某些杀虫剂对捕食性昆虫Orius niger卵的致死与亚致死效应
作者:Isse Hassan Ali 和 Utku Yükselbaba
《Insects》:Lethal and Sublethal Effects of Selected Insecticides on the Eggs of the Predatory Bug Orius niger
Isse Hassan Ali and
Utku Yükselbaba
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时间:2026年03月23日
来源:Insects 2.9
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**简单总结**
Orius niger 是一种重要的有益捕食者,用于控制农业系统中的昆虫害虫。然而,用于防治害虫的化学杀虫剂也可能对这种捕食者造成伤害。在这项研究中,我们评估了六种常用杀虫剂对 Orius niger 卵阶段的影响。研究发现,acrinactrin 和 sp
**简单总结**
Orius niger 是一种重要的有益捕食者,用于控制农业系统中的昆虫害虫。然而,用于防治害虫的化学杀虫剂也可能对这种捕食者造成伤害。在这项研究中,我们评估了六种常用杀虫剂对 Orius niger 卵阶段的影响。研究发现,acrinactrin 和 spinosad 对卵的存活率和后期发育有显著的负面影响,因此不适合在存在这种捕食者的环境中使用。相比之下,pyriproxyfen、flupyradifurone、chlorantraniliprole 和 spiromesifen 的有害影响较小,与 Orius niger 的兼容性更好。这些结果为选择可以安全地与生物控制结合使用的杀虫剂提供了有用的信息。
**摘要**
杀虫剂与生物控制剂的兼容性是综合害虫管理(IPM)的关键组成部分。本研究在实验室条件下评估了 acrinactrin、chlorantraniliprole、flupyradifurone、pyriproxyfen、spinosad 和 spiromesifen 对 Orius niger (Wollf) (半翅目:Anthocoridae) 卵阶段的致死和亚致死效应。通过年龄-阶段、两性生命表分析了卵的孵化率、幼虫存活率、繁殖性能和种群参数。acrinactrin 处理组的卵孵化率最低(51%),而 pyriproxyfen 处理组的孵化率最高(93%)。幼虫存活率从 0% 到 80% 不等,acrinactrin 导致完全死亡,而 spinosad 使幼虫存活率显著降低;spiromesifen 处理组的幼虫存活率和种群增长最高。acrinactrin、chlorantraniliprole、flupyradifurone、pyriproxyfen 和 spiromesifen 的内在增长率(r, day?1)分别为 0.00、0.05、0.05、0.08、0.004 和 0.06,繁殖力(F, eggs female?1)分别为 0、15.20、15.83、42.32、10.37 和 21.85。根据国际生物防治组织(IOBC)的分类,acrinactrin 对 Orius niger 卵有害,spinosad 有中等危害,其余杀虫剂对 Orius niger 卵有轻微危害。pyriproxyfen 和 spiromesifen 与 IPM 计划的兼容性最好。由于 chlorantraniliprole 对繁殖参数的影响,使用时应谨慎;而 spinosad 和 acrinactrin 应避免用于 Orius niger 卵。
**1. 引言**
生物控制,即利用天敌来抑制害虫种群,是全球综合害虫管理(IPM)策略的基石 [1]。在这些天敌中,属于“Orius”属(半翅目:Anthocoridae)的广食性捕食者(通常称为微小海盗虫)在农业生态系统中起着至关重要的作用 [2,3,4]。这些捕食者对多种小型软体节肢动物害虫(包括蓟马、红蜘蛛、蚜虫和鳞翅目昆虫的卵)非常有效 [4,5]。Orius niger (Wollf) (半翅目:Anthocoridae) 是原产于古北地区并广泛分布的关键物种,在开放田地和保护性栽培系统(如蔬菜、观赏植物和果园)中在自然害虫控制中发挥着重要作用 [6]。IPM 计划的成功依赖于多种控制策略的战略性和互补性使用,化学控制通常在害虫爆发期间仍必不可少。然而,杀虫剂对有益节肢动物(包括捕食者和寄生蜂)的非目标效应对 IPM 系统的稳定性和韧性构成重大威胁 [7,8]。广谱传统杀虫剂可能导致天敌种群的严重直接死亡(致死效应),但更隐蔽的是,它们还可能引起一系列亚致死效应 [9],包括繁殖力和生育力下降、发育受阻以及捕食能力减弱,最终可能破坏生物控制服务并导致次生害虫爆发 [10,11]。为应对这些挑战,农业行业越来越多地转向更新、更具选择性的杀虫剂类别,包括丁烯内酯类(如 flupyradifurone)、斯皮诺菌素类(如 spinosad)、昆虫生长调节剂(IGRs)(如 pyriproxyfen)、二酰胺类(如 chlorantraniliprole)和四酮酸衍生物(如 spiromesifen)[12,13]。这些活性成分因其对有益昆虫的毒性较低而被认为更符合 IPM 的要求,因为它们通常针对的是在自然敌中不如害虫物种普遍或关键的特定生理途径 [14,15]。虽然这些新化学物质对有益昆虫成虫和若虫阶段的致死效应已有一定研究,但它们对卵阶段的影响——这一脆弱且常被忽视的生命阶段——仍严重不足 [16]。卵阶段是不动的,无法避免接触植物表面的农药残留 [17]。接触可以通过直接接触喷雾沉积物或通过受污染的亲本经卵传递发生,可能导致卵杀灭效应或在后期发育中表现出潜伏的亚致死后果 [18,19]。因此,评估对卵的影响对于任何杀虫剂的全面和现实的风险评估至关重要 [20,21,22]。
本研究旨在确定六种现代活性成分——flupyradifurone、spinosad、pyriproxyfen、chlorantraniliprole、spiromesifen 和 acrinathrin——对捕食者 Orius niger 卵阶段的致死和亚致死效应。本研究通过评估致死和亚致死效应(包括卵孵化率、幼虫存活率、发育时间和生命表参数)来提供全面的毒理学概况。研究结果将为选择与生物控制策略兼容的杀虫剂提供关键数据,从而支持农业生产系统的可持续性。
**2. 材料与方法**
2.1. 杀虫剂
本研究使用的杀虫剂包括 pyriproxyfen(Admiral? 10 EC,100 g/L,住友化学,东京,日本)、spinosad(Laser? SC,480 g/L,科迪华农业科学,瑞士韦尔索瓦)、spiromesifen(Oberon? SC,240 g/L,拜耳作物科学,德国勒沃库森)、acrinathrin(Rufast? EW,75 g/L,FMC 公司,丹麦哈博雷)、flupyradifurone(Sivanto? SL,200 g/L,拜耳作物科学,德国勒沃库森)和 chlorantraniliprole(Altacor? WG,35%,FMC 公司,美国费城),这些杀虫剂常用于防治 Bemisia tabaci、Frankliniella occidentalis 和 Tuta absoluta 等主要害虫(表 1)。
表 1. 杀虫剂及其根据 IRAC 分类的作用方式。
2.2. 昆虫种群和植物材料
Orius niger 个体从安塔利亚采集,并根据雄性形态进行鉴定 [23]。随后在受控条件下(26 ± 1 °C,60 ± 10% 相对湿度,16:8 光照:黑暗)的塑料容器中饲养至少三代,每两天提供 Ephestia kuehniella 卵作为食物 [24]。新鲜辣椒果实作为产卵基质,每两天更换一次。含有卵的果实被转移到单独的容器中发育,容器内放置餐巾纸以减少同类相食。实验中使用的豇豆(Vigna unguiculata)植物在相同的受控条件下(无杀虫剂处理)在泥炭-珍珠岩基质中栽培。
2.3. 杀虫剂生物测定
实验使用放置在塑料 Petri 盘(直径 3.5 cm)中的豇豆叶片进行。每个盘倒入约 3 mL 1.5% 的琼脂,并让其固化 2–3 分钟以防止蒸发。将切至相同直径的豇豆叶片背面朝上放在琼脂上。从库存培养物中根据产卵器形态鉴定出一只雄性和一只雌性 Orius niger,转移到每个叶片上进行产卵。24 小时后,在立体显微镜下检查叶片,并用笔标记产卵的位置和时间。该生物测定方案改编自先前的研究 [25],并进行了修改,包括使用豇豆叶片进行产卵。含有 Orius niger 卵的叶片分别浸入每种活性成分推荐的田间剂量杀虫剂溶液 100 mL 中 10 秒,以及蒸馏水中作为对照。每种杀虫剂至少使用 10 个独立的叶片盘(重复实验),每个盘至少含有 7–8 个卵。通过将总卵数除以未孵化的卵数来确定杀虫剂对 Orius niger 卵的致死效应。
2.4. Orius niger 的生物学参数评估
用杀虫剂溶液处理的叶片盘在受控条件下(26 ± 1 °C 温度,60 ± 10% 相对湿度,16:8 光照:黑暗周期)保存。每隔 12 小时在立体显微镜下检查标记的卵,并记录每个卵的孵化日期和时间。孵化期通过从产卵日期减去孵化日期计算得出,孵化率通过从总卵数减去未孵化卵数计算得出。8 天内未孵化的卵被视为受影响。根据孵化的卵数评估后续的生物学参数 [25]。新孵化的若虫立即转移到新的无杀虫剂叶片盘上,每个盘一个若虫。然后提供充足的 E. kuehniella 卵,用塑料薄膜密封 Petri 盘。为了保证通风同时防止昆虫逃逸,用细针在塑料膜上打小孔。每隔 12 小时检查叶片盘,并通过蜕皮痕迹确定若虫的龄期转变。分别监测每个若虫龄期的发育时间和存活率直至成虫。第一个若虫龄期的发育时间是从卵孵化到第一次蜕皮的时间间隔,后续龄期的发育时间是从一次蜕皮到下一次蜕皮的时间间隔。总发育时间是从卵到成虫出现的时间。整个实验过程中每 2–3 天更换一次叶片盘。记录死亡发生的若虫龄期。通过从孵化的若虫数中减去死亡若虫数来计算特定龄期的若虫存活率。根据达到成虫的个体数量相对于孵化的卵数确定总体若虫存活率。记录从若虫阶段发展到成虫阶段的个体总数,并通过检查其产卵器确定其性别。还记录了雄性和雌性的数量。将成虫转移到含有 E. kuehniella 卵的叶片盘上,每个叶片盘一个雌性和一个雄性,并每 12 小时检查一次。APOP(成虫产卵前期)是指成虫出现到第一次产卵的时间间隔,而 TPOP(总产卵前期)是从卵阶段到第一次产卵的总时间,包括发育期和成虫产卵前期。记录从成虫出现到死亡的时间以分别确定雌性和雄性个体的寿命。实验中使用的豇豆叶片盘每 2–3 天更换一次。
2.5. 数据和生命表分析
使用 TWOSEX-MSChart 程序(v. 10.1.2024)[26] 中实现的年龄-阶段、两性生命表方法分析生命表数据及相关生物学参数。分析了 Orius niger 的生物学参数,包括年龄-阶段特异性存活率(sxj,表示新生个体存活到年龄 x 和阶段 j 的概率;年龄-特异性存活率(lx)和年龄-特异性繁殖力(mx);预期寿命(exj),表示年龄 x 和阶段 j 个体的平均剩余寿命;以及年龄-阶段特异性繁殖值(vxj),表示年龄 x 和阶段 j 个体对后代的贡献 [26]。此外,还使用 TWOSEX-MSChart 程序分析了生命周期参数,如内在增长率(r)、净繁殖率(R0)、平均世代时间(T)、有限增长率(λ)和种群倍增时间(DT),并使用配对 Bootstrap 检验方法(m = 1,000,000)分析了不同杀虫剂对 Orius niger 这些参数的差异 [26,27]。使用单因素方差分析(ANOVA)分析了不同杀虫剂处理对 Orius niger 卵孵化和发育参数的影响。当检测到显著差异时,应用Duncan多重范围检验(p ≤ 0.05)来分离均值。根据公式(1)和(2)[26]计算了特定年龄阶段的存活率(lx)和特定年龄阶段的繁殖力(mx):
?????=??∑˙??=1??????? (1)
????=∑????=1??????????????∑????=1??????? (2)
特定年龄阶段的预期寿命(exj)使用公式(3)[27]计算:
????????=∑∞??=??∑????=????′????? (3)
繁殖值(vxj)假设s′ = 1,使用公式(4)[28]计算:
???????=??Γ?(??+1)????????∑∞??=????????(??+1)?∑????=????????????????? (4)
内在增长率(r)根据公式(5)[29]计算:
??=∑∞??=0??????(??+1)??????????=1 (5)
净繁殖率(R0)根据公式(6)[30]计算:
R0 = Σ lxmx (6)
有限增长率(λ)根据公式(7)[29]计算:
λ = ey (7)
平均世代时间(T)根据公式(8)[31]计算:
T = LnR0/r (8)
2.6. 毒性分类标准
杀虫剂根据IOBC工作组“杀虫剂与有益生物”(https://iobc-wprs.org/,访问日期2025年9月14日)制定的标准进行分类。处理组中观察到的死亡率使用Abbott公式[32]进行了校正。每种杀虫剂的总体效应(E)综合考虑了致死效应和亚致死效应,按照公式[33]计算:
???(%)=100?(100?????)×??±??
其中Mc表示最终校正后的死亡率,ER表示对产卵的影响,计算公式为????? =????/????,????和????分别为处理组和对照组的平均产卵数。根据E值将杀虫剂分为IOBC毒性等级:1级(无害),E < 30%;2级(轻微有害),30% ≤ E < 80%;3级(中度有害),80% ≤ E < 99%;4级(有害),E ≥ 99% [33]。
3. 结果
3.1. 杀虫剂对Orius niger卵的致死效应
杀虫剂对O. niger卵的致死效应见表2。由于孵化失败导致的卵死亡率为:acrinathrin为49%,pyriproxyfen为7%,flupyradifurone、spiromesifen和spinosad分别为17%、18%和19%,而对照组仅为4%。对照组与acrinathrin、flupyradifurone、spinosad和spiromesifen处理组之间存在显著差异。相比之下,chlorantraniliprole和pyriproxyfen处理组与对照组之间没有显著差异(表2)。
3.2. Orius niger的生物参数
杀虫剂处理后O. niger的生物参数见表2。对照组的平均孵化时间为4.17天。acrinathrin处理的孵化时间最长,为4.30天,而flupyradifurone和pyriproxyfen的孵化时间最短,为3.90天。chlorantraniliprole和spiromesifen处理的平均孵化时间也为4.1天,spinosad为4.0天。与对照组相比,chlorantraniliprole和spiromesifen没有显著差异,而acrinathrin与其他所有处理组有显著差异。flupyradifurone、spiromesifen、chlorantraniliprole、spinosad和pyriproxyfen处理的若虫发育总时间分别为11.8天、12.3天、13.7天、13天和12.6天,对照组为12.6天。chlorantraniliprole处理的发育时间最长(13.7天),与对照组和其他所有杀虫剂有显著差异。相比之下,flupyradifurone的发育时间最短(11.8天),也与对照组和其他处理组有显著差异。pyriproxyfen、spiromesifen和spinosad处理的若虫发育时间与对照组没有显著差异。acrinathrin处理组中没有个体达到成虫期(表2)。flupyradifurone、spiromesifen、chlorantraniliprole、spinosad和pyriproxyfen处理的若虫存活率分别为65%、80%、75%、28%和61%,对照组为82%。对照组存活率最高,不同杀虫剂处理组之间存活率有所不同,spinosad处理组的存活率最低,spiromesifen处理组的存活率最高。由于没有个体达到成虫期,因此未确定acrinathrin组的存活率。chlorantraniliprole和spiromesifen处理的存活率与对照组没有显著差异,而flupyradifurone和pyriproxyfen的处理组存活率显著降低(表2)。spinosad处理组与其他所有处理组和对照组有显著差异。对照组和spinosad处理组的成虫产卵前期(APOP)分别为7.0天,flupyradifurone、spiromesifen、chlorantraniliprole、spinosad和pyriproxyfen分别为6.84天、6.92天、10.6天、7.7天和5.84天,其中chlorantraniliprole的APOP最高,与其他所有杀虫剂处理组没有显著差异。相比之下,flupyradifurone、spiromesifen、chlorantraniliprole、spinosad和pyriproxyfen的总产卵前期(TPOP)分别为22.8天、23.2天、28.5天、24.2天、22.13天,对照组为23.5天。chlorantraniliprole组的TPOP最高(28.5天),与其他所有处理组和对照组有显著差异。其他处理组之间的TPOP值没有显著差异。雌性寿命分别为flupyradifurone、spiromesifen、chlorantraniliprole、spinosad和pyriproxyfen的16.7天、25.2天、21.7天、14.6天、15.8天,其中spinosad的寿命最低(14.6天),spiromesifen的寿命最高(25.2天)。对照组的雌性平均寿命为19.6天,与杀虫剂处理组之间没有显著差异;然而,spiromesifen处理的雌性寿命与flupyradifurone、pyriproxyfen和spinosad处理组有显著差异,但与chlorantraniliprole处理组没有差异。雄性寿命分别为flupyradifurone、spiromesifen、chlorantraniliprole、spinosad和pyriproxyfen的10.19天、15.2天、17.1天、10.4天,对照组为14天,所有处理组与对照组之间没有显著差异。繁殖率(每组中产卵的雌性数量除以总雌性数量)分别为flupyradifurone、spiromesifen、chlorantraniliprole、spinosad和pyriproxyfen的38%、35%、35%、38%、76%,对照组为64%。虽然pyriproxyfen与对照组和其他所有处理组有显著差异,但所有处理组之间的差异不显著。
3.3. 生命表分析
使用TWOSEX-MSChart程序分别计算了每种活性成分处理后O. niger在卵阶段的种群参数,该程序在种群参数估计中考虑了雌雄两性[26]。每种处理的内在增长率(r)、有限增长率(λ)、净繁殖率(R0)、平均世代时间(T)、繁殖力(F)和种群倍增时间(DT)见表3。表3显示了杀虫剂处理后O. niger的生命表参数。对照组和pyriproxyfen处理的种群增长参数最高,而spiromesifen处理导致适度下降。flupyradifurone和chlorantraniliprole通过降低r、R0和F并延长T显著抑制了种群增长。由于完全死亡,未获得acrinathrin的估计值。
图1显示了暴露于chlorantraniliprole、pyriproxyfen、flupyradifurone、spinosad、spiromesifen和对照处理的O. niger的特定年龄阶段存活率(lx)和繁殖力(mx)曲线。在所有处理组中,卵孵化后第4至5天开始出现死亡。随着chlorantraniliprole、pyriproxyfen、flupyradifurone和spiromesifen的处理,存活率逐渐下降,而spinosad的处理下降更为迅速。spiromesifen处理的存活期最长(长达72天),对照组为63天,而其他杀虫剂处理的存活期较早结束。flupyradifurone处理的产卵开始时间为第14天,chlorantraniliprole为第22天,pyriproxyfen为第18天,spinosad为第19天,spiromesifen为第15天,对照组为第16天。繁殖高峰出现在第26至46天之间,spinosad处理的繁殖高峰最早,flupyradifurone处理的繁殖高峰最晚。总体而言,杀虫剂处理改变了与对照组相比的存活和繁殖模式的时间和强度(图1)。
图2显示了杀虫剂处理后O. niger的特定年龄阶段预期寿命(exj)。新出现的个体的预期寿命分别为chlorantraniliprole的27.04天,pyriproxyfen的20.26天,flupyradifurone的18.35天,spinosad的9.44天,spiromesifen的25.84天。对照组的预期寿命为27.46天。最大预期寿命出现在卵阶段(第1天),分别为chlorantraniliprole的29.02天,pyriproxyfen的21.26天,flupyradifurone的23.22天,spinosad的22.50天,spiromesifen的30.77天,对照组为25.85天。
所有处理组的特定年龄阶段和性别存活率(sxj)显示,在第三至第五若虫期,未成熟阶段的死亡率最为明显。在chlorantraniliprole和pyriproxyfen处理下,卵期和早期若虫期的存活率相对较高,但在第四若虫期显著下降。chlorantraniliprole处理的雌性和雄性成虫存活率相似(32%),而在pyriproxyfen处理中,雌性和雄性的成虫存活率分别为29%和32%。flupyradifurone从早期发育阶段开始逐渐降低存活率,第三若虫期的死亡率最高,雌性和雄性的成虫存活率分别为24%和25%。相比之下,spinosad在所有发育阶段的存活率最低,特别是在早期若虫期,导致成虫存活率显著降低(雌性为9%,雄性为14%)。spiromesifen和对照组在整个发育阶段的存活率相对较高,尽管在第四和第五若虫期死亡率增加。spiromesifen处理的成虫存活率为雌性32%,雄性30%,对照组为雌性38%,雄性31%。
在特定年龄阶段的繁殖值(vxj)中,chlorantraniliprole在处理第27天的繁殖值最高(12.63),pyriproxyfen分别为第21天、31天和32天(25),flupyradifurone为第21天(11.33),spinosad为第17天(10.70)。在spiromesifen处理中,成虫期的繁殖值高峰出现在第24天(11.34)和第29天(11.27)。对照组在第23天的vxj最高,为16。
3.4. 毒性分类
根据第2.6节描述的公式和IOBC标准,使用总体效应(E)计算了测试杀虫剂对O. niger卵的毒性分类,结果总结在表4中。acrinactrin表现出最高的毒性,被归类为有害(4级)。spinosad被归类为中度有害(3级)。相比之下,flupyradifurone、spiromesifen、pyriproxyfen和chlorantraniliprole被归类为2级,对O. niger卵有轻微危害(表4)。
4. 讨论
属于Anthocoridae科的物种被认为是生物控制计划中的重要媒介[34]。Orius物种被广泛且有效地用于控制蓟马,特别是在保护性栽培系统中[35]。Orius niger是一种多食性物种,在西古北地区广泛分布[35]。在综合害虫管理(IPM)计划中,杀虫剂与天敌之间的兼容性是有效害虫管理的关键因素[36,37]。评估杀虫剂对生命表参数的影响被认为是评估致死效应和亚致死效应的最全面方法之一[37,38]。生命表研究,包括对人口参数的评估,提供了关于杀虫剂对天敌影响的宝贵信息,并支持将其整合到IPM计划中[7]。本研究调查了杀虫剂对O. niger卵阶段的致死效应以及对生命表参数的亚致死效应。对照组、acrinactrin、chlorantraniliprole、flupyradifurone、pyriproxyfen和spinosad处理的卵孵化率分别为96%、51%、91%、93%、83%、81%和82%。虽然flupyradifurone、spinosad和spinosad表现出杀卵活性并降低了卵孵化率,但acrinactrin对O. niger的卵孵化有明显的抑制作用。相比之下,chlorantraniliprole和pyriproxyfen对卵孵化没有不良影响。与我们的发现一致,当spinosad应用于Orius majusculus卵时,报告的卵孵化率为72%,表明与对照组相比有所降低[39]。吡虫啉、瑞纳克西吡和吡虫啉对Orius insidiosus卵的毒性并未表现出杀卵活性[25]。相比之下,阿维菌素、盐酸卡巴硫磷、螺虫酯+吡虫啉和氟苯达胺被报道在不同程度上具有杀卵效果[25]。吡虫啉、瑞纳克西吡和吡虫啉缺乏杀卵活性可能是由于它们的分子量较高,这限制了它们进入卵内的能力,从而阻止了杀卵效果[25]。另一方面,也有研究表明,阿维菌素、螺虫酯+吡虫啉和氟苯达胺导致O. insidiosus卵活力下降可能是由于它们的辛醇-水分配系数(log Kow)值较高[25]。在本研究中,大多数活性成分对卵的孵化期没有显著影响,表明对胚胎发育的干扰有限。然而,阿克瑞克特林表现出负面影响,表明其具有比其他测试化合物更高的杀卵或胚胎毒性潜力。与对照组相比,氯氰菊酯和螺虫酯没有改变卵的孵化期,而氟吡啶呋喃、吡虫啉和斯皮诺萨德则观察到了较短的孵化期。氯氰菊酯和螺虫酯处理后卵孵化期没有变化可能是由于它们的作用机制不同。氯氰菊酯主要作用于肌肉钙通道,而螺虫酯影响脂质生物合成,这两种途径在早期胚胎发生期间相对不活跃。相比之下,氟吡啶呋喃、吡虫啉和斯皮诺萨德导致卵孵化期缩短可能是由于神经毒性或内分泌介导的应激反应,可能加速了胚胎发育。同样,阿维菌素和螺虫酯+吡虫啉也影响了O. insidiosus的卵孵化期,但其他活性成分没有影响[25]。对照组、阿克瑞克特林、氯氰菊酯、氟吡啶呋喃、吡虫啉和斯皮诺萨德的若虫存活率分别为82%、0%、75%、65%、61%和80%。氟吡啶呋喃、吡虫啉和斯皮诺萨德对若虫存活有亚致死效应,而在阿克瑞克特林处理中没有任何若虫达到成虫阶段。氯氰菊酯和螺虫酯的存活率与对照组相当,表明没有亚致死效应。阿克瑞克特林和斯皮诺萨德导致的若虫存活率显著降低可能是由于它们的神经毒性作用机制,分别破坏了钠通道功能和烟碱/GABA能神经传递。相比之下,吡虫啉通过内分泌介导的蜕皮过程干扰导致存活率降低,而氟吡啶呋喃通过其对烟碱乙酰胆碱受体的作用引起中等程度的死亡率。相反,氯氰菊酯和螺虫酯的存活率与对照组相当,表明它们具有更高的生理选择性和与Orius spp.的兼容性,可能是由于受体敏感性较低或对若虫发育期间关键代谢途径的影响较小。与我们的发现一致,O. strigicollis成虫对氟吡啶呋喃的急性毒性非常敏感,而未成熟阶段表现出显著的亚致死和发育效应[40]。尽管吡虫啉对O. insidiosus若虫存活没有显著亚致死效应[25],但本研究中观察到的存活率降低可能反映了物种差异、幼虫激素敏感性的物种特异性差异、暴露浓度或时间的差异以及发育阶段的敏感性差异。由于吡虫啉作为幼虫激素类似物,即使是微小的内分泌调节差异也可能导致密切相关的Orius物种之间发育结果的差异。氯氰菊酯通过延长总若虫发育时间表现出亚致死效应,而氟吡啶呋喃处理后若虫发育期最短。与其他活性物质相比,对照组没有观察到对总若虫发育时间的不良影响。吡虫啉的效果与[25]中的结果一致,未检测到对若虫发育时间的显著影响。在本研究中,大多数活性成分对卵的孵化期没有显著影响,表明对胚胎发育的干扰有限。然而,阿克瑞克特林表现出强烈的杀卵潜力,而氟吡啶呋喃、吡虫啉和斯皮诺萨德导致卵孵化期缩短,可能是由于神经毒性或内分泌介导的应激反应。氯氰菊酯和螺虫酯没有改变卵的孵化期,这与它们分别作用于肌肉钙通道和脂质生物合成的作用机制一致,这些途径在早期胚胎发生期间相对不活跃。若虫存活率反映了这些模式:阿克瑞克特林和斯皮诺萨德这两种神经活性化合物导致高死亡率,吡虫啉通过内分泌干扰降低存活率,氟吡啶呋喃通过烟碱乙酰胆碱受体活性引起中等程度的死亡率,而氯氰菊酯和螺虫酯表现出最小的亚致死效应,表明具有生理选择性。将这些发现与IRAC分类联系起来强调了应用的相关性,因为在选择和轮换杀虫剂时考虑作用机制有助于最小化对有益捕食者的意外影响,并支持综合害虫管理策略。
在对照组、氯氰菊酯、氟吡啶呋喃、吡虫啉和斯皮诺萨德的生物测定后,雌性的寿命分别为19.6天、21.7天、16.7天、15.8天和25.2天。氟吡啶呋喃、吡虫啉和斯皮诺萨德处理下的雌性寿命最短;然而,这些减少与对照组相比没有统计学显著性,因此不表明对雌性寿命有亚致死效应。产卵雌性的比例分别为35%、38%、38%和35%,而对照组(64%)和吡虫啉(76%)处理下的比例较高。氯氰菊酯、氟吡啶呋喃和斯皮诺萨德处理中观察到的产卵雌性比例降低可能反映了影响摄食、能量分配、钙信号传导或脂质代谢的亚致死生理压力。相比之下,吡虫啉处理中较高的产卵率可能是由于其作为幼虫激素类似物的作用,在亚致死浓度下可能刺激卵巢发育和生殖活动。根据毒性分类,氯氰菊酯、氟吡啶呋喃、吡虫啉和斯皮诺萨德被归类为轻微有害,斯皮诺萨德为中等有害,阿克瑞克特林为有害。生命表分析显示,对照组、吡虫啉和斯皮诺萨德处理的净繁殖率(R0)没有显著差异。同样,对照组、吡虫啉和斯皮诺萨德的繁殖力值分别为30.28、42.32和21.85,之间没有显著差异。对照组、吡虫啉和斯皮诺萨德处理之间的R0相似性表明这些化合物没有显著损害生存或繁殖输出。相比之下,其他杀虫剂可能通过影响生存、发育和年龄特异性繁殖力来降低种群增长,从而降低整体种群表现。然而,氯氰菊酯处理下的R0显著低于这些处理和对照组,导致繁殖力值(15.20)显著降低。值得注意的是,氟吡啶呋喃和斯皮诺萨德产生的R0和F值显著降低,表明对种群参数有明显影响。由于没有个体达到成虫阶段,无法计算阿克瑞克特林的生命表参数。尽管氯氰菊酯没有影响卵孵化率、卵孵化期或若虫存活率,但其亚致死效应通过延长总若虫发育时间和减少产卵雌性比例表现出来,最终导致繁殖力下降。
结论:当综合考虑杀虫剂对卵孵化的致死效应及其对发育和种群参数的亚致死效应时,吡虫啉和斯皮诺萨德对O. niger只有有限的负面影响。虽然氯氰菊酯对卵孵化和若虫阶段的负面影响最小,但其对繁殖参数的影响低于对照组,因此应谨慎使用。总体而言,吡虫啉和斯皮诺萨德可以推荐用于针对O. niger卵阶段的IPM策略。氯氰菊酯也可能与O. niger兼容;然而,应考虑其对繁殖参数的影响。尽管氟吡啶呋喃被归类为对O. niger卵轻微有害,但其对卵孵化的致死效应和对生物参数的亚致死效应表明,在实施O. niger生物控制的地区应谨慎使用。相反,不建议在涉及O. niger的生物控制计划中将斯皮诺萨德和阿克瑞克特林用于卵阶段。进一步研究这些活性物质对O. niger若虫阶段的致死和亚致死效应将有助于优化与生物控制计划兼容的化学控制策略。
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