三种仿生不育剂对栗山天牛成虫的不育效应

姜 静，杨忠岐*，唐艳龙，唐 桦，高 纯，王小艺，孟庆伟，刘松君

(1.中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所国家林业局森林保护学重点实验室，北京 100091;2.辽宁省宽甸满族自治县森林病虫害防治站，辽宁 宽甸 118200;3.天津市大港区官港森林公园，天津 300274)

不育剂自上世纪20年代出现以来，以其广谱，高效，低毒，低成本和残效期长等优点，得到了迅速的发展。目前，不育剂已被广泛用于防治农林，果树，蔬菜等90多种害虫 (苗建才，1989)。

其对成虫的作用一般表现为对子代卵孵化的抑制，这已在双翅目、鳞翅目、鞘翅目和直翅目等多种害虫得到证实 (Wright，1967;张宗炳，1982;邬承先等，1995;黄大庄，1995;嵇保中等，1996;唐进根等，2001)。国内亦研究证实了不育剂对光肩星天牛、松褐天牛、云斑天牛和桑天牛等大型钻蛀性害虫子代卵的影响 (李文杰等，1992;嵇保中等，1996;唐进根等，2001;唐桦等，2005;马沛沛，2008)。

栗山天牛Massicus raddei(Blessig)属鞘翅目Coleoptera天牛科Cerambycidae山天牛属Massicus，异名Mallambyx raddei Blessig(陈世骧等，1959)。该害虫以幼虫钻蛀寄主韧皮部和木质部为害，是我国东北以栎树为主的天然林区的头号害虫 (杨忠岐，2004)。研究出安全有效的方法来控制栗山天牛的危害已成为亟待解决的问题。由于栗山天牛幼虫钻蛀性的危害方式，使用化学药剂防治效果不明显 (侯振明等，2003;黎明等，2003;赵秀莲等，2005;党国军，2007;蒋晓萍等，2007)，而且污染环境。而成虫期补充营养、交配和产卵活动均在外面进行，是防治的关键时期。栗山天牛成虫需补充营养，卵巢和卵才能发育成熟。为了探讨成虫补充营养期的防治方法，我们开展了不育剂研究，利用对环境影响较小的仿生制剂灭幼脲Ⅲ号、除虫脲和杀铃脲3种不育剂对栗山天牛成虫进行了试验，以期筛选出对栗山天牛成虫有较强不育作用的药剂，为栗山天牛成虫的防治提供新的防治技术和方法。

1 材料与方法

1.1 供试药剂

灭幼脲Ⅲ号，25%悬浮剂，安阳市安林生物化工有限责任公司生产;除虫脲，20%悬浮剂，河北威远生物化工股份有限公司生产;杀铃脲，商品名称为先安 (X·A)，20%悬浮剂通化绿地农药化学有限公司生产。

1.2 试验方法

于2008年6月下旬栗山天牛羽化前在辽宁宽甸大西岔乡伐栗山天牛危害严重的辽东栎5株，截成1～2 m的小段，置于3 m×3 m的纱笼内，使成虫自然羽化，在羽化期内，从清晨至傍晚，每隔1 h左右收集一次新羽化出孔的成虫，并纪录其羽化日期等，然后成对饲养于直径24.5 cm，高23.5 cm的带孔塑料筐内，筐内放入直径约15 cm，高20 cm左右的辽东栎木段供雌虫产卵;木段两端封蜡保鲜，底部放小部分枝叶便于天牛活动。以棉球蘸取不育剂与糖醋酒液 (糖∶醋∶酒∶水=20∶1∶1∶80)的混合溶液为天牛补充营养，对照组仅饲喂糖醋酒液。

将3种不育剂分别稀释为500倍、1000倍、1500倍、2000倍、3000倍和4000倍6种浓度，每个浓度设10个重复，即每种药剂不同浓度均分别饲养10对，每天蘸取药液饲喂天牛。每天观察，发现卵粒及时用小刀带木段取下，每一枝段不同日期分别放于与之编号对应的有孔圆盒内，圆盒直径6.8 cm，高2.5 cm，内放湿润滤纸保湿，及时观察记录孵化幼虫数量和日期，并统计每头雌虫产卵总量及每天产卵量，以计算子代卵的孵化率和雌虫产卵量。

按公式:孵化抑制率=(对照组孵化率－处理组孵化率)/对照组孵化率×100%，计算三种不育剂对子代卵的孵化抑制率，并根据孵化抑制率与药剂稀释倍数的关系方程，计算LD50。

1.3 数据处理

实验所有数据用SPSS来处理，并进行方差分析，各处理间的差异用SNK多重比较法分析 (唐守正，1986)。

2 结果与分析

2.1 不育剂对成虫寿命的影响

从表1可以看出，对照组雌雄虫的寿命分别为19～27 d和14～25 d，平均为22.3 d和19.1 d。三种不育剂处理后的雌雄虫寿命均有不同程度的缩短，浓度越大，成虫寿命缩短越明显。但方差分析表明，三种药剂各浓度处理后雌雄成虫寿命与对照之间差异均不显著。其中灭幼脲Ⅲ号 (F=0.656，df=6，44;P=0.6852)、除虫脲 (F=0.503，df=6，40;P=0.8017)和杀铃脲 (F=0.79，df=6，40;P=0.5839)

500倍和1000倍液处理后，对雌虫寿命的影响不大，分别比对照缩短1.3 d和1.7 d、1.3 d和1.8 d、2.3 d和1.5 d，而且三者之间没有明显差异。对雄虫寿命的影响更大，分别比对照缩短2.6 d和2.8 d、1.8 d和0.9 d、2.3 d和1.8 d，其中灭幼脲的影响要略大。三种药剂浓度较低时对栗山天牛成虫寿命的影响很小，4000倍液处理后雌虫寿命平均缩短时间分别为0.4 d、－0.2 d和0.6 d，雄虫平均缩短－0.2 d、0.1 d和0.3 d。

表1 不育剂对成虫寿命和雌虫产卵的影响Table 1 The effects of chemosterilants on adult life-span and egg-laying

2.2 不育剂对雌虫产卵量和产卵期的影响

从表1可以看出对照组雌虫平均产卵量为33.2粒。三种不育剂各浓度的药剂对栗山天牛雌虫的产卵量有不同程度的影响，浓度越大影响越大。方差分析表明，三种不育剂各浓度处理后与对照之间差异均不显著。其中灭幼脲Ⅲ号 (dF=1.654，df=6，44;P=0.1592)、除虫脲 (F=0.781，df=6，40;P=0.5903)和杀铃脲 (F=1.277，df=6，40;P=0.2938)500倍液处理后雌虫平均产卵量分别为25.3粒、27.3粒和27.0粒，分别比对照减少7.9粒、5.9粒和6.2粒;1000倍液处理后分别为26.8粒、28.7粒和27.5粒，分别比对照减少6.4粒、4.5粒和5.7粒;3000倍和4000倍液分别只比对照减少2.1粒、2.8粒、3.7粒和2.4粒、－0.1粒、1.2粒。表明灭幼脲Ⅲ号对栗山天牛雌虫的产卵量影响最大，杀铃脲次之，除虫脲的影响最小。

图1 对照组和不育剂500倍液处理后雌虫日均产卵量Fig.1 Daily number of eggs－laying of the control group and the 500－times dilution

从图1可以看出，栗山天牛雌虫产卵高峰期出现在羽化后的第9～12 d。不育剂处理对栗山天牛的产卵过程影响不大，其中，灭幼脲Ⅲ号处理的雌虫产卵峰值出现在第7 d和第8 d，平均达到3.5粒/♀，除虫脲和杀铃脲处理的分别在第11 d和第10 d，分别达到3.5粒/♀和4.25粒/♀，而对照出现在第10 d，为3.5粒/♀。不育剂对雌虫的产卵期略有影响，后期不育剂处理过的雌虫产卵量要明显小于对照。

对照组雌虫产卵前期平均为4.6 d，产卵期平均为14.8 d，产卵后期平均为2.9 d，三种不育剂处理后产卵前期延长，产卵期与产卵后期缩短，但幅度均较小。灭幼脲Ⅲ号500倍液处理后平均产卵前期为5.5 d，比对照延长0.9 d，在所有处理中产卵前期最长，其它处理均比对照延长0.7 d以下，2000倍以下处理对产卵前期影响较小，其中与对照较为接近。三种不育剂2000倍以下浓度均使平均产卵期缩短1.0 d以下，对产卵期影响亦不大，灭幼脲Ⅲ号500倍液处理后平均产卵期为13.0 d，比对照缩短1.8 d，在所有处理中缩短最明显。三种不育剂对产卵后期影响不大，除杀铃脲1500倍以上处理产卵后期为2.0 d以下，其它处理均为2.0 d以上，与对照差别不大。

2.3 不育剂对卵的孵化率和发育历期的影响

对照组子代卵的孵化率为90.21%，三种不育剂处理后卵的孵化率有不同程度的下降，浓度越高，卵的孵化率越低 (图2)。灭幼脲Ⅲ号处理后子代卵孵化率按浓度高低依次为19.07%、26.45%、39.61%、51.45%、78.02%、85.39%，1500倍以上浓度处理后孵化率低于50%。除虫脲处理后子代卵孵化率按浓度高低依次为23.74%、29.90%、50.59%、62.50%、82.85%、89.79%。杀铃脲处理后子代卵孵化率按浓度高低依次为26.30%、35.44%、43.87%、52.62%、75.46%、86.61%。由以上可以看出，三种不育剂1500倍以上浓度对卵的孵化均有明显的抑制作用，其中灭幼脲Ⅲ号比其它两种不育剂效果更好，卵的平均孵化率为50%，略高于除虫脲的56.56%和杀铃脲的53.38%。方差分析结果表明，三者之间差异不显著 (F=0.096，df=2，17;P=0.909)。

图2 不育剂对卵的孵化率的影响Fig.2 The effect of chemosterilants on egg－hatching rate

三种药剂500倍液处理后栗山天牛卵的历期与对照组之间差异不显著 (F=1.206，df=3，43;P=0.3198)(图3)。其中对照组子代卵的孵化历期为11.2 d，最长16 d，最短8 d，不育剂处理后子代卵的孵化历期延长，但变化幅度较小。灭幼脲Ⅲ号、除虫脲和杀铃脲处理后，子代卵的平均孵化历期分别为12.5 d、12.3 d和12.6 d。

从表2可以看出，栗山天牛卵的孵化抑制率与三种不育剂浓度之间均呈正相关关系，即浓度越大，孵化抑制率越高。其中灭幼脲Ⅲ号毒力方程为Y=－0.0222X+90.139，F检验结果表明，该方程达到了极显著水平 (F=143.1;df=1，5;P=0.0003)，用该方程可以算出其卵的孵化抑制率达到50%即LD50的倍数是1808倍液。

图3 不育剂500倍液对卵发育历期的影响Fig.3 The impact of chemosterilants with 500－times dilution on the lasting time of egg hatching

除虫脲毒力方程为Y=－0.02194X+80.822，F检验结果表明，该方程达到了极显著水平 (F=73.432;df=1，5;P=0.001)，用该方程可以算出其卵的孵化抑制率达到50%即 LD50的倍数是1588倍液。杀铃脲毒力方程为Y=－0.0219X+82.425，F检验结果表明，该方程亦达到了极显著水平 (F=434.7;df=1，5;P=0.00003)，用该方程可以算出其卵的孵化抑制率达到50%，即LD50的倍数是1508倍液。

表2 不育剂对子代卵的孵化抑制作用Table 2 Inhibitive impacts of chemosterilants on egg hatching

3 结论与讨论

不育剂对昆虫的卵、幼虫、蛹和成虫都有一定的生物抑制活性，其中，不育剂对成虫的不育作用，实质上是其产卵繁殖系统的抑制和对子代卵孵化的抑制。研究表明，不育剂可由雌虫摄入并传递给卵，进而影响胚胎发育期几丁质的代谢，抑制卵的孵化。这已在天牛和其它林业害虫中得到证实 (Chang，1978;Chang，1979;陈霈等，1993;嵇保中，1996;嵇保中等，1998;嵇保中等，1999)。本文研究结果表明，不育剂对栗山天牛卵的孵化有较大影响，与上述结果一致。其中灭幼脲Ⅲ号500倍液对卵的孵化抑制率达到了80%，明显高于另外两种不育剂。另外，试验还发现，随着药剂浓度的下降，卵的孵化抑制率随之下降。这极有可能是灭幼脲在雌虫体内的累积效应，高浓度的药剂更利于不育成分的累积。试验过程中还发现雌虫早期产的卵孵化率要高于后期，这也证实了累积效应的存在。不育成分在昆虫体内不断累积的同时，害虫亦在解毒，虽然目前尚不清楚这种解毒机理，但已有研究证实成虫摄入的不育剂对子代卵孵化的影响为“点效应”，整个成虫期对子代卵孵化的持续抑制，需成虫重复摄入形成“线效应”加以维持，否则不育剂对成虫的不育作用就会出现可逆。因此，不育剂在林间的残效期和施药频数也是一个需要研究的问题。

唐进根对桑天牛成虫研究结果发现，灭幼脲不但降低桑天牛子代卵孵化率，还缩短成虫寿命，减少成虫的产卵量，延长子代卵的孵化历期 (唐进根，2001)。苗建才等研究发现灭幼脲对杨干象成虫的生殖系统有明显的伤害，对雌虫核酸代谢的改变，使卵巢内几乎无成熟卵，致使成虫产卵量下降，并使孵化率降为零 (苗建才等，1994)。本文研究表明，三种不育剂对栗山天牛成虫的寿命、雌虫的产卵量和子代卵的孵化历期等指标有一定的影响，但和对照相比，这种影响大多没有达到显著水平。这可能与栗山天牛的生物学特性有关。研究发现，栗山天牛在深达木质部的蛹室羽化，咬破蛹室外的树木组织到完全出孔大约需要一周的时间，这期间，其成虫的卵巢已经发育完成，部分卵粒已经发育，而雌虫在羽化后3～5 d内即开始产卵。试验中的雌虫产卵前期虽略有滞后，但接触不育剂仅5～7 d即开始产卵。因此，不育剂对栗山天牛雌虫的影响并没有上述两种天牛那么明显。这也提示我们，用不育剂来防治栗山天牛最关键的是把握好施药时间。

虽然室内试验证明不育剂对栗山天牛有较强的不育作用，特别是灭幼脲Ⅲ号，但要将其大面积用于生产实践，还有很多问题需要深入研究。不育剂是以胃毒作用为主的杀虫剂，在天牛虫害治理方面主要是利用成虫补充营养习性，用不育剂处理补充营养植物，经成虫取食摄入后，来抑制子代卵的孵化。而栗山天牛的补充营养习性和多数天牛不一样，我们观察发现，栗山天牛成虫主要是吸吮栎树干上树皮伤口的汁液来补充营养。这给不育剂的施药技术带来了新的挑战。另外，不同浓度的不育剂在雌虫体内累积到多少才能发挥效应及累积到这个量究竟要多长时间，都是需要深入研究的问题。

References)

Miao JC，1989.New progress on forestry pest control by using benzoylphenol urea.Forestry Science and Technology，25(6):536 －541.［苗建才，1989.灭幼脲类杀虫剂防治森林害虫的研究进展.林业科技，25(6):536－541］

Wright JE，1967.Reproductive inhibition activity of the insect growth regulator TH 6040 against the stable fly and the house fly:Effects on harchability.J.Econ.Entomol.，(69):365－368.

Zhang ZB，1982.Advance in Toxicological Study on Insects.Beijing:Cambridge University Press，39－75.［张宗炳，1982.昆虫毒理学的新进展.北京:北京大学出版社，39－75］

Wu CZ，Li WJ，Wang CL，1995.Experiment of four types of chlorbenzuron derivative on Apriona germari Hope.Forest Research，8(supp.):155－157.［邬承先，李文杰，王翠莲，1995.四种灭幼脲复配剂对桑天牛的防治试验.林业科学研究，8(增刊):155 －157］

Huang DZ，1995.Preliminary study of chlorbenzuron on adult Apriona germari Hope.Forest Research，8(p.):193.［黄大庄，1995.灭幼脲对桑天牛成虫作用的研究初报.林业科学研究，8(专刊):193］

Ji BZ，Wang YC，Qian FJ，Liu SG，Gong YH，1996.Sterile acvities of diflubenzuron against Batocera horsfieldi(Hope)and effects on DNA，and RNA contents of ovaries，eggs and embryo.Journal of Nanjing Forestry University，20(2):5－8.［嵇保中，王荫长，钱范俊，刘曙雯，龚益鸿，1996.灭幼脲对云斑天牛的不育作用及核酸含量的影响.南京林业大学学报，20(2):5－8］

Tang JG，Ji BZ，Qian FJ，2001.The biologica activities of diflubenzuron(DFB)against adult Apriona germari Hope.Journal of Nanjing Forestry University(Natural Sciences Edition)，25(3):31－34.［唐进根，嵇保中，钱范俊，2001.灭幼脲对桑天牛成虫的生物活性.南京林业大学学报 (自然科学版)，25(3):31－34］

Tang H，Kang Z，Jiang WS，Zheng ZM，2005.Comparison of the sterilizing activity of two chemosterilants against the longicorn，Anoplophora glabripennis.Journal of Nanjing Forestry University(Natural Sciences Edition)，29(5):73－76.［唐桦，康忠，姜文胜，郑哲民，2005.两种不育剂对光肩星天牛不育效应的比较.南京林业大学学报 (自然科学版)，29(5):73－76］

Li WJ，Wu CX，Chai CY，Wang CL，Zhou JM，Sun YX，Zheng RB，1992.Applicationo of dimilin to control poplar longhorn beetles and other insects.Forest Research，5(6):722－726.［李文杰，邬承先，柴承佑，王翠莲，周佳淼，孙友学，郑荣保，1992.应用灭幼脲防治杨树天牛等害虫的研究.林业科学研究，5(6):722 －726］

Ma PP，2008.Research of sterile technique on Monochamus alternatus Hope and Hlyphantria cunea Drury.Master thesis of Xinjiang Agricultural University.［马沛沛，2008.松褐天牛及美国白蛾不育技术的研究.新疆农业大学硕士学位论文］

Chen SX，Xie YZ，Deng GF，1959.China Economic Insets(Volume One)Cerambycidae.Beijing:Science Press.［陈世骧，谢蕴贞，邓国藩，1959.中国经济昆虫志 (第一册)天牛科.北京:科学出版社］

Yang ZQ，2004.Advance in bio－control researches of the important forest insect pests with natural enemies in China.Chinese Journal of Biological Control，20(4):221－227.［杨忠歧，2004.利用天敌昆虫控制我国重大林木害虫研究进展.中国生物防治，20(4):221 －227］

Dang GJ，2007.Occurrence situation and management counterplan to Massicus raddei.Jilin Forestry Science and Technology，48(6):28－35.［党国军，2007.栗山天牛发生现状及治理对策.吉林林业科技，48(6):28－35］

Hou ZM，Cui MZ，Sun GY，Zhang XC，Cong Y，Cong HR，Hou B，2003.A primary report on using Weilei granular pesticide control Massicus raddei adults.Jilin Forestry Science and Technology，32(4):16－18.［侯振明，崔明哲，孙公玉，张绪成，丛英，丛红日，侯彬，2003.利用触破式微粒胶囊剂防治栗山天牛成虫试验初报.吉林林业科技，32(4):16－18］

Li M，Wen XS，Ma XW，Yu GB，Yang SQ，Zhuang WB，Cao LQ，2003.Cotrol Massicus raddei using weilei mictocapsule insecticide of water suspension.Jilin Forestry Science and Technology，32(3):29－32.［黎明，文希胜，马祥文，于国斌，杨素芹，庄文斌，曹路清，2003.威雷微胶囊水悬剂喷干法防治栗山天牛试验初报.吉林林业科技，32(3):29－32］

Zhao XL，Yuan ZY，Tang SJ，Yang QS，2005.Integrated countermeasures of Massicus raddei in Liaoning Province.Forestry Science and Technology，30(4):30－31.［赵秀莲，原中岳，唐士军，杨启胜，2005.辽宁省栗山天牛综合防治对策.林业科技，30(4):30 －31］

Jiang XP，Li HY，2007.Integrated control of Massicus raddei.Forestry of China，46(3):6.［蒋晓萍，李怀业，2007.栗山天牛的综合防治.中国林业，46(3):6］

Tang SZ，1986.Multivariate Statistical Analysis Methods.Beijing:China Forestry Press.［唐守正，1986.多元统计分析方法.北京:中国林业出版社］

Chang，SC，1978.Conjugation:the major metabolic pathway of 14C－diflubenzuron in the house fly.J.Econ.Entomol.，(71):81－89.

Chang SC，1979.Conjugation:the major metablic pathway of 14C－diflubenzuron in the boll weevil.Ibid，(72):15－19.

Chen P，Gong HF，Wang JZ，Ding JY，Wang ZS，1993.The mechanism of chemosterilization by diflubenzuron in Mythimna separata(Walker).Acta Entomologica Sinica，36(40):396－408.［陈霈，弓惠芬，王进忠，丁建云，王宗舜，1993.灭幼脲对粘虫不育作用的机理.昆虫学报，36(40):396－408］

Ji BZ，1996.Studies on mechanism of Batocera horsfielai(Hope)adults by using benzoylphenol urea.Doctor thesis of Nanjing Forestry University.［嵇保中，1996.灭幼脲对云斑天牛Batocera horstieldi(Hope)成虫作用机制的研究.南京林业大学研究生博士学位论文］

Ji BZ，Liu SW，Ju F，Dai DW，Yang M，1998.The effective phase of chemosterilization by diflubenzuron in Batocera horsfielai(Hope).Journal of Nanjing Forestry University，22(2):93－96.［嵇保中，刘曙雯，居峰，戴德渭，杨民，1998.灭幼脲对云斑天牛不育作用的效应期.南京林业大学学报，22(2):93－96］

Ji BZ，Yi SJ，Liu SW，Sun H，Ju F，Dong LN，1999.Characteristics of the ovarial development of Monochamus alternatus and influence of the sterile activity of diflubenzuron to it.Plant Protection，25(5):4－7.［嵇保中，易双军，刘曙雯，孙辉，居峰，董丽娜，1999.松墨天牛卵巢发育特点和灭幼脲对其不育效应的影响.植物保护，25(5):4－7］

Tang JG，2001.The transfer mode of diflubenzuron in between generations of mulberry borer Apriona germari(Hope)(Coleoptera:Cerambycidae).Doctor thesis of Nanjing Forestry University.［唐进根，2001.灭幼脲在桑天牛Apriona germari(Hope)世代间的传递机制.南京林业大学研究生博士学位论文］

Miao JC，Chi DF，Hao RX，1994.Studies on the control of the osier weevil(Cryptorhynchus lapathi L.)by using benzoylphenol urea No.3.Scientia Silvae Sinicae，30(4):325－332.［苗建才，迟德富，郝然喜，1994.灭幼脲对杨干象作用机制和防治的研究.林业科学，30(4):325－332］