三種仿生不育劑對栗山天牛成蟲的不育效應

姜 靜，楊忠岐*，唐艷龍，唐 樺，高 純，王小藝，孟慶偉，劉松君

(1.中國林業科學研究院森林生態環境與保護研究所國家林業局森林保護學重點實驗室，北京 100091;2.遼寧省寬甸滿族自治縣森林病蟲害防治站，遼寧 寬甸 118200;3.天津市大港區官港森林公園，天津 300274)

不育劑自上世紀20年代出現以來，以其廣譜，高效，低毒，低成本和殘效期長等優點，得到了迅速的發展。目前，不育劑已被廣泛用于防治農林，果樹，蔬菜等90多種害蟲 (苗建才，1989)。

其對成蟲的作用一般表現為對子代卵孵化的抑制，這已在雙翅目、鱗翅目、鞘翅目和直翅目等多種害蟲得到證實 (Wright，1967;張宗炳，1982;鄔承先等，1995;黃大莊，1995;嵇保中等，1996;唐進根等，2001)。國內亦研究證實了不育劑對光肩星天牛、松褐天牛、云斑天牛和桑天牛等大型鉆蛀性害蟲子代卵的影響 (李文杰等，1992;嵇保中等，1996;唐進根等，2001;唐樺等，2005;馬沛沛，2008)。

栗山天牛Massicus raddei(Blessig)屬鞘翅目Coleoptera天牛科Cerambycidae山天牛屬Massicus，異名Mallambyx raddei Blessig(陳世驤等，1959)。該害蟲以幼蟲鉆蛀寄主韌皮部和木質部為害，是我國東北以櫟樹為主的天然林區的頭號害蟲 (楊忠岐，2004)。研究出安全有效的方法來控制栗山天牛的危害已成為亟待解決的問題。由于栗山天牛幼蟲鉆蛀性的危害方式，使用化學藥劑防治效果不明顯 (侯振明等，2003;黎明等，2003;趙秀蓮等，2005;黨國軍，2007;蔣曉萍等，2007)，而且污染環境。而成蟲期補充營養、交配和產卵活動均在外面進行，是防治的關鍵時期。栗山天牛成蟲需補充營養，卵巢和卵才能發育成熟。為了探討成蟲補充營養期的防治方法，我們開展了不育劑研究，利用對環境影響較小的仿生制劑滅幼脲Ⅲ號、除蟲脲和殺鈴脲3種不育劑對栗山天牛成蟲進行了試驗，以期篩選出對栗山天牛成蟲有較強不育作用的藥劑，為栗山天牛成蟲的防治提供新的防治技術和方法。

1 材料與方法

1.1 供試藥劑

滅幼脲Ⅲ號，25%懸浮劑，安陽市安林生物化工有限責任公司生產;除蟲脲，20%懸浮劑，河北威遠生物化工股份有限公司生產;殺鈴脲，商品名稱為先安 (X·A)，20%懸浮劑通化綠地農藥化學有限公司生產。

1.2 試驗方法

于2008年6月下旬栗山天牛羽化前在遼寧寬甸大西岔鄉伐栗山天牛危害嚴重的遼東櫟5株，截成1～2 m的小段，置于3 m×3 m的紗籠內，使成蟲自然羽化，在羽化期內，從清晨至傍晚，每隔1 h左右收集一次新羽化出孔的成蟲，并紀錄其羽化日期等，然后成對飼養于直徑24.5 cm，高23.5 cm的帶孔塑料筐內，筐內放入直徑約15 cm，高20 cm左右的遼東櫟木段供雌蟲產卵;木段兩端封蠟保鮮，底部放小部分枝葉便于天牛活動。以棉球蘸取不育劑與糖醋酒液 (糖∶醋∶酒∶水=20∶1∶1∶80)的混合溶液為天牛補充營養，對照組僅飼喂糖醋酒液。

將3種不育劑分別稀釋為500倍、1000倍、1500倍、2000倍、3000倍和4000倍6種濃度，每個濃度設10個重復，即每種藥劑不同濃度均分別飼養10對，每天蘸取藥液飼喂天牛。每天觀察，發現卵粒及時用小刀帶木段取下，每一枝段不同日期分別放于與之編號對應的有孔圓盒內，圓盒直徑6.8 cm，高2.5 cm，內放濕潤濾紙保濕，及時觀察記錄孵化幼蟲數量和日期，并統計每頭雌蟲產卵總量及每天產卵量，以計算子代卵的孵化率和雌蟲產卵量。

按公式:孵化抑制率=(對照組孵化率－處理組孵化率)/對照組孵化率×100%，計算三種不育劑對子代卵的孵化抑制率，并根據孵化抑制率與藥劑稀釋倍數的關系方程，計算LD50。

1.3 數據處理

實驗所有數據用SPSS來處理，并進行方差分析，各處理間的差異用SNK多重比較法分析 (唐守正，1986)。

2 結果與分析

2.1 不育劑對成蟲壽命的影響

從表1可以看出，對照組雌雄蟲的壽命分別為19～27 d和14～25 d，平均為22.3 d和19.1 d。三種不育劑處理后的雌雄蟲壽命均有不同程度的縮短，濃度越大，成蟲壽命縮短越明顯。但方差分析表明，三種藥劑各濃度處理后雌雄成蟲壽命與對照之間差異均不顯著。其中滅幼脲Ⅲ號 (F=0.656，df=6，44;P=0.6852)、除蟲脲 (F=0.503，df=6，40;P=0.8017)和殺鈴脲 (F=0.79，df=6，40;P=0.5839)

500倍和1000倍液處理后，對雌蟲壽命的影響不大，分別比對照縮短1.3 d和1.7 d、1.3 d和1.8 d、2.3 d和1.5 d，而且三者之間沒有明顯差異。對雄蟲壽命的影響更大，分別比對照縮短2.6 d和2.8 d、1.8 d和0.9 d、2.3 d和1.8 d，其中滅幼脲的影響要略大。三種藥劑濃度較低時對栗山天牛成蟲壽命的影響很小，4000倍液處理后雌蟲壽命平均縮短時間分別為0.4 d、－0.2 d和0.6 d，雄蟲平均縮短－0.2 d、0.1 d和0.3 d。

表1 不育劑對成蟲壽命和雌蟲產卵的影響Table 1 The effects of chemosterilants on adult life-span and egg-laying

2.2 不育劑對雌蟲產卵量和產卵期的影響

從表1可以看出對照組雌蟲平均產卵量為33.2粒。三種不育劑各濃度的藥劑對栗山天牛雌蟲的產卵量有不同程度的影響，濃度越大影響越大。方差分析表明，三種不育劑各濃度處理后與對照之間差異均不顯著。其中滅幼脲Ⅲ號 (dF=1.654，df=6，44;P=0.1592)、除蟲脲 (F=0.781，df=6，40;P=0.5903)和殺鈴脲 (F=1.277，df=6，40;P=0.2938)500倍液處理后雌蟲平均產卵量分別為25.3粒、27.3粒和27.0粒，分別比對照減少7.9粒、5.9粒和6.2粒;1000倍液處理后分別為26.8粒、28.7粒和27.5粒，分別比對照減少6.4粒、4.5粒和5.7粒;3000倍和4000倍液分別只比對照減少2.1粒、2.8粒、3.7粒和2.4粒、－0.1粒、1.2粒。表明滅幼脲Ⅲ號對栗山天牛雌蟲的產卵量影響最大，殺鈴脲次之，除蟲脲的影響最小。

圖1 對照組和不育劑500倍液處理后雌蟲日均產卵量Fig.1 Daily number of eggs－laying of the control group and the 500－times dilution

從圖1可以看出，栗山天牛雌蟲產卵高峰期出現在羽化后的第9～12 d。不育劑處理對栗山天牛的產卵過程影響不大，其中，滅幼脲Ⅲ號處理的雌蟲產卵峰值出現在第7 d和第8 d，平均達到3.5粒/♀，除蟲脲和殺鈴脲處理的分別在第11 d和第10 d，分別達到3.5粒/♀和4.25粒/♀，而對照出現在第10 d，為3.5粒/♀。不育劑對雌蟲的產卵期略有影響，后期不育劑處理過的雌蟲產卵量要明顯小于對照。

對照組雌蟲產卵前期平均為4.6 d，產卵期平均為14.8 d，產卵后期平均為2.9 d，三種不育劑處理后產卵前期延長，產卵期與產卵后期縮短，但幅度均較小。滅幼脲Ⅲ號500倍液處理后平均產卵前期為5.5 d，比對照延長0.9 d，在所有處理中產卵前期最長，其它處理均比對照延長0.7 d以下，2000倍以下處理對產卵前期影響較小，其中與對照較為接近。三種不育劑2000倍以下濃度均使平均產卵期縮短1.0 d以下，對產卵期影響亦不大，滅幼脲Ⅲ號500倍液處理后平均產卵期為13.0 d，比對照縮短1.8 d，在所有處理中縮短最明顯。三種不育劑對產卵后期影響不大，除殺鈴脲1500倍以上處理產卵后期為2.0 d以下，其它處理均為2.0 d以上，與對照差別不大。

2.3 不育劑對卵的孵化率和發育歷期的影響

對照組子代卵的孵化率為90.21%，三種不育劑處理后卵的孵化率有不同程度的下降，濃度越高，卵的孵化率越低 (圖2)。滅幼脲Ⅲ號處理后子代卵孵化率按濃度高低依次為19.07%、26.45%、39.61%、51.45%、78.02%、85.39%，1500倍以上濃度處理后孵化率低于50%。除蟲脲處理后子代卵孵化率按濃度高低依次為23.74%、29.90%、50.59%、62.50%、82.85%、89.79%。殺鈴脲處理后子代卵孵化率按濃度高低依次為26.30%、35.44%、43.87%、52.62%、75.46%、86.61%。由以上可以看出，三種不育劑1500倍以上濃度對卵的孵化均有明顯的抑制作用，其中滅幼脲Ⅲ號比其它兩種不育劑效果更好，卵的平均孵化率為50%，略高于除蟲脲的56.56%和殺鈴脲的53.38%。方差分析結果表明，三者之間差異不顯著 (F=0.096，df=2，17;P=0.909)。

圖2 不育劑對卵的孵化率的影響Fig.2 The effect of chemosterilants on egg－hatching rate

三種藥劑500倍液處理后栗山天牛卵的歷期與對照組之間差異不顯著 (F=1.206，df=3，43;P=0.3198)(圖3)。其中對照組子代卵的孵化歷期為11.2 d，最長16 d，最短8 d，不育劑處理后子代卵的孵化歷期延長，但變化幅度較小。滅幼脲Ⅲ號、除蟲脲和殺鈴脲處理后，子代卵的平均孵化歷期分別為12.5 d、12.3 d和12.6 d。

從表2可以看出，栗山天牛卵的孵化抑制率與三種不育劑濃度之間均呈正相關關系，即濃度越大，孵化抑制率越高。其中滅幼脲Ⅲ號毒力方程為Y=－0.0222X+90.139，F檢驗結果表明，該方程達到了極顯著水平 (F=143.1;df=1，5;P=0.0003)，用該方程可以算出其卵的孵化抑制率達到50%即LD50的倍數是1808倍液。

圖3 不育劑500倍液對卵發育歷期的影響Fig.3 The impact of chemosterilants with 500－times dilution on the lasting time of egg hatching

除蟲脲毒力方程為Y=－0.02194X+80.822，F檢驗結果表明，該方程達到了極顯著水平 (F=73.432;df=1，5;P=0.001)，用該方程可以算出其卵的孵化抑制率達到50%即 LD50的倍數是1588倍液。殺鈴脲毒力方程為Y=－0.0219X+82.425，F檢驗結果表明，該方程亦達到了極顯著水平 (F=434.7;df=1，5;P=0.00003)，用該方程可以算出其卵的孵化抑制率達到50%，即LD50的倍數是1508倍液。

表2 不育劑對子代卵的孵化抑制作用Table 2 Inhibitive impacts of chemosterilants on egg hatching

3 結論與討論

不育劑對昆蟲的卵、幼蟲、蛹和成蟲都有一定的生物抑制活性，其中，不育劑對成蟲的不育作用，實質上是其產卵繁殖系統的抑制和對子代卵孵化的抑制。研究表明，不育劑可由雌蟲攝入并傳遞給卵，進而影響胚胎發育期幾丁質的代謝，抑制卵的孵化。這已在天牛和其它林業害蟲中得到證實 (Chang，1978;Chang，1979;陳霈等，1993;嵇保中，1996;嵇保中等，1998;嵇保中等，1999)。本文研究結果表明，不育劑對栗山天牛卵的孵化有較大影響，與上述結果一致。其中滅幼脲Ⅲ號500倍液對卵的孵化抑制率達到了80%，明顯高于另外兩種不育劑。另外，試驗還發現，隨著藥劑濃度的下降，卵的孵化抑制率隨之下降。這極有可能是滅幼脲在雌蟲體內的累積效應，高濃度的藥劑更利于不育成分的累積。試驗過程中還發現雌蟲早期產的卵孵化率要高于后期，這也證實了累積效應的存在。不育成分在昆蟲體內不斷累積的同時，害蟲亦在解毒，雖然目前尚不清楚這種解毒機理，但已有研究證實成蟲攝入的不育劑對子代卵孵化的影響為“點效應”，整個成蟲期對子代卵孵化的持續抑制，需成蟲重復攝入形成“線效應”加以維持，否則不育劑對成蟲的不育作用就會出現可逆。因此，不育劑在林間的殘效期和施藥頻數也是一個需要研究的問題。

唐進根對桑天牛成蟲研究結果發現，滅幼脲不但降低桑天牛子代卵孵化率，還縮短成蟲壽命，減少成蟲的產卵量，延長子代卵的孵化歷期 (唐進根，2001)。苗建才等研究發現滅幼脲對楊干象成蟲的生殖系統有明顯的傷害，對雌蟲核酸代謝的改變，使卵巢內幾乎無成熟卵，致使成蟲產卵量下降，并使孵化率降為零 (苗建才等，1994)。本文研究表明，三種不育劑對栗山天牛成蟲的壽命、雌蟲的產卵量和子代卵的孵化歷期等指標有一定的影響，但和對照相比，這種影響大多沒有達到顯著水平。這可能與栗山天牛的生物學特性有關。研究發現，栗山天牛在深達木質部的蛹室羽化，咬破蛹室外的樹木組織到完全出孔大約需要一周的時間，這期間，其成蟲的卵巢已經發育完成，部分卵粒已經發育，而雌蟲在羽化后3～5 d內即開始產卵。試驗中的雌蟲產卵前期雖略有滯后，但接觸不育劑僅5～7 d即開始產卵。因此，不育劑對栗山天牛雌蟲的影響并沒有上述兩種天牛那么明顯。這也提示我們，用不育劑來防治栗山天牛最關鍵的是把握好施藥時間。

雖然室內試驗證明不育劑對栗山天牛有較強的不育作用，特別是滅幼脲Ⅲ號，但要將其大面積用于生產實踐，還有很多問題需要深入研究。不育劑是以胃毒作用為主的殺蟲劑，在天牛蟲害治理方面主要是利用成蟲補充營養習性，用不育劑處理補充營養植物，經成蟲取食攝入后，來抑制子代卵的孵化。而栗山天牛的補充營養習性和多數天牛不一樣，我們觀察發現，栗山天牛成蟲主要是吸吮櫟樹干上樹皮傷口的汁液來補充營養。這給不育劑的施藥技術帶來了新的挑戰。另外，不同濃度的不育劑在雌蟲體內累積到多少才能發揮效應及累積到這個量究竟要多長時間，都是需要深入研究的問題。

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