3种除草剂对莲草直胸跳甲呼吸代谢的影响

傅建炜， 史梦竹， 李建宇， 郑丽祯， 赵　鑫， 王　婷， 林莲珠

(1.福建省农业科学院植物保护研究所， 福建 福州 350013；

2.吉林省通化市园艺研究所， 吉林 通化 134001)

3种除草剂对莲草直胸跳甲呼吸代谢的影响

傅建炜1， 史梦竹1， 李建宇1， 郑丽祯1， 赵鑫2， 王婷1， 林莲珠1

(1.福建省农业科学院植物保护研究所， 福建 福州 350013；

2.吉林省通化市园艺研究所， 吉林 通化 134001)

摘要:莲草直胸跳甲是空心莲子草的专食性天敌。本实验利用经除草剂使它隆、草甘膦和2,4-D二甲胺盐处理过的空心莲子草饲喂莲草直胸跳甲，采用呼吸测定仪测试莲草直胸跳甲的呼吸代谢中CO2变化量。研究表明：莲草直胸跳甲取食经除草剂处理过的空心莲子草后，41%草甘膦异丙胺盐水剂对莲草直胸跳甲的呼吸影响最大，而20%使它隆乳油和86%2,4-D二甲胺盐水剂对莲草直胸跳甲呼吸的影响较小；通过雌雄分别测定，发现除草剂20%使它隆乳油和41%草甘膦异丙胺盐水剂对莲草直胸跳甲雄成虫的呼吸代谢影响较大，而86%2,4-D二甲胺盐水剂对莲草直胸跳甲雌成虫的影响较大。说明3种除草剂对莲草直胸跳甲成虫呼吸代谢有一定的影响，适宜浓度的20%使它隆乳油和86%2,4-D二甲胺盐水剂可与莲草直胸跳甲在空心莲子草的综合防控中协调应用。

关键词:莲草直胸跳甲； 呼吸代谢； 除草剂

1 前言

空心莲子草(Alternantheraphiloxeroides)属苋科莲子草属，又被称为革命草、水花生、喜旱莲子草等，原产南美洲，现在美国、澳大利亚、中国、印度、东南亚地区和新西兰都有分布，大部分热带和温带地区都可作为其潜在区域(Julien，1995；Guoetal.，2012)，现在已成为一种恶性杂草。上世纪30年代传入上海，如今已经广泛分布于我国的东部和南部20多个省市和自治区，发生面积超过80万公顷(马瑞燕和王韧，2005)。莲草直胸跳甲(Agasicleshygrophila)属鞘翅目叶甲科，起源于南美，该虫具有食性单一，抗逆性强，繁殖量大，控制效果好等优点，对空心莲子草的取食及抑制作用明显(王远等，1988)，1986年5月，我国引进莲草直胸跳甲后进行了该叶甲的食性测验，认为莲草直胸跳甲可在我国安全利用(吴珍泉等，1994)。

空心莲子草的防治极为困难，化学防治是当前最主要的防治措施。但是化学防治容易污染环境，生物防治就显得尤为重要，释放天敌是生物防治的主要措施。目前不断出现高效低毒的农药，但农药毕竟是用来毒杀有害生物的，对天敌昆虫往往也会有某些不利影响(李孙荣，1982)。在常用浓度下，2,4-滴丁酯、草甘膦、丁草胺等对莲草直胸跳甲成虫影响不大，死亡率均小于50%；而百草枯、嗯草酮等除草剂则对莲草直胸跳甲的影响较大(曾扬等，2005)。因此有必要研究农田常用除草剂及杀虫剂对莲草直胸跳甲的毒杀程度，为选用对天敌杀伤力小的农药及合理使用农药来保护天敌提供科学依据，保证杂草的生物防治研究工作顺利进行。

呼吸代谢是昆虫的生命特征之一，也是研究种群能量动态的基础(戈峰，1991)。影响昆虫呼吸代谢的因素很多，诸如温度(戈峰和陈常铭，1990)、饥饿程度(吴坤君，1985)和生活习性(戈峰和陈常铭，1990)等。国内外已有一些关于昆虫呼吸代谢的报道，主要集中在不同虫态或龄期昆虫的呼吸代谢规律和病毒侵染或药剂处理后昆虫呼吸代谢的改变(Albert，1983；慕卫等，2005；周佳等，2008；刘玲敏，2009)。

目前，对于莲草直胸跳甲的生物学研究较多(傅建炜等，2011；Guoetal.，2012；李建宇等，2013)，而有关莲草直胸跳甲能量代谢的研究较少，尤其是呼吸代谢研究未见报道。由于目前用于防治空心莲子草的常用除草剂主要有使它隆、草甘膦和2,4-D二甲胺盐等，因此，本实验采用了动物呼吸测量系统测定常用除草剂使它隆、草甘膦和2,4-D二甲胺盐对莲草直胸跳甲成虫呼吸代谢中CO2的变化量，并利用呼吸代谢率确定其对除草剂的适应度，为利用莲草直胸跳甲生物和除草剂化学联合防治空心莲子草提供参考依据。

2 材料与方法

2.1试验材料与仪器

供试虫源：莲草直胸跳甲，饲养于福建省农业科学院植物保护研究所南通中试基地人工气候室。供试寄主：空心莲子草，栽培于福建省农业科学院植物保护研究所南通中试基地塑料大棚。

供试药剂：20%使它隆乳油(美国陶氏益农公司)，41%草甘膦异丙胺盐水剂(美国陶氏益农公司)，86%2,4-D二甲胺盐水剂(江苏常州永泰丰化工有限公司)。试验仪器：动物呼吸测量系统，包括S151二氧化碳红外分析仪、S102氧传感器、S131温度传感器；PRX-450D型人工气候箱；AB204-N 型电子天平。

2.2试验方法

2.2.1预处理采用同日龄羽化后3 d的莲草直胸跳甲成虫，置于25±1 ℃，相对湿度80%±5%；光照L:D=12 h:12 h的人工气候箱内饥饿24 h，备用。

试验设置：试验设20%使它隆乳油100 mg/L(2000倍)、200 mg/L(1000倍)、400 mg/L(500倍)；41%草甘膦异丙胺盐水剂205 mg/L(2000倍)、410 mg/L(1000倍)、820 mg/L(500倍)和86%2,4-D二甲胺盐水剂430 mg/L(2000倍)、860 mg/L(1000倍)、1720 mg/L(500倍)，以清水为对照，共10个处理，每处理重复5次。以上药剂浓度设置均为田间常用剂量，其对莲草直胸跳甲的影响作者已另发文章，药剂处理后3 d其死亡率均低于40%(傅建炜等，2011；傅建炜等，2012)。

寄主浸叶法处理：将洁净的空心莲子草浸入配制好的不同浓度的除草剂药液中，约10 s后取出晾干，置于饲养盒中，分别接入饥饿后的莲草直胸跳甲成虫20对(雌:雄=1:1)，然后置于25±1 ℃，相对湿度80%±5%的人工气候箱内连续饲养，每24 h测定一次呼吸速率，连续测定3次。若有成虫死亡，则接入相同药剂处理的备用虫，以保证呼吸测定时的虫数。

2.2.2莲草直胸跳甲呼吸速率的测定呼吸速率的测定参照傅丽君和尤民生(2000)方法并加以改进，用S151二氧化碳红外分析仪和S102氧传感器对经过处理瓶后的气流中的CO2及 O2进行自动连续记录，测量系统气体流速为400 mL/min，温度为正常室温(28-29 ℃)。数据系统：Logger Pro 3，测定仪器的连接顺序为气囊-气泵-流量计-CO2吸收管(CaO)-处理瓶-干燥管-O2传感器(S102)-CO2分析仪(S151)-数据采集。将莲草直胸跳甲成虫放入纱网中，以防莲草直胸跳甲成虫钻入通气管，然后将装有莲草直胸跳甲成虫的纱网放入处理瓶中进行测定，待测量系统稳定后(约5 min)进行数据采集，每次处理20只(雌雄分别测定)莲草直胸跳甲成虫，每隔1 s采样1次，共采样60次。实验前做一次空白测定，求出各处理的CO2变化量。

2.3数据处理

莲草直胸跳甲呼吸速率的多重比较采用邓肯式新复极差(Duncan's multiple rang test, DMRT)方法进行，数据采用SAS 8.0软件处理。

3结果与分析

3.1使它隆对莲草直胸跳甲成虫呼吸代谢的影响

20%使它隆乳油对莲草直胸跳甲的呼吸速率的影响测定结果如表1。药剂处理3 d后，处理空心莲子草的使它隆浓度越高，取食后莲草直胸跳甲雌成虫的CO2呼出量越低，与对照相比差异显著；使它隆浓度为200 mg/L与400 mg/L处理之间雌成虫的CO2呼出量差异不显著(F=15.44,df=16,19,P<0.0001)。使它隆处理后，莲草直胸跳甲雄成虫的呼吸代谢速率显著低于对照组，而且差异显著；药剂处理浓度越高，对莲草直胸跳甲的呼吸抑制越强；各浓度药剂处理之间的莲草直胸跳甲雄成虫CO2呼出量差异不显著(F=8.10,df=16,19,P=0.0017)。

3.2草甘膦对莲草直胸跳甲成虫呼吸代谢的影响

41%草甘膦异丙胺盐水剂对莲草直胸跳甲的呼吸速率的影响测定结果如表2。药剂处理3 d后，41%草甘膦异丙胺盐水剂能够降低莲草直胸跳甲雌成虫的CO2呼出量，与对照相比差异显著(F=29.51,df=16,19,P<0.0001)。41%草甘膦异丙胺盐水剂对莲草直胸跳甲雄成虫的呼吸速率影响明显，各药剂处理的雄成虫的CO2呼出量显著低于对照组(F=87.51,df=16,19,P<0.0001)。处理空心莲子草的草甘膦浓度为410 mg/L，莲草直胸跳甲雌雄成虫的CO2呼出量均高于其他两个浓度的处理，抑制率23.21%和35.83%也均低于其他两个浓度处理。

表1　20%使它隆乳油对莲草直胸跳甲成虫呼吸代谢的影响

注：表中同列不同字母表示Duncan氏多重比较差异显著，下同。

表2　41%草甘膦异丙胺盐水剂对莲草直胸跳甲成虫呼吸代谢的影响

3.3 86%2,4-D二甲胺盐水剂对莲草直胸跳甲成虫呼吸代谢的影响

86%2,4-D二甲胺盐水剂对莲草直胸跳甲的呼吸速率的影响测定结果如表3。药剂处理3 d后，2,4-D二甲胺盐处理空心莲子草，莲草直胸跳甲雌虫取食后其呼吸代谢速率显著低于对照组，差异显著；除对照外各处理间的CO2呼出量差异不显著(F=17.34,df=16,19,P<0.0001)。对莲草直胸跳甲雄虫来说，2,4-D二甲胺盐处理组莲草直胸跳甲雌成虫的CO2呼出量显著低于对照组，差异显著；2,4-D二甲胺盐浓度为430 mg/L和860 mg/L处理的雄成虫的CO2呼出量差异不显著(F=18.14,df=16,19,P<0.0001)。

表3　86%2,4-D二甲胺盐水剂对莲草直胸跳甲成虫呼吸代谢的影响

4小结与讨论

莲草直胸跳甲是一种单食性昆虫，空心莲子草是唯一可供其取食、并完成生长发育、产卵繁殖的适宜寄主(王韧等，1998)。除草剂对昆虫具有一定的毒性，在防除空心莲子草时，也会莲草直胸跳甲有一定的影响(傅建炜等，2012)，莲草直胸跳甲成虫取食含有除草剂的空心莲子草后，会降低莲草直胸跳甲成虫的生物活性(曾扬等，2005)。本研究发现，3种除草剂对莲草直胸跳甲成虫呼吸代谢有一定的影响，从抑制率看，不同药剂稀释相同倍数后，以41%草甘膦异丙胺盐水剂对莲草直胸跳甲的呼吸影响最大，而20%使它隆乳油和86%2,4-D二甲胺盐水剂对莲草直胸跳甲呼吸的影响较小；通过雌雄分别测定，发现除草剂20%使它隆乳油和41%草甘膦异丙胺盐水剂对莲草直胸跳甲雄成虫的呼吸代谢影响较大，而86%2,4-D二甲胺盐水剂对莲草直胸跳甲雌成虫的影响较大。傅建炜等(2011)研究发现，使它隆对莲草直胸跳甲的生存繁殖影响较小，而农达(41%草甘膦异丙胺盐水剂)的影响较小，与本研究结果有一定的相似。但是，本研究仅针对莲草直胸跳甲的呼吸代谢中CO2的呼出量进行测定，有关除草剂对莲草直胸跳甲呼吸代谢的其他影响及其机理还需进一步深入研究，本试验仅为后续研究提供参考依据。

不同的除草剂对昆虫的影响不同，不同浓度的除草剂对昆虫的影响也会不同。研究农田常用除草剂及杀虫剂对天敌昆虫的毒杀程度及影响，可以为选用对天敌昆虫杀伤力小的农药及合理使用农药以保护天敌昆虫提供科学依据。在利用农药防治有害生物时，应注意选择适当的农药品种，在保证药效的前提下尽量选择对天敌昆虫杀伤力低的农药品种，以减少其对天敌昆虫种群繁殖的影响，同时也有利于保护农田生物多样性。

参考文献

曾扬,郑伟洁,田世尧,庄镇瑞.2005.16种农药对莲草直胸跳甲成虫的生物活性测定.农药,(12):44-12.

傅建炜,郭建英,李赞斌,史梦竹,李建宇,万方浩.2011.温度对莲草直胸跳甲成虫生物学特性和卵孵化的影响.生物安全学报,20(2):119-123.

傅建炜,马明勇,郭建英,李彦宁,罗源华.2011.除草剂对莲草直胸跳甲存活与繁殖的影响.生物安全学报,20(4):285-290.

傅建炜,史梦竹,李建宇,万方浩,肖玉军.2012.2,4-D二甲胺盐对莲草直胸跳甲生存和繁殖的影响.生态毒理学报,7(4):23-30.

傅丽君,尤民生.2000.球孢白僵菌对小菜蛾呼吸作用的影响.福建农林大学学报,29(2):197-200.

戈峰,陈常铭.1990.褐飞虱和八斑球腹蛛的呼吸代谢及其能量消耗.昆虫学报,33(1):35-42.

戈峰.1991.影响昆虫呼吸代谢的因素.昆虫知识,28(5):319-321.

李建宇,史梦竹,郑丽祯,傅建炜.2013.温度对2个地理种群莲草直胸跳甲成虫产卵量及存活率的影响.生物安全学报,22(1):57-60.

李孙荣.1982.作物草害及其防除.北京:农业出版社,pp.63-64.

刘玲敏.2009.植物油替代二甲苯对甲维盐生物活性及作物安全性影响.福建农林大学硕士学位论文.

马瑞燕,王韧.2005.喜旱莲子草在中国的入侵机理及其生物防治.应用与环境生物学报,11(2):246- 250.

慕卫,吴孔明,郭予元,张文吉.2005.不同抗药性品系甜菜夜蛾呼吸速率的比较.昆虫学报,48(6):881-885.

王韧,王远,张格成,李继祥.1988.空心莲子草叶(虫甲)的寄主专一性测验.生物防治通报,4(1):4-17.

王远等.1988.国外生物防治空心莲子草的研究进展.生物防治通报,4(2):28-30.

吴坤君.1985.棉铃虫成虫期的呼吸代谢及其能量消耗.生态学报,5(2):147-155.

吴珍泉,蔡元呈,郭振铣,王天宝.1994.温、湿度对空心莲子草叶甲生长发育的影响.福建农业大学学报,23(1):46-50.

周佳,李光涛,李燕羽,曹阳,赵子刚.2008.低氧条件下赤拟谷盗成虫呼吸速率研究.储粮有害生物及防治技术,37(2):3-5.

Albert AM.1983.Estimation of oxygen consumption ofLirhobiidfield popularion from laboratory,measurement.Oecologia(Berl),56:280-291.

Guo JY,Fu JW,Xian XQ,Ma MY,Wan FH.2012.Performance ofAgasicleshygrophila(Coleoptera:Chrysomelidae),a biological control agent of invasive alligator weed,at low non-freezing temperatures.Biol Invasions,14(8):1597-1608.

Julien MH,Skarratt B,Maywald GF.1995.Potential geographical distribution of alligator weed and its biological control byAgasicleshygrophila.J.Aquat.Plant.Manag.,33:55-60.

(责任编辑：陈晓雯)

傅建炜，史梦竹，李建宇，郑丽祯，赵鑫，王婷，林莲珠.2015.3种除草剂对莲草直胸跳甲呼吸代谢的影响.武夷科学，31：97-102.

Effect of 3 herbicides on the respiratory metabolism ofAgasicleshygrophila

Jian-Wei FU1, Meng-Zhu SHI1, Jian-Yu LI1, Li-Zhen ZHENG1,

Xin ZHAO2, Ting WANG1, Lian-Zhu LIN1

(1.InstituteofPlantProtection,FujianAcademyofAgriculturalSciences,Fuzhou,Fujian350013,China;

2.TonghuaHorticultureResearchInstitute,Tonghua,Jilin134001，China)

Abstract:Agasicles hygrophila is a specific natural enemy of Alternanthera philoxeroides. In this experiment, A.hygrophila fed on A.philoxeroides treated by fluroxypyr, glyphosate and 2,4-D Dimethylamine salt respectively, and then the exhale capacity of CO2of A.hygrophila treated were measured with the breath analyzer. The results showed that glyphosate had obvious effect on the respiratory metabolism of A.hygrophila, while fluroxypyr and 2,4-D Dimethylamine salt unobvious. The respiratory metabolism speed of the male A.hygrophila treated with glyphosate and 2,4-D Dimethylamine salt was significant higher than that of female, but the respiratory metabolism speed of the male A.hygrophila treated with fluroxypyr was lower than that of female. So the three herbicides had some effects on the respiratory metabolism of A.hygrophila, and the optimal concentration of fluroxypyr and 2,4-D Dimethylamine salt could be used for the integrated management of Alternanthera philoxeroides.

Key words:Agasicles hygrophila; respiratory metabolism; herbicide

中图分类号:S482.3

文献标识码:A

文章编号：1001-4276-(2015)01-0097-06

作者简介：傅建炜(1974-)，男，研究员。研究方向：外来入侵区域治理、农药毒理与环境安全。Email：fjw9238@163.com。

基金项目：福建省自然科学基金(2013J06008)；国家自然科学基金(31572065，31272107)。

收稿日期：2015-10-09; 发表日期：2015-10-31