氟蟲腈對紅火蟻與黑頭酸臭蟻干擾競爭的影響

高 燕，何余容，齊國君，張金強，鐘 鋒，呂利華*

(1．廣東省農業科學院植物保護研究所，廣州 510640;2．華南農業大學資源環境學院，廣州 510642)

在我國紅火蟻Solenopsis invicta Buren的入侵區域發現，黑頭酸臭蟻Tapinoma melanocephalum Fabricius能夠抑制紅火蟻入侵，并可與紅火蟻長期共存 (Zheng et al.，2007;李軍等，2008;宋偵東等，2010)。室內對抗試驗表明黑頭酸臭蟻工蟻對紅火蟻工蟻具有明顯的攻擊行為，紅火蟻表現出被動的防御和逃避現象 (高燕等，2011)。野外試驗結果表明，黑頭酸臭蟻與紅火蟻對于食物誘餌表現出不同的食物喜好性，這可能促進二者共存(鄭基煥和張潤杰，2010)。可見，黑頭酸臭蟻有望成為與紅火蟻相抗衡的本地競爭種。

本文利用亞致死劑量的氟蟲腈處理紅火蟻，測定藥劑處理后紅火蟻和本地螞蟻黑頭酸臭蟻在個體水平和群體水平上的攻擊強度，這對于了解入侵紅火蟻與本地螞蟻的競爭機制以及加強紅火蟻發生區本地螞蟻群落優勢種的保護和利用均具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 供試蟲體和藥劑

供試紅火蟻實驗種群采自廣州市蘿崗區黃麻村，其田間采集、室內蟻群分離及飼養參照呂利華等方法 (呂利華等，2006)。根據頭部寬度區分為大型工蟻 (頭寬大于1.35 mm)，中型工蟻 (頭寬1.0～1.35 mm)以及小型工蟻 (頭寬小于1.0 mm)。

供試黑頭酸臭蟻實驗種群采自廣州市蘿崗區黃麻村，在25±2℃、相對濕度70%條件下用蜂蜜塊、黃粉蟲飼養。

5%氟蟲腈乳油，廣東省植保蔬菜專用藥劑中試廠提供。

1.2 紅火蟻和黑頭酸臭蟻毒力測定

將細土用18目標準篩網過篩，然后放置在120℃干燥箱烘30 min，冷卻至室溫后稱取20 g倒入口徑89 mm、高68 mm塑料杯中。

將5%氟蟲腈乳油用丙酮稀釋，分別配置成濃度為5、10、20、30、40、50 μg/mL的溶液處理紅火蟻;配置成濃度為 20、40、60、80、100、120 μg/mL的溶液處理黑頭酸臭蟻。每個濃度取5mL藥液滴入塑料杯內20g細土中，用藥匙將土與藥液混勻，并平鋪杯底。向每個杯中分別隨機放入至少30頭供試螞蟻，24 h后記錄死亡情況。供試蟻不能站立的定為死亡。每個濃度重復4次。

1.3 紅火蟻與黑頭酸臭蟻間個體攻擊性測定

將5mL氟蟲腈稀釋液滴入塑料杯中，并與細土混勻，再將分離出的紅火蟻的大、中、小型工蟻分別放入不同的塑料杯中 (方法如1.1)，置于25℃條件下觀察。24 h后用毛筆挑出能夠站立行走的紅火蟻工蟻置于新的空白保鮮盒中。

在一對一攻擊性測定試驗時，從保鮮盒中取出經藥劑處理的紅火蟻工蟻和未經藥劑處理的黑頭酸臭蟻各1頭，分別置于2支豎著的觀察管(直徑15 mm、長10 mm的兩端通透的短管)中，管內壁涂上滑石粉以防止供試蟻逃逸。

試驗時，將兩頭不同類型的供試螞蟻罩在同一觀察管中，肉眼近距離觀察螞蟻個體間的攻擊行為。螞蟻種間個體攻擊行為分為4個級別:I級為短時間觸角接觸 (≤1秒);Ⅱ級為長時間觸角接觸 (≥1秒);Ⅲ級為翹起腹部，張開上顎擺出威脅的姿勢，或者一方用上顎迅速鋏對方;Ⅳ級為相互攻擊糾纏在一起，或者一方攻擊另一方(用上顎鋏或用螯針蟄) (Suarez，et al.，2002;Grangier et al.，2007)。持續觀察5 min，并記錄兩種螞蟻相互攻擊級別。供試螞蟻一對一處理共3個組合，每個組合重復20次。

1.4 紅火蟻與黑頭酸臭蟻間群體攻擊性測定

紅火蟻藥劑處理方法見1.3。群體攻擊強度測定在方盒 (55×55×33 mm)中進行。將藥劑處理的紅火蟻工蟻與無藥處理的黑頭酸臭蟻個體數量均按照5∶1、3∶1、1∶1、1∶3、1∶5 比例相混合(李永忠等，1999)，而且紅火蟻大型工蟻數量占每處理總數的1/10。

將供試數量的紅火蟻工蟻放入直徑20 mm、長40 mm的塑料直筒瓶 (內壁靠近瓶口一半處、外壁都涂上滑石粉)中，并倒扣在方盒 (內壁涂布滑石粉)內。用手輕彈黑頭酸臭蟻“水試管”人工蟻巢，使工蟻掉落在方盒的直筒瓶外面。當2種螞蟻分別置于直筒瓶內、外后，靜置5 min。試驗時，迅速抽出塑料瓶讓兩種供試螞蟻群體充分接觸，相互攻擊20 min后，觀察各自的死亡情況，將打斗后死亡的及不能站立 (1 h內)的個體定為死亡個體，計算死亡率。每個處理重復15次。

1.5 數據處理

供試螞蟻間一對一攻擊性測定時的攻擊指數比較采用鄧肯氏新復極差檢驗。兩種螞蟻群體攻擊時，不同螞蟻處理間死亡率比較進行t檢驗。所有統計分析數據均采用SAS軟件 (SAS 9.0版本)進行。

2 結果與分析

2.1 紅火蟻和黑頭酸臭蟻毒力測定

兩種螞蟻對5%氟蟲腈乳油的毒力回歸分析結果 (表1)表明，用5%氟蟲腈乳油處理2種供試蟻24 h，紅火蟻工蟻的LC50為18.13 μg/mL，黑頭酸臭蟻的LC50為34.48 μg/mL，說明紅火蟻比黑頭酸臭蟻對氟蟲腈更為敏感，敏感程度為1.9倍。紅火蟻的亞致死劑量 (LC40)為15.48 μg/mL。

表1 5%氟蟲腈乳油對2種螞蟻毒力Table 1 Toxicity of 5%fipronil EC on S.invicta and T.melanocephalum

2.2 氟蟲腈處理的紅火蟻與黑頭酸臭蟻間個體攻擊性測定

氟蟲腈LC40劑量處理的紅火蟻工蟻與黑頭酸臭蟻工蟻間一對一攻擊試驗結果 (圖1)表明:黑頭酸臭蟻與藥劑處理的紅火蟻大型、中型和小型工蟻間攻擊級別Ⅰ和Ⅱ分別占總數的65%、90%和90%;級別Ⅲ分別占35%、10%和5%;級別Ⅳ分別占0、0和5%。結果說明黑頭酸臭蟻與處理的紅火蟻間攻擊級別集中在Ⅰ和Ⅱ，雙方間攻擊性較弱，頂多擺出威脅的姿勢，缺乏實質性打斗。黑頭酸臭蟻與氟蟲腈處理的三種類型紅火蟻工蟻間攻擊指數分別為1.70、1.25和1.30，且三者間差異不顯著 (p=0.05)(表2)。可見，紅火蟻經LC40劑量氟蟲腈處理后，在與黑頭酸臭蟻一對一競爭中，紅火蟻工蟻多態型對其攻擊能力的幫助不大。

圖1 亞致死劑量 (LC40)氟蟲腈處理的紅火蟻與黑頭酸臭蟻間一對一攻擊級別分布圖Fig.1 Aggressive level between S.invicta treated with sublethal concentration(LC40)of fipronil and T.melanocephalum in one－to－one competition

表2 亞致死劑量 (LC40)氟蟲腈處理的紅火蟻與黑頭酸臭蟻間一對一攻擊性測定Table 2 Aggressive ability of S.invicta treated with sublethal concentration(LC40)of fipronil against T.melanocephalum in one－to－one competition

2.3 氟蟲腈處理的紅火蟻與黑頭酸臭蟻間群體攻擊性測定

經氟蟲腈LC40劑量處理紅火蟻24 h后，將紅火蟻工蟻從塑料杯中取出，放入空白的保鮮盒中繼續觀察20 min，獲得在未參與試驗的紅火蟻工蟻的死亡率3.67%，即為攻擊試驗的對照死亡率。

經氟蟲腈LC40劑量處理后的紅火蟻與黑頭酸臭蟻間群體攻擊試驗結果表明 (表3)，相互攻擊后紅火蟻死亡率為2.67%～10.00%，而黑頭酸臭蟻的死亡率為0～0.67%。當紅火蟻與黑頭酸臭蟻數量均為10頭時，紅火蟻死亡率為2.67%，明顯高于黑頭酸臭蟻 (t=104.17，p=0.0001)，說明黑頭酸臭蟻的攻擊強度明顯強于紅火蟻，而紅火蟻的反擊能力極弱。當藥劑處理的紅火蟻與黑頭酸臭蟻間數量比為5∶1、3∶1和1∶1時，紅火蟻死亡率與對照死亡率3.67%無明顯差異，黑頭酸臭蟻各組死亡率也無明顯變化。當紅火蟻數量保持不變，黑頭酸臭蟻數量從10頭增加到30頭和50頭時，黑頭酸臭蟻工蟻群體死亡率從0.67%下降到0.13%;而紅火蟻死亡率從2.67%分別上升到10%和8%。試驗結果表明，黑頭酸臭蟻對紅火蟻的攻擊強度隨著黑頭酸臭蟻工蟻數量的增加而增強。

表3 亞致死劑量 (LC40)氟蟲腈處理的紅火蟻與黑頭酸臭蟻間群體攻擊強度比較Table 3 Aggressive ability between S.invicta treated with sublethal concentration(LC40)of fipronil and T.melanocephalum in group level

3 結論與討論

亞致死劑量 (LC40)氟蟲腈處理后紅火蟻行動遲緩，好斗性明顯減弱，結果個體攻擊性和群體攻擊強度發生了明顯變化。紅火蟻未經藥劑處理時，黑頭酸臭蟻與紅火蟻工蟻之間攻擊級別多集中在級別Ⅲ (高燕等，2011);而氟蟲腈處理后，攻擊級別Ⅰ和Ⅱ所占比例變大，級別Ⅲ比例減少，結果說明兩者間的攻擊性降低，而且即使在紅火蟻活力很弱時黑頭酸臭蟻也不會主動攻擊紅火蟻，黑頭酸臭蟻攻擊性不強。在群體攻擊試驗中，紅火蟻未經藥劑處理時，黑頭酸臭蟻死亡率明顯高于紅火蟻 (高燕等，2011);而經氟蟲腈處理后，紅火蟻死亡率明顯高于黑頭酸臭蟻。由此可見，氟蟲腈處理明顯改變了紅火蟻的競爭能力，尤其是降低了紅火蟻中型工蟻和小型工蟻的攻擊能力。劉杰等利用氟蟲腈防治紅火蟻時，常常發現灌巢1周后的紅火蟻蟻巢中有黑頭酸臭蟻建巢 (劉杰等，2006)。宋偵東等研究表明灌巢處理對本地螞蟻數量和種類的影響較小，與對照相比，差異不顯著 (宋偵東等，2009)。因此，田間用一定劑量氟蟲腈乳油處理紅火蟻蟻巢不僅可以減少紅火蟻工蟻數量和攻擊能力，而且對黑頭酸臭蟻影響較小，從而一定程度上提高了本地螞蟻的競爭能力。

一定劑量農藥處理紅火蟻使紅火蟻攻擊行為和攻擊能力明顯下降，這可能是本地螞蟻進入灌巢后紅火蟻蟻巢的原因之一。Rao等報道，當紅火蟻種群中工蟻數量在30到480頭時，本地螞蟻Mononorium minimum(Buckley)、Pheidole dentate(Mayr)、S.molesta(Say)、Tetramorium bicarinatum(Nylander)和M.pharonis(L.)會攻擊甚至消滅紅火蟻工蟻 (Rao and Vinson，2004)。一旦紅火蟻大部分工蟻被消滅，上述螞蟻就會捕食紅火蟻的卵和幼蟻。當紅火蟻種群中工蟻數量下降到60頭，雖然本地螞蟻 (Forelius sp.)不能侵入紅火蟻蟻巢中，但能阻止紅火蟻工蟻離巢覓食。因此可以在紅火蟻防治中選用合適的化學藥劑和適當施藥量，這樣既可使紅火蟻種群數量降至最低，又維持其對生態環境的影響，從而提高本地螞蟻、捕食性天敵的競爭力。

氟蟲腈是由法國羅納－普朗克公司20世紀80年代末開發的新型吡唑類廣譜殺蟲劑。在紅火蟻防治中，氟蟲腈經常被推薦用于野外紅火蟻的灌巢藥劑之一 (陳煥瑜等，2006)。氟蟲腈施用于田間后，除了對昆蟲的直接殺死作用以外，隨著個體間接觸藥量的差異以及時間的推移，對部分個體還存在著亞致死效應，包括害蟲生物學和生態學行為的改變、抗藥性的發展等 (Hassani et al.，2005;黃誠華等，2006;李曉濤等，2006;Decourtye et al.，2009)。除了對靶標昆蟲的亞致死影響以外，氟蟲腈對其他非靶標生物，包括微生物、植物、高等動物以及人類均存在亞致死效應這一普遍現象，而這方面的研究在國內外尚是空白。深入研究氟蟲腈在生態系統中的深遠影響，對于合理使用該藥，減少其不良副作用將具有積極意義。本研究僅在室內條件下初步研究了亞致死劑量氟蟲腈處理紅火蟻，對紅火蟻與黑頭酸臭蟻間干擾競爭的影響，氟蟲腈野外灌巢后對二者競爭的實際效果有待進一步研究。

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