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七种杀虫剂对暗黑赤眼蜂的急性毒性及安全性评价

2023-12-10严珍岳建军杨小琳

热带农业科学 2023年10期
关键词:风险性寄生蜂赤眼蜂

严珍 岳建军 杨小琳

(1. 中国医学科学院北京协和医学院药用植物研究所云南分所/云南省南药可持续利用研究重点实验室 云南景洪 666100;2. 滇西应用技术大学傣医药学院 云南景洪 666100)

赤眼蜂Trichogrammaspp.属膜翅目赤眼蜂科,是全世界防控农林业多种害虫的主要天敌,也是研究最多的一类卵期寄生蜂[1-2],其成蜂产卵于寄主卵内,取食寄主营养完成其发育,进而导致寄主卵死亡,而且是在寄主害虫造成危害之前达到控害的目的[3]。目前国内外已有多种赤眼蜂被作为有潜力的生物控制剂进行应用的基础研究[4],如稻螟赤眼蜂Trichogramma japonicumAshmead 防控二化螟Chilo suppressalisWalker 和三化螟Scirpophaga incertulasWalker[5-6]、亚洲玉米螟赤眼蜂Trichogramma ostriniaePang et Chen 防控亚洲玉米螟Ostrinia furnacalisGuenée[7]、拟澳洲赤眼蜂Trichogramma confusumViggiani 防控小菜蛾Plutella xylostellaLinnaeus[8]、广赤眼蜂Trichogramma evanescensWestwood 防控麦红吸浆虫Sitotroga cerealellaOlivier 和豆荚野螟Maruca testulalisGeyer[9-10]、短管赤眼蜂Trichogramma pretiosumRiley 防控草地贪夜蛾Spodoptera frugiperdaJ.E. Smith[11]、松毛虫赤眼蜂Trichogramma dendrolimiMatsumura 防控灰茶尺蠖Ectropis grisescensWarren[12]和螟黄赤眼蜂Trichogramma chilonisIshii防控草地贪夜蛾S. frugiperda[13]。

黄野螟(Heortia vitessoidesMoore)是药用植物白木香的重大害虫之一[14]。该虫在马来西亚、泰国和印度等东南亚国家,中国的云南、广东、海南等白木香种植区危害严重,如在云南西双版纳州,一般危害率可达 60%以上,高峰月份达90%[15]。在云南具有产卵量大、取食能力和危害隐蔽性强等特点[15-18]。暗黑赤眼蜂(Trichogramma pintoiVoegele)是本团队首次发现的黄野螟本地优势天敌,该蜂为黄野螟的卵期寄生蜂,对黄野螟具有较强的控制作用[19]。该蜂对多种农林害虫有较好的控制作用,如梨小食心虫Grapholita molestaBusck[20-21]、斜纹夜蛾Spodoptera lituraFabricius[22]、草地螟Loxostege sticticalisL.[23]、灰白蚕蛾Ocinara variansWalker[24-25]和棉铃虫Helicoverpa armigeraHübner[26]。

长期以来,传统的化学防治一直是防控黄野螟的主要措施[27],但农药在防治靶标害虫的同时,田间不当使用在一定范围内会对害虫寄生蜂产生毒害作用,如损伤其寄生能力和繁殖力等[28]。因此,本研究选取了生产上防控黄野螟常用的7种杀虫剂,研究其对暗黑赤眼蜂成蜂的急性毒性、安全性评价以及对该蜂寿命和寄生率的亚致死效应,旨在为黄野螟等害虫的化学应急防控科学用药以及保护利用天敌进行白木香虫害可持续综合治理研究奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 供试昆虫 供试虫源为中国医学科学院北京协和医学院药用植物研究所云南分所害虫生物防治研究团队于室内饲养的暗黑赤眼蜂。该蜂种群采自云南省西双版纳州景洪市白木香试验基地黄野螟寄生卵,带回实验室用替代寄主米蛾卵进行继代繁殖,使用人工气候箱进行饲养,条件为温度(25±1)℃、相对湿度为(75±5)%、光周期为12L:12D。暗黑赤眼蜂成蜂用浓度为10%的蔗糖水作为外源补充营养饲喂。

1.1.2 供试药剂 选取了生产上用于黄野螟化学防治的7 种常用杀虫剂(表1),测定其对暗黑赤眼蜂的急性毒性和亚致死效应。

表1 供试药剂及田间推荐用量

1.2 方法

1.2.1 不同杀虫剂对暗黑赤眼蜂成蜂的急性毒性采用管测药膜法,在预试验明确药剂浓度范围内,按倍数稀释设置5 个试验浓度(表2),使用55.6 cm2玻璃指形管,每管添加0.5 mL 药液,滚动指形管使药剂均匀在管壁上形成药膜;对照处理组为指形管内仅加清水。每管中接入30 头暗黑赤眼蜂新羽化雌蜂,每个处理重复3 次。使暗黑赤眼蜂在药膜管中爬行1 h 后,转入干净空的玻璃指形管内,并使用浓度为10%的蔗糖水作为外源补充营养进行饲喂,用纱布及脱脂棉做成的塞子封口,置于人工气候箱进行饲养,条件为温度(25±1)℃、相对湿度为(75±5)%、光周期为12L∶12D。杀虫剂处理24 h 后观察并记录管内存活和死亡的成蜂数量(日光照射下轻敲试管蜂体不动者即为死亡),统计死亡率。设置杀虫剂上限剂量为供试农药田间推荐用量的10 倍,如试验用该蜂达到上限用量10 倍时未出现死亡,则无需进行试验;如供试农药溶解度小于田间推荐用量的10 倍,则选用其最大溶解度为上限剂量。

表2 本试验中使用的7 种杀虫剂的浓度

1.2.2 不同杀虫剂处理对暗黑赤眼蜂寿命和寄生率的影响 采用管测药膜法同1.2.1,其中蜂在药膜管中爬行1 h 后,转入干净空管的同时,放入一张附着200 粒米蛾卵的卵卡,饲喂10%的蔗糖水;对照处理组为指形管内加清水。观察并记录该蜂的寿命以及卵卡上蜂的寄生情况,直到管中的赤眼蜂全部死亡。统计暗黑赤眼蜂被7 种杀虫剂分别处理后的寿命及其每头雌蜂的寄生率数据。

1.2.3 安全性系数的计算 安全性系数(SF)=药剂对赤眼蜂的LR50(mg a.i./cm2)/该药剂的田间推荐施用浓度(mg a.i./cm2),其中LR50为半数致死用量。在本研究中,LR50=0.5ml×LC50÷55.6 cm2。将不同杀虫剂对赤眼蜂风险性分级标准按安全系数的大小划分为4 个等级[29],分别为低风险性(SF>5)、中等风险性(0.5

1.2.4 数据统计与分析 毒力测定数据处理采用Logistic 函数法拟合。数据采用Excel 2003 制作表格,采用SAS 9.1 软件进行统计分析,差异显著性分析采用 Duncan’s 新复极差法(Duncan’s multiple range test, DMRT)。

2 结果与分析

2.1 不同杀虫剂对暗黑赤眼蜂成蜂的急性毒性

由表3 可见,虫螨腈对暗黑赤眼蜂的毒力最大,LR50低至1.48×10–11mg a.i./cm2;虱螨脲毒力与其相似,LR50为1.56×10–11mg a.i./cm2。茚虫威对暗黑赤眼蜂的毒力相对较小,LR50为2.62×10–4mg a.i./cm2;相对于茚虫威,其余4 种杀虫剂对暗黑赤眼蜂的毒力较高。

表3 不同杀虫剂对暗黑赤眼蜂的急性毒性

2.2 不同杀虫剂对暗黑赤眼蜂成蜂的安全性评价

依据安全性系数计算公式可算出杀虫剂对暗黑赤眼蜂的安全性系数,进而判断安全性等级,结果见表4。高效氯氟氰菊酯、乙基多杀菌素、虱螨脲和虫螨腈的安全性差,安全性系数均小于0.05,四者的安全性等级均为极高风险性。其次,氯虫苯甲酰胺、茚虫威和甲氨基阿维菌素苯甲酸盐的安全性系数分别为0.054、0.470 和0.330,三者的安全性等级均为高风险性。

表4 不同杀虫剂对暗黑赤眼蜂的安全性评价

2.3 不同杀虫剂处理对暗黑赤眼蜂寿命和寄生率的影响

由表5 可见,与对照组相比,7 种农药处理过的成蜂寿命和寄生率均显著降低,表现出较高的亚致死效应。在推荐浓度下与对照组相比,氯虫苯甲酰胺、茚虫威和甲氨基阿维菌素苯甲酸盐3 种杀虫剂显著减少了成蜂寿命,约减少1/3;高效氯氟氰菊酯、乙基多杀菌素、虱螨脲和虫螨腈4 种杀虫剂显著减少了成蜂寿命,约减少1/5。在田间推荐浓度下与对照相比,7 种杀虫剂显著降低了雌蜂的寄生率,其中氯虫苯甲酰胺最高,为(9.36±0.35)%,约为对照组的1/6,其余6 种杀虫剂处理后雌蜂的寄生率降低至7.2%以下。

表5 不同杀虫剂对暗黑赤眼蜂寿命和寄生率的影响

3 讨论

化学防治措施和生物防治措施是害虫综合治理的主要内容,而如何科学解决好生物防治和化学防治两者之间的关系,是害虫生物防治田间应用的关键[30]。化学杀虫剂对寄生蜂的影响主要包括急性毒性、安全性评价、个体发育、搜索寄主行为和寄生行为等不同方面[31-34]。研究常用杀虫剂对赤眼蜂安全性以及其个体发育、寄生行为等的亚致死效应,是统筹化学控害,并保护利用天敌进行害虫生物防治的重要内容,可为明确不同杀虫剂对寄生蜂的亚致死效应和筛选对其天敌相对安全的杀虫剂提供依据。赤眼蜂的个体发育包括卵、幼虫、蛹和成虫4 个发育阶段,其中前3个虫态均是在寄主昆虫卵内完成发育,可见,成蜂是赤眼蜂接触化学杀虫剂的敏感期。本研究发现,7 种杀虫剂对暗黑赤眼蜂的安全性均相对较低,均显著降低该蜂的寄生率和寿命,安全性等级为高风险性至极高风险性。

不同种类的杀虫剂对不同寄生蜂的毒力和安全性有着显著的差异。本研究结果表明,试验所用的7 种杀虫剂对暗黑赤眼蜂具有较高杀虫活性,且安全性等级为高风险性至极高风险性。据报道,拟除虫菊酯类、有机磷类和氨基甲酸酯类杀虫剂对赤眼蜂具有较高的急性毒性,且不安全[35-36],如醚菊酯对螟黄赤眼蜂和松毛虫赤眼蜂具有较高的杀虫活性[37-38]。王彦华等[31]研究发现,烯啶虫胺、噻虫嗪和阿维菌素对稻螟赤眼蜂、亚洲玉米螟赤眼蜂、拟澳洲赤眼蜂和广赤眼蜂4 种赤眼蜂为高风险至极高风险性。本文与上述研究结论相似,可见,在害虫综合防控中应谨慎使用对赤眼蜂具有较高杀虫活性且不安全的杀虫剂,以免造成对赤眼蜂造成大量杀伤。此外,本研究发现,甲氨基阿维菌素苯甲酸盐对暗黑赤眼蜂为高风险性,安全性系数为0.33,与王彦华等[31]关于甲维盐的研究结果不同,其研究发现,甲氨基阿维菌素苯甲酸盐对稻螟赤眼蜂、亚洲玉米螟赤眼蜂、拟澳洲赤眼蜂和广赤眼蜂4 种赤眼蜂为低风险至中等风险性,安全性系数为0.57~23.54。李宏梦等[32]报道了乙基多杀菌素、虫螨腈和甲氨基阿维菌素苯甲酸盐3 种对夜蛾黑卵蜂的安全性等级为中等风险性,虱螨脲、氯虫苯甲酰胺和茚虫威3 种为低等风险性,与本研究结果不同,主要原因可能是研究对象寄生蜂的种类不同。此外,本研究进一步发现,7 种杀虫剂均显著降低暗黑赤眼蜂的寄生率和寿命,表现出较高的亚致死效应。本研究结果与Wang 等[39]的研究结果相似,其研究发现,化学杀虫剂处理螟黄赤眼蜂雌蜂后,雌蜂寿命显著缩短,寄生率显著降低。为保护天敌,农业中应避免或减少使用杀虫剂,且田间使用时应注意避开暗黑赤眼蜂成蜂高峰期,如在云南西双版纳州,该蜂高峰期为每年的6 和12 月。研究结果可为科学使用化学杀虫剂及保护利用寄生蜂进行虫害生物防治奠定基础,同时有利于减少化学农药的使用量和害虫的抗药性,进而有助于降低对寄生蜂的损伤作用,保护昆虫多样性。

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