噻虫嗪施用对二斑叶螨种群动态的影响

王 玲，张友军，徐宝云，吴青君，谢 文，王少丽

(中国农业科学院蔬菜花卉研究所，北京 100081)

新烟碱类杀虫剂是继有机磷、氨基甲酸酯和拟除虫菊酯之后的第四类杀虫剂，是在其烟碱结构研究的基础上，通过结构的改造(即引入一个杂环芳基取代基)开发出来的新型杀虫剂(贾俊超等，2007;杨吉春等，2007;张梅凤等，2009)，该类药剂是烟碱乙酰胆碱受体(nicotine acetylcholine receptors，nAChRs)的激动剂，能阻断昆虫中枢神经系统的正常传导，从而导致害虫出现麻痹进而死亡(张国生和侯广新，2004)。烟碱类杀虫剂具有良好的胃毒、触杀和内吸性能(Elbert et al.，2008)，且与常规杀虫剂无交互抗性;施用方式多样，可以用于叶面喷雾、土壤灌根及种子处理(Maienfisch et al.，2001)。该药剂在全球120个国家注册使用(Jeschke et al.，2008)，每年的销售量超过15 亿美元(Ford et al.，2010)。

在我国，新烟碱类杀虫剂的施用方式主要是灌根和叶面喷雾，可有效防治半翅目、双翅目等害虫，尤其是对吸汁类害虫，如粉虱类、蓟马类、蚜虫类等害虫的防治效果优良(Maienfisch et al.，2001;吴青君等，2003;宗建平等，2009;李秀环等，2011)。由于灌根处理简单易行，通过药剂内吸作用在植株生长的各个部位均有药剂残留，对害虫的防治效果更优良(宗建平等，2009;李飞等，2013);加上该方式对天敌的伤害比喷雾更小(Pozzebon et al.，2010)，因此使用广泛。但同时，研究表明烟碱类杀虫剂吡虫啉的施用对非靶标害虫也有一定的影响。例如，吡虫啉亚致死剂量能刺激褐飞虱Nilaparvata lugens 的生殖性能，显著增强褐飞虱的飞行速度、飞行时间和距离(Zhao et al.，2011)。吡虫啉施用后，榆树上的肖氏叶螨Tetranychus schoenei种群数量高于未施药区，室内研究其对肖氏叶螨种群的直接影响，结果表明可以提高叶螨种群的繁殖力(Szczepaniec et al.，2011)。

二斑叶螨T.urticae 属于蛛形纲蜱螨亚纲真螨目叶螨科，主要寄主作物包括果树、蔬菜、花卉等。在这些作物上，叶螨常与蚜虫、粉虱、蓟马等害虫同期混合发生。噻虫嗪是第二代新烟碱类杀虫剂的代表，具有高效、低毒、持效期长的特点，是目前防治刺吸类害虫的理想和常用杀虫剂。为了明确噻虫嗪防治刺吸类害虫时对非靶标害虫二斑叶螨种群的影响，本研究通过室内盆栽和大田试验研究噻虫嗪喷雾和灌根处理后对二斑叶螨种群动态的影响，研究结果可为烟碱类杀虫剂的使用及田间叶螨种群的防治提供科学基础和指导意义。

1 材料与方法

1.1 供试材料

室内盆栽试验采用茄子苗(圆杂209)进行;塑料大棚内采用甜瓜苗(IVF 106)进行。

二斑叶螨种群于2009年采集于山东果树上，室内采用“碧丰”菜豆苗进行海绵水隔离台法(杨帅等，2013)继代饲养至今，期间未接触任何杀虫剂。饲养条件为26℃±1℃，光周期为L∶D=16 h∶8 h。

供试药剂:25%噻虫嗪水分散粒剂，先正达(中国)投资有限公司产品。

1.2 试验方法

1.2.1 噻虫嗪处理对盆栽茄子上叶螨种群动态的影响

室内实验采用盆栽茄子苗(有4-5 片真叶)进行。2014年2月28日在每株茄子苗上人工接20头初孵化的二斑叶螨雌成螨。共设置4个处理:Ⅰ:噻虫嗪稀释3000 倍液喷雾，50 mL/株;Ⅱ:噻虫嗪稀释3000 倍液进行灌根处理，50 mL/株;Ⅲ:噻虫嗪稀释3000 倍液同时进行灌根和喷雾处理，分别用25 mL/株，Ⅳ:清水处理作为对照。每个处理设置4个重复。7 d 后每天手持放大镜观察记录成螨和若螨的数量，连续记录7 d;同时把测试植物叶片逐片小心地放置于20 倍Olympus 体视显微镜下，观察记录卵的数量，每周记录一次叶螨卵数，共调查两次。

1.2.2 噻虫嗪灌根对设施棚甜瓜上叶螨自然发生种群的影响

田间试验在中国农业科学院顺义试验基地的甜瓜(IVF 106)棚内进行。甜瓜于2013年8月1日播种，8月16日定植，采用常规农事管理。共设置两个小区，每个小区的面积大约为100 m2。处理小区内采用噻虫嗪3000 倍液灌根，每棵灌根50 mL;对照小区采用清水处理。作物定植时处理区和对照区均无叶螨发生，灌根时间于定植后第3天进行。8月21日开始调查两个处理小区二斑叶螨的田间自然发生量，每个小区内随机设置4个调查点，每个点调查10 株作物(共40 株/处理)，每周调查一次叶螨成螨和若螨的数量，连续调查一个月。

1.3 结果分析

原始数据均在SigmaPlot 12.0 上作图，采用SPSS 17.0 软件进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 噻虫嗪处理对盆栽茄子叶螨种群的影响

通过灌根、喷雾、灌根+喷雾和对照处理盆栽茄子，研究茄子上的二斑叶螨种群动态，试验结果如图1 所示。随着时间的延长，各处理下二斑叶螨种群数量均处于上升趋势，但上升速度不一致。噻虫嗪灌根和叶片喷雾两种处理条件下，二斑叶螨的成若螨数量均明显或者显著高于清水对照;同时，调查的第一天，三个处理间差异不显著，第2-4 天(3月8日-10日)，灌根处理和喷雾处理中叶螨种群数量显著高于灌根+喷雾处理;但后3 d，灌根+喷雾处理中叶螨数量均高于单独灌根和单独喷雾处理，其中2 d(3月11日和12日)，与单独灌根和单独喷雾处理相比，灌根+喷雾处理中叶螨数量显著高。

图1 盆栽茄子上噻虫嗪不同处理后二斑叶螨的数量变化动态Fig.1 Population dynamics of Tetranychus urticae on the potted eggplant under thiamethoxam treatment

盆栽苗上噻虫嗪不同处理后二斑叶螨卵的数量如图2 所示。接螨一周后，噻虫嗪单独灌根、单独喷雾、灌根+喷雾三种处理下卵的数量明显高于清水对照;两周后，三种处理下卵数均显著高于清水处理。两次调查中三个处理间的卵数差异不显著。

图2 盆栽茄子上噻虫嗪不同处理后叶螨卵的数量变化动态Fig.2 Population dynamics of Tetranychus urticae eggs on the potted eggplant under thiamethoxam treatment

2.2 噻虫嗪灌根对设施甜瓜二斑叶螨自然发生种群动态的影响

图3 噻虫嗪灌根对设施甜瓜二斑叶螨种群动态的影响Fig.3 Population dynamics of Tetranychus urticae on the protected melon under thiamethoxam irrigation

设施甜瓜定植初期进行噻虫嗪灌根，从8月21日第一次调查开始，处理区和对照区的叶螨自然发生数量不一致，可能与作物定植初期噻虫嗪灌根处理影响了叶螨对寄主植物的自然选择有关，之后灌根处理区甜瓜上二斑叶螨成若螨自然发生数量快速上升，高峰期出现在9月11日，螨口密度达315.35 头/株，之后螨口密度逐渐下降;对照区叶螨数量变动趋势与处理组一致，但处理区二斑叶螨自然发生数量极显著高于空白对照区。

3 结论与讨论

烟碱类杀虫剂应用范围广泛，代表性的杀虫剂为吡虫啉，随后新烟碱类杀虫剂噻虫嗪以其更强的内吸性能逐渐得到关注。在我国，噻虫嗪常以灌根和喷雾的方式施用于田间，对刺吸类害虫的防效优良(吴青君等，2003;李秀环等，2011)。

研究已经证明，烟碱类杀虫剂吡虫啉在高效防治刺吸类害虫的同时，对其他非靶标害虫也带来一定的影响。在喷施吡虫啉的铁杉上，云杉叶螨的种群数量和为害程度比未处理的杉树上的叶螨数量更多，危害也更严重，但是对锈螨的数量影响不大(Raupp et al.，2004)，说明吡虫啉施用对不同螨类的影响存在较大差异。本研究结果表明，噻虫嗪灌根和喷雾均可使二斑叶螨种群数量快速增长，这与以往研究报道有一致的地方，也略有差异。Szczepaniec 等(2013)研究发现，用噻虫嗪处理棉花苗，喷雾处理时二斑叶螨的种群增长最快，其次是喷雾与灌根相结合的施药方式，而灌根后二斑叶螨的种群与清水处理的二斑叶螨种群数量差异不显著;黄杨广叶螨Eurytetranychus buxi 受到吡虫啉的直接作用后，雌成螨会产生更多的卵，但寿命不变(Szczepaniec ＆ Raupp，2013)。本研究在盆栽试验中，虽然未进行噻虫嗪处理后对二斑叶螨生长发育和繁殖的影响，不能对其生物学参数进行更深入的比较和分析，但处理后卵和成若螨数量的快速上升，与上述研究结果一致。Zeng ＆ Wang(2010)发现采用蚜虫Myzus persicae的吡虫啉田间推荐剂量浸叶处理朱砂叶螨T.cinnabarinus 时，对朱砂叶螨卵的孵化率和卵发育至成螨的存活率无显著影响，但亚致死剂量的处理下则显著提高这两个参数;成螨寿命和繁殖力略有提高，而卵黄蛋白含量显著升高，其中差异原因尚需进一步研究证实。上述研究进一步表明，烟碱类杀虫剂的应用有利于叶螨类群的种群增长。

近年来，关于害虫种群增长机制的报道也有些报道，通常认为施用新烟碱类杀虫剂后，自然天敌的减少和种群减弱是害虫大爆发的原因(Dutcher，2007;Raupp et al.，2010)，但是这一现象似乎不能解释本研究中二斑叶螨种群的快速增长，因为本研究中，室内盆栽茄子是无虫苗，基本没有天敌昆虫，所以盆栽茄子上二斑叶螨种群的快速增长可能与天敌昆虫被控制的相关性不大;而且Szczepaniec 等报道吡虫啉施药后，施药处理区和未施药区的捕食螨种群数量无显著差异，即使增加叶螨的天敌昆虫(如草蜻蛉、瓢虫等)的数量，榆树上的黄杨广叶螨E.buxi种群仍然大爆发(Szczepaniec et al.，2011)，表明了这些研究中天敌不是引发叶螨种群数量激增的重要因素。此外，新烟碱类杀虫剂的施用控制了同期发生的其他害虫(如蚜虫、粉虱、蓟马等)，生态位的扩大和营养物质的充足也可能是叶螨种群增长的原因之一，但目前尚缺乏这个机制的支持数据，而且在本研究中，采用的自行培育的盆栽茄子苗上除了二斑叶螨试虫外，基本没有其他害虫发生，所以不存在与其他害虫竞争生态位和营养物质而使二斑叶螨大爆发的可能。值得注意的是，最近研究人员以玉米苗、棉花苗和番茄苗为供试植物，发现噻虫胺、噻虫嗪和吡虫啉等烟碱类杀虫剂的施用能够抑制寄主植物茉莉酸和水杨酸途径上的防御基因(如PAL、Trysin PI 和CoA ligase 等)的表达，降低植物体内12-氧代植二烯酸(OPDA)的含量，从而降低了植物自身的抗性，这可能是杀虫剂应用引起其他靶标害虫(如叶螨等)种群增长的重要机制之一(Szczepaniec et al.，2013)。

总之，田间烟碱类杀虫剂—吡虫啉、啶虫脒、噻虫嗪等的广泛使用和亚致死剂量的刺激有密切相关性，可能一定程度上刺激叶螨种群的快速增长，是叶螨灾变的诱因之一。因此，新烟碱类杀虫剂的施用过程中，应该特别注意对叶螨种群的预防和控制，防止叶螨猖獗为害。

References)

Dutcher JD.A review of resurgence and replacement causing pest outbreaks in IPM［J］.General Concepts in Integrated Pest and Disease Management，2007，Springer，27-43.

Elbert A，Haas M，Springer B，et al.Applied aspects of neonicotinoid uses in crop protection［J］.Pest Management Science，2008，64:1099-1105.

Ford KA，Casida JE，Chandran D，et al.Neonicotinoid insecticides induce salicylate-associated plant defense responses［J］.Proc.Natl.Acad.Sci.USA，2010，107(41):17527-17532.

Jeschke P，Nauen R.Neonicotinoids-from zero to hero in insecticide chemistry［J］.Pest Management Science，2008，64:1084-1098.

Jia JC，Yuan JX，Fan ZJ.Molecular mechanism of selectivities of neonicotinoid insecticides［J］.Agrochemicals，2007，46(4):227-231.［贾俊超，苑建勋，范志金.新烟碱类杀虫剂选择作用的分子机制［J］.农药，2007，46(4):227-231］

Li F，Wang XJ，Wu QJ，et al.Residual toxicities of three insecticides applied by root-drenching and spraying to the western flower thrips［J］.Plant Protection，2013，39(3):173-177.［李飞，王相晶，吴青君，等.三种药剂喷雾和灌根方式对西花蓟马的残留毒力［J］.植物保护，2013，39(3):173-177］

Li XH，Wang HN，Zhang Q，et al.Control effect of five insecticides against Bemisia tabaci(Gennadius)on cucumber plant with root pouring［J］.Pesticide Science and Administration，2011，32(9):49-51.［李秀环，王海娜，张全，等.5种杀虫剂灌根施药对黄瓜烟粉虱的防治效果研究［J］.农药科学与管理，2011，32(9):49-51］

Maienfisch P，Angst M，Brandl F，et al.Chemistry and biology of thiamethoxam:a second generation neonicotinoid［J］.Pest Management Science，2001，57:906-913.

Pozzebon A，Duso C，Tirello P，et al.Toxicity of thiamethoxam to Tetranychus urticae Koch and Phytoseiulus persimilis Athias-Henriot(Acari Tetranychidae，Phytoseiidae)through different routes of exposure［J］.Pest Management Science，2010，67:352-359.

Raupp MJ，Shrewsbury PM，Herms DA.Ecology ofherbivorous arthropods in urban landscapes［J］.Annual Review of Entomology，2010，55:19-38.

Raupp MJ，Webb RE，Szczepaniec A，et al.Incidence，abundance，and severity of mites on hemlocks following applications of imidacloprid［J］.Journal of Arboriculture，2004，30:108-113.

Song JP，Wei SJ，Wang JY，et al.Systemic distribution of imidacloprid in tomato crop and its control effect against Bemisia tabaci with foliar spraying or root pouring［J］.Chinese Journal of Pesticide Science，2009，11(2):219-224.［宗建平，魏书娟，王景阳，等.喷雾和灌根施药后吡虫啉在番茄植株中的分布及其对烟粉虱的防效［J］.农药学学报，2009，11(2):219-224］

Szczepaniec A，Creary SF，Laskowski KL，et al.Neonicotinoid insecticide imidacloprid causes outbreaks of spider mites on elm trees in urban landscapes［J］.PLoS ONE，2011，6(5):e20018.

Szczepaniec A，Raupp MJ，Parker RD，et al.Neonicotinoid insecticides alter induced defenses and increase susceptibility to spider mites in distantly related crop plants［J］.PLoS ONE，2013，8(5):e62620.

Szczepaniec A，Raupp MJ.Direct and indirect effects of imidacloprid on fecundity and abundance of Eurytetranychus buxi(Acari:Tetranychidae)on boxwoods［J］.Experimental and Applied Acarology，2013，59(3):307-318.

Wu QJ，Xu BY，Zhang YJ，et al.Toxicity and field efficacy of thiamethoxam to Bemisia tabaci with different methods of treatment［J］.Chinese Journal of Pesticide Science，2003，5(4):70-74.［吴青君，徐宝云，张友军，等.噻虫嗪不同处理方法对烟粉虱的毒力及药效评价［J］.农药学学报，2003，5(4):70-74］

Yang JC，Li M，Cai BS，et al.Recent research advances in new neonicotinoids insecticides［J］.Agrochemicals，2007，46(7):433-438.［杨吉春，李淼，柴宝山，等.新烟碱类杀虫剂最新研究进展［J］.农药，2007，46(7):433-438］

Yang S，Zhao BM，Li GY，et al.Effects of brief exposure to high temperature on Tetranychus turkestani an T.truncatus(Acari:Tetranychidae)［J］.Acta Entomologica Sinica，2013，56(3):276-285.［杨帅，赵冰梅，李广云，等.短时高温暴露对土耳其斯坦叶螨和截形叶螨的影响［J］.昆虫学报，2013，56(3):276-285］

Zeng CX，Wang JJ.Influence of exposure to imidacloprid on survivorship，reproduction and vitellin content of the carmine spider mite，Tetranychus cinnabarinus［J］.Journal of Insect Science，2010，10:20.

Zhang GS，Hou GX.Present status of development and prospect of nicotinoid insecticides［J］.Pesticide Science and Administration，2004，25(3):22-26.［张国生，侯广新.烟碱类杀虫剂的应用、开发现状及展望［J］.农药科学与管理，2004，25(3):22-26］

Zhao KF，Shi ZP，Wu JC.Insecticide-induced enhancement of flight capacity of the brown planthopper Nilaparvata lugens(Stål)(Homoptera:Delphacidea)［J］.Crop Protection，2010，30(4):476-482.

Zhang MF，Fan JY，Zhang HW，et al.Research development of studies on neonicotinoid insecticides［J］.World Pesticides，2009，31(1):22-25.［张梅凤，范金勇，张宏伟，等.新烟碱类杀虫剂的研究进展［J］.世界农药，2009，31(1):22-25］