氟啶蟲胺腈對棉蚜和棉長管蚜的亞致死效應(yīng)比較

魏引弟 梁虎軍 張笑麗 蔣攀 韓英 蘇悅 韓旭 姚永生

摘要：采用生命表分析法對比氟啶蟲胺腈亞致死濃度對棉蚜和棉長管蚜種群生命表參數(shù)的影響。結(jié)果表明，氟啶蟲胺腈LC20（1.02 μg/mL）處理棉蚜后G0代種群表現(xiàn)出種群凈增值率（R0）降低，平均世代歷期（T）縮短和種群加倍時間（DT）延長，但與對照均無顯著差異；G1代種群的R0和rm較對照分別降低1.94和0.01。而氟啶蟲胺腈LC20（0.13 mg/L）處理棉長管蚜后，G0代種群的R0、rm和λ較對照分別降低3.44、0.07、0.14，而平均世代歷期顯著延長0.3 d。且氟啶蟲胺腈可顯著增加棉長管蚜G1代種群的適合度代價，其成蟲產(chǎn)仔前期（APOP）和總產(chǎn)仔前期（TPOP）明顯延長，R0、rm和λ較對照分別降低8.77、0.10、0.13，平均世代時間（T）和種群加倍時間（DT）提高3.84、0.76 d。氟啶蟲胺腈亞致死劑量LC20對棉長管蚜種群的抑制作用較棉蚜更為明顯。

關(guān)鍵詞：棉蚜；棉長管蚜；氟啶蟲胺腈；亞致死效應(yīng)；生命參數(shù)

中圖分類號：S435.622+.1? 文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2023）13-0127-06

新疆維吾爾自治區(qū)屬典型的綠洲生態(tài)灌溉農(nóng)業(yè)，光熱資源豐富，十分有利于棉花種植。目前新疆棉花種植面積為250.6萬hm2，總產(chǎn)量為512.9萬t，分別占全國的82.7%和89.5%［1］，新疆在全國棉花產(chǎn)業(yè)中的地位與重要性不斷提升。然而，近年來隨著棉花多年規(guī)?；N植和化學農(nóng)藥的大量使用等人為干擾嚴重，致使新疆棉田棉蚜（Aphis gossypii）持續(xù)重發(fā)［2-3］，已成為新疆棉花產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的制約因素。棉蚜世代歷期短且重疊嚴重，繁殖力強，易短時暴發(fā)［4］，殺蟲劑可快速高效殺死害蟲，壓低蟲口數(shù)量［5］，目前生產(chǎn)上對棉蚜的主流防控仍然以化學防治為主［6］。而在棉蚜化學防治中，長期存在殺蟲劑連續(xù)多次使用、隨意增加用藥量和施藥次數(shù)等不合理現(xiàn)象，致使棉蚜抗藥性上升，監(jiān)測發(fā)現(xiàn)新疆各植棉區(qū)棉蚜已普遍對有機磷、擬除蟲菊酯以及新煙堿類等傳統(tǒng)常用殺蟲劑產(chǎn)生明顯抗性［6-10］，而過度的依賴農(nóng)藥極易導致害蟲再猖獗，生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力失衡［11］。

殺蟲劑在環(huán)境中的毒力隨著施用后時間的延長逐漸遞減到亞致死劑量，仍可對昆蟲的生長發(fā)育、繁殖、生態(tài)行為等產(chǎn)生不同程度的影響，即產(chǎn)生亞致死效應(yīng)，殺蟲劑亞致死劑量也是害蟲抗藥性形成的重要驅(qū)動因素。已有研究表明，一定濃度的吡蟲啉、噻蟲啉、噻蟲胺、噻蟲嗪和烯啶蟲胺亞致死劑量能夠抑制棉蚜的壽命和繁殖力［12］；另有研究表明溴氰菊酯（LC30）和氟啶蟲胺腈（LC20）亞致死劑量處理后可刺激棉蚜后續(xù)G1和G2代繁殖力增加［13-14］；亞致死劑量吡蟲啉對桃蚜有刺激生殖作用［15］?？茖W評價化學農(nóng)藥的亞致死作用是合理使用農(nóng)藥防控棉蚜的基礎(chǔ)。

棉蚜和棉長管蚜（Acyrthosiphon gossypii）是新疆棉田具有相似生態(tài)位的組團物種，二者種群呈現(xiàn)不同的時序特征。一段時間以來在新疆棉田棉花出苗到現(xiàn)蕾期以棉長管蚜發(fā)生為主，至棉花蕾到花期棉蚜上升為優(yōu)勢種［16］。棉長管蚜無群集習性，種群密度低，而棉蚜危害可導致棉花皺縮畸形、落蕾落鈴，易危害成災(zāi)。而近年來棉長管蚜在新疆棉田中的生態(tài)位發(fā)生了顯著變化，棉田早期的苗蚜也逐漸演變?yōu)槊扪?。已有文獻報道，棉長管蚜比棉蚜更容易防治，田間吡蟲啉對棉長管蚜的防效比棉蚜高43.92%［17］，室內(nèi)毒力測定結(jié)果顯示吡蟲啉對棉長管蚜的毒力是棉蚜的2.61倍［18］。而有關(guān)棉蚜和棉長管蚜對化學農(nóng)藥的敏感性差異及其機制尚不清楚。本研究選用亞砜亞胺類新型內(nèi)吸性殺蟲劑氟啶蟲胺腈，構(gòu)建亞致死濃度（LC20）處理下的棉蚜和棉長管蚜種群生命表，對比分析藥劑脅迫下棉蚜和棉長管蚜壽命和生殖力等生命參數(shù)的變化，明確亞致死劑量氟啶蟲胺腈對2種蚜蟲的生態(tài)學效應(yīng)，從而為新疆棉花蚜蟲的綜合防治以及理解棉花蚜蟲的優(yōu)勢演變提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1 供試植物

棉花品種為新陸中67號，挑選籽粒飽滿種子，一部分播種于裝有蛭石的育苗盤中至出苗期，再移栽到一次性塑料盒中水培，用于試蟲擴繁；一部分播種在混有營養(yǎng)土和蛭石的花盆中直到長出2張真葉后，收集真葉用于毒力測定。

1.1.2 供試蟲源及藥劑

供試蟲源：棉蚜和棉長管蚜在2021年6月采集于塔里木大學農(nóng)學試驗站棉花試驗田，在氣候室內(nèi)不接觸任何藥劑條件下以盆栽棉花（品種為新陸中67號）為寄主進行飼養(yǎng)，經(jīng) 2～4代擴繁后建立試驗種群品系。以下試驗均在標準環(huán)境溫度為（22±1） ℃、相對濕度為60%±5%、光周期為光照 ∶黑暗=16 h ∶8 h的南疆農(nóng)業(yè)有害生物綜合治理兵團重點實驗室的氣候箱中進行。供試藥劑為96%氟啶蟲胺腈原藥，由湖北康寶泰精細化工有限公司生產(chǎn)。

1.2 氟啶蟲胺腈對棉蚜和棉長管蚜的毒力測定

采用浸葉法測定氟啶蟲胺腈對棉蚜和棉長管蚜的毒力［19］。氟啶蟲胺腈加入少量的丙酮直至完全溶解后再用0.05%TritonX-100水溶液配制成6個藥劑濃度梯度，在藥液中浸泡未接觸農(nóng)藥的新鮮棉葉15 s，自然陰干。熬制1.8%瓊脂液倒入透明玻璃培養(yǎng)皿（直徑為90 mm，高為20 mm），待凝固后將棉葉正面貼于瓊脂上，將30頭個體大小一致的無翅成蚜放于培養(yǎng)皿內(nèi)，置于恒溫恒濕氣候箱中，條件同“1.1.2節(jié)”試蟲飼養(yǎng)。每個濃度梯度設(shè)置3次重復，24 h后記錄死亡率。以0.05%TritonX-100溶液為對照，用軟毛筆輕輕觸動蟲體，足和觸角無反應(yīng)為死亡判定標準。使用IBM SPSS Statistics 25.0軟件對生物測定結(jié)果進行分析，計算LC20和LC50的值及95%置信區(qū)間。

1.3 氟啶蟲胺腈對棉蚜和棉長管蚜生命表參數(shù)的測定

根據(jù)毒力測定結(jié)果，采用氟啶蟲胺腈LC20作為亞致死濃度處理棉蚜和棉長管蚜。在棉葉上挑取當天所產(chǎn)的新生若蚜360頭，連續(xù)飼養(yǎng)6 d后將其作為試驗種群的G0代。將新鮮棉花葉片浸入藥劑溶液中15 s，在陰涼處風干，放置相應(yīng)數(shù)量的無翅成蚜，于24 h后將存活個體轉(zhuǎn)移至帶有葉片的培養(yǎng)皿中，單皿單頭飼養(yǎng)，記錄每個個體的生命表參數(shù)。每2 d更換新鮮葉片，直到供試蚜蟲全部死亡。

1.4 數(shù)據(jù)分析

種群生命參數(shù)凈增殖率（R0）、內(nèi)稟增長率（rm）、周限增長率（λ）和平均世代周期（T）分別按下面公式計算，其中內(nèi)稟增長率用迭代二分法和Euler-Lotka方程計算。R0=∑Lxmx，T=lnR0/rm，∑e-rm（x+1）rmlxmx=1，λ=erm。其中：x為時間間隔（d），lx為x期間開始時存活率，mx為x期間每雌產(chǎn)雌量。生命表參數(shù)利用TWOSEX-MSChart軟件［20］分析，使用bootstrap程序得到試驗數(shù)據(jù)的均值、標準誤差，得到的數(shù)據(jù)通過Paired bootstrap test將生命表參數(shù)之間的處理組與對照組進行顯著性分析［21］。使用Sigmaplot 14.0軟件繪制年齡階段存活率（sxj）、齡期特異性存活率（lx）等曲線。

2 結(jié)果與分析

2.1 氟啶蟲胺腈對棉蚜和棉長管蚜的毒力測定

氟啶蟲胺腈對棉蚜和棉長管蚜24 h后的毒力（表1）。氟啶蟲胺腈對棉蚜和棉長管蚜的毒力回歸線決定系數(shù)（r2）均大于0.95，擬合線性回歸模型較好。氟啶蟲胺腈對棉蚜和棉長管蚜的LC50、LC20分別為6.31、1.02 mg/L和0.91、0.13 μg/mL。氟啶蟲胺腈對棉長管蚜的LC20和LC50小于棉蚜，且置信區(qū)間不重疊，說明棉長管蚜對氟啶蟲胺腈的敏感性明顯高于棉蚜。

2.2 氟啶蟲胺腈對棉蚜和棉長管蚜處理當代（G0）的亞致死效應(yīng)

氟啶蟲胺腈對2種蚜蟲種群參數(shù)均有一定的影響。與對照相比，棉長管蚜處理組種群加倍時間（DT）增加0.08 d、凈增殖率（R0）降低5.91%、總繁殖率（GRR）降低6.46%，氟啶蟲胺腈LC20處理組的內(nèi)稟增長率（rm）、周限增長率（λ）均顯著低于對照組。棉蚜處理組對種群增長參數(shù)的影響和對照相比均無明顯差異（表2）。

2.3 氟啶蟲胺腈對棉蚜和棉長管蚜處理后第1代（G1）個體生長發(fā)育和繁殖的影響

氟啶蟲胺腈LC20處理后棉蚜和棉長管蚜后續(xù)G1代個體生長發(fā)育和繁殖情況見表3。與對照相比，氟啶蟲胺腈LC20處理后的G1棉長管蚜1～4齡若蟲期、成蟲期、壽命及總產(chǎn)仔前期均明顯延長，而繁殖力顯著降低。處理后的G1棉蚜，除4齡若蟲期和成蟲期顯著降低外，1～3齡若蟲與預成蟲發(fā)育歷期、壽命、成蟲產(chǎn)仔前期（APOP）、總產(chǎn)仔前期（TPOP）、壽命和繁殖力均差異不顯著。

年齡-階段存活率（sxj）曲線如圖1所示。由圖1可知，氟啶蟲胺腈對2種蚜蟲G1代若蟲及成蟲的存活率具有不良的影響。與對照相比，棉蚜處理組4齡若蟲的存活率降低，對其他不同蟲態(tài)的存活率無顯著影響。在氟啶蟲胺腈脅迫下，棉長管蚜2齡若蟲和4齡若蟲的存活率均低于對照，從0.80和0.86降低到0.76和0.73。在2種蚜蟲間，棉長管蚜若蟲及成蟲的發(fā)育歷期較棉蚜長，受到氟啶蟲胺腈的脅迫后，棉長管蚜的發(fā)育歷期與對照相比延長5.60 d，而棉蚜的發(fā)育歷期與對照無顯著差異。

2種蚜蟲的齡期特異性存活率（lx）曲線在生長后期下降，此時為種群的死亡高發(fā)期。與對照相比，氟啶蟲胺腈處理組的lx曲線下降較早。氟啶蟲胺腈處理后，2種蚜蟲的齡期特異性繁殖力（mx）曲線和齡期特異性繁殖值（lxmx）曲線均隨著齡期延長先增加后降低。棉長管蚜繁殖力曲線在18 d時出現(xiàn)高峰，峰值為4.23，顯著低于對照組。棉蚜繁殖力曲線在14 d時出現(xiàn)高峰，峰值則稍低于對照組（圖2）。

氟啶蟲胺腈LC20處理對2種蚜蟲種群增長參數(shù)的影響見表4。由表4可知，與對照相比，氟啶蟲胺腈LC20處理后棉長管蚜G1代的種群R0、rm、λ和GRR均顯著降低，而T由11.69 d增加到15.53 d，DT由2.00 d增加到2.76 d，均呈現(xiàn)增加的趨勢；氟啶蟲胺腈LC20處理后棉蚜G1代種群R0、rm、λ和GRR等參數(shù)與對照差異均不顯著。氟啶蟲胺腈亞致死濃度LC20對棉長管蚜種群增長參數(shù)具有明顯的抑制作用，而對棉蚜的抑制作用不明顯。

3 結(jié)論與討論

氟啶蟲胺腈屬亞砜亞胺類內(nèi)吸性殺蟲劑，作用于刺吸式口器害蟲的乙酰膽堿受體，因其獨特的構(gòu)效關(guān)系與新煙堿類其他殺蟲劑無交互抗性［6，22］，對蚜蟲新煙堿類高抗品系具有良好防效，可有效防控棉花蚜蟲［23］。本研究發(fā)現(xiàn)氟啶蟲胺腈對棉蚜和棉長管蚜的毒力值（LC50）分別為6.31、0.91 μg/mL，棉長管蚜對氟啶蟲胺腈的敏感性明顯高于棉蚜。而李仁等的研究結(jié)果顯示，2020年阿拉爾地區(qū)氟啶蟲胺腈對棉蚜的毒力為10.28 μg/mL，可能與采集的田間種群有關(guān)［6］。

化學防治手段仍是新疆棉花害蟲防控中的一個主要手段［24］，氟啶蟲胺腈具有速效性好、持效期長及對天敵安全等特點，被用來防控多種蚜蟲類害蟲，尤其是已對常用新煙堿類、菊酯類殺蟲劑等產(chǎn)生抗性的蚜蟲種類［25-26］。結(jié)果表明，50%氟啶蟲胺腈可濕性粉劑 25 g/hm2劑量下，藥后7 d對棉蚜防效可達98％，藥后14 d防效仍在80%以上［27］。22%氟啶蟲胺腈懸浮劑在室內(nèi)0.375、0.250 g/L劑量下處理棉蚜后48 h，棉蚜死亡率分別為100%、93.9%，田間試驗也表明氟啶蟲胺腈對新疆棉田蚜蟲具有較高防效，藥后5 d最低防效均在85%以上［28］。氟啶蟲胺腈對大豆蚜、柑橘矢尖蚧和橘二叉蚜均表現(xiàn)出較高的防控效果［29-30］。也有文獻顯示棉蚜對氟啶蟲胺腈產(chǎn)生了低至中等水平抗性，抗性倍數(shù)為7.35～44.63［6］，2021年新疆棉田棉蚜對氟啶蟲胺腈的抗性倍數(shù)為12～151，達到中等至高水平抗性［31］。

殺蟲劑亞致死濃度會對昆蟲生長發(fā)育、繁殖、生態(tài)行為和抗藥性等產(chǎn)生不同程度的影響［32-33］。Chen等評估了氟啶蟲胺腈LC25對棉蚜生命表參數(shù)的影響，結(jié)果表明氟啶蟲胺腈LC25處理對F0代和F1代棉蚜壽命和繁殖力無顯著影響，對若蟲齡期、成蟲產(chǎn)卵前期和F1個體的壽命也無顯著影響，成蟲前期和總產(chǎn)卵前期以及平均世代時間顯著增加；而F1代個體的存活率、rm、λ、R0和GRR顯著降低［34］。本研究表明氟啶蟲胺腈LC20處理棉蚜后對G0代影響不顯著，而G1代種群表現(xiàn)出種群rm和λ較對照分別降低1.94和0.01。而氟啶蟲胺腈LC20處理棉長管蚜后，G0代種群的R0、rm和λ較對照分別降低3.44、0.07和0.14，而平均世代歷期顯著延長 0.3 d。氟啶蟲胺腈可顯著增加棉長管蚜G1代種群的適合度代價，其成蟲APOP和TPOP明顯延長，R0、rm和λ較對照分別降低8.77、0.10、0.13百分點。可見，氟啶蟲胺腈LC20對棉長管蚜種群的抑制作用較棉蚜更為明顯，與李志雄等的研究結(jié)果［4］一致；但氟啶蟲胺腈亞致死劑量處理后對后續(xù)世代（G1）各參數(shù)較處理當代（G0）變化更大，與文獻結(jié)果有差異，有待進一步研究。

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