1種新型蘇云金桿菌以色列亞種沉降型顆粒劑的制備及其對紅裸須搖蚊的防治研究

ThePreprationofSeimentation Granules withBacills turingrensisvar.sraelesisandControlEectonPropsiloceusakamusi LI Jie，ZHANG Miao，TIAN Juan-juan et al（Administrative Office of the Summer Palace，Beijing 100091）

AbstractIntecentyears，tesancecausedyuptialflightofronoidaebcameorefrquentlyioomidlaeow “redworm”werethesedimentorganism.Theexperiencesofaquaticinsectscontrolfrom WHOandothercoutriesshowedthatthewater sourcetreatmntoft’sdiggoudsetialndaltratyopestidesepattci lusturingresisarralesis（tiadenprentatitasefultotroloidlautiifulatiosid slowlynsedimentordisoledanddispersedduringsdimentation.Inthisstud，zolitepowderwasusedasvehicleandweusewetcoating methodtoprepareBtisimentationgaulesichdhighdensiandasysdimentation.ThecontrolectofthsegralesoProsilo cerusakamusieredeteedbylaboratoyotroiulatedfielddfieldtsts.esusofboratoryotroltestsoedatbote （20 and the granules could play a good role in controlling the larvae of Propsilocerus akamusi，but the mortality rate of7O00IU/gdbenabandodbauseitstecesivetoetthequirementsofretaigteologicalfunctiofod larvae.Added the sedimentation granules with 1 20O ITU/mg into 2.4L distilled water，the corrected mortality rate reached 85.89% for the granules with 10% concentration and 0.6g amounts，and 86.90% for granules with 20% concentration and 0.3g amounts. The results of simulatedfieldtestsowdhatasofntdfeinotrateftotfulsidegootd ecological benefit，the granules of 10% were selected for field test. Compared with the control area，after two times of dose，the control rate of these granules on the larvae of Propsilocerus akamusi was 75. 53% ，and the control effect during the same period was 80.63% Ithasbnprovedtattesetisdimentatiogranulesprepaedinissudyanecivelyduetepopulatioensityofidla vaes，and provide a method forthe prevention and controlof chironomid nuptialflight inurban wetlands and parks.

Keywordsciusturingresissraelesis（ti）；dimentatiograles；ropsiloceuamsi；Zliteowde；loicalto

搖蚊是搖蚊科（Chironomidae）昆蟲的統稱，隸屬于雙翅目（Diptera）長角亞目（Nematocera），現行分類系統將其分為11個亞科。目前全球已被描述的搖蚊種類超過6200種，我國已經記錄近1000種[1-2]。搖蚊科成蟲口器退化，不叮人，具有集群婚飛習性，與蚊科昆蟲一樣對人類呼出二氧化碳、散發的熱量和排出的汗水敏感，且具有追蹤人類的本能。搖蚊幼蟲的棲息地多種多樣，大如江湖，小至微型水體，是密度和生物量最大的淡水底棲動物類群之一[3]。作為初級消費者，其既可以濾食藻類等浮游植物和有機碎屑，又是諸多魚類的天然餌料，不僅在水生生態系統中發揮著不可或缺的作用，也是水質監測的生物指標[4]。但因數量驚人的搖蚊成蟲集中羽化，集群婚飛造成的擾民現象屢見不鮮；加上搖蚊幼蟲體內的血紅蛋白是重要的變態反應源之一，可能誘發人類的過敏反應[5]；另有一些種類也會威脅諸如蓮、莼菜等水生植物的生長，危害幼蚌，對水產養殖業造成不利影響[6-8]

城市水體或是飲用水源，或為河湖濕地，或是景觀水體，其多樣性指數高，具有種類豐富的魚、蝦、蟹等水生動物，螺、蚌等底棲動物，以及藻類和水生植物。防控生存于其中的超出合理閾值的搖蚊種群須科學審慎，要以保護生態為原則，采用環境友好型措施，明確種類進行精準防控，達到標本兼治的目的[3]。搖蚊幼蟲多以筑巢的方式生活在水體的底泥中，隱蔽性強，導致防控工作較為困難。世界衛生組織（WHO）及主要國家的蚊蟲防治經驗表明：生地水源處理是根本的防治手段，而孳生地藥劑處理是其至關重要的組成部分[9]

蘇云金桿菌以色列亞種（Bacillus thuringrensis var.israe-lesis，Bti）誕生于20世紀70年代，對蚊科和搖蚊科昆蟲具有特異性毒力，是目前我國登記的孳生地處理三大類藥劑之_[9]。作為一種病原細菌生物殺蟲劑，Bti 的殺蟲活性成分是在芽孢形成Ⅱ期產生的，有3種不同類型晶體組成的伴胞晶體蛋白[10]，其能夠在害蟲堿性的中腸內分解成為有殺蟲活性的穩定毒性肽，侵蝕腸壁細胞組織，破壞腸道內膜，進入血淋巴組織，使害蟲因饑餓和敗血癥而死亡；Bti還能夠表達出幾丁質酶致害蟲死亡，但對人類、魚類等脊椎動物以及河蚌等雙殼類軟體動物等安全無害，對環境和其他生物種群均具有良好的安全性；其易于分解、低殘留，被WHO推薦為水中蚊蟲的殺滅劑[]。但現有劑型，如粉劑、水懸浮劑、水分散粒劑等，均以蚊科幼蟲為主要防控對象，藥劑在水面即已完成有效成分的釋放，投入水體后不能沉入水底，或沉降過程中已經溶解分散，對底泥中大量存在的搖蚊幼蟲難以起到防控作用，故亟待研發一種能夠迅速沉降的強靶向性特殊劑型，降低搖蚊幼蟲密度并阻斷其羽化。

沸石是沸石族礦物的總稱，是一種含水的堿金屬或堿土金屬的鋁硅酸礦物。該硅酸鹽礦物在加熱情況下會產生沸騰現象，故得名“沸石”[12]。天然沸石由大量孔徑均勻的孔道和排列整齊的孔穴組成，不同孔徑的孔穴能將不同大小和形狀的分子分開，存在于孔穴中的金屬陽離子可自由通過發生交換作用而不影響晶體骨架，這些使沸石具有分子篩功能和獨特的離子交換性、吸附性和催化性[13]。由于產量豐富、成本低廉，沸石被廣泛運用于建筑材料行業、環保行業、石油化工行業、農牧業等行業[4]，同時也可用于黑臭水體凈化和動物飼料[15]。2種顆粒結合成團塊的現象稱為凝聚，其可以增大粒徑。Bti菌劑和粒度相同的沸石粉充分混勻后，二者在液橋和毛細管力的作用下團聚在一起形成微核。微核在容器低速轉動所產生的摩擦和滾動沖擊作用下，不斷地在粉料層中回轉、變大，最后成為一定大小的球形顆粒滾出容器[16]。該方法處理量大，設備投資少，運轉率高。

該研究以沸石粉為載體，采用濕法包衣進行滾動造粒，最終制成Bti沉降型顆粒劑。該顆粒劑密度大、易沉降、漂移小，與其他劑型相比能夠更好地穿透水中植被，最大限度地發揮Bti生防菌劑的藥效，對生存于底泥中的搖蚊幼蟲起到防治作用。經過室內生測試驗、模擬現場和現場試驗證實，筆者所制Bti沉降型顆粒劑通過防治幼蟲能夠有效降低婚飛搖蚊成蟲的種群密度，且由于該顆粒劑只有Bti生防菌劑和載體沸石粉2種成分，靶性強，對環境友好，對水生生態系統安全無污染，對非目標生物和有益生物無害，還能起到一定的凈化水質作用[17]，是一種理想的生物滅蚊劑型。施撒該顆粒劑可為城市濕地、公園景區、河道水庫防控搖蚊提供標本兼治的方法。

1材料與方法

1.1供試材料沸石粉（200 目），內蒙古赤峰華清沸石加工有限公司；蒙脫石粉（200目），遼寧省朝陽聯合興旺礦業有限公司；Bti菌劑，湖北省生物農藥工程研究中心。

1.2儀器設備 試驗所用儀器設備見表1。

1.3試驗方法將性狀、功能相近的2種載體粉末分別與Bti菌劑混合進行濕法包衣滾動造粒，對比顆粒的性狀及成型率確定載體成分，制成直徑為 1，3，5mm 的顆粒劑；對比分散程度、沉降速度和可操作性，確定所制顆粒劑的粒徑和有效成分含量范圍，進行室內防治試驗和模擬生境試驗。通過評價分析不同試驗組別的死亡率、矯正死亡率、羽化率和防治率，篩選出最為合理的有效成分及含量進行現場藥效驗證，最終制成Bti沉降型顆粒劑。

1.3.1造粒試驗。

1.3.1.1篩選載體。將Bti菌劑按質量占比選擇 0.20% 、30% 與蒙脫石粉、沸石粉2種載體放入攪拌機中充分混和30min ，混勻后放置于圓盤造粒機中，設置轉速為 。采用濕法包衣滾動造粒，在表面以純凈水均勻噴布，控制相同噴水量，噴水量不宜過多，否則會導致顆粒黏度增高不能通過網篩。利用網篩制成直徑為1、3和 5mm 的顆粒，自然晾干。通過對比性狀及成型率確定載體。

1.3.1.2確定粒徑和有效成分含量范圍。用電子天平稱取同樣重量的顆粒，同時投入注有同樣深度湖水的圓柱形玻璃容器中（玻璃容器內徑 9.5cm. 高 24.0cm ，湖水采自頤和園昆明湖，注水深度 20cm ），通過對比分散程度、沉降速度和可操作性，確定粒徑和有效成分含量范圍，初步制成Bti沉降型顆粒劑。

1.3.2 藥效試驗。

1.3.2.1室內防治試驗。該研究使用的紅裸須搖蚊［Propsi-locerusakamusi（Tokunaga），1938）］幼蟲來自天津師范大學天津市動物多樣性保護與利用重點實驗室，均為四齡幼蟲，試驗期間不投喂任何食物，用氣泵進行微曝氣。先用蒸餾水將蟲體沖洗3次，后轉入盛有 2.4L 蒸餾水的塑料容器（長20cm× 寬 15cm× 高 20cm ）中養殖。容器存放于室內，自然光照，室溫 。每個容器內放人紅裸須搖蚊幼蟲150只，馴化 72h ，每日撈出死蟲。

將Bti菌劑與沸石粉按比例制成直徑為 3mm 的顆粒，對應編號如表2。分別稱取 0.3，0.6g4 種顆粒投放至塑料容器中，每組試驗設3組重復，對照組不投藥。每隔 24h 統計死蟲數，計算死亡率、矯正死亡率（判斷標準：用鑷子輕輕夾幼蟲腹部，若未蜷縮則認定為死亡）。

1.3.2.2模擬生境試驗。將有效成分為 不同含量的Bti菌劑制成沉降型顆粒劑進行模擬生境試驗。在生態養殖缸（長 20cm× 寬 15cm× 高 20cm 中裝盛高度約 4cm 的底泥、深度 10cm 的湖水，底泥與湖水均采自頤和園昆明湖。在缸中支設支架，頂部罩紗網以防成蟲羽化飛出，放置在恒溫光照培養箱中，設置光照時長為 ，白晝溫度為 、濕度為 50% ，夜間溫度為 8% 、濕度為 60% 。每缸中投入80頭紅裸須搖蚊幼蟲。將有效成分含量為 10% 的顆粒劑投入 ；有效成分含量為 20% 的顆粒劑投入0.3g 進行分組試驗，每組設4次重復試驗。待有成蟲羽化后調查羽化數量，計算羽化率和防治率，利用IBMSPSSSta-tistics26軟件分析不同顆粒劑防治率的差異。

1.3.3現場試驗。于紅色裸須搖蚊大規模暴發時間2023年11月、2024年3月，在頤和園高釣湖用顆粒噴灑機施撒10%1200ITU/mgI 3ti沉降型顆粒劑，每季1次，控制噴撒射程為 3.0m （該范圍內水深不超過 1.5m 。每 400m 湖岸線施藥量為 25kg 。對照區為同生境往年種群密度一致的頤和園新開湖，不施藥。于2023、2024年每年3月下旬紅裸須搖蚊成蟲期在防治區及對照區懸掛黃板，每間隔 30m 懸掛黃色誘蟲板1張，每3d更換黃板，隨機調查5張黃板，統計誘得搖蚊成蟲數量，與對照區和未施藥年份進行對比，計算防治率和防治效果。

1.4 數據統計

矯正死亡率 （處理組死亡率-對照組死亡率）/（1-對照組死亡率） ×100%

羽化率 羽化數量/幼蟲數量 ×100%

防治率（模擬生境） （對照組羽化率-處理組羽化率）/對照組防治率 .×100%

防治率（現場試驗） （對照區誘蟲數-施藥區誘蟲數）/對照區誘蟲數 ×100%

防治效果 σ=σ （未施藥年份誘蟲數-施藥年份同期誘蟲數）/未施藥年份誘蟲數 ？×100%

2結果與分析

2.1 造粒試驗

2.1.1篩選載體。將蒙脫石粉和沸石粉2種載體材料與不同含量Bti菌劑充分混勻后，在同等條件下造粒的性狀和成型率見表3。最終確定以沸石粉作為Bti沉降型顆粒劑的載體。

2.1.2確定粒徑和有效成分含量范圍。相同重量顆粒在模擬施撒過程中的分散程度、沉降速度以及制備和施撒的難易程度如表4、圖1圖2所示。經過比對發現，粒徑 3mm 含量20% 的顆粒表現最好，粒徑 5mm 含量 30% 次之。但考慮現場實際操作為顆粒噴灑機作業，顆粒大會導致用量增多，故確定該研究所制顆粒劑的粒徑為 3mm ，有效成分含量范圍不超過 20% 。

2.2 藥效試驗

2.2.1室內防治試驗。由表5可知，生物活性單位為 顆粒劑可導致搖蚊幼蟲在2＼～6d全部死亡，不符合試驗設計初衷，短期快速殺死搖蚊幼蟲會造成水體生物多樣性喪失和蛋白質資源的浪費，該研究只要降低種群密度使其回歸至合理閾值之內即可。因此，選用 的Bti菌劑作為該研究所制沉降型顆粒劑的有效成分。 10% 顆粒劑投入 0.6g6d 和 20%1200ITU/mg 的顆粒劑投入 0.3g7d 矯正死亡率均在 85% 以上，能夠起到良好的防治效果，將2種含量再次分別制作沉降型顆粒劑用于下一步模擬生境試驗。

2.2.2模擬生境試驗。投人有效成分為 不同含量的Bti沉降型顆粒劑后，自有成蟲開始羽化后的9d內每日羽化情況及羽化率、防治率見表6。有效成分含量 10% 的顆粒劑投入0.3g時防治率為 34.02% ！ 0.6g 的防治率為82.19%，0.9g 的防治率為 95.00% ；有效成分含量 20% 的顆粒劑投入0.3g時防治率為 84.49% 。利用方差分析各組羽化率和防治率，所有投藥組均與對照組有極顯著差異（ Plt; 0.01），而含量 10% 的顆粒劑投入 0.6，0.9g和含量 20% 的顆粒劑投入 0.3g 均與含量 10% 投入 0.3g 組有極顯著差異（ ），但3組之間的羽化率和防治率差異不顯著（ Pgt; 0.05）。因 組防治率達 80% 以上，既能達到降低種群密度的目的，又不會過度殺滅搖蚊幼蟲，綜合考慮防治效果、物資成本及生態效益，選取10%1200ITU的Bti沉降型顆粒劑進行現場試驗。

成蟲共計537頭；2024年防治區誘得成蟲共計104頭，對照區共計425頭。經過2023年秋季、2024年春季2次施藥，統計結果顯示，2024年針對紅裸須搖蚊的防治率達到 75.53% ，同期對比防治效果為 80.63% （圖3、圖4）。

3結論與討論

該研究在經過大量前期摸索后，選擇對水環境無安全隱患的蒙脫石粉和沸石粉2種載體進行滾動造粒試驗。鑒于不同生物活性單位Bti菌劑的粒度相同，故在該試驗中無需對比不同生物活性單位Bti菌劑與載體混合的成粒效果，只需將2種載體分別與不同含量Bti菌劑充分混勻后對比性狀和成型率。最終確定以沸石粉作為該研究Bti沉降型顆粒劑的載體。該顆粒劑在制備過程中無需烘干，這樣可以最大程度地保留Bti菌劑的生物活性。

室內防治試驗及模擬現場試驗選用亞洲搖蚊科昆蟲廣布種紅裸須搖蚊幼蟲。結果表明，生物活性單位為7000和 種顆粒劑對搖蚊幼蟲都能起到很好的防治作用，但 顆粒劑致死率過高，可導致搖蚊幼蟲在2＼～6d內全部死亡，這不符合保留搖蚊幼蟲生態功能的要求。將搖蚊幼蟲趕盡殺絕會導致“藻—蟲—魚—鳥\"的食物鏈斷裂，影響水生及濕地生態系統的生物多樣性，最終破壞生態平衡。故而舍棄 7000ITU/mg Bti菌劑，選用 的Bti菌劑作為該研究所制沉降型顆粒劑的有效成分。

室內防治試驗結果顯示， 10%1200ITU/mg 的顆粒劑投人 0.6g6d 和 20%1200ITU/mg 的顆粒劑投入 矯正死亡率均在 85% 以上，均能夠取得良好的防治效果，需要進行模擬生境試驗，以篩選出最為合理的有效成分含量。在模擬生境試驗中，因搖蚊幼蟲在湖底淤泥中筑巢生活，底泥的阻隔或影響藥效，故設置了含量 10% 投入0.9g組。之所以未進行含量 20% 更高投入量的試驗，是由于投入 0.3g 已經能夠取得防治率為 84.49% 的良好效果，出于生態效益考慮，無需再進行更高濃度試驗。模擬生境試驗結果顯示，含量 10% 的顆粒劑投入 和含量 20% 的顆粒劑投入 0.3g，3 組之間的羽化率和防治率差異不顯著（ Pgt; 0.05）。綜合考慮防治效果、物資成本及生態效益，選取10% Bti沉降型顆粒劑進行現場試驗。

現場試驗地點屬于開放水體，無法估算施撒區域湖水容積，故參照行業標準《蚊蟲生物防治技術指南細菌殺幼劑》[18]所述用量進行施撒。經過2023年秋季、2024年春季2次施藥，對紅裸須搖蚊的防治率達到 75.53% ，同期對比防治效果為 80.63% 。應用Bti沉降型顆粒劑對搖蚊進行生物防治需連年進行，至少應在上年秋季和當年春季投藥2次，才能達到防治效果，使到達擾民級別的搖蚊種群密度回歸至合理閾值之內，從而取得良好的社會效益。

Bti菌劑殺蟲機理獨特，選擇性強，效率高，不易產生抗藥性，對環境安全無污染，對人類無毒，且其用于蚊類和搖蚊防治優勢明顯[19-20]。但國內登記的劑型多是懸浮劑和可濕性粉劑，而該研究所制顆粒劑原料來源廣泛，成本低，穩定性強，直接作用于底泥，防治底棲搖蚊幼蟲靶向性更強。目前關于Bti顆粒劑防治搖蚊的研究較少，該顆粒劑投入使用后可以進一步獲取大量實際應用數據，從防治實踐中繼續總結經驗，以完善或改進制劑工藝和應用技術，從而獲得更好的搖蚊防治效果。

參考文獻

[1]KARIMA Z. Chironomidae： Biology，ecology and systematics[M]//Thewonders of Diptera：Characteristics，diversity，and significance fortheworld's ecosystems.：London，UK：Intech Open，2O21：1-25.

[2]JILQ.China checklist ofanimals[M]//Biodiversity Committee of Chi-nese Academy of Sciences.Catalogue of life China：2O23 annual checklist.Beijing，China：[s.n.]，2023.

[3]李潔，王樹標，趙京城.頤和園搖蚊學研究[M].北京：中國農業科學技術出版社，2023.

[4］姚媛媛，龍辰，王斌，等.5種新煙堿類殺蟲劑對休眠期和發育期紅裸須搖蚊幼蟲的急性毒性研究[J].安徽農業科學，2021，49（20）：1-5.

[5]ARMITAGEPD，CRANSTONPS，PINDERLCV.TheChironomidae：Biology and ecology of non-biting midges[M].London：Chapman andHall，1995：1-572.

[6]王士達，葉奕佐.蓮窄搖蚊幼蟲對蓮的為害和防治[J].昆蟲知識，1986（2） ：73-74.

[7]王士達，葉奕佐.危害莼菜的幾種搖蚊幼蟲[J].水產科技情報，1989（4） ：98-99.

[8]楊明旭，王士達.搖蚊幼蟲對淡水珍珠蚌的危害和防治[J].江西農業大學學報，1994，16（2）：130-134.

[9]姚志牛，潘利東.一種防治蚊幼蟲的衛生殺蟲組合物及其應用：CN201811514899.3[P].2020-06-19.

[10]SCHNEPFE，CRICKMOREN，VAN RIEJ，et al.Bacillus thuringiensisanditspesticidal crystal proteins[J].Microbiologyand molecular biologyreviews，1998，62（3）：775-806.