4种杀虫剂对南亚实蝇各虫态不同日龄的毒力测定

2022-01-05 10:53黄禹禹张金龙陈国华张晓明
环境昆虫学报 2021年6期
关键词:氯氰实蝇菊酯

黄禹禹,龚 瑶,许 浩,张金龙,陈国华,陶 玫*,张晓明*

(1. 云南农业大学植物保护学院,云南生物资源保护与利用国家重点实验室,昆明 650201;2. 云南农业大学科技管理处,昆明 650201)

南亚实蝇BactroceratauWalker,隶属双翅目Diptera实蝇科Tephritidae果实蝇属Bactrocera,广泛分布于东南亚及南太平洋地区。南亚实蝇在我国首次报道于福建省(1849)(Walker, 1849)。南亚实蝇的扩散速度很快,迄今已分布于我国华南、华中、西南以及台湾等地(周昌清等, 1999; 黄可辉等, 2005; 张艳等, 2018)。其为害方式为以雌成虫产卵于果实内,卵孵化为幼虫后取食果肉组织,有时被取食后的组织在一定的条件下会变腐烂,有时果实被取食后会变畸形,轻者降低果实的品质和产量,重者造成绝收,南亚实蝇每年发生代数因地区不同而有所差异,可发生1~8代,世代重叠严重,给农业生产带来了巨大的损失(周锁奎等, 1993; Hasyimetal., 2008; 张艳, 2018)。南亚实蝇为害严重,扩散迅速的重要原之一就是它的寄主范围广,这些寄主可以为其提供营养以及定居场所(Jaleeletal., 2018; Huangetal., 2020)。南亚实蝇的寄主种类共有16科91种,例如葫芦科、杜英科、桑科、桃金娘科、酢浆草科、芸香科、山榄科和茄科(Baimaietal., 2000)。

为减轻实蝇害虫对农产品造成的经济损失,常采取大量喷撒杀虫剂来降低实蝇种群数量(敖国富等, 2019)。与此同时,实蝇害虫对杀虫剂的抗药性随之产生,导致施用常规剂量的杀虫剂收效甚微,需加大剂量或更换毒力更强的杀虫剂才能达到较好的防治效果。目前,防治实蝇类害虫的化学药剂有乐斯本、高效氟氯氰菊酯、辛硫磷、溴氰菊酯、高效氯氰菊酯以及多杀霉素等(梁广勤等, 2003; 饶小珍等, 2009; 鲁道纪, 2013; 钟梯, 2015)。但由于长时间使用化学药剂,实蝇对拟除虫菊酯类杀虫剂、有机磷类杀虫剂以及一些生物制剂均已产生较高的抗性,且抗性呈现逐步上升的趋势(Hsu and Feng, 2002; 潘志萍等, 2008; 胡飞, 2012)。我国台湾以及美国夏威夷瓜实蝇Bactroceracucuribitae种群对倍硫磷、马拉硫磷和多杀菌素产生了抗药性(Hsu and Feng, 2002; Hsu, 2012)。潘志萍等(2008)研究橘小实蝇Bactroceradorsalis抗性时发现,在成虫死亡率50%选择压力下,其成虫对敌百虫的抗性发展最快,在成虫和幼虫死亡率80%~90%的选择压力下,其对高效氯氰菊酯的抗性发展最快。章玉苹等(2008)研究发现华南地区橘小实蝇种群对敌百虫和高效氯氰菊酯已产生中等水平抗性,广东种群对阿维菌素的抗性高达40倍。由此可见,实蝇类害虫已对多种农药产生了不同程度的抗药性,并且抗性呈现不断增长趋势。害虫抗药性的不断增加可能会导致高抗性的害虫种群暴发的风险。

通过科学的毒力测定方法去评价害虫对杀虫剂的敏感度对指导化学防治具有指导作用。在毒力测试中,供试昆虫的死亡率会受到诸多因素的影响,如供试昆虫的大小、老幼、强弱、雌雄或发育阶段以及环境条件等,从而影响毒力测定结果(Linetal., 2013; 林玉英等, 2014)。昆虫在不同发育阶段、不同生理状态及处在不同环境条件,可能对相同药剂的相同浓度具有不同的忍耐能力,称为耐药性(彭梅和邓新平, 2005)。同种昆虫不同龄期、不同阶段对杀虫剂的耐药性存在差异。林玉英等(2014)研究表明,同种药剂处理不同日龄橘小实蝇成虫,其死亡率不同,敌百虫处理4日龄、74日龄雌虫死亡率最高,高效氯氰菊酯处理雌雄成虫的死亡率均以4日龄最低,之后明显增高。鲁艳辉等(2019)研究了不同杀虫剂对草地贪夜蛾Spodopterafrugiperda不同龄期幼虫的毒杀效果,结果表明与初孵幼虫相比,4.5%高效氯氟氰菊酯乳油和1.8%阿维菌素微乳剂对3龄幼虫的毒力有所下降。苹果蠹蛾Cydiapomonella1~3日龄雌蛾比雄蛾药剂敏感性强,14~17日龄的则相反(Reuveny and Ephraim, 2007)。因此,为明确南亚实蝇不同发育阶段、不同日龄以及不同性别成虫对杀虫剂的敏感度,本文测定了不同日龄、不同阶段以及不同成虫性别条件下杀虫剂对南亚实蝇各虫态的毒力,为南亚实蝇的高效化学防控的实施提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1供试昆虫

供试昆虫为南亚实蝇,2019年采集于云南省蒙自市南郊瓜地,采集后于实验室内连续饲养30代,饲养条件为温度24℃±1℃、相对湿度 70%±5%以及光周期为L ∶D=14 ∶10。幼虫通过人工饲料进行饲养,人工饲料主要由麦麸、酵母以及少量的微量元素制成,成虫则是通过饲喂蔗糖和酵母(1 ∶1)饲养(Huangetal., 2020)。

1.1.2供试药剂

选择4种常用于防治南亚实蝇的杀虫剂:拟除虫菊酯类:4.5%高效氯氰菊酯EC(江苏克胜集团股份有限公司),25 g/L高效氟氯氰菊酯EC(拜耳股份公司);有机磷类杀虫剂:40%辛硫磷EC(天津市华宇农药有限公司);生物制剂:480 g/L多杀霉素SC(美国陶氏益农)。

1.2 试验方法

1.2.1供试药剂对南亚实蝇卵的毒力测定

采用浸泡法测定4种供试药剂对卵的毒杀活性。由于卵只能通过表皮接触药剂,因此选择浸泡法进行毒力测定。将供试药剂用清水配制成 5个合适的浓度,将事先准备好的12 h内收集到的卵分别在不同浓度的药剂中浸渍5 s,自然晾干后置于事先准备好的西葫芦上,把带有卵的西葫芦放置于养虫罐中,把养虫罐放入养虫室(温度24℃±1℃、相对湿度70%±5%、光周期L ∶D=14 ∶10)中观察其孵化率。浸泡清水作为对照。每处理20粒卵,3次重复。检查初孵幼虫的数量,计算死亡率,对照组死亡率10%以下的为有效试验。

采用胃毒法测定4种供试药剂对幼虫的毒杀活性。用清水将供试药剂配制成5个合适的浓度,将准备好的西葫芦放入配制好的药剂中浸泡30 s,拿出自然晾干备用,清水作为对照。取2日龄幼虫和5日龄幼虫分别放入被药剂处理后的西葫芦中,把装有不同日龄幼虫的西葫芦放置于养虫罐中,把养虫罐放入养虫室(温度24℃±1℃、相对湿度70%±5%、光周期L ∶D=14 ∶10)中,24 h后观察其死亡数,计算死亡率,用毛刷轻触幼虫体表不动者判定为死亡,对照组死亡率10%以下的为有效试验。每个处理为20头幼虫,3次重复(张晓明等, 2018)。

采用浸泡法测定4种供试药剂对蛹的毒杀活性。由于蛹期只能通过表皮接触药剂,因此选择浸泡法进行毒力测定。将供试药剂用清水配制成5个合适的浓度,将事先准备好的2日龄蛹和5日龄蛹分别放入不同浓度的药剂中浸渍5 min,自然晾干后置于培养皿中,培养皿底部放有脱脂棉和滤纸保持湿润,被处理后的蛹放置于湿润的滤纸上,把装有蛹的培养皿放置于养虫罐中,将养虫罐放入养虫室(温度24℃±1℃、相对湿度 70%±5%、光周期L ∶D=14 ∶10)中观察其羽化率,对照组死亡率10%以下的为有效试验。浸泡清水作为对照。每处理20头蛹,3次重复(周国辉等, 2012)。

采用胃毒法对实蝇成虫进行毒力测定。将供试药剂用清水配制成5个合适的浓度,清水作为对照,每个处理20头(10雌10雄)2日龄的成虫及20头(10雌10雄)4日龄的成虫。取配制好的不同浓度5 mL药液倒入成虫人工饲料中,用玻璃棒混合均匀,放入毒力测定装置中备用。药液与人工饲料的比例为5 mL ∶3 g。放入沾有水的棉球补充水份,引入事先准备好的成虫,将毒力测定装置放置于温度为24℃±1℃、相对湿度70%±5%、L ∶D=14 h ∶10 h的养虫室中。24 h后观察成虫死亡率,用毛笔轻轻碰触,不能活动的视为死亡。对照组死亡率10%以下的为有效试验。每个浓度设置3次重复,以清水作为对照(刘坤峰等, 2020)。

1.3 数据处理

数据分析使用SPSS 25.0软件计算4种杀虫剂对南亚实蝇各虫态不同龄期的毒力回归方程、致死中浓度LC50,以及相关系数R2(胡昌雄等, 2020)。

2 结果与分析

2.1 南亚实蝇卵对4种杀虫剂的敏感度

4种杀虫剂中,高效氟氯氰菊酯EC对南亚实蝇卵的毒力效果最佳,LC50为2.88 mg/L,其次为高效氯氰菊酯EC和多杀霉素SC,LC50分别为3.35 mg/L和3.88 mg/L,辛硫磷EC的毒杀效果为最差,LC50为4.71 mg/L(表1)。

表1 南亚实蝇卵对4种杀虫剂的敏感度

2.2 南亚实蝇不同龄期幼虫对4种杀虫剂敏感度

4种杀虫剂对不同龄期幼虫的毒杀活性有差异,随日龄增加,幼虫对不同药剂的耐药性也会增加,且耐药性的强弱有差异。高效氟氯氰菊酯EC对2日龄幼虫毒杀活性最高,LC50为2.08 mg/L,其次为辛硫磷EC和高效氯氰菊酯EC,LC50分别为2.89 mg/L和3.61 mg/L,最低的为多杀霉素SC,LC50为3.95 mg/L;高效氟氯氢菊酯EC对5日龄幼虫毒杀活性为最高,LC50为6.39 mg/L,其次为多杀霉素SC和辛硫磷EC,LC50分别为8.15 mg/L和8.78 mg/L,高效氯氰菊酯EC的LC50为11.60 mg/L,对5日龄幼虫毒杀活性为最差。5日龄幼虫对高效氯氰菊酯EC的耐药性增加的幅度最大,LC50升高3.21倍,其次为高效氟氯氰菊酯EC和辛硫磷EC,分别为3.08倍和3.04倍,上升最低的为多杀霉素SC,上升2.06倍(表2)。

表2 南亚实蝇不同日龄幼虫对4种杀虫剂的敏感度

2.3 南亚实蝇不同龄期蛹对4种杀虫剂的敏感度

4种杀虫剂对不同龄期蛹的毒杀效果不同,随日龄增加,蛹对不同药剂的耐药性逐渐增加。多杀霉素SC对2日龄和5日龄蛹的毒杀效果均最好,LC50分别为219.48 mg/L和381.94 mg/L,辛硫磷EC对2日龄和5日龄蛹的毒杀效果最差,LC50分别为658.28 mg/L和696.54 mg/L。随日龄增加,蛹对多杀霉素SC的耐药性增加最高,LC50增加了1.74倍,增加最少的为辛硫磷EC,只增加了0.001倍,高效氟氯氰菊酯EC和高效氯氰菊酯EC分别增加了1.65倍和1.46倍(表3)。

表3 南亚实蝇不同日龄蛹对4种供试杀虫剂的敏感度Table 3 Sensitivity of pupae of Bactrocera tau to four types of insecticides at different age

2.4 南亚实蝇不同龄期雄成虫对4种杀虫剂的敏感度

4种杀虫剂对雄成虫毒力效果存在差异,且不同日龄的雄成虫对杀虫剂的耐药性不同。多杀霉素SC对2日龄雄成虫有着最好的毒力效果,LC50为3.33 mg/L,其次为辛硫磷EC和高效氯氰菊酯EC,LC50分别为9.25 mg/L和11.42 mg/L,毒力效果最差的为高效氟氯氰菊酯EC,LC50为13.02 mg/L;高效氯氰菊酯EC对5日龄雄成虫的活性最高,LC50为42.24 mg/L,其次为多杀霉素SC和高效氟氯氰菊酯EC,LC50分别为43.83 mg/L和52.32 mg/L,辛硫磷EC活性最低,LC50为59.63 mg/L。随日龄增加,雄成虫的耐药性逐渐增加,雄成虫对多杀霉素SC的抗性增加程度最多,为13.16倍,其次为辛硫磷EC和高效氟氯氰菊酯EC,分别为6.45倍和4.02倍,高效氯氰菊酯EC为3.70倍(表4)。

2.5 南亚实蝇不同龄期雌成虫对4种杀虫剂的敏感度

4种杀虫剂对雌成虫毒力效果有差异,且不同日龄的雌成虫对杀虫剂的耐药性不同。多杀霉素SC对2日龄雌成虫有着最好的毒力效果,LC50为4.45 mg/L,其次为辛硫磷EC和高效氯氰菊酯EC,LC50分别为11.52 mg/L和16.78 mg/L,毒力效果最差的为高效氟氯氰菊酯EC,LC50为20.65 mg/L;多杀霉素SC对5日龄的雌成虫毒力效果最好,LC50为47.55 mg/L,其次为高效氯氰菊酯EC和高效氟氯氰菊酯EC,LC50分别为69.24 mg/L和 61.03 mg/L,辛硫磷EC的毒力效果最差,LC50为77.80 mg/L。随日龄增加,雌成虫的耐药性也逐渐增加,雌成虫对多杀霉素SC的耐药性增加程度最多,为10.67倍,其次为辛硫磷EC和高效氯氰菊酯EC,分别为6.72倍和4.13倍,高效氯氰菊酯EC为2.96倍(表5)。

表4 南亚实蝇不同日龄雄成虫对4种供试杀虫剂的敏感度

表5 南亚实蝇不同日龄雌成虫对4种杀虫剂的敏感度

3 结论与讨论

室内南亚实蝇不同虫态不同日龄生物活性测定结果表明,不同杀虫剂对同一虫态的毒力存在差异。4种常用杀虫剂对卵的室内毒力高低顺序为高效氟氯氰菊酯EC>高效氯氰菊酯EC>多杀霉素SC>辛硫磷EC。卵对高效氟氯氰菊酯EC最敏感,其次为高效氯氰菊酯EC和多杀霉素SC,对辛硫磷EC最不敏感。高效氟氯氰菊酯EC和高效氯氰菊酯EC均属于拟除虫菊酯类杀虫剂,且大多数研究也证明了拟除虫菊酯类杀虫剂对卵具有显著的控制作用(范登进等1999; 武海斌等, 2013)。在筛选杀虫剂对草地贪夜蛾卵的活性时发现,20%甲氰菊酯乳油、25 g/L高效氯氟氰菊酯乳油、25 g/L溴氰菊酯乳油和25 g/L联苯菊酯乳油等5种拟除虫菊酯类杀虫剂对草地贪夜蛾卵的孵化抑制率在66.67%~94.84%,具有显著的卵孵化抑制效果(赵胜园等, 2019)。陈丹等(2013)研究5种杀虫剂对烟草潜叶蛾Phthorimaeaoperculella卵的毒力活性时发现三氟氯氰菊酯、溴氰菊酯、高效氯氰菊酯、氰戊菊酯对烟草潜叶蛾卵都有着较好的毒力作用,这与本研究结果相似。拟除虫菊酯类杀虫剂有较好的杀卵效果,因此在防治卵时,可优先考虑使用拟除虫菊酯类杀虫剂。

不同类型杀虫剂对不同虫态的毒力效果存在差异,且同一虫态不同日龄对杀虫剂的耐药性不同,本研究通过4种杀虫剂处理不同龄期的幼虫和蛹,结果表明,2日龄和5日龄的幼虫对高效氟氯氰菊酯EC敏感度较高;2日龄和5日龄的蛹对多杀霉素SC的敏感度较高。随着幼虫和蛹龄期的增加,耐药性也会提升,且对不同药剂增长的耐药性也有差异,幼虫对高效氯氰菊酯EC的耐药性增长最快,幼虫龄期从2日龄至5日龄时,LC50也随之增长了3.21倍,幼虫对多杀霉素SC耐药性增长最慢,LC50增长了2.06倍;蛹对多杀霉素SC的耐药性增加最高,LC50增加了1.74倍,增加最少的为辛硫磷,只增加了0.001倍,尽管高效氟氯氰菊酯EC和高效氯氰菊酯EC分别增加了1.65倍和1.46倍,但其增加的幅度和多杀霉素SC增加的幅度相差不大。在杀虫剂对其它害虫的毒力测定中也出现耐药性随着虫龄变化而变化的现象。陈丙坤(2000)等研究表明甜菜夜蛾Spodopteraexigua幼虫不同龄期间对杀虫剂的耐药性存在显著性差异,且随幼虫龄期的增长,耐药性不断增强,5龄幼虫与3龄幼虫相比,幼虫对顺式氯氰菊酯、丙溴磷、氟啶脲的耐药性增幅都较大,分别达3.4倍、3.5倍和3.6倍;施国方等(2015)研究表明不同龄期桑螟Diaphaniapyloalis幼虫对40%毒死蜱乳油的耐药性有较大差异,2龄幼虫最为敏感,LC50为1.29 mg/L,随着龄期的增长耐药性提高,到5龄幼虫时LC50增加到5.59 mg/L,与本研究结果相似。幼虫和蛹耐药性的增加与以下有关:表皮厚度随龄期增加,而表面孔道数量和比表面积随龄期增加而下降,药剂渗入虫体内的难度增加,随着龄期的增加,虫体重量的增加十分明显,对药剂的耐受性增强,体内代谢酶随龄期的增加而增多,对药剂的代谢分解能力增强(张红英等, 2002; 周斌芬等, 2008)。在甜菜夜蛾幼虫耐药性变化的研究中发现幼虫的耐药性与虫体重呈正相关(彭梅和邓新平, 2005);马尾松毛虫Dendrolimuspunctatus不同龄期幼虫羧酸酯酶活力大小与其对氰戊菊酯的耐药力有关,随龄期的增加而增大(彭龙慧和李周直, 1992)。本研究发现,当南亚实蝇处于蛹阶段时,对杀虫剂敏感性的变化较大,显著大于除蛹以外其他阶段的变化,可能是由于蛹期表皮结构比其他虫态更不利于药剂的渗透引起的。说明在防治实蝇的幼虫和蛹时,则应该选择低龄时施药,高效氟氯氰菊酯EC对低龄幼虫的毒力效果较为理想,可以作为首选的药剂使用,对于低龄蛹可选择多杀霉素SC作为首选药剂,以达到减少农药用量并且能有效控制幼虫和蛹的数量。

4种杀虫剂对不同日龄雌雄成虫个体的毒力测定结果表明,不同日龄雌雄成虫对4种杀虫剂的敏感度存在差异,且雌成虫的耐药性总是强与雄虫的耐药性,随日龄增加,雌雄成虫的耐药性逐渐增加。对于2日龄雄成虫和雌成虫,多杀霉素SC有着最好的毒力效果,最差的为高效氟氯氰菊酯EC;对于5日龄的雄成虫,高效氯氰菊酯EC的毒力效果最好,辛硫磷EC的毒力效果最差,对于5日龄的雌成虫,多杀霉素SC的毒力效果最好,辛硫磷EC的毒力效果最差。随着日龄的增加,雌雄成虫对多杀霉素SC的耐药性增加程度最多,分别为10.67和13.16倍,增加最少的为高效氯氰菊酯EC,分别为为2.96和3.70倍。张志林等(2007)研究结果表明菲隐翅虫Philonthussp.的雌雄个体对杀虫双的耐药性差异较大,雄性对杀虫双的耐药性较弱,雌性个体对杀虫双的耐药性强。在吡虫啉胁迫对西花蓟马Frankliniellaoccidentalis种群性比的影响的研究中表明雌虫比雄虫具有更强吡虫啉胁迫适应性(张晓明, 2017)。说明雌成虫对杀虫剂的敏感性低于雄成虫,当在田间进行防治时,大量不合理施用杀虫剂会导致雌虫种群比例上升,将会导致南亚实蝇的种群繁殖力增加,进而使得种群暴发。耐药性不同的原因可能是虫体体内的解毒酶参与了对多种杀虫剂的代谢降解,从而改变了虫体对杀虫剂的耐药程度(谭维嘉和赵焕香, 1990)。姚洪渭(2001)研究表明,白背飞虱Sogatellafurcifera的抗药性相关酶活性与可溶性蛋白含量的遗传均存在显著的性连锁,通过在不同性别飞虱中的遗传表现,白背飞虱雌性成虫酶活性及蛋白含量明显高于雄性成虫,导致雌性成虫对杀虫剂具有更强的抗药性。在本研究中,杀虫剂对不同龄期雌雄成虫的毒力不同是否与其解毒酶或保护酶含量及活性不同有关有待进一步研究。

本研究结果反映了4种杀虫剂对南亚实蝇各虫态各龄期的毒力效果,由于南亚实蝇世代重叠严重,在成虫暴发期之前防治可以把高效氟氯氰菊酯EC作为首选药剂使用,在成虫暴发期之后防治可把多杀霉素SC作为首选药剂使用,防治的最佳时期是各虫态的早期。本文测定了不同日龄、不同阶段以及不同成虫性别条件下杀虫剂对南亚实蝇各虫态的毒力,为南亚实蝇的化学防控提供实验参考,但杀虫剂对南亚实蝇不同龄期不同阶段的毒力不同是否与其解毒酶或保护酶含量及活性不同有关有待进一步研究。

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