亞致死劑量聯(lián)苯菊酯對茶尺蠖子代生長發(fā)育的影響

劉豐靜，李良德，李慧玲，曾明森，吳光遠

(福建省農(nóng)業(yè)科學院茶葉研究所，福建 福州 350013)

茶尺蠖(EctropisobliquaProut)是茶樹的主要害蟲[1-2]，廣泛分布于安徽、江蘇、浙江、福建、江西、廣東、廣西、湖南、湖北等產(chǎn)茶省份[3-6]。該蟲嚴重影響茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)，暴發(fā)時可造成茶園絕產(chǎn)。目前該蟲的防治仍以化學防治為主，聯(lián)苯菊酯是茶園常用防治茶尺蠖的主要化學藥劑，但由于用藥不科學等因素導致茶尺蠖對聯(lián)苯菊酯產(chǎn)生了不同程度的抗藥性[7,8]，為茶尺蠖防治帶來困難。

殺蟲劑在田間施用后，由于害蟲個體間接觸藥量的差異及藥劑隨時間的降解，對部分個體可能產(chǎn)生亞致死效應(yīng)，包括引起害蟲生物學、生態(tài)學行為和生殖行為的改變以及抗藥性等[9-14]。亞致死劑量是指藥劑不能直接殺死害蟲，但可以對害蟲取食能力、生長發(fā)育、種群發(fā)展、體內(nèi)酶系活力產(chǎn)生影響的劑量[15-16]。目前關(guān)于亞致死劑量尚未有統(tǒng)一的標準，但普遍認亞致死劑量分布在LC1～LC50之間[17]。殺蟲劑因類型、作用機理、靶標對象不同對害蟲種群的影響也不相同。研究表明亞致死劑量殺蟲劑對害蟲種群有延緩和抑制作用，如李國平等研究發(fā)現(xiàn)，毒死蜱、硫丹、氯氟氰菊酯、吡蟲啉亞致死劑量明顯抑制中黑盲蝽成蟲壽命、繁殖力和子代的存活[18]。甜菜夜蛾在亞致死劑量氯蟲苯甲酰胺作用下，世代周期延長，繁殖力降低，種群增長減緩[19]。也有研究認為部分殺蟲劑會刺激害蟲的生長發(fā)育和種群繁殖[20,21]。如高效氯氰菊酯亞致死劑量對小菜蛾阿維菌素敏感種群具有一定的刺激增殖作用[22]；在亞致死劑量下，氯蟲苯甲酰胺能夠提高小菜蛾種群的發(fā)育速率和繁殖力[23]。這種刺激增殖作用還可能會誘發(fā)害蟲種群暴發(fā)和再生猖獗的風險[23]。

目前關(guān)于亞致死劑量化學殺蟲劑對茶園害蟲影響的報道較少。為明確亞致死劑量聯(lián)苯菊酯對茶尺蠖子代生長發(fā)育及種群發(fā)展的影響，研究了聯(lián)苯菊酯亞致死劑量LC25、LC15、LC10處理下茶尺蠖子代生長發(fā)育、存活率和種群參數(shù)，以期能為茶園防治茶尺蠖科學用藥提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 供試蟲源及飼養(yǎng)條件 茶尺蠖2018年采集于福建省農(nóng)業(yè)科學院茶葉研究所2號山‘福云6號’茶園，在室內(nèi)飼養(yǎng)3代后做為供試蟲源。室內(nèi)溫度為(26±1)℃，相對濕度為70%±5%。

試驗用茶尺蠖飼養(yǎng)方法：試驗用蟲整個世代均在光照培養(yǎng)箱(溫度 25℃、相對濕度70%、光周期為L∶D=16 h∶8 h)中飼養(yǎng)。取羽化之后24 h的茶尺蠖雌、雄成蟲各5只，放入有產(chǎn)卵條的罐頭瓶(500 mL)中，以吸水紙封口，讓其自由交配產(chǎn)卵。將帶有茶尺蠖卵的產(chǎn)卵條轉(zhuǎn)入罐頭瓶中，并放入一片茶樹葉片保濕。將茶稍插在浸過水的小塊花泥上，放入700 mL的塑料杯，卵孵化后將初孵幼蟲轉(zhuǎn)入塑料杯中，以吸水紙封口，定期更換茶梢清理蟲糞。幼蟲化蛹后將蛹轉(zhuǎn)入罐頭瓶中待其羽化。

1.1.2 供試藥劑 25 g·L-1聯(lián)苯菊酯(bifenthrin)乳油，蘇州富美實植物保護有限公司生產(chǎn)，商品名：天王星。

1.2 試驗方法

1.2.1 聯(lián)苯菊酯對茶尺蠖室內(nèi)毒力測定 室內(nèi)毒力測定采用浸梢法[24]。根據(jù)聯(lián)苯菊酯乳油推薦使用劑量，以清水配置5個劑量梯度，每處理3次重復，以清水處理為對照。將15支茶梢浸入配置好的藥液中，充分浸濕3 min 后取出，自然條件下晾干，放入700 mL的塑料杯中。每杯接入30頭生長一致的4齡茶尺蠖幼蟲，移入溫度(25±1)℃、相對濕度70%、光周期為L∶D=16 h∶8 h 的光照培養(yǎng)箱中飼養(yǎng)，24 h后檢查記錄死亡幼蟲數(shù)，統(tǒng)計死亡率。以SPSS 19.0統(tǒng)計軟件計算得到毒力回歸方程y=-1.566+2.066x(X2=5.196)。據(jù)此聯(lián)苯菊酯對4齡茶尺蠖幼蟲的LC50、LC25、LC15、LC10分別為5.73 mg·L-1、2.70 mg·L-1、1.81 mg·L-1、1.37 mg·L-1。

1.2.2 父代茶尺蠖處理 根據(jù)室內(nèi)毒力測定結(jié)果，以LC25、LC15、LC103個劑量配置藥液，以浸梢法處理15支茶梢，接入4齡茶尺蠖幼蟲，每處理50頭。飼養(yǎng)24 h后，換未接觸農(nóng)藥的茶梢飼養(yǎng)至化蛹，視取食情況統(tǒng)一更換茶梢。成蟲羽化后，取同一天羽化的雌雄成蟲配對放入罐頭瓶中，待其產(chǎn)卵。每處理3次重復，以清水處理作對照。

1.2.3 子代茶尺蠖飼養(yǎng)與觀察 亞致死劑量聯(lián)苯菊酯處理的茶尺蠖成蟲產(chǎn)卵當天，每處理挑選30粒卵轉(zhuǎn)入培養(yǎng)皿(直徑9 cm)中，每皿1粒并編號，放入一片茶樹葉片保濕。卵孵化后以未接觸過農(nóng)藥的茶樹葉片飼養(yǎng)至化蛹，視取食情況統(tǒng)一更換葉片。蛹羽化后，鑒定成蟲雌雄，成蟲配對轉(zhuǎn)入放有產(chǎn)卵條的塑料杯，每杯1對，每處理5對，直至成蟲死亡。整個世代均在光照培養(yǎng)箱中飼養(yǎng)。逐日觀察記錄發(fā)育情況和活蟲數(shù)，成蟲產(chǎn)卵后記錄產(chǎn)卵量。每處理設(shè)3個重復。

1.3 數(shù)據(jù)分析

利用IBM SPSS Statistics 19.0 For windows軟件對發(fā)育歷期、存活率進行單因素方差分析，Duncan氏新復極差法多重比較。

生命表相關(guān)參數(shù)，計算公式如下[25,26]：

凈增殖率R0=∑Lxmx

平均世代周期T=∑XLxmx/R0

內(nèi)稟增長率rm=lnR0/T

周限增長率λ=erm

式中：Lx是同一天產(chǎn)出的一批卵發(fā)育至X日齡的存活率；mx是發(fā)育至X日齡時尚存活的雌蟲在該日齡時的平均產(chǎn)雌數(shù)(當日單雌產(chǎn)卵量×雌性比)。

2 結(jié)果與分析

2.1 亞致死劑量聯(lián)苯菊酯對茶尺蠖子代各蟲態(tài)發(fā)育歷期的影響

亞致死劑量聯(lián)苯菊酯處理對茶尺蠖子代發(fā)育歷期主要是延緩了幼蟲和蛹的發(fā)育歷期(表1)。LC25、LC15處理茶尺蠖子代1～3齡幼蟲發(fā)育歷期分別為(8.14±0.23)d、(8.30±0.26)d顯著多于對照組的(7.59±0.43)d，4～5齡幼蟲發(fā)育歷期分別為(10.13±0.05)d、(10.06±0.17)d較對照組的(9.20±0.43)d顯著延長，LC10劑量對幼蟲發(fā)育歷期無明顯的影響。LC25、LC10劑量處理茶尺蠖子代蛹發(fā)育歷期為(8.18±0.18)d、(7.92±0.34)d顯著長于對照組的(6.89±0.10)d，LC15劑量對子代蛹歷期有延緩作用，但不顯著。亞致死劑量聯(lián)苯菊酯對茶尺蠖子代幼蟲和蛹發(fā)育歷期的影響進而延緩了茶尺蠖子代世代歷期，LC25、LC15劑量組世代歷期分別比對照組多2.12 d和1.67 d。而LC10劑量處理未對子代茶尺蠖世代歷期產(chǎn)生顯著影響。總的來看對幼蟲歷期、世代歷期的延長與劑量呈正相關(guān)。

表1 亞致死劑量聯(lián)苯菊酯處理茶尺蠖子代各蟲態(tài)發(fā)育歷期

注：表中同列數(shù)據(jù)后標有不同字母表示差異顯著(P<0.05)，下同。

2.2 亞致死劑量聯(lián)苯菊酯對茶尺蠖子代各蟲態(tài)存活率和繁殖力的影響

亞致死劑量聯(lián)苯菊酯處理對茶尺蠖子代1～3齡幼蟲、蛹、成蟲的存活率影響不顯著，對卵孵化率和4～5齡幼蟲存活率影響較大(圖1)。LC25、LC15處理組卵孵化率分別為(78.89±1.92)%和(83.33±3.33)%顯著低于對照組的(92.22±1.92)%，LC10處理未影響卵孵化率；3種亞致死劑量降低了子代茶尺蠖1～3齡幼蟲存活率，但不顯著；3種亞致死劑量處理子代茶尺蠖4～5齡幼蟲存活率均低于對照組，只有LC15處理達到顯著水平。從子代世代存活率來看，3種亞致死劑量處理子代茶尺蠖世代存活率均低于對照組，LC25、LC15、LC10劑量組子代世代存活率分別為(32.22±5.09)%、(37.78±1.92)%和(46.67±6.67)%顯著低于對照組的存活率(56.67±3.33)%。表明亞致死劑量聯(lián)苯菊酯處理對在子代存活率的影響主要是降低了子代卵的孵化率，且孵化率與劑量呈負相關(guān)。

研究還表明亞致死劑量聯(lián)苯菊酯處理對茶尺蠖子代雌蟲產(chǎn)卵前期、雌雄蟲壽命及單雌產(chǎn)卵量與對照組無顯著差異。

2.3 亞致死劑量聯(lián)苯菊酯對茶尺蠖子代種群的影響

亞致死劑量聯(lián)苯菊酯對茶尺蠖子代種群的影響表現(xiàn)為隨著劑量降低影響越小的趨勢。LC25、LC15處理茶尺蠖子代種群內(nèi)稟增長率(rm)分別為0.1126±0.006和0.1183±0.007，周限增長率(λ)分別為1.1192±0.0066和1.1256±0.0082，均顯著低于對照組的內(nèi)稟增長率0.1389±0.008和周限增長率1.1490±0.0094。LC25、LC15處理茶尺蠖子代種群凈增殖率(R0)分別較對照組降低了42.32%和35.56%，平均世代周期(T)顯著增長，分別比對照延長了2.45 d和1.75 d。LC10劑量處理也延緩了子代種群的發(fā)展，但與對照無顯著差異(表2)。

圖1 亞致死劑量聯(lián)苯菊酯處理茶尺蠖子代各階段存活率Fig.1 Survival rate at developmental stages of progeny of E. obliqua treated by sublethal dose bifenthrin

表2 亞致死劑量聯(lián)苯菊酯處理茶尺蠖子代生命表參數(shù)

3 討論

化學殺蟲劑仍是目前農(nóng)業(yè)害蟲防治的主要措施之一，殺蟲劑田間施用后隨著環(huán)境因素和時間推移會對害蟲產(chǎn)生亞致死效應(yīng)[27]。桑松等研究表明溴氰蟲酰胺LC40、LC20處理斜紋夜蛾子代幼蟲的發(fā)育歷期延長，化蛹率降低，羽化率和單雌產(chǎn)卵量無顯著影響[28]。氯蟲苯甲酰胺LC25處理稻縱卷葉螟(CnaphalocrocismedinalisGuenée)，其子代幼蟲發(fā)育歷期延長、存活率下降[29]。本研究表明聯(lián)苯菊酯亞致死劑量處理顯著降低了茶尺蠖子代存活率、延長了發(fā)育歷期，這一結(jié)果與以上研究結(jié)果相似。章巧利研究了甲氧蟲酰肼與氟啶脲對甜菜夜蛾的亞致死效應(yīng)，表明亞致死劑量的甲氧蟲酰肼LC30和LC10處理降低了子代種群的內(nèi)稟增長率與周限增長率，降低的程度隨劑量增加而提高，并延長了平均世代歷期，并且影響隨著劑量減小影響也變小[30]。本文研究也表明亞致死劑量處理延緩了茶尺蠖子代種群的增殖速率，且隨著處理劑量增高對子代種群參數(shù)的影響也越大。

亞致死劑量效應(yīng)是一個受環(huán)境影響的長期緩慢的過程，本文僅研究了實驗室條件下亞致死劑量聯(lián)苯菊酯對茶尺蠖子代生長發(fā)育和種群的影響，這些劑量下茶尺蠖是否提高對聯(lián)苯菊酯的耐受性，即是否誘導了抗藥性？這些影響是否對后續(xù)種群有遺傳作用，及產(chǎn)生影響的生理生化、分子生物學機理還需進一步探討。