三种杀虫剂亚致死浓度对川硬皮肿腿蜂繁殖和搜寻行为的影响

杨 桦，杨 伟，*，杨春平，王熊莉，黄 琼，朱天辉，韩 珊

(1．四川农业大学森林保护重点实验室，雅安 625014;2．温江区政法委，成都 611130)

川硬皮肿腿蜂Sclerodermus sichuanensis Xiao隶属于膜翅目(Hymenoptera)肿腿蜂科(Bethylidae)，是粗鞘双条杉天牛Semanotus sinoauster幼虫和蛹的一种外寄生蜂［1］。该蜂发育周期短、繁殖能力强、寿命长、产卵量较高，是防治杉棕天牛Callidium villosulum、花椒虎天牛Clytus validus、松墨天牛Monochamus alternatus、云斑天牛Batocera lineolata等钻蛀性害虫较理想的天敌昆虫，在农林生物防治中有重要利用价值［2-4］。

化学杀虫剂在短时期内还不可能完全摒弃，如何协调化学防治和生物防治二者间的矛盾，使之在害虫控制中发挥各自的优势，成为了综合防治成功的关键［5］。因为在生态系统中施用杀虫剂，在防治害虫的同时，不可避免也会影响到害虫天敌，引起害虫天敌在繁殖能力、搜寻行为、子代生长发育等方面的改变。王德森等［6］测定了11种不同类型的杀虫剂对卷蛾分索赤眼蜂Trichogrammatoidea bactrae成蜂的毒性，发现丁醚脲对成蜂寄生能力影响极大。王华玲等［7］研究发现多杀菌素亚致死浓度能影响阿里山潜蝇茧蜂Fopius arisanus的生物防治效果。王小艺等［5］证明了亚致死浓度的杀虫剂对天敌异色瓢虫Harmonia axyridis的捕食作用存在不良影响。

本试验采用饲养观察和视频捕捉相结合的方法对啶虫脒、吡虫啉和高效氯氟氰菊酯3种常用杀虫剂亚致死浓度处理的川硬皮肿腿蜂进行了研究，比较了雌蜂寄生成功率、单雌产卵量、出蜂率以及搜寻寄主能力的变化，目的是对这3种杀虫剂进行系统评价，为指导合理用药，协调化学防治和生物防治提供科学依据。

1 材料与方法

1．1 供试虫源

供试肿腿蜂为四川农业大学森林保护省级重点实验室用黄粉虫蛹繁殖的川硬皮肿腿蜂雌成蜂，于肿腿蜂即将羽化时，挑选蜂量中等、蜂茧干净无污染的繁蜂管置于人工气候箱(温度(25±1)℃，相对湿度60%—70%，光周期14L∶10D)中培养供试。

1．2 供试药剂

2．5%吡虫啉 (Imidacloprid)WP(青岛东生药业有限公司)，3%啶虫脒 (Acetamiprid)EC(青岛丰邦农化有限公司)，2．5%功夫菊酯(Cyhalothrin)EC(山东新势力生物科技有限公司)。

1．3 毒力及亚致死浓度的确定

参照王德森等［8］报道的药膜法。每种供试药剂均用丙酮(化学纯，成都市科龙化工试剂厂)溶液稀释成5个浓度，以丙酮溶液为对照，每个浓度重复5次。每处理吸药液1 mL于2．5 cm ×7．5 cm的指形管中，对照组吸等量丙酮溶液，然后迅速转动指形管，使药液均匀地涂于管内壁，立即将多余的药液倒出，指形管倒立，在室内自然风干后即成药膜管。每支药膜管接入羽化后6 h内的肿腿蜂成蜂30头，脱脂棉塞口，放入人工气候箱中(温度(25±1)℃，相对湿度60%—70%，光周期14L∶10D)。处理24 h后统计各管成蜂死亡数，计算死亡率。

1．4 杀虫剂亚致死浓度对川硬皮肿腿蜂繁殖的影响

采用上述药膜法将3种杀虫剂LC10浓度分别处理过的川硬皮肿腿蜂与替代寄主黄粉虫Tenebrio molitor蛹按蜂蛹比1∶1接入(亲代)，放入人工气候箱中(温度(25±1)℃，相对湿度60%—70%，光周期14L∶10D)。当子代蜂羽化后，统计各处理组寄生成功率、单蜂产卵量、出蜂率。用子代继续接蜂，观察杀虫剂亚致死浓度对其子代的影响，连续观察3代(F1—F3)。每种杀虫剂接蜂30管，设3次重复，以丙酮溶液为对照。

1．5 杀虫剂亚致死浓度对川硬皮肿腿蜂搜寻行为分析

1．5．1 味源的制备

将10头黄粉虫蛹放入50 mL正己烷(分析纯，成都市科龙化工试剂厂)溶液中，24 h后滤去黄粉虫蛹及杂质，用N2吹送溶液浓缩至5 mL。

1．5．2 试验区域设置

选取直径为8 cm的培养皿作为一个试验区域，并在试验区域内划分虫粪木屑混合物味源区和肿腿蜂投放区，如图1所示。

图1 试验区域设置Fig．1 The setting of test area

1．5．3 川硬皮肿腿蜂搜寻行为分析

试验设3种杀虫剂LC10浓度处理的蜂和以80%丙酮水溶液处理的对照蜂4个处理，将川硬皮肿腿蜂放入投放区，使用EthoVision3．1行为仪分析处理，记录肿腿蜂的活动情况，包括移动速度变化、搜索路线、搜索时间、活跃程度。试验重复3次，每个处理共测试30头虫，每只虫记录3 min。

1．6 数据统计与分析

所有试验数据采用SPSS11．5软件进行统计分析。杀虫剂亚致死浓度对川硬皮肿腿蜂的毒力测定采用EXCEL软件［9］。川硬皮肿腿蜂繁殖和搜寻行为各处理间的差异采用Duncan's多重分析法比较。杀虫剂LC10浓度处理川硬皮肿腿蜂各处理组寄生成功率、单雌产卵量、出蜂率，计算公式如下:

2 结果与分析

2．1 杀虫剂对川硬皮肿腿蜂成蜂的亚致死浓度

分别用3种杀虫剂处理川硬皮肿腿蜂成蜂24 h，各杀虫剂对川硬皮肿腿蜂成蜂的毒力测定结果见表1。各杀虫剂的毒力由高到低的顺序依次为:啶虫脒(LC50为7．7133 mg/L)、吡虫啉(LC50为11．2168 mg/L)、功夫菊酯(LC50为 27．7245 mg/L)。

3种杀虫剂对川硬皮肿腿蜂成蜂的亚致死浓度分别为:啶虫脒的LC10为4．4627 mg/L，吡虫啉的LC10为6．6841 mg/L，功夫菊酯的 LC10为 9．3691 mg/L。

表1 不同杀虫剂对川硬皮肿腿蜂成蜂的毒力测定结果Table 1 Toxicity of different insecticides on adults of S．sichuanensis

2．2 杀虫剂亚致死浓度LC10对川硬皮肿腿蜂繁殖的影响

2．2．1 寄生成功率

不同杀虫剂亚致死浓度LC10对川硬皮肿腿蜂寄生成功率的影响见表2。横向比较结果表明，经啶虫脒、吡虫啉和功夫菊酯亚致死浓度(LC10)处理的川硬皮肿腿蜂各代(亲代，F1—F3代)之间寄生成功率差异均显著(P ＜0．05)。通过繁殖代数的增加，寄生成功率也明显增加，其中F3代的寄生成功率最高，亲代的寄生成功率最低。对照组各代之间没有显著差异(P＞0．05)。纵向比较结果表明，4种处理间在F3代寄生成功率没有显著性差异(P＞0．05)，其余各代均显著低于对照(P ＜0．05)。经啶虫脒亚致死浓度(LC10)处理的各代寄生成功率最低，其次是吡虫啉和功夫菊酯，对照组最高。

表2 杀虫剂亚致死浓度处理后川硬皮肿腿蜂的寄生成功率Table 2 The rate of successful parasitism of S．sichuanensis treated by sublethal doses(LC10)of insecticides

2．2．2 单雌产卵量

不同杀虫剂亚致死浓度LC10对川硬皮肿腿蜂单雌产卵量的影响见表3。横向比较结果表明，经啶虫脒处理的肿腿蜂在F2代单雌产卵量最高(44．3粒)，F1最低(36粒)(P ＜0．05);经功夫菊酯处理的肿腿蜂在亲代单雌产卵量显著高于其余3代(P＜0．05);经吡虫啉和对照处理的肿腿蜂各代间单雌产卵量没有显著性差异(P＞0．05)。纵向比较结果表明，经功夫菊酯处理的亲代肿腿蜂单雌产卵量显著高于其余3种处理(P＜005);经啶虫脒处理的F2代肿腿蜂单雌产卵量最高(44．3粒)，经吡虫啉处理的最低(38．3粒);在F1代和F3代均是经对照处理的肿腿蜂单雌产卵量最高。

表3 杀虫剂亚致死浓度处理后川硬皮肿腿蜂的单蜂产卵量Table 3 The amount of single fecundity of S．sichuanensis treated by sublethal doses(LC10)of insecticides

2．2．3 出蜂率

不同杀虫剂亚致死浓度LC10对川硬皮肿腿蜂出蜂率的影响见表4。横向比较结果表明，经啶虫脒、吡虫啉和功夫菊酯处理的肿腿蜂在亲代和F2代的出蜂率最高，显著高于其余2代(P ＜0．05)。纵向比较结果表明，4种不同处理的肿腿蜂在亲代、F2代和F3代均没有显著性差异(P＞0．05);在F1代，经对照处理的肿腿蜂出蜂率最高(48．4%)，其次是功夫菊酯(47．3%)和吡虫啉(34．8%)，经啶虫脒处理的肿腿蜂出蜂率最低(31．1%)。

表4 杀虫剂亚致死浓度处理后川硬皮肿腿蜂的出蜂率Table 4 The rate of reproduction of S．sichuanensis treated by sublethal doses(LC10)of insecticides

2．3 杀虫剂亚致死浓度LC10对川硬皮肿腿蜂搜寻行为的影响

2．3．1 不同处理的川硬皮肿腿蜂对替代寄主浸提物的搜寻行为

经啶虫脒、吡虫啉、功夫菊酯和对照处理的川硬皮肿腿蜂成蜂对黄粉虫蛹浸提物的搜寻轨迹图见图2。从图可以看出，经对照处理的川硬皮肿腿蜂活动轨迹在嗅源区域的密度远远高于实验采集区其他区域的密度。而经啶虫脒、吡虫啉和功夫菊酯处理的川硬皮肿腿蜂活动轨迹在嗅源区域的密度与试验采集区其他区域的密度相当。

图2 不同处理的川硬皮肿腿蜂成蜂活动轨迹图Fig．2 The different treatments of trajectory of S．sichuanensis adults

2．3．2 不同处理的川硬皮肿腿蜂对替代寄主浸提物的搜寻行为分析

通过EthoVision3．1行为仪分析，4种不同处理的川硬皮肿腿蜂在图像采集区的行为指标比较(表5)。在滞留时间和静止时间上，经吡虫啉亚致死浓度(LC10)处理的肿腿蜂明显长于其余3种处理(P＜0．05);在移动距离上，经啶虫脒处理的肿腿蜂移动距离最长(13．44 cm)，其次是对照(11．10 cm)和功夫菊酯(9．69 cm)，吡虫啉最短(9．00 cm);在移动时间和反应时间上，对照处理的肿腿蜂明显长于其余3种处理(P ＜0．05)。在移动速度上，经吡虫啉处理的肿腿蜂显著低于其余3种处理(P ＜0．05)。

表5 不同处理川硬皮肿腿蜂成蜂在试验区域内行为指标比较Table 5 Comparison of different treatments of indexes to S．sichuanensis adults on the test area

4种不同处理的川硬皮肿腿蜂在味源区的行为指标比较中可以看出(表6)，对照处理的肿腿蜂进入味源区共51次，功夫菊酯处理的有25次，啶虫脒处理的有15次，而经吡虫啉处理的只有11次;在滞留时间上，对照处理的肿腿蜂停留时间最长(P＜0．05);在移动距离和静止时间上，经啶虫脒处理的肿腿蜂显著少于其余3种处理(P ＜0．05);而在移动速度上，4种处理的川硬皮肿腿蜂没有显著差异(P＞0．05)。

表6 不同处理川硬皮肿腿蜂成虫在味源区域行为指标比较Table 6 Comparison of different treatments of indexes to S．sichuanensis adults on the odor source area

3 讨论

亚致死浓度是一个浓度区间，不同的研究对象和研究目的其取值不同，而不同药剂因作用机制、环境条件差异对川硬皮肿腿蜂的繁殖和搜寻行为的影响也不同［10］。毒力测定结果表明，啶虫脒和吡虫啉对川硬皮肿腿蜂成蜂的毒力作用大于功夫菊酯对川硬皮肿腿蜂的毒理作用。因为啶虫脒和吡虫啉属于新烟碱类杀虫剂，主要作用于昆虫的中枢神经系统，是一种内吸性极强的杀虫剂;而功夫菊酯属于拟除虫菊酯类杀虫剂，主要作用于昆虫神经系统的钠离子通道，但无内吸作用。毒力作用的差异是由这两大类杀虫剂自身特性的不同所造成。

杀虫剂的品种、使用浓度等的不同，对昆虫的影响也有所不同。Liu等［11］研究发现用吡丙醚处理丽蚜小蜂Encarsia formosa成蜂对每雌所产后代有显著影响，用1 mg/L的药剂处理后，平均每雌所产的后代数下降了42．3%，且后代羽化率也下降了27．6%。刘孝纯等［12］研究发现亚致死浓度的杀虫脒和毒死蜱能抑制朱砂叶螨Tetranychus cinnabarinus的生殖，而溴氰菊酯却能刺激朱砂叶螨增殖。亚致死浓度的吡虫啉能刺激三化螟Tryporyza incertulas增殖［13］，但对桃蚜 Myzus persicae、甘蓝蚜 Brevicoryne brassicae种群增长具有抑制作用［14］，而对韭菜迟眼蕈蚊Bradysia odoriphaga的发育和繁殖无明显影响［15］。本试验发现，川硬皮肿腿蜂经啶虫脒、吡虫啉和功夫菊酯亚致死浓度(LC10)处理后，其亲代、F1和F2代的寄生成功率均受到抑制;经功夫菊酯处理的肿腿蜂，亲代单雌产卵量显著增加;经啶虫脒和吡虫啉亚致死浓度(LC10)处理的川硬皮肿腿蜂，亲代的出蜂率没有显著影响，但对F1代影响显著，这可能是由于这类杀虫剂影响了肿腿蜂前期发育，造成F1代成蜂畸形或者不健全，从而影响出蜂率，但是这种影响仅限于F1代，随着繁育代数增加，这种影响不显著。

EthoVision3．1是一个自动探测、记录和分析单个或两个动物运动及行为的集成系统。目前，国际上多用此系统研究老鼠的行为变化［16-18］。利用此系统也成功进行了较多种昆虫的行为的研究，如Jones等［19］对大谷蠹Prostephanus truncatus及其天敌行为的研究。杨桦等［4］利用EthoVision3．1系统对有无学习经历的川硬皮肿腿蜂对云斑天牛幼虫搜寻行为进行了研究。杨桦等［20］利用EthoVision3．1系统分析了云斑天牛两性相遇行为。本试验发现，经啶虫脒和吡虫啉处理的肿腿蜂在味源区域行为指标中进入区域次数减少、滞留时间和静止时间短，说明其搜寻行为变弱，从而影响其寄生行为的完成;而经功夫菊酯处理的肿腿蜂对寄主味源的搜寻轨迹影响较小。

本研究仅在室内测定了3种药剂对川硬皮肿腿蜂繁殖和搜寻行为的亚致死效应。由于川硬皮肿腿蜂在林间接触药剂的量及方式与室内存在差异，寄主不同，环境条件也不同，因此，从理论上将还应该进行相关的田间试验，以便更准确地评价杀虫剂对川硬皮肿腿蜂的影响，从而为天牛类钻蛀性害虫防治过程中杀虫剂的合理施用提供科学依据。

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