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红火蚁Solenopsis invicta Buren原产于南美洲巴拉那河流域,被列为世界上最危险的100种入侵有害生物之一,2004年底入侵我国华南部分地区并造成为害。针对红火蚁的疫情,广东省采取以化学防治为主的紧急扑灭措施,有力的遏制了红火蚁的扩张为害。当药剂对红火蚁种群起到良好防效的同时,也对发生区的其他节肢动物造成不同程度的影响。本文重点研究药剂对红火蚁种群的控制效果及施用后对典型生境下节肢动物群落的影响,了解药剂在红火蚁发生区的残留状况和降解动态,试图弄清楚药剂持效性、药剂残留与环境污染及对其他节肢动物影响之间的关系,进而评价红火蚁的化学防治对非靶标生物及生态系统的影响,为红火蚁的可持续控制提供科学依据。
1 化学药剂对红火蚁试验种群的控制作用
百利普芬(0.5%吡丙醚)、南天红火蚁克星(0.02%多杀菌素)、正舒(0.015%多杀菌素)和茚虫威(0.045%茚虫威)4种饵剂对红火蚁试验种群的控制作用明显。红火蚁工蚁搬运百利普芬和火腿肠(CK)的量最大为57.62和54.13 mg,工蚁发现南天红火蚁克星的时间最短为4.92 min,其他处理均在12 min以上。药剂施用25 d后,工蚁的死亡率为70.68~86.94%,正舒对红火蚁工蚁的控制作用显著低于其他3种药剂;在红火蚁幼虫控制方面,死亡率为64.14~80.89%,茚虫威和红火蚁克星显著高于正舒和百利普芬的防效;红火蚁蛹的控制方面,不同处理间差异显著,正舒控制效果最好为92.81%,其次为红火蚁克星为84.25%和百利普芬为60.67%,茚虫威最差为21.89%;有翅雌蚁死亡率,百利普芬最高达到92.31%,其次为茚虫威和正舒分别为76.92%,红火蚁克星和正舒效果表现较差为69.23%。
2 化学药剂对草坪上红火蚁种群的控制作用
通过运用活动蚁巢减退率、工蚁减退率、红火蚁诱集率和蚁群级别4个指标评价了化学药剂对草坪上的红火蚁种群的控制作用。试验结果表明正舒饵剂、茚虫威饵剂、红蚁净粉剂(0.096%锐劲特)和高效氯氰菊酯乳油对红火蚁种群的各虫态均有良好的防治效果,红火蚁工蚁的减退率均达到80%以上;红火蚁活动蚁巢减退率在90%以上;在红火蚁工蚁诱集率方面,均与对照有显著差异,红蚁净60g/巢处理区红火蚁工蚁的诱集率仅为5%,其他处理的工蚁诱集率降低至20~65%之间;蚁群级别方面,除正舒35g/巢有2个蚁巢为2级,即蚁巢中含有有翅生殖蚁;其他处理均为1级,即只有工蚁,而对照区蚁巢中包含红火蚁的各虫态。
3 化学药剂对草坪上节肢动物群落的影响
节肢动物群落调查结果表明,施用正舒饵剂、茚虫威饵剂、红蚁净粉剂和4.5%高效氯氰菊酯乳油后,对草坪上节肢动物群落产生不同的影响。通过主成份分析得到施用60g/巢红蚁净粉剂和1000倍液的高效氯氰菊酯乳油灌巢对节肢动物群落的负面影响严重,即造成节肢动物群落中的非靶标生物的死亡,甚至在施用后的一段期间内节肢动物群落的多样性指数和丰富度指数低于对照区,而采用药剂推荐剂量的处理(红蚁净30g/巢和2000倍液的高效氯氰菊酯乳油灌巢)对节肢动物群落影响较小。正舒和茚虫威饵剂体现了对节肢动物群落相对安全的特点,节肢动物群落在防治后表现为物种相对丰富和群落结构稳定,但50 g正舒/巢的处理对节肢动物群落也有一定的负面影响,可能是对本地蚂蚁种群造成了一定的杀伤有关。
聚类分析结果表明,在未防治时红火蚁发生区的节肢动物群落的结构均表现为单一,丰富度低的特点。药剂在防治红火蚁种群后,节肢动物群落也受到不同程度的影响,但是不同药剂和不同剂量表现出不同的特点,饵剂对节肢动物群落的恢复作用显著,粉剂和灌巢药剂在适当浓度下,对节肢动物群落影响较小,如果剂量过大会对节肢动物群落产生严重的负面影响。高效氯氰菊酯乳油处理区的聚类分析结果表明:药剂在不同浓度下对草坪上节肢动物群落的影响趋势一致。说明1000倍液和2000倍液的高效氯氰菊酯乳油对节肢动物群落都产生了一定的负面影响;红蚁净处理区的聚类分析结果表明:药剂改变了节肢动物群落的特点,即可以迅速降低红火蚁种群的数量,但对其他节肢动物也造成了不同程度的负面影响,红蚁净60 g/巢比30g/巢表现更为明显,但随着药剂残留量的不断降低,节肢动物群落开始恢复;施用正舒35 g/巢和茚虫威5 g/巢处理区的聚类分析结果表明,药剂对红火蚁种群的控制作用显著,并且对群落中的其他物种相对安全,施用后对节肢动物群落影响较小;但正舒50 g/巢则对节肢动物群落有一定的负面影响。
4 化学药剂防治红火蚁在草坪上的残留
动态测定了不同药剂防治草坪上的红火蚁种群后,药剂在土壤和草样中的残留动态。结果表明4.5%高效氯氰菊酯乳油2000倍液和1000倍液在土壤中的原始沉积量分别是1.903 mg/kg和1.348 mg/kg,草坪草上的沉积量为7.806 mg/kg和5.278 mg/kg。在土壤中的半衰期为6.31 d,在草样中的半衰期为4.86 d。0.096%锐劲特(“红蚁净”粉剂)30 g/巢和60g/巢在土壤中的原始沉积量分别是0.073 mg/kg和0.125 mg/kg,草坪草上的沉积量为0.1 35 mg/kg和0.222 mg/kg;在土壤中的半衰期为5.57 d,在草样中的半衰期为2.96 d。0.015%多杀菌素(“正舒"饵剂)施用的2个剂量,均未检测出土壤中有多杀菌素的残留。残留测定结果表明高效氯氰菊酯乳油和“红蚁净”粉剂在施用后,一段时间内会在草坪上有残留,从而导致对草坪上的非靶标节肢动物造成伤害,而施用正舒饵剂则不会对节肢动物群落产生较大的影响。通过药剂对皮氏大头蚁和黑头酸臭蚁2种土著蚂蚁的毒力测定,表明施用高效氯氰菊酯乳油和“红蚁净”粉剂对这2种蚂蚁都会造成杀伤,并且持续时间较长,而“正舒"饵剂则对这2种土著蚂蚁的触杀作用很低。
5 化学药剂防治红火蚁后荒草地上节肢动物群落的恢复作用
在荒草地红火蚁发生区,施用了“红蚁净"粉剂、“一扫清"饵剂(0.5%硫氟磺酰胺)、“伏蚁腙"饵剂(0.1%伏蚁腙)和“南天红火蚁克星"饵剂(0.02%多杀菌素)防治红火蚁的3个月后,对该区节肢动物群落的动态进行了1年的监测调查(2006.11~2007.10)。结果表明:在调查的前6个月,经过化学药剂防治的处理区红火蚁种群数量显著低于对照区。在防治区节肢动物群落的物种数S、多样性指数H’及丰富度指数R和均匀度指数J均大于对照区;对照区优势度指数D和集中度指数C均大于药剂处理区;说明在防治区的节肢动物群落得以逐渐恢复,群落的多样性已趋于丰富,结构趋于稳定。而未防治的对照区由于红火蚁在种群数量上占据绝对优势,所以表现出较大的优势集中度,从而导致群落单一化和结构不稳定。但在随后的6个月(2007.5~10),由于对照区的红火蚁种群不断向周围的处理区扩散,处理区内残余的红火蚁种群不断繁殖,处理区的红火蚁种群数量与对照区的差异不显著,将对照区与处理区的7个群落指数相比较,变化趋势相一致。
聚类分析结果得到施用4种药剂后,药剂处理区与对照区之间的群落结构特点都存在一定差异。“南天红火蚁克星"饵剂和“红蚁净"粉剂2种药剂处理区的节肢动物群落特点较为相似,并且与对照区差异最为明显,可能原因是2种药剂对红火蚁种群的控制效果最为明显,红火蚁种群数量基数最小;“伏蚁腙”和“一扫清"处理区的节肢动物群落特点相似。上述结果说明通过防治降低红火蚁种群数量后,防治区的节肢动物群落发生了相应的变化,朝着良性方向发展,呈现出与对照区不同的特点。