噻蟲嗪對棉蚜和棉長管蚜實驗種群生命表參數的影響

韓英 魏引弟 朱悅 梁虎軍 蘇悅 姚永生

摘要： 為明確噻蟲嗪種衣劑對棉蚜（Aphis gossypii）和棉長管蚜（Acyrthosiphon gossypii）生長發育及繁殖的影響及其差異，本研究采用生命表方法分析噻蟲嗪2.0、4.0、6.0 g/kg不同濃度種子處理對棉蚜和棉長管蚜實驗種群生命參數的影響。結果表明，棉蚜若蚜發育歷期隨噻蟲嗪濃度的增加而延長，6.0 g/kg處理顯著長于對照。4.0、6.0 g/kg處理若蚜存活率較對照顯著降低，棉蚜分別下降17.85%、34.57%；而棉長管蚜分別下降35.07%、59.13%。隨噻蟲嗪處理劑量增加，棉蚜和棉長管蚜壽命和產蚜量均下降，噻蟲嗪2.0 g/kg處理棉蚜產蚜量高于對照，而棉長管蚜顯著低于對照；6.0 g/kg處理下棉長管蚜和棉蚜的產蚜量分別較對照組降低47.78%和25.28%。不同處理間棉蚜達到繁殖高峰期時間基本一致，而棉長管蚜較對照延后1～2 d。2.0 g/kg噻蟲嗪處理下棉蚜內稟增長率顯著高于對照，4.0、6.0 g/kg ?噻蟲嗪處理下內稟增長率與對照差異不顯著。隨噻蟲嗪包衣劑量增加，棉長管蚜平均世代周期延長， 6.0 g/kg噻蟲嗪處理下平均世代周期顯著長于對照；4.0、6.0 g/kg噻蟲嗪劑量處理下，其凈增殖率、內稟增長率、周限增長率分別較對照下降49.78%和68.74%、29.63%和48.15%、7.63%和12.21%，對棉長管蚜有顯著抑制作用。

關鍵詞： 棉蚜；棉長管蚜；噻蟲嗪；種衣劑；生命表參數

中圖分類號：S435.622+.1 ?文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2024）02-0118-05

新疆屬典型的綠洲生態灌溉農業，十分有利于棉花種植。然而由于氣候干旱，生物多樣性低，尤其是農藥的不合理使用，致使棉蚜（Aphis gossypii Glover）危害嚴重。棉蚜是一種分布廣泛的世界性害蟲［1］，不僅吸食棉花中的營養物質，可導致棉花落蕾落鈴，而且為害過程中產生的蜜露，誘導植物病害，蚜蟲還可傳播植物病毒［2］，是新疆植棉區的三大害蟲之一［3-4］。新疆綠洲農業區在沙漠、戈壁包圍之中呈斑塊分割狀態，有著不同于我國腹地的農業生態系統，因此棉花有害生物發生消長規律有一定獨特性［5］。棉蚜和棉長管蚜（Acyrthosiphon gossypii Mordvilko）是新疆棉花上的共存物種，棉長管蚜無群集習性，種群密度低［6-7］，而棉蚜增殖迅速等特性，易暴發成災。長時間以來2種蚜蟲在新疆棉田同期發生，呈此消彼長、階段性優勢明顯差異特征。蕾期前棉長管蚜為優勢種群，至棉花中后期棉蚜上升為優勢種群。棉田早期的棉長管蚜可滋生和繁育大量自然天敵，對中后期棉蚜的自然調控有重要價值［8］。近年來調查結果顯示，新疆南部植棉區棉長管蚜在棉田早期種群下降，棉蚜在早期轉變為優勢種群［4，9］。由于棉蚜世代歷期短且重疊嚴重、繁殖力強，生產中主要使用農藥進行防控，盲目用藥、頻繁與超量使用單一農藥現象增加，致使棉蚜再猖獗，抗藥性發展迅速［10-12］。

噻蟲嗪是一種新煙堿類殺蟲劑，具有高效的觸殺、內吸和胃毒功能，與環境兼容性很強，廣泛用于防治多種農作物的刺吸式口器害蟲［13-15］，不僅用于莖葉噴霧處理，而且可用于種子處理。種子處理作為精準農業中局部施用農藥的一種方法，可減少單位面積農藥用量，被認為是保護種子和幼苗在發育早期不受害蟲侵害的最安全、最經濟、最生態方法，因此噻蟲嗪也常以種子處理的施藥方式來防治地上部害蟲。種子包衣劑在棉花、小麥和大豆等生產中對棉蚜［16］、麥蚜［17］、大豆蚜［18］、煙蚜［19］等具有良好的防治效果。低劑量噻蟲嗪對新疆棉田棉蚜和棉長管蚜的亞致死效應等尚不明確。因此，本研究以噻蟲嗪種衣劑處理棉苗供2種蚜蟲取食，利用生命表探究噻蟲嗪種衣劑處理對棉蚜和棉長管蚜生長發育和繁殖能力的影響，探索噻蟲嗪脅迫對棉蚜和棉長管蚜的影響，可為新疆植棉區棉蚜災變機制提供新的認識。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗于2022年4月在新疆阿拉爾市塔里木大學東門農學試驗地開展：在溫度為（22±1） ?℃、相對濕度為（60±5）%、光—暗周期為14 h—10 h的人工氣候箱內不接觸任何藥劑條件下以盆栽棉花（品種為新陸中68號）為寄主進行飼養，經2～4代擴繁后建立實驗種群品系。供試藥劑：70%噻蟲嗪種子處理可分散粉劑（瑞士先正達作物保護有限公司生產）。

供試昆蟲：供試棉蚜和棉長管蚜采集于農一師農業科學研究所試驗田（81°27′E，40°45′N），在不接觸任何農藥的情況下于室內人工智能氣候箱內用盆栽棉苗飼養3代以上，作為供試蟲源。

1.2 方法

1.2.1 噻蟲嗪包衣處理對棉蚜和棉長管蚜生長和繁殖的影響測定

將脫絨后的棉種（新陸中68號）分別使用2.0、4.0、6.0 g/kg噻蟲嗪種衣劑進行均勻包衣處理，置于陰涼通風處待自然陰干后密閉封裝儲藏，貼好標簽備用，以不拌藥種子作為空白對照，共計4個處理。每盆播種2粒經噻蟲嗪包衣處理的棉花種子，待出苗后定苗為1株/盆，待棉花長出第3張真葉時（出苗后約30 d），每處理挑選長勢一致的30株健康棉株備用。為確保供試蚜蟲在接觸噻蟲嗪不同劑量處理時具有相同的年齡和生長階段，從供試蟲源中隨機選取大小均勻一致約 300頭無翅成蚜接種到棉株葉片上，24 h后定殖為 1頭/株，重復3次，隨后使用自制紗籠（30 cm×30 cm×50 cm，200目紗網）籠罩，防止蚜蟲逃逸。置于氣候箱內，條件同“1.1”節，每天計數并移除新生若蚜直至成蚜全部死亡。

1.2.2 噻蟲嗪包衣處理對棉蚜和棉長管蚜生命表參數的計算

由“1.2.1”節中可得出不同噻蟲嗪濃度處理下棉蚜和棉長管蚜若蟲及成蟲的發育歷期、存活率及成蚜每日產蚜量等結果。以d（x）為單位間隔，分別構建取食不同劑量噻蟲嗪種衣劑種子處理的棉花時棉蚜和棉長管蚜實驗種群生命表。采用TWosex-Mschart程序分析生命表參數［20］。種群生命參數凈增殖率R0、內稟增長率rm、周限增長率λ和平均世代周T分別按照下面公式計算，其中內稟增長率用迭代二分法和Euler-Lotka方程計算。 R0=∑lxmx，T=lnR0/rm，∑e-rm（x+1）rmlxmx=1， λ=erm。上述公式中，x為時間間隔，d；lx為x期間開始時存活率；mx為x期間每雌產雌量。

1.3 數據分析

應用SPSS 25.0對若蚜發育歷期、存活率、成蚜壽命和產蚜量進行單因素方差分析；生命表分析通過10萬次隨機重抽樣bootstrap程序獲得生命表參數的均值和標準誤差，應用Duncans法比較不同處理間的差異顯著性。利用Sigmaplot 14.0軟件繪制2種蚜蟲的存活率和繁殖力曲線。

2 結果與分析

2.1 噻蟲嗪種衣劑對棉蚜和棉長管蚜若蚜發育歷期及存活率的影響

棉蚜和棉長管蚜若蚜發育歷期均隨噻蟲嗪濃度的增加而延長，在6.0 g/kg處理下，若蚜發育歷期與對照相比顯著延長。2.0、4.0、6.0 g/kg處理下，棉蚜若蚜存活率分別下降5.41%、17.85%、34.57%，隨著劑量增加棉蚜若蚜的存活率呈下降趨勢，其中4.0、6.0 g/kg處理下存活率均顯著低于對照組。棉長管蚜4.0、6.0 g/kg處理組發育歷期與對照組差異顯著，2.0、4.0、6.0 g/kg處理下，若蚜存活率分別下降22.24%、35.07%、59.13%，且各處理間差異顯著（表1）。6.0 g/kg劑量處理下，棉蚜較棉長管蚜若蚜存活率高22.77百分點。噻蟲嗪6.0 g/kg劑量處理下棉蚜存活率從處理后4 d逐漸下降（圖1-A），而棉長管蚜 2 d 后開始逐步下降，且隨劑量增加，下降趨勢越明顯（圖1-B）。

2.2 噻蟲嗪種衣劑對棉蚜和棉長管蚜成蚜壽命和產蚜量的影響

隨著劑量的增加，棉蚜和棉長管蚜壽命和產蚜量均下降。棉蚜2.0 g/kg處理的產蚜量顯著高于對照，4.0 g/kg處理的平均壽命縮短，與對照相比無顯著差異，6.0 g/kg處理的壽命與對照相比顯著縮短，產蚜量與對照組相比顯著下降。棉長管蚜 2.0 g/kg 處理的平均壽命與對照相比無顯著差異，產蚜量與對照相比顯著降低，4.0 g/kg處理的平均壽命縮短，與對照相比無顯著差異，產蚜量與對照相比顯著減少， 6.0 g/kg處理的平均壽命和產蚜量與對照相比顯著降低，且產蚜量隨著包衣劑量的增加，與對照組差異愈大。噻蟲嗪6.0 g/kg處理下棉長管蚜和棉蚜的產蚜量分別較對照組降低47.78%和25.28%，2種蚜蟲相比，對棉長管蚜繁殖力抑制作用更為顯著（表2）。

不同處理棉蚜達到繁殖高峰期時間基本一致，都在8日齡前后（圖2-A）；而噻蟲嗪處理下棉長管蚜達到繁殖日期較對照均延后1～2 d，且噻蟲嗪3個劑量間達到繁殖高峰期時間基本一致，隨濃度增加，產蚜量下降明顯（圖2-B）。

2.3 噻蟲嗪種衣劑對棉蚜和棉長管蚜生命表參數的影響

棉蚜在噻蟲嗪2.0 g/kg處理下，平均世代周期、凈增殖率、周限增長率與對照均無顯著差異，內稟增長率提高15.38%，顯著高于對照；4.0、6.0 g/kg 噻蟲嗪處理下，平均世代周期、內稟增長率、周限增長率與對照均無顯著差異，凈增殖率與對照相比顯著降低（表3）。隨噻蟲嗪包衣劑量增加，棉長管蚜平均世代周期延長，6.0 g/kg噻蟲嗪處理下平均世代周期顯著高于對照；4.0、6.0 g/kg噻蟲嗪劑量處理下，其凈增殖率、內稟增長率、周限增長率分別較對照下降49.78%和68.74%、29.63%和48.15%、7.63%和12.21%，表明對棉長管蚜有顯著的抑制作用（表4）。

3 討論

新煙堿類殺蟲劑同時具備內吸、觸殺、胃毒作用，根據新煙堿類殺蟲劑的內吸性原理，拌種或包衣后可通過單向運輸的方式，將有效成分直接傳遞到植物地上部分，有效殺害靶標害蟲，且持效期長，隱蔽用藥，對天敵及環境相對友好。近年來，新煙堿類殺蟲劑在許多地區越來越多的常規作物上總體預防性使用量有所增加，例如噻蟲嗪和吡蟲啉。噻蟲嗪種衣劑對燕麥進行處理，持效期長，在燕麥各階段對蚜蟲防效顯著，燕麥苗期至拔節期對蚜蟲防效為77.71%～87.91%，孕穗期—揚花期的蚜蟲防效為58.45%～68.61%，可減少殺蟲劑的施用并有效防治蚜蟲的危害［21］。噻蟲嗪和吡蟲啉處理馬鈴薯種苗后，發現噻蟲嗪比吡蟲啉對作物保護持效期更長，從苗期到花期，葉蟬（Empoasca fabae）若蟲密度保持在經濟損害水平以下，對葉片無損害［22］；都振寶等研究用吡蟲啉和噻蟲嗪拌種防治麥蚜，發現吡蟲啉在2.0、4.0 g/kg處理下，噻蟲嗪1.0、2.0、4.0 g/kg處理下對田間麥蚜均能有效防治，后期噻蟲嗪的防治效果優于吡蟲啉［23］；張謙等研究發現，噻蟲嗪對棉花苗蚜的防效優于吡蟲啉，噻蟲嗪用于種子包衣或拌種對苗蚜有很好的防效［16］；陸晴等研究發現，22.6%噻蟲嗪和60%吡蟲啉種衣劑在田間對麥蚜的防效達83%，且持效期較長［24］；段云等在室內研究發現，0.28 g/kg的噻蟲嗪處理玉米種子，對東方黏蟲（Mythimna separata）和勞氏黏蟲（Mythimna loreyi）的2、3齡防效達30%以下，且隨著2種昆蟲蟲齡增大，防效呈下降趨勢［25］。本研究表明噻蟲嗪包衣處理苗后30 d棉蚜和棉長管蚜的若蚜存活率較對照分別降低34.57%和59.13%，仍具有一定的防效。

新煙堿類殺蟲劑作為種衣劑使用時，持效期長，能給予害蟲較多和更持久的耐藥性選擇空間。迄今為止，棉蚜已對各種常用殺蟲劑包括新煙堿類產生抗藥性［26-29］。棉蚜的綜合治理仍然是一個嚴峻的挑戰。近年來，殺蟲劑低濃度對昆蟲的亞致死效應受到了廣泛關注，這種作用是棉蚜抗性發展的關鍵途徑之一。低致死濃度的殺蟲劑也能通過興奮作用提高蚜蟲的適應性，亞致死濃度烯啶蟲胺、吡蟲啉等均能刺激棉蚜的繁殖［30-31］。低致死濃度的噻蟲嗪LC15誘導棉蚜壽命延長，生殖力增加［32］。Li 等發現，吡蟲啉LC35對玫瑰花蚜（Metopolophium dirhodum）成蟲壽命延長，繁殖力增加，凈增殖率和內稟增長率增大［33］。本研究結果顯示，噻蟲嗪低劑量（2.0 g/kg）處理下，棉蚜發育歷期縮短，產蚜量增加，rm上升，而棉長管蚜表現出相反的趨勢，也即在殺蟲劑脅迫下2種蚜蟲后續種群表現出不同的適應性。生產中使用噻蟲嗪包衣是否會引起棉蚜的再猖獗值得關注。

參考文獻：

［1］ Hullé M，Chaubet B，Turpeau E，et al. EncyclopAphid：a website on aphids and their natural enemies［J］. Entomologia Generalis，2020，40（1）：97-101.

［2］Campolo O，Chiera E，Malacrinò A，et al. 2014. Acquisition and transmission of selected CTV isolates by Aphis gossypii［J］. Journal of Asia-Pacific Entomology，2014，17（3）：493-498.

［3］姜玉英，陸宴輝，李 晶，等. 新疆棉花病蟲害演變動態及其影響因子分析［J］. 中國植保導刊，2015，35（11）：43-48.

［4］丁建朋，韓 英，韓 旭，等. 棉蚜和棉長管蚜對3種殺蟲劑的敏感性比較［J］. 植物保護，2020，46（6）：270-275.

［5］潘洪生，姜玉英，王佩玲，等. 新疆棉花害蟲發生演替與綜合防治研究進展［J］. 植物保護，2018，44（5）：42-50.

［6］呂昭智，田長彥，宋郁東. 新疆棉區棉蚜和棉長管蚜關系的研究［J］. 中國棉花，2002，29（3）：11-12.

［7］Gao G Z，Perkins L E，Zalucki M P，et al. Effect of temperature on the biology of Acyrthosiphon gossypii Mordvilko （Homoptera：Aphididae） on cotton［J］. Journal of Pest Science，2013，86（2）：167-172.

［8］曹 巍，蘇 悅，馬 雪，等. 十一星瓢蟲對棉蚜和棉長管蚜的捕食選擇性［J］. 新疆農業科學，2019，56（3）：472-480.

［9］姚永生. 新疆南部棉區棉蚜與棉長管蚜種間關系的格局變化及影響因素分析［D］. 北京：中國農業大學，2017.

［10］ 余 璐，田 英，李 紅. 進一步加強新疆生產建設兵團植保體系建設的建議［J］. 中國植保導刊，2020，40（5）：89-93.

［11］帕提瑪·烏木爾汗，郭佩佩，馬少軍，等. 新疆地區棉蚜田間種群對10種殺蟲劑的抗性［J］. 植物保護，2019，45（6）：273-278.

［12］張 帥. 2020年全國農業有害生物抗藥性監測結果及科學用藥建議［J］. 中國植保導刊，2021，41（2）：71-78.

［13］吳凌云，李 明，姚東偉. 新煙堿類殺蟲劑與種子處理［J］. 農藥，2009，48（12）：868-869，871.

［14］Goulson D. Review：an overview of the environmental risks posed by neonicotinoid insecticides［J］. Journal of Applied Ecology，2013，50（4）：977-987.

［15］Zhang P，Zhang X F，Zhao Y H，et al. Effects of imidacloprid and clothianidin seed treatments on wheat aphids and their natural enemies on winter wheat［J］. Pest Management Science，2016，72（6）：1141-1149.

［16］張 謙，王樹林，祁 虹，等. 種子處理對棉花苗蚜的防治效果及對苗期生長的影響［J］. 農藥，2019，58（7）：537-539，542.

［17］高志山，張學峰，劉海濤，等. 新煙堿類殺蟲劑種子包衣防治麥蚜的可行性評價［J］. 植物保護學報，2016，43（5）：864-872.

［18］徐 蕾，趙彤華，鐘 濤，等. 藥劑包衣對苗期大豆蚜防治效果與安全性評價［J］. 應用昆蟲學報，2016，53（4）：759-771.

［19］王秀芳，任廣偉，高漢杰，等. 25%噻蟲嗪水分散粒劑防治煙蚜田間藥效試驗［J］. 農藥，2004，43（8）：372-374.

［20］Chi H，Liu H. Two new methods for the study of insect population ecology［J］. Bulletin of the Institute of Zoology Academia Sinica，1985，24（2）：225-240.

［21］李惠霞，張海英，郭建國，等. 噻蟲嗪種子包衣對燕麥蚜蟲和紅葉病的控制效果及農藥殘留分析［J］. 麥類作物學報，2012，32（6）：1205-1209.

［22］Nault B A，Taylor A G，Urwiler M，et al. Neonicotinoid seed treatments for managing potato leafhopper infestations in snap bean［J］. Crop Protection，2004，23（2）：147-154.

［23］都振寶，苗 進，武予清，等. 新煙堿類殺蟲劑拌種對麥蚜田間防效及藥劑殘留動態分析［J］. 應用昆蟲學報，2011，48（6）：1682-1687.

［24］陸 晴，甄志華，宋茂興，等. 不同拌種劑對冀東小麥蚜蟲持效性的研究［J］. 中國植保導刊，2022，42（3）：61-64.

［25］段 云，董嘉欣，苗 進，等. 噻蟲嗪種衣劑對玉米苗期兩種黏蟲的室內毒力測定［J］. 山東農業科學，2023，55（1）：124-128.

［26］Koo H N，Lee S W，Yun S H，et al. Feeding response of the cotton aphid，Aphis gossypii，to sublethal rates of flonicamid and imidacloprid［J］. Entomologia Experimentalis et Applicata，2015，154（2）：110-119.

［27］梁 彥，張 帥，邵振潤，等. 棉蚜抗藥性及其化學防治［J］. 植物保護，2013，39（5）：70-80.

［28］Wei X，Pan Y O，Xin X C，et al. Cross-resistance pattern and basis of resistance in a thiamethoxam-resistant strain of Aphis gossypii Glover［J］. Pesticide Biochemistry and Physiology，2017，138：91-96.

［29］潘文亮，黨志紅，高占林. 棉蚜抗吡蟲啉品系和敏感品系主要解毒酶活性比較［J］. 昆蟲學報，2003，46（6）：793-796.

［30］Wang S Y，Qi Y F，Desneux N，et al. Sublethal and transgenerational effects of short-term and chronic exposures to the neonicotinoid nitenpyram on the cotton aphid Aphis gossypii［J］. Journal of Pest Science，2017，90（1）：389-396.

［31］Ullah F，Gul H，Desneux N，et al. Imidacloprid-induced hormesis effects on demographic traits of the melon aphid，Aphis gossypii［J］. Entomologia Generalis，2019，39（3/4）：325-337.

［32］Ullah F，Gul H，Tariq K，et al. Thiamethoxam induces transgenerational hormesis effects and alteration of genes expression in Aphis gossypii［J］. Pesticide Biochemistry Physiology，2020，165：104557.

［33］Li X N，Li Y P，Zhu X，et al. Effects of imidacloprid-induced hormesis on the development and reproduction of the rose-grain aphid Metopolophium dirhodum （Hemiptera：Aphididae）［J］. Frontiers in Physiology，2023，14：1113464.

收 稿日期：2023-02-20

基金項目：國家重點研發計劃（編號：2022YFD1400300）；第一師阿拉爾市科技計劃項目（編號：2021NY02）；研究生科研創新項目（編號：TDGRI202112）。

作者簡介：韓 英（1997—），女，新疆阿拉爾人，碩士研究生，研究方向為作物害蟲綜合治理。 E-mail：1575377398@qq.com。

通信作者：姚永生，教授，博士，從事昆蟲毒理學研究。E-mail：yyszky@163.com。