三种杀虫剂对烟粉虱优势寄生蜂海氏桨角蚜小蜂的安全性评价

郭梦然，黄玉翠，冯雪莹，高占林，徐海云*，李耀发*

(1. 河北大学生命科学学院，河北保定 071002；2. 河北省农林科学院植物保护研究所/河北省农业有害生物综合防治工程技术研究中心/农业农村部华北北部作物有害生物综合治理重点实验室，河北保定 071000)

烟粉虱BemisiatabaciGennadius是一种世界性农业害虫(万方浩等, 2005)，目前分布于除南极洲以外的100多个国家和地区(De Barroetal., 2011)，严重危害棉花、烟草、番茄等农作物的安全生产(刘银泉和刘树生, 2012)。烟粉虱不仅可以直接刺吸植株汁液，还可分泌蜜露诱发植物煤污病，影响植物光合作用，降低植物产品品质。除此之外，烟粉虱还被认为是植物病毒的“超级载体”(Gilbertsonetal., 2011)，可以在不同植物间传播300多种植物病毒(Jones, 2003；Navas-Castilloetal., 2011；Luetal., 2019)，对农业生产造成巨大的经济损失(Hussainetal., 2019；高敏丽和张华, 2019)。

目前，农业生产中对烟粉虱的防治还主要依赖于化学药剂。其中，噻虫嗪、阿维菌素和氟啶虫胺腈是比较典型且应用较广的3种药剂，它们在烟粉虱的防治中均发挥着非常重要的作用。然而，不可避免地，这些化学药剂的使用不仅使烟粉虱产生了严重的抗药性，也带来了不容忽视的生态和环境安全问题，其中之一就是对非靶标生物产生毒性(Berny, 2007)，特别是对一些天敌昆虫的安全产生了威胁。这样不仅降低了农业生态系统中生物的多样性，还使天敌昆虫对害虫种群的控制失去作用(Geigeretal., 2010)。因此，评价杀虫剂对天敌昆虫的安全性对于害虫的综合治理有着重要的现实意义。

海氏桨角蚜小蜂EretmocerushayatiZolnerowich and Rose是烟粉虱的优势寄生蜂，起源于巴基斯坦。美国和澳大利亚相继引进该蜂进行烟粉虱的生物防治，均取得了很好的效果(Goolsbyetal., 2005；De Barroetal., 2009)。我国于2008年从美国引进该蜂，研究发现海氏桨角蚜小蜂可以取食和寄生4龄末期以外的所有龄期的烟粉虱若虫(Yang & Wan , 2011)，能够显著降低烟粉虱种群数量，在我国具有非常广阔的应用前景(Xuetal., 2015, 2018)。然而，目前有关杀虫剂对海氏桨角蚜小蜂的安全性的研究较少，如何将该蜂高效地应用于烟粉虱的综合治理之中，尚缺乏有效依据。

基于上述背景，本研究评价了噻虫嗪、阿维菌素和氟啶虫胺腈3种常用烟粉虱杀虫剂对烟粉虱优势寄生蜂海氏桨角蚜小蜂的安全性，以期为烟粉虱综合治理中如何协调使用寄生蜂和化学药剂提供理论基础。

1 材料方法

1.1 试虫

烟粉虱于2015年8月采自温室内番茄上，经线粒体DNA细胞色素氧化酶Ⅰ基因(mtCOⅠ)测序鉴定为Q型烟粉虱，在不接触任何药剂的情况下，以棉花(鲁研棉20)为寄主植物长期饲养于河北大学养虫室内。

海氏桨角蚜小蜂由中国农业科学院提供，以棉花植株定殖的Q型烟粉虱作为寄主在恒温养虫室内进行饲养。恒温养虫室中培养条件为：温度26±2℃、相对湿度60%～70%、光周期14 L ∶10 D。

1.2 供试药剂

99.1%噻虫嗪原药(先正达南通作物保护有限公司)；96.6%阿维菌素原药(河北威远生物化工股份有限公司)；90.0%氟啶虫胺腈原药(河北威远生物化工股份有限公司)。根据3种药剂常用剂型和田间常用用水量计算出3种药剂的田间最大推荐使用浓度分别为：噻虫嗪56.25 g/ha、阿维菌素10.8 g/ha和氟啶虫胺腈97.5 g/ha。将各供试原药用丙酮溶解后，配制成一定浓度的母液(2 d内使用，储存于4℃下)。试验过程中所用对照试剂为0.1%吐温80水溶液。

1.3 三种杀虫剂对烟粉虱成虫的室内毒力测定方法

采用琼脂保湿浸叶法(张秀霞等, 2019)测定3种杀虫剂对烟粉虱成虫的毒力。在预试验的基础上，用0.1%吐温80水溶液将各药剂母液按等比稀释成5～7个浓度梯度溶液备用，以0.1%吐温80水溶液为空白对照。将棉花叶片剪成直径约5 cm的圆形叶片，每片叶片浸在待测药液中20 s后取出，室温下自然晾干后，将叶片背面朝上平铺于含有1%水琼脂培养基的培养皿(d=5 cm)中，保证棉花叶片与琼脂及培养皿壁紧密贴合。每只培养皿中接入20头烟粉虱(雌雄混合)，用双层保鲜膜密封，并用昆虫针在保鲜膜上均匀打孔以保证培养皿内外空气的流通。每个处理重复5次。24 h后记录死亡和存活烟粉虱数量。轻轻弹动培养皿壁，烟粉虱成虫不动者即视为死亡。

1.4 三种杀虫剂对海氏桨角蚜小蜂成蜂的毒力测定方法

参照1.3方法，制作培养皿叶碟和浸药剂处理。每个培养皿叶碟内接入20头海氏桨角蚜小蜂(10头雌蜂和10头雄蜂)，用双层保鲜膜密封，并用昆虫针在保鲜膜上均匀打孔以保证培养皿内外空气的流通。每个处理重复5次。24 h后记录死亡和存活的海氏桨角蚜小蜂的数量。

1.5 三种杀虫剂对海氏桨角蚜小蜂蛹的毒力测定方法

采用琼脂保湿浸叶法测定3种杀虫剂田间最大推荐浓度对海氏桨角蚜小蜂蛹羽化率的影响。将带有海氏桨角蚜小蜂蛹(产卵后13 d)的棉花叶片摘下，浸在各待测药液中20 s后取出，室温下自然晾干，随后背面朝上平铺于含有1%水琼脂培养基的培养皿(d=5 cm)中，保证棉花叶片与琼脂及培养皿壁紧密贴合。每片叶片只保留30头蛹，多余蛹用昆虫针轻轻挑除，养虫室内继续培养10 d(自然状态下，海氏桨角蚜小蜂的蛹期为7～10 d)。每日观察海氏桨角蚜小蜂蛹的羽化情况，记录最终羽化数，10 d后未羽化的蛹即视为死亡。每个处理重复5次。

1.6 数据统计与分析方法

空白对照试虫死亡率<10%，数据视为有效。采用DPSv 6.55软件，计算杀虫剂对烟粉虱成虫及海氏桨角蚜小蜂成蜂的24 h毒力回归方程、致死中浓度LC50及95%置信区间。对海氏桨角蚜小蜂蛹羽化率进行单因素方差分析，采用Turkey法进行多重比较，显著水平为P<0.05。

1.6.1评价指标

根据所得数据，计算下列指标：

①选择性毒力指数(Selectivity Toxicity Ratio, STR)

当选择性毒力指数STR<1时，表明该药剂在寄生蜂和烟粉虱之间具有负向选择性；当STR=1时，表明该药剂在寄生蜂和烟粉虱之间没有明显的选择性；当11 000时，表明该药剂在寄生蜂和烟粉虱之间具有强烈正向选择性(李一玉等，2014)。

②风险系数(Risk Quotient，RQ)

当RQ<50时，说明化学药剂对天敌安全；50≤RQ≤2 500，说明化学药剂对天敌具有轻微到中度毒性；RQ>2 500，说明化学药剂对天敌具有高毒性(Hassanetal., 1998)。

③寄生蜂蛹羽化率减少率(Percent Reduction in Emergence，PE)

根据国际生物防治组织(IOBC)标准，将杀虫剂对寄生蜂的影响划分为4个等级：PE<30%为等级1，无害；30%≤PE<80%为等级2，轻微有害；80%≤PE≤99%为等级3，中度有害；PE>99%为等级4，极度有害(Hassanetal., 1992)。

2 结果与分析

2.1 三种杀虫剂对烟粉虱成虫的毒力

噻虫嗪、阿维菌素和氟啶虫胺腈对烟粉虱成虫的24 h毒力结果见表1。阿维菌素对烟粉虱成虫的毒力最高，其LC50仅为2.00 mg/L；其次是氟啶虫胺腈，其LC50仅为29.47 mg/L；3种杀虫剂中，噻虫嗪对烟粉虱成虫的毒力最低，其LC50为453.76 mg/L。

2.2 三种杀虫剂对海氏桨角蚜小蜂成蜂的毒力

从3种杀虫剂对海氏桨角蚜小蜂成蜂的24 h毒力(表2)测定结果来看，与对烟粉虱成虫的毒力(表1)相比，3种杀虫剂对海氏桨角蚜小蜂的毒力更强。其中，噻虫嗪对海氏桨角蚜小蜂成蜂的毒力最大，其LC50仅为0.23 mg/L；其次是氟啶虫胺腈，其LC50为0.64 mg/L；阿维菌素对海氏桨角蚜小蜂成蜂的毒力最小，其LC50仅为1.07 mg/L。

表1 三种杀虫剂对烟粉虱成虫的毒力测定Table 1 Laboratory toxicity of three insecticides to the adults of Bemisia tabaci

表2 三种杀虫剂对海氏桨角蚜小蜂成蜂的毒力测定Table 2 Laboratory toxicity of three insecticides to the adults of Eretmocerus hayati

2.3 三种杀虫剂对海氏桨角蚜小蜂成蜂的安全性评价

从测定结果(表3)来看，噻虫嗪、阿维菌素和氟啶虫胺腈3种杀虫剂对海氏桨角蚜小蜂成蜂的选择性毒力指数分别为0.0005、0.54和0.02，均具有负向选择性，说明这3种杀虫剂对海氏桨角蚜小蜂成蜂的毒性大于对烟粉虱成虫的毒力。噻虫嗪、阿维菌素和氟啶虫胺腈对海氏桨角蚜小蜂成蜂的风险系数分别为244.57、10.07和153.54。根据风险指标进行评估显示噻虫嗪和氟啶虫胺腈对海氏桨角蚜小蜂成蜂均具有轻微到中度毒性，阿维菌素对海氏桨角蚜小蜂成蜂安全。通过选择性毒力指数与风险系数双重评价可以发现，尽管阿维菌素对海氏桨角蚜小蜂成蜂安全，但是该药剂对海氏桨角蚜小蜂成蜂的影响仍大于对烟粉虱成虫的影响。

表3 三种杀虫剂对海氏桨角蚜小蜂成蜂安全性评价Table 3 Safety evaluation of three insecticides on the adults of Eretmocerus hayati

2.4 三种杀虫剂对海氏桨角蚜小蜂蛹的安全性评价

噻虫嗪、阿维菌素和氟啶虫胺腈3种杀虫剂均显著降低海氏桨角蚜小蜂蛹的羽化率(表4)，羽化率减少率分别为59.94%、61.64%和63.20%，但是3种杀虫剂之间对海氏桨角蚜小蜂蛹羽化率的影响差异不显著。根据IOBC评价标准，3种杀虫剂对寄生蜂蛹的风险等级均为2级，轻微有害。

表4 三种杀虫剂对海氏桨角蚜小蜂蛹安全性评价Table 4 Safety evaluation of three insecticides on the pupae of Eretmocerus hayati

3 结论与讨论

风险系数考虑到了田间推荐浓度，因此被认为是评价化学药剂对有益天敌影响的重要指标(Preethaetal., 2009)。本文通过风险系数分析发现噻虫嗪和氟啶虫胺腈对海氏桨角蚜小蜂为轻微到中度毒性，阿维菌素则安全。然而，通过比较3种杀虫剂对烟粉虱与海氏桨角蚜小蜂之间的选择性毒力指数发现，3种杀虫剂的选择性均为负向选择性，说明海氏桨角蚜小蜂对这3种药剂的敏感性大于烟粉虱。洪珊珊等(2015)发现毒死蜱和高效氯氰菊酯对半闭弯尾姬蜂Diadegmasemiclausum具有负向选择性。田间使用的化学药剂会同时作用于害虫和天敌，但是化学药剂对二者的选择性不同，所以，在使用化学药剂防治害虫的同时也应警惕化学药剂对天敌产生的危害。

此外，本研究发现噻虫嗪、阿维菌素和氟啶虫胺腈3种杀虫剂对海氏桨角蚜小蜂生活史的不同阶段的安全程度也不同。与蛹期相比，海氏桨角蚜小蜂成蜂对3种杀虫剂更为敏感。在预试验阶段，发现当使用3种杀虫剂的田间最大推荐浓度处理海氏桨角蚜小蜂成蜂后，其存活时间均未超过30 min，说明田间最大推荐浓度对该蜂成蜂具有较强的杀伤力，这与研究中3种杀虫剂对蛹轻微有害形成鲜明对比。类似的报道很多，如Sugiyama等(2011)在研究24种杀虫剂对烟粉虱3种寄生蜂蒙氏桨角蚜小蜂Eretmocerusmundus，漠桨角蚜小蜂Eretmoceruseremicus和丽蚜小蜂Encarsiaformosa的影响时也发现寄生蜂的不同发育阶段对药剂的敏感程度不同，蛹期的死亡率低于成蜂期的死亡率，这可能是由于寄生蜂在蛹期受到蛹壳的保护从而减少了对药剂的接触(车少臣等, 2008)。

随着化学防治带来的烟粉虱抗性问题和生物、环境安全问题日益严重，人们越来越迫切地希望建立一套烟粉虱综合防治体系来达到对烟粉虱的高效、持久的控制。化学防治和生物防治作为害虫防治的重要手段经常被联合应用于烟粉虱的综合治理过程中(Naranjo & Ellsworth, 2009)。本研究通过评价噻虫嗪、阿维菌素和氟啶虫胺腈3种烟粉虱化学防治中常用的杀虫剂对海氏桨角蚜小蜂的安全性，推荐在烟粉虱的综合治理过程中，应合理选择药剂并适时进行药剂防治和生物防治。在烟粉虱发生初期，可进行释放寄生蜂的生物防治措施；当烟粉虱严重发生时可辅助应用化学防治方法，考虑到对天敌的保护，我们推荐使用阿维菌素在已释放寄生蜂的温室或田间集中在寄生蜂蛹期喷施杀虫剂，从而最大限度地减少对寄生蜂的危害。

本研究评估了噻虫嗪、阿维菌素和氟啶虫胺腈3种杀虫剂对海氏桨角蚜小蜂的致死作用，但是单纯的致死效应并不能完全说明杀虫剂对寄生蜂的影响，因为杀虫剂还可以通过亚致死效应影响寄生蜂的行为、生理和生物学等方面的特性进而影响其生防控效(Sohrabietal., 2012；Tederetal., 2019)。杀虫剂对寄生蜂的影响可能会因试验环境的不同而不同，本研究是在实验室条件下进行的，与田间实际情况可能存在偏差。因此，要全面评价杀虫剂对寄生蜂的影响，有关药剂对寄生蜂的亚致死效应及环境因子的作用等相关研究还有待开展。