入侵红火蚁防治之处理组合与量化推算

入侵红火蚁防治之处理组合与量化推算
吕斯文黄德昌
行政院农业委员会动植物防疫检疫局
入侵红火蚁(Red imported fire ant,学名Solenopsis invicta Buren)为社会性昆虫,族群分工严密,蚁群包括有蚁后、雌蚁、雄蚁、职蚁(工蚁与兵蚁,系不孕性雌蚁)、蛹、幼虫、卵等个体,而以蚁后为族群中心,专司繁衍之责以维持族群数量及物种延续。

火蚁蚁后为有效快速繁殖的有机体,新交尾蚁后除初次产卵外,其后生命史中每日可生产数百粒至数千粒卵,寿命维持6-7年,因此可于交尾后数月内即建立成熟蚁巢,以多蚁后型态言,一个成熟蚁巢之个体数目可达10至50万只,数量惊人。

红火蚁活动范围极广,其辐射状的觅食蚁道可距离蚁巢本体达数十公尺至一百公尺远。而为达繁衍扩张及寻觅适宜栖地等目的,红火蚁尚可借下列自然方式扩散蔓延:

分巢(budding):新蚁后由一庞大的成熟蚁巢中分出,由部分职蚁保护并搬运幼虫至邻近新地点筑巢。
地面迁移(ground movement):火蚁群因寻觅适宜栖地可经常进行地面搬迁,一日内即可于数十公尺外另筑新巢。
蚁筏(ant raft):遇到洪水泛滥时,火蚁个体可有组织地聚结成拒水性蚁筏浮于水面,漂流至干燥的适宜地点。
交尾飞行(swarming):由成熟蚁巢中产生具繁殖能力的有翅型雌蚁与雄蚁,于空中交尾后飞行降落至新筑巢点,其飞行距离约3公里,在顺风情况下可达19公里。
除上述自然散播(natural spread)方式外,入侵红火蚁尚可依附于土壤、稻草、盆栽植物及栽培介质、田间废弃物、景观与营建材料、与土壤接触之机具设备等高风险物品,经人为移动(hitchhiking movement)而散播。

红火蚁防治观念
常用的作物害虫防治法对防治入侵红火蚁效果有限,原因如下:

●传统的表面农药喷布方式仅造成部份觅食蚁群死亡,深藏地底的蚁后仍可于数日至数周内回复蚁群数量,因此,防治的重点在于蚁后。

●初期蚁巢(incipient nest)不易察觉,成熟蚁巢未必产生蚁丘,防治标的无法完全掌握,因此,采饵剂撒布方式处理较适宜。

●蚁后之食物来源受到分食作用(tropholaxis)的层层保护,因此,饵剂的成分与配方必须精确控制。

●饵剂的施用必须配合火蚁的觅食行为,撒布需把握适当时机。

●多蚁后型蚁群可于单位面积内大量发生,例如高密度发生区每公顷可产生400个蚁巢,倘在处理过程中未能将这些蚁巢全数灭除,则残余蚁群仍可快速分巢,于一定时间后再度严重发生。
防治计画的量化计算量化的数据通常有利于管理者对全盘状况的掌握。假设某地区为入侵红火蚁的中度发生区,发生面积为500公顷,每公顷之蚁巢数为100个,每蚁巢之族群数目为10万只。在完全不考虑红火蚁繁殖与自然或人为散播的前提下,相关计算如下:

●防治蚁巢数为50,000巢,火蚁数量为5,000,000,000只。

●依据美澳等国研究,目前最有效的药剂防治法防治率为80%~90%,倘以80%计算(澳洲扑灭计画的计算基准),则经第一次药剂处理后之剩余蚁巢数为10,000巢,经第二至五次施用后之存活巢数则分别为2,000、400、80、16个巢。
●倘以理论值计算,五次施用后之防治率,依次为80%、96%、99.2%、99.84及99.968%。
实际上,生物是会持续繁殖与蔓延的,而受全世界注目的澳洲火蚁扑灭计画,于2001至2004年的三年内共计于处理区域内全面撒布饵剂9次,配合其完善严格的移动管制与社区协助计画,目前之防除率已达99.4%,现在碰到的最大问题在于如何在广大的区域中监测到剩余的低密度蚁群。
防治用药与施用要领为学习美澳等国防治入侵红火蚁之新观念与技术,行政院农业委员会动植物防疫检疫局(防检局)于本(93)年11月上旬邀请美国德州农工大学Bart Drees教授、南卡罗莱那州Clemson大学Tim Davis先生及澳洲红火蚁防治中心Keith McCubbin主任等三人来台参加红火蚁防治研讨会。依据该等专家表示,目前在全球已有超过150种药剂被许可用于防治红火蚁,倘能依各发生场所特性,选择适当防治药剂与处理方式并正确施用(如图示1至5),即可获得有效的防治成果。
目前国际间主要药剂防治法有三类:个别蚁丘处理(IMT)、饵剂(baits)处理、粒剂(granules)撒布处理,其优缺点略述如下:
个别蚁丘处理此类药剂适合直接处理蚁丘,在美国使用产品包括殴杀松、毕芬宁、赛洛宁、加保利或赛扶宁等,而防检局推荐的接触型杀虫剂则包括百灭宁、赛灭宁、第灭宁、芬化利、安丹、加保利等六种。这些药剂的剂型有粉剂、可湿性粉剂、可溶性粉剂、乳剂、粒剂。施用粉剂时依推荐用量均匀撒布在蚁丘上及其周围,爬过的火蚁会附着粉剂,而将杀蚁剂运入蚁丘内;可湿性粉剂、乳剂可先加水适当稀释后,用于浇灌蚁丘,也可以先撒布于蚁丘上再充分浇水;施用粒剂时,先将粒剂撒布在蚁丘上及其周围,而后于每蚁丘均匀洒上2-8公升的水。这些处理对单一蚁丘十分有效,有效灭除率大于98%,但遗憾的是,这种处理方式对没有处理到的蚁丘完全无效,而在大多数的情况下,即使是由专家处理也会疏漏掉许多蚁丘,因此IMT只适用于小面积内逐一处理少数蚁巢,不适用于大面积普遍发生的状况。

饵剂处理火蚁饵剂包括两种类群:毒性物质与昆虫生长调节剂(IGR),饵剂施用后通常可达到80%至90%的防治效果。毒性物质之活性成分(active ingredient)可直接毒杀蚂蚁及蚁后,常见成分有爱美松、赐诺杀、芬普尼、因得克等,施用后防治效果较快显现(约4至6星期) ,有效期为3至5月。昆虫生长调节剂的主要活性成分有美赐平、芬诺克、百利普芬等,其作用机制为扰乱火蚁的发育生理,包括抑制幼蚁正常发育或让蚁后不会产卵或产下无效卵等,因此其作用较为迟缓(12至25星期),但抑制蚁群密度的有效时间较长(6至12个月)。

饵剂有多项优点:(1)价格不算昂贵;(2)作用机制为火蚁觅食的分食行为,所以撒布后亦可防治难以察觉的蚁丘;(3)饵剂类药剂的毒性较小,对环境与生态危害较低;(4)调制时可将毒性物质与昆虫生长调节剂混合,例如爱美松为速效性毒性物质,可迅速毒杀蚁群,而美赐平为防治有效期较长的IGR药剂,其作用为影响蚁后产卵及其孵化,可持续抑制工蚁的产生,因此,两者经各取半量混合后,兼具速效性与长效的优点,此种”料斗拌合” (hopper blend)组合(Amdro”Pro plus Extinguish”)已获美国联邦政府注册为牧场红火蚁防治用药,而于非农业用地则有Extinguish Plus(含美赐平及爱美松)预混饵剂。

粒剂撒布处理
撒布处理用的粒剂主要有0.0143%芬普尼粒剂(商品名TopChoice)及0.2%毕芬宁粒剂(商品名Talstar),这类产品具备以下优点:(1)在处理后12至18个月内防治效果将近100%;(2)无须考虑觅食行为,任何时节均可施用;(3)可于小面积内有效防治;(4)防治效果十分稳定等。当然这类药剂也有数项缺点,包括:(1)售价相当昂贵(每公顷约一~二万元);(2)边缘与界面地带不易处理;(3)粒剂须加水活化等。
对于儿童游乐场及医院等火蚁零容忍场所,撒布上述粒剂为适当的选择。此外,这类昂贵药剂的高有效性,亦可用于保护重要电器设备,例如机场跑道灯、空调机与变压器等,以避免遭红火蚁破坏。另种苗为散播红火蚁的重要媒介,而苗圃经济价值高,且经常洒水灌溉,也极适合选用上述粒剂撒布防除红火蚁。
处理组合
在了解各种火蚁防治用药的有效成分、用量、使用方式、防治率、速效性、持续性、价格等特点后,便可根据各场所的防治需求来选择药剂并配合适当处理组合(treatment combination)进行防治。兹将数种常见的处理组合略述如下:

德州二阶段防治法
本防治法是目前最被广泛运用的处理组合,第一阶段系于火蚁觅食时段撒布饵剂,施用后7至10天再以触杀型药剂处理危险性的个别蚁丘。由于第二阶段IMT处理极为费工且仅能处理目视能察觉的蚁丘,因此,此法仅适用于小面积的农地、庭园等场所的防治。

连续饵剂施用法
本法为澳洲火蚁扑灭计画所采行的主要方法。澳洲因地广人稀,而红火蚁在许多干燥地区并不产生蚁丘,因此无法于数万公顷的火蚁发生区内逐一以IMT个别处理,于是采用一年施用饵剂三次,连续三年共九次的处理方式。连续撒布饵剂防治法,除适用于中大面积的发生区域外,由于饵剂所含的活性成分较低,也适用于水源区或住家庭园等敏感地区的红火蚁防治。

Clemson二阶段防治法
本法乃先于防治区内界定出红火蚁零容忍区或低度容忍区(如医院、儿童游乐场、重要电器设施、植栽草皮生产苗圃等),再于这些重点地区施以昂贵的粒剂撒布处理,其余周边地区则于火蚁觅食期间进行撒布一般饵剂。本法可节省粒剂施用成本,同时兼顾全区抑制与重点扑灭。

族群抑制与单点扑灭
在了解防治入侵红火蚁的防治药剂与处理组合特性,同时也具备量化观念后,就可据以订定防治目标、拟定计画与推动执行。
基于科学观点,目前台湾在桃园县、台北县与嘉义县等地区,因为火蚁发生面积已达相当规模,短时间内设定的目标应为尽速全面降低族群数量(population suppression)。而考量人力动员的困难,当前防治处理上可选择于发生区内全面撒布饵剂,再于重点地区辅以撒布粒剂与IMT处理。
依据数学式推算,为能达成95﹪的防除目标,如以每次80%的饵剂防治率计算,需进行2次全面饵剂撒布处理方能达成;倘防治率为70%,则需3次处理;如防治率为60%,则需4次。而为及早达成设定目标,必须加强相关研究,深入了解火蚁觅食行为、有效掌握饵剂施用时机并做好高风险物品移动管制等工作,以提升饵剂处理的防治效果。
当决策单位将防治目标设定为”扑灭”时,计算情况比较复杂,因为所谓的扑灭系指火蚁族群100%的灭绝,而澳洲在经过三年九次的饵剂施用后,目前的火蚁防除率仍仅为99.4%,所余0.6%因地广人稀,很难完全找到这些低密度蚁巢再以IMT或撒布型粒剂有效处理。因此澳洲火蚁扑灭计画最后能否完全成功仍在未定之天,或许仍有待澳洲本土性蚂蚁群于最后时刻补上临门一脚。
目前我国嘉义地区因红火蚁仅发生于水上、中埔两乡,邻近区域并未发现,符合单点扑灭(spot eradication)的要件,因此防检局已整合各试验改良场所及大学的资源,并与嘉义县政府合作,集合两乡农会所组成的农民防治队,经施药技术解说及训练后,同步展开全面防除作业,希望早日予以控制,以遏阻其向南部地区扩散。

结论
入侵红火蚁自去年年底于桃园发现首例后,迄今已有一年时间,虽然初期因相关资讯不足且国内并无相关研究支援,防治工作起步较晚,惟其后蒙各界关切,中央相关部会及地方政府开始重视问题,机关分工合作机制已经建立,相信在依据红火蚁之生物、生理、生态特性,参酌美澳防治经验,制定有系统之各项管理防治措施后,进一步整合各方资源并鼓励全民参与,全力推动执行,将可望于短期内显现防治效果,并逐步迈向全面防除的目标。
志谢
The authors especially thank Dr. Kelly M. Loftin, Division of Agriculture, University of Arkansas, for his generous assistance in providing important illustration diagrams in the article.

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