。根據(jù)Birch和丁巖欣的方法建立土耳其斯坦葉螨的試驗(yàn)種群生命表,計(jì)算出各種生命參數(shù)。各項(xiàng)生命參數(shù)用以下公式計(jì)算:
R0=∑Lxmx;T=∑LxmxX/R0;rm=lnR0/T;λ=erm;t= ln2/rm.
式中:R0為種群凈增殖率,T為平均世代周期,rm為種群內(nèi)稟增長(zhǎng)率,λ為周限增長(zhǎng)率,t為種群加倍時(shí)間.
表1 土耳其斯坦葉螨雌成螨對(duì)噻蟲嗪和氯蟲苯甲酰胺殺傷作用
Table 1 Measurement of susceptibility of Thiamethoxam and Chlorantraniliprole ofTetranychusturkestanifemales
處理Treatment稀釋倍數(shù) Dilution multiple活蟲數(shù)(個(gè))Number of live insects 死蟲數(shù)(個(gè))Number of live insects 死亡率Mortality rate(%)氯蟲苯甲酰胺Chlorantraniliprole400×27.332.678.89±0.01a1 000×26.503.5011.67±0.04a3 200×26.803.2010.67±0.02a噻蟲嗪Thiamethoxam500×26.004.0013.33±0.03a1 000×25.504.5015.00±0.02a3 000×27.502.508.33±0.01a對(duì)照CK26.403.6012.00±0.02a
注:表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤,同一數(shù)據(jù)后標(biāo)有不同字母表示經(jīng)Duncan’s多重比較差異顯著(P<0.05)
Note: Data inthe Table were means ± SD,and the data followed by different letters in a column are significantly different (P< 0.05,Duncan test)
將氯蟲苯甲酰胺稀釋到400、1 000和3 200倍,用其對(duì)土耳其斯坦葉螨雌成螨進(jìn)行處理,各個(gè)濃度死亡率與對(duì)照相比無顯著性差異(P>0.05);用稀釋500、1 000和3 000倍的噻蟲嗪處理土耳其斯坦葉螨雌成螨,其死亡率比對(duì)照死亡率差異不明顯(P>0.05)。表1
用稀釋1 000倍的噻蟲嗪和氯蟲苯甲酰胺處理土耳其斯坦葉螨雌成螨后,觀察其次代未成熟螨態(tài)的存活率,將氯蟲苯甲酰胺處理與對(duì)照進(jìn)行卡方分析,經(jīng)氯蟲苯甲酰胺處理后卵期(χ2=0.00,df=1,P=0.99),幼螨期(χ2=2.02,df=1,P=0.16),若Ⅰ期(χ2=1.01,df=1,P=0.32),若Ⅱ期(χ2=2.75,df=1,P=0.10),均為P>0.05,因此,氯蟲苯甲酰胺處理未成熟期的土耳其斯坦葉螨各蟲態(tài)存活率與對(duì)照差異不明顯;經(jīng)噻蟲嗪處理后卵期(χ2=2.35,df=1,P=0.13),幼螨期(χ2=0.21,df=1,P=0.65),若Ⅰ期(χ2=0.34,df=1,P=0.56),若Ⅱ期(χ2=1.01,df=1,P=0.32),同樣均為P>0.05,噻蟲嗪處理未成熟期的土耳其斯坦葉螨各蟲態(tài)存活率與對(duì)照差異不明顯。表2
表2 噻蟲嗪和氯蟲苯甲酰胺下 土耳其斯坦葉螨未成熟期存活率變化
Table 2 Effects of Thiamethoxam and Chlorantraniliprole on the survival rate ofTetranychusturkestaniin immature stages
歷期Stage處理Treatment存活率(%)Survival rate死亡率(%)χ2P卵期Egg氯蟲苯甲酰胺Chlorantraniliprole97.50 2.50 對(duì)照CK96.67 3.33 噻蟲嗪Thiamethoxam92.50 7.50 對(duì)照CK96.67 3.33 0.00 0.99 2.35 0.13 幼螨期Larva氯蟲苯甲酰胺Chlorantraniliprole100.00 0.00 對(duì)照CK98.29 1.71 噻蟲嗪Thiamethoxam97.29 2.71 對(duì)照CK98.29 1.71 2.02 0.16 0.21 0.65 若Ⅰ期NymphⅠ氯蟲苯甲酰胺Chlorantraniliprole100.00 0.00 對(duì)照CK99.10 0.90 噻蟲嗪Thiamethoxam98.10 1.90對(duì)照CK99.10 0.90 1.01 0.32 0.34 0.56 若Ⅱ期Nymph Ⅱ氯蟲苯甲酰胺Chlorantraniliprole94.94 5.06 對(duì)照CK99.07 0.93 噻蟲嗪Thiamethoxam100.00 0.00 對(duì)照CK99.07 0.93 2.75 0.10 1.01 0.32
噻蟲嗪和氯蟲苯甲酰胺處理土耳其斯坦葉螨后,其次代種群存活率曲線趨勢(shì)與對(duì)照大致相同,在1~5 d,各處理間無顯著差異,死亡率較低,在第5~8 d氯蟲苯甲酰胺處理的土耳其斯坦葉螨種群的存活率略高于對(duì)照和噻蟲嗪處理,8 d后氯蟲苯甲酰胺處理的土耳其斯坦葉螨種群的存活率低于對(duì)照和噻蟲嗪處理,而噻蟲嗪處理過的土耳其斯坦葉螨種群和對(duì)照無明顯差異。圖1
圖1 噻蟲嗪和氯蟲苯甲酰胺下土耳其斯坦葉螨存活率變化
Fig.1 Effects of Thiamethoxam and Chlorantraniliprole on the survival rate ofTetranychusturkestani
研究表明,經(jīng)氯蟲苯甲酰胺處理后,土耳其斯坦葉螨次代除了若I期,卵期、幼螨期、若II期和未成熟期均顯著比對(duì)照種群延長(zhǎng)(P<0.05),其中整個(gè)未成熟期延長(zhǎng)1.2 d,而噻蟲嗪處理處理后,土耳其斯坦葉螨次代除了若II期,卵期、幼螨期、若I期和未成熟期均顯著比對(duì)照種群延長(zhǎng)(P<0.05),整個(gè)未成熟期延長(zhǎng)0.37 d。兩種藥劑都延長(zhǎng)了土耳其斯坦葉螨的發(fā)育歷期。表3
表3 噻蟲嗪和氯蟲苯甲酰胺下土耳其斯坦葉螨未成熟期發(fā)育歷期變化
Table 3 Effects of Thiamethoxam and Chlorantraniliprole on developmental time ofTetranychusturkestaniin immature stages(d)
處理Treatment卵期Egg幼螨期Larva若Ⅰ期NymphⅠ若Ⅱ期Nymph Ⅱ未成熟期Immature stage氯蟲苯甲酰胺Chlorantraniliprole4.11±0.04a1.48±0.04a1.28±0.04a1.85±0.05a8.72±0.05a噻蟲嗪Thiamethoxam 3.58±0.05b1.60±0.05a1.14±0.04b1.56±0.05b7.89±0.08b對(duì)照CK3.27±0.06c1.30±0.05b1.33±0.04a1.62±0.06b7.52±0.11c
注:表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤,同一列數(shù)據(jù)后標(biāo)有不同字母表示經(jīng)Duncan’s多重比較差異顯著(P<0.05),下同
Note: Data inthe Table were means ± SD,and the data followed by different letters in a column are significantly different ,the same as below(P< 0.05,Duncan test)
經(jīng)過氯蟲苯甲酰胺和噻蟲嗪處理后,土耳其斯坦葉螨次代的產(chǎn)卵期、產(chǎn)卵后期、成螨期和壽命與對(duì)照相比均無顯著性差異且兩種藥劑間也無明顯差異(P>0.05);但經(jīng)氯蟲苯甲酰胺處理后,產(chǎn)卵前期與對(duì)照和噻蟲嗪處理相比縮短0.17 和0.25 d,噻蟲嗪與對(duì)照相比差異不顯著(P>0.05);與對(duì)照和噻蟲嗪處理相比,經(jīng)氯蟲苯甲酰胺處理后,次代世代約延長(zhǎng)0.5 d (P<0.05),對(duì)照和噻蟲嗪處理間無顯著差異(P>0.05)。表4
表4 噻蟲嗪和氯蟲苯甲酰胺下土耳其斯坦葉螨成螨變化
Table 4 Effects of Thiamethoxam and Chlorantraniliprole onTetranychusturkestaniadults (d)
處理Treatment產(chǎn)卵前期Pre-oviposition period產(chǎn)卵期Oviposition period產(chǎn)卵后期Post-oviposition period成螨期Adult壽命Longevity世代Generation氯蟲苯甲酰胺Chlorantraniliprole1.05±0.02b9.05±0.42a1.01±0.11a11.12±0.43a19.22±0.43a10.05±0.05a噻蟲嗪Thiamethoxam1.30±0.09a9.40±0.64a1.07±0.14a11.77±0.70a19.53±0.68a9.39±0.08b對(duì)照CK1.22±0.06a10.23±0.65a1.13±0.09a12.58±0.66a19.73±0.64a9.52±0.14b
經(jīng)過氯蟲苯甲酰胺和噻蟲嗪處理后,次代雌成螨的總產(chǎn)卵量在各個(gè)處理間無顯著性差異(P>0.05);氯蟲苯甲酰胺處理的平均日產(chǎn)卵量比對(duì)照增加1.58粒/雌/日(P<0.05),而噻蟲嗪處理與對(duì)照之間無顯著性差異(P>0.05),因此,氯蟲苯甲酰胺對(duì)土耳其斯坦葉螨產(chǎn)卵具有一定的刺激作用。表5
噻蟲嗪,氯蟲苯甲酰胺處理土耳其斯坦葉螨后,其次代種群平均每雌產(chǎn)雌率曲線整體趨勢(shì)相似,3~9 d經(jīng)過氯蟲苯甲酰胺處理的葉螨平均每雌日產(chǎn)雌數(shù)明顯高于對(duì)照和噻蟲嗪處理,9 d以后各個(gè)處理間變化不大;在整個(gè)過程中,噻蟲嗪處理和對(duì)照無明顯差異。 圖2
表5 噻蟲嗪和氯蟲苯甲酰胺下土耳其斯坦葉螨繁殖變化
Table 5 Effects of Thiamethoxam and Chlorantraniliprole on the reproduction of Tetranychus turkestani
處理Treatment總產(chǎn)卵量(粒/雌)Number of eggsLaid per female日產(chǎn)卵量(粒/雌/日)Average number of eggs laid per female per day氯蟲苯甲酰胺Chlorantraniliprole81.38±3.97a8.92±0.21a噻蟲嗪Thiamethoxam79.96±6.28a8.04±0.26b對(duì)照CK78.57±5.62a7.34±0.28b
圖2 噻蟲嗪和氯蟲苯甲酰胺下土耳其斯坦葉螨平均每雌日產(chǎn)雌數(shù)變化
Fig.2 Effects of Thiamethoxam and Chlorantraniliprole on the average number of eggs laid per female per day ofTetranychusturkestani
研究表明,經(jīng)氯蟲苯甲酰胺處理的葉螨種群凈增殖率R0、內(nèi)稟增長(zhǎng)率rm和周限增長(zhǎng)率λ最大,即土耳其斯坦葉螨一個(gè)世代種群的增值倍數(shù)為50.62、種群在經(jīng)過單位時(shí)間后為原數(shù)量的倍數(shù)為1.79、種群瞬間增長(zhǎng)率為0.58、與對(duì)照相比,氯蟲苯甲酰胺處理有所增加,而噻蟲嗪處理略有降低,說明氯蟲苯甲酰胺處理能顯著增加種群增值;噻蟲嗪處理的平均世代歷期T、種群加倍時(shí)間t最大,高于對(duì)照,則氯蟲苯甲酰胺處理的平均世代歷期T、種群加倍時(shí)間t最小,噻蟲嗪處理延長(zhǎng)了土耳其斯坦葉螨種群的增值時(shí)間,而氯蟲苯甲酰胺縮短了種群增值時(shí)間。表6
表6 噻蟲嗪和氯蟲苯甲酰胺下土耳其斯坦葉螨種群生命參數(shù)變化
Table 6 Effects of Thiamethoxam and Chlorantraniliprole on life Table parameters ofTetranychusturkestani
處理Treatment凈增殖率R0Net Reproductive rate平均世代歷期TMean generationtime內(nèi)稟增長(zhǎng)率rmIn trinsicrateof increase周限增長(zhǎng)率λFinite rateof increase種群加倍時(shí)間tDoubling time氯蟲苯甲酰胺Chlorantraniliprole50.62 6.720.581.791.19噻蟲嗪Thiamethoxam38.36 7.97 0.46 1.58 1.52 對(duì)照CK41.03 7.32 0.50 1.66 1.37
有研究表明,煙堿類殺蟲劑吡蟲啉能夠有效控制刺吸類害蟲的同時(shí),對(duì)一些非靶標(biāo)害蟲也有一定的影響。在鐵杉上噴施吡蟲啉,葉螨的種群數(shù)量比未噴施藥劑的鐵杉上數(shù)量更多,為害更重,但是噴施吡蟲啉對(duì)銹螨的數(shù)量和為害程度影響不大[21],說明吡蟲啉的施用對(duì)不同螨類的影響不同。Szczepaniec等[22]研究發(fā)現(xiàn),用噻蟲嗪噴霧處理棉花苗時(shí)二斑葉螨T.urticae的種群增長(zhǎng)最快,而噴霧和灌根相比較,而灌根處理葉螨種群數(shù)量差異不顯著。王玲等[23]研究,通過采用噻蟲嗪灌根、噴霧等的不同施用方式研究蔬菜二斑葉螨種群動(dòng)態(tài),發(fā)現(xiàn)灌根會(huì)刺激田間葉螨種群的快速增長(zhǎng),因此,同種化學(xué)藥劑在不同寄主植物上或用不同施藥方式對(duì)同種葉螨影響結(jié)果不同。而研究為了明確殺蟲劑對(duì)土耳其斯坦葉螨的作用,通過噻蟲嗪和氯蟲苯甲酰胺對(duì)土耳其斯坦葉螨成螨的殺傷作用、對(duì)次代各螨態(tài)的存活率、發(fā)育歷期、雌成螨生殖參數(shù)以及種群生命參數(shù)等方面評(píng)價(jià)噻蟲嗪和氯蟲苯甲酰胺對(duì)非靶標(biāo)害蟲土耳其斯坦葉螨的影響。研究結(jié)果表明,兩種藥劑處理土耳其斯坦葉螨成螨在24 h后,死亡率沒有影響,但是氯蟲苯甲酰胺對(duì)第二代8 d后存活率有所降低。兩種藥劑均延長(zhǎng)了未成熟期的發(fā)育歷期。經(jīng)氯蟲苯甲酰胺處理的葉螨日產(chǎn)卵量顯著雖然高于對(duì)照和噻蟲嗪處理,但是由于存活率降低,因此導(dǎo)致總產(chǎn)卵量與對(duì)照無顯著差別。而噻蟲嗪處理對(duì)該種群的次代種群存活率、平均日產(chǎn)卵量和總產(chǎn)量無顯著影響。氯蟲苯甲酰胺可增加該螨種群內(nèi)稟增長(zhǎng)率。因此從研究結(jié)果來看,施用氯蟲苯甲酰胺能夠促進(jìn)土耳其斯坦葉螨數(shù)量的增長(zhǎng)。黃楊廣葉螨Eurytetranychusbuxi在施用吡蟲啉以后,雌成螨產(chǎn)卵數(shù)量增加[24],曾春祥發(fā)現(xiàn)經(jīng)吡蟲啉藥劑LC10、LC20、LC30和LC70處理朱砂葉螨T.cinnabarinus成螨,壽命顯著延長(zhǎng),而且總產(chǎn)卵量都顯著增加,卵的孵化率和幼螨存活率顯著增大。以上結(jié)果說明,吡蟲啉的亞致死劑量可能會(huì)導(dǎo)致葉螨的再猖獗,也進(jìn)一步證實(shí)了,某些藥劑會(huì)促進(jìn)葉螨數(shù)量的增加[25]。 在棉田中的三大主要害蟲棉鈴蟲、棉蚜和棉葉螨是同期混合發(fā)生的,氯蟲苯甲酰胺作為防治棉鈴蟲的高效藥,它的使用越來越廣泛,但該藥劑可能一定程度上刺激葉螨種群的快速增長(zhǎng),是葉螨災(zāi)變的誘因之一。殺蟲劑施用過程中,應(yīng)該特別注意對(duì)非靶標(biāo)害蟲土耳其斯坦葉螨種群的預(yù)防和控制,防止猖獗為害。
經(jīng)氯蟲苯甲酰胺和噻蟲嗪處理的土耳其斯坦葉螨成螨死亡率與對(duì)照均無明顯差異;氯蟲苯甲酰胺處理葉螨成螨后,次代除若Ⅱ期外,未成熟期的存活率均高于對(duì)照,而噻蟲嗪處理時(shí),次代若Ⅱ期的存活率高于對(duì)照,卵期、幼螨期和若Ⅰ期的存活率低于對(duì)照;經(jīng)氯蟲苯甲酰胺處理后,與對(duì)照和噻蟲嗪處理相比,產(chǎn)卵前期明顯縮短,世代顯著延長(zhǎng),且日產(chǎn)卵量顯著增多;氯蟲苯甲酰胺處理的種群凈增殖率R0、內(nèi)稟增長(zhǎng)率rm、周限增長(zhǎng)率λ比對(duì)照和噻蟲嗪處理增大,而施用噻蟲嗪的葉螨平均世代歷期T、種群加倍時(shí)間t比對(duì)照和施用氯蟲苯甲酰胺延長(zhǎng)。從當(dāng)代死亡率、次代的發(fā)育歷期以及繁殖特性進(jìn)行評(píng)價(jià)其影響,氯蟲苯甲酰胺能夠促進(jìn)土耳其斯坦葉螨種群數(shù)量的增加,而噻蟲嗪無影響。