三种注册除草剂亚致死剂量对羽芒蓟马生物防治效果的抑制作用研究

本研究通过评估三种注册除草剂（Picloram、Metsulfuron methyl和Fluroxypyr/triclopyr）的亚致死剂量对入侵植物羽芒蓟马（Campuloclinium macrocephalum）及其天敌昆虫Liothrips tractabilis的间接影响，发现尽管除草剂未直接杀伤天敌，但通过引起寄主植物顶端茎秆萎蔫（主要取食和产卵位点），显著降低了L. tractabilis的种群丰度。研究结论不支持将亚致死剂量除草剂与生物防治整合使用，为入侵植物综合治理策略提供了关键实验依据。

　　

摘要

羽芒蓟马（Campuloclinium macrocephalum）是南非多年生入侵植物，其生物防治天敌Liothrips tractabilis自2013年释放后控害效果有限。本研究旨在探究三种注册除草剂（Picloram、Metsulfuron methyl和Fluroxypyr/triclopyr）的亚致死剂量对C. macrocephalum营养生长的抑制作用及其对L. tractabilis的间接影响。通过8周室内试验发现，Picloram、Metsulfuron methyl和Fluroxypyr/triclopyr的亚致死剂量分别为推荐剂量的20%、20%和30%。除草剂处理导致植物叶片和茎秆萎蔫（第3–4周显现），并随浓度升高显著减少单株茎秆数量。亚致死剂量虽未直接杀伤天敌，但通过破坏L. tractabilis偏好的顶端茎秆（取食和产卵位点），间接降低其种群丰度。线性回归分析显示，天敌成虫数量与寄主植物茎秆数呈正相关（R² = 0.8885）。研究表明，亚致死剂量除草剂与L. tractabilis的兼容性差，不推荐作为整合治理策略。

引言

经典生物防治（Classical biological control）是管理入侵植物的可持续手段，但单一控害效果常不足，需结合除草剂等辅助措施。针对羽芒蓟马，南非已释放两种天敌：茎秆变形蓟马L. tractabilis（2013年）和花部取食蛾Cochylis campuloclinium（2022年），另有锈菌Puccinia eupatorii偶然传入。然而，现有天敌仅造成中度损害（种子产量减少<50%），且田间效果不稳定。注册除草剂如Metsulfuron methyl（600 g a.i. kg^?1）、Picloram（240 g a.i. L^?1）和Fluroxypyr/triclopyr（320/160 g a.i. L^?1）虽能抑制杂草，但连年使用可能导致抗药性。亚致死剂量（Sub-lethal dose）理论上可抑制杂草生长而不完全杀死植物，为生物防治天敌保留生存资源，但其对天敌的间接影响需系统评估。

方法与材料

试验植物C. macrocephalum种子来自Rietvlei自然保护区，在威特沃特斯兰德大学温室培育。选择生长一致盆栽苗（高约30 cm），每株接种10头L. tractabilis成虫，7天后喷洒除草剂。每种除草剂设6个浓度梯度（5%–50%推荐剂量），以水处理为对照，每处理8株植物，置于可控环境昆虫饲养室（光照12 h/天，温度28 ± 2°C/24 ± 2°C）。每周记录植物株高、叶片数、新茎数、开花茎数及天敌成虫和若虫数量。亚致死剂量定义为：植物生长指标（株高、茎叶数等）降低不超过50%，且天敌数量保持在对照50%以上。

结果

除草剂对株高的影响

所有除草剂处理组株高均低于对照，高浓度组（30%–50%剂量）从第3–4周起生长受阻。Picloram 20%剂量植株后期高度显著低于低剂量组（p < 0.01），Metsulfuron methyl和Fluroxypyr/triclopyr呈现类似趋势。

叶片数与茎秆发育

对照植株叶片数8周内从14片增至68片，而高浓度除草剂处理（如Fluroxypyr/triclopyr 50%剂量）叶片数降至4片。茎秆数量随除草剂浓度升高而减少，Picloram 10%剂量以下与对照无显著差异，但20%以上剂量显著抑制新茎形成。

开花抑制

高浓度除草剂（如Picloram 40%–50%剂量）完全抑制开花，低剂量组开花茎数显著少于对照。Fluroxypyr/triclopyr 30%剂量以下植株仍能开花，但花茎数减少。

对天敌种群的影响

对照植株上L. tractabilis成虫数量从10头增至53头，若虫达73头。随着除草剂剂量升高，成虫和若虫数量显著下降，如Metsulfuron methyl 20%剂量组天敌数量已低于对照50%。相关分析表明，天敌丰度与寄主茎秆数呈强正相关。

讨论

亚致死剂量除草剂虽未直接毒杀L. tractabilis，但通过诱导植物顶端茎秆萎蔫，间接削弱天敌的取食和产卵位点，导致其种群衰退。这与水葫芦防治中除草剂与象甲（Neochetina spp.）的成功整合案例形成对比，后者因天敌利用不同植物部位而兼容。本研究强调，除草剂与生物防治的整合需考虑天敌生态位特异性。对于羽芒蓟马治理，建议在天敌未定殖区使用致死剂量除草剂，而在定殖区强化天敌释放。未来需开展田间试验验证该策略的可行性。