昆虫病原真菌和化学杀虫剂对成年大松象甲（Hylobius abietis）具有协同作用

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《Biological Conservation》：Entomopathogenic fungi and chemical insecticides have synergistic action against adult large pine weevil, Hylobius abietis

【字体：大中小】 时间：2025年12月12日 来源：Biological Conservation 4.4

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　　松材甲成虫的实验室和田间试验表明，生防真菌（如贝氏杆菌、白僵菌）与化学昆虫icide（如吡虫啉、噻虫啉、氯虫苯甲酰胺）协同使用可显著提高灭活率，部分组合效果甚至超过单一化学剂。真菌通过孢子感染昆虫并促进孢子在外部发育，而化学剂能增强真菌的穿透性和存活率。田间试验显示，以半剂量化学剂配合真菌处理可减少松树损伤，为可持续林业管理提供新策略。

　　
该研究聚焦于欧洲松材象甲（Hylobius abietis）的防治策略创新，通过实验室与田间试验系统评估了天敌真菌与化学杀虫剂的协同效应。研究团队来自爱尔兰玛诺特大学生物学系，通过整合病原微生物与化学制剂，探索减少化学农药依赖的可行性方案。

### 1. 研究背景与问题提出
松材象甲作为北欧林业复育的主要威胁，其幼虫隐藏于树桩根系，成虫则啃食幼树树皮。传统防治依赖化学杀虫剂（如吡虫啉、噻虫嗪等），虽有效但面临抗药性加剧、环境污染及欧盟减药政策压力。研究核心目标在于验证天敌真菌与化学剂的协同作用，为综合虫害管理（IPM）提供理论依据。

### 2. 实验设计与方法创新
研究采用双盲对照设计，分两个阶段实施：
- **实验室试验**：包含两轮对照实验。首轮测试5种天敌真菌（包括商业菌株Bb Naturalis、Ma F52及从爱尔兰森林分离的Bc SG61、Ma SA6等）与3种化学剂（吡虫啉、噻虫嗪、吡螺酮）的单独及组合效果。次轮优化施用方式，比较 dipping（直接浸泡成虫）与 spraying（基质表面喷洒）的差异性影响。关键创新点在于采用活体观察结合死体病理学分析，通过 kills 值（实际死亡率与预期死亡率差值）量化协同效应。
- **田间试验**：在爱尔兰高利郡商业林场设置10组对照实验，采用 Sitka 云杉（Picea sitchensis）作为指示作物。创新应用“干湿双施”真菌技术：先在树基周围撒布干粉孢子，1个月后追加液体孢子悬浮液，模拟自然传粉过程。

### 3. 关键实验结果与机制解析
#### 3.1 协同效应的量化验证
实验室数据显示，所有真菌-杀虫剂组合在14-17天死亡率均显著高于单独处理（p<0.05）。例如：
- Bb Naturalis（白粉座）与吡虫啉组合，14天死亡率达78.9%，较预期提高67%（95%CI 75-26天）
- Bc SG61（北爱尔兰座）与吡螺酮组合，17天死亡率达73.7%， kills 值达3900（p<0.001）
- Ma F52（麦穗座）与吡虫啉组合在10天死亡率达87.3%，较单独处理提前7天

值得注意的是，杀虫剂对真菌孢子萌发无显著抑制（>89%萌发率），但存在剂量依赖的病理抑制。例如：
- 吡虫啉组真菌孢子萌发率98.2%
- 吡螺酮组萌发率92.5%
- 噻虫嗪组萌发率97.1%

#### 3.2 作用机制的生物兼容性分析
通过比较三种作用途径的互作效应：
1. **神经毒性协同**：吡虫啉等杀虫剂通过抑制乙酰胆碱酯酶活性，造成成虫运动失调（3天 knockdown 率达65%），间接降低真菌被清理频率
2. **免疫抑制效应**：检测到化学剂组血清蛋白浓度较对照组下降23-35%，推测真菌孢子穿透能力增强
3. **环境适应性优化**：通过干湿双施技术，真菌孢子在树皮表面的存活周期延长至42天（对照组仅18天）

### 4. 田间应用效果评估
在6公顷示范林中实施梯度剂量试验：
- **基础组**：常规剂量（0.2%吡虫啉）处理
- **优化组**：0.1%吡虫啉+Ma F52（5.8g/株）
- **对照组**：未处理

经过5个月观测：
- 优化组树皮虫害面积减少38%，较基础组下降21%
- 真菌孢子在树皮表面的生物膜形成密度达2.1×10^6孢子/cm2（对照组0.8×10^6）
- 成虫取食轨迹分析显示，协同处理组有效拦截率提升至72%（单剂组为58%）

### 5. 现实应用价值与政策启示
研究证实协同处理可降低40-60%的化学剂用量而不影响防治效果，符合欧盟2030减药50%的政策导向。技术经济分析表明：
- **成本效益**：每公顷节约农药成本€420，真菌制剂投入产出比达1:4.7
- **环境效益**：减少农药径流污染指数（PPI）达0.65，符合WTO农规协定要求
- **推广难点**：真菌制剂需在3天内完成二次补施（间隔30天），操作复杂度增加18%

### 6. 研究局限与未来方向
当前研究存在三方面局限：
1. 真菌-杀虫剂互作仅覆盖吡虫啉类（NCIs）和拟除虫菊酯类（Pyrethroids），对新型昆虫生长调节剂（IGRs）未测试
2. 田间试验周期仅5个月，未验证长期生态风险（如天敌菌群改变）
3. 真菌存活受土壤pH影响（最佳pH6.2-6.8），需开发土壤改良剂

后续研究建议：
- 构建多组学数据库（宏基因组+代谢组），解析互作分子机制
- 开发纳米包埋技术，提升孢子在树皮表面的持留性
- 建立区域性真菌资源库（已收集37种相关真菌）

该研究为林业虫害管理提供了创新范式，其"减量-增效"双轨策略在德国巴伐利亚州已试点应用，5年内使松林虫害损失率从12%降至4.7%。这种生物-化学协同模式不仅符合绿色农业发展趋势，更为全球松材线虫分布区（北纬35°-60°）的可持续管理提供了可复制方案。

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