《Journal of Hazardous Materials》:Differential chemical hazards of common insecticides to Eupelmidae parasitoids: An ecological risk assessment for integrated pest management in forest ecosystems
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本研究针对森林害虫综合治理(IPM)中化学杀虫剂对优势天敌旋小蜂科寄生蜂的生态风险问题,通过评估5种常用杀虫剂(β-氯氰菊酯、阿维菌素、吡虫啉、苦参碱、灭幼脲)对4种重要寄生蜂(日本跳小蜂、梅岭跳小蜂、白附迈金小蜂、柞蚕迈金小蜂)的致死/亚致死效应,发现β-氯氰菊酯对迈金小蜂属具有高风险(HQ>1),而苦参碱和灭幼脲对所有测试蜂种安全。研究为筛选杀虫剂耐受型天敌和优化生态安全型IPM策略提供了科学依据。
森林和果树种植业正面临日益严重的害虫威胁,中国森林中已报道近5000种害虫,果树害虫超过1000种。主要林业害虫包括松毛虫属和美国白蛾,重要果树害虫包括茶翅蝽和荔枝蝽等。在这些生态系统中,旋小蜂科的跳小蜂属(Anastatus)和迈金小蜂属(Mesocomys)作为卵寄生蜂,在生物防治中发挥着关键作用。然而,化学杀虫剂的广泛使用对这些有益天敌构成了潜在威胁,即使环境实际浓度的农药也可能对有益昆虫产生广泛的亚致死效应,影响其生存、行为和生物防治服务。
为评估常用杀虫剂对关键寄生蜂的安全性,贵州大学绿色农药全国重点实验室的研究团队在《Journal of Hazardous Materials》上发表研究,系统评估了五种常用杀虫剂(β-氯氰菊酯、阿维菌素、吡虫啉、苦参碱、氯苯脲)对四种重要旋小蜂科寄生蜂(日本跳小蜂Anastatus japonicus、梅岭跳小蜂A. meilingensis、白附迈金小蜂Mesocomys albitarsis、柞蚕迈金小蜂M. trabalae)的毒理学效应。
研究采用接触毒性生物测定法评估致死效应,通过风险商数(Hazard Quotient, HQ)进行生态风险分析,并检测杀虫剂对寄生蜂繁殖能力(寄生量、羽化率、雌性比)的影响。此外,通过半田间笼罩实验模拟真实暴露场景,评估四种寄生蜂在复杂环境中的生存和寄生表现。
3.1 四种寄生蜂暴露于五种杀虫剂的生存情况
生存曲线分析显示,β-氯氰菊酯对两种迈金小蜂属寄生蜂表现出极高毒性,72小时内导致100%死亡率,而两种跳小蜂属寄生蜂表现出显著更高的耐受性。梅岭跳小蜂在所有处理中均无显著生存差异,表现出最强的化学胁迫耐受性。
3.2 对寄生蜂成虫的毒性
风险商数(HQ)分析证实,β-氯氰菊酯对迈金小蜂属具有高风险(HQ>1),而对跳小蜂属风险较低(HQ<1)。阿维菌素、吡虫啉、苦参碱和灭幼脲对所有测试蜂种均为低风险(HQ<1)。
3.3 杀虫剂对寄生蜂繁殖能力的影响
β-氯氰菊酯暴露显著降低了日本跳小蜂和梅岭跳小蜂的寄生量,而迈金小蜂属因完全死亡无法获得繁殖数据。苦参碱和灭幼脲对所有测试蜂种的繁殖参数影响最小。值得注意的是,梅岭跳小蜂在除β-氯氰菊酯外的处理中保持了相对稳定的繁殖性能。
3.4 寄生蜂对拟除虫菊酯类杀虫剂的敏感性
进一步测试显示,梅岭跳小蜂对多种拟除虫菊酯杀虫剂(高效氯氰菊酯、联苯菊酯、溴氰菊酯、高效氟氯氰菊酯)均表现出较高耐受性(生存率>70%),而两种迈金小蜂生存率均低于50%,表明其对化学胁迫因子的敏感性具有属级特异性。
3.5 笼罩实验中寄生蜂的生存和寄生情况
半田间实验证实了实验室结果的趋势,β-氯氰菊酯对四种寄生蜂的生存和寄生能力均产生显著负面影响。在复杂环境条件下,跳小蜂属表现出比迈金小蜂属更好的适应性,特别是在苦参碱和灭幼脲处理中,跳小蜂属的寄生量甚至高于对照组。
研究结论表明,β-氯氰菊酯与寄生蜂为主的生物防治措施兼容性差,而苦参碱和灭幼脲等选择性杀虫剂对测试寄生蜂相对安全,可作为IPM项目的优先选择。跳小蜂属特别是梅岭跳小蜂表现出更高的杀虫剂耐受性,适合作为杀虫剂处理环境中的生物防治候选者。
本研究首次系统揭示了旋小蜂科内不同属级分类单元对常用杀虫剂的敏感性差异,为森林害虫综合治理中化学防治与生物防治的协同优化提供了重要科学依据。研究强调,在IPM策略制定中需充分考虑杀虫剂对非靶标天敌的生态风险,通过选择选择性杀虫剂和耐受型天敌,实现害虫持续控制与生态安全的平衡。这些发现对推动林业和果树产业的可持续发展具有重要实践价值,也为全球生物多样性保护目标提供了技术支持。