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油基白僵菌制剂对森林害虫的靶向与非靶向效应研究:一种可持续生物防治新策略
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月25日 来源:Journal of Pest Science 4.3
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本研究针对土耳其森林中危害严重的云杉叶蜂(Pristiphora abietina)和松树舟蛾(Thaumetopoea wilkinsoni),开发了基于本地白僵菌(Beauveria bassiana)菌株Pa-4的油基制剂Pa4-OD。实验室条件下,1×108 spores/mL浓度处理14天后对两种害虫幼虫的致死率分别达95.5%和98.6%,田间试验对T. wilkinsoni三周后死亡率达89.9%。研究同时评估了对天敌昆虫(如捕食性甲虫Calosoma sycophanta)和高加索蜜蜂(Apis mellifera caucasica)的安全性,证实该制剂在有效控制害虫的同时对有益昆虫影响极小,为减少化学杀虫剂依赖、实现可持续森林管理提供了新方案。
森林生态系统正面临前所未有的害虫威胁。在土耳其,云杉叶蜂(Pristiphora abietina)和松树舟蛾(Thaumetopoea wilkinsoni)这两种害虫每年造成巨大的经济损失。云杉叶蜂幼虫疯狂啃食嫩枝导致针叶脱落、树木畸形,使云杉林变得脆弱易受次生害虫侵袭;而松树舟蛾不仅造成松树针叶严重损失,其幼虫体表的刺激性毛发还会引发人和动物的过敏反应。传统化学防治虽有一定效果,但存在环境污染、危害非靶标生物等问题,亟需开发更环保的替代方案。
在这样的背景下,来自特拉布宗大学等机构的研究团队将目光投向了昆虫病原真菌——这类真菌在自然界中本就是昆虫的天敌,能特异性感染害虫而不危害其他生物。研究团队从当地森林害虫中分离获得一株高毒力的白僵菌(Beauveria bassiana)Pa-4菌株,创新性地将其开发为油基制剂Pa4-OD,并系统评估了其对目标害虫的防治效果及对有益昆虫的安全性。这项重要研究成果发表在《Journal of Pest Science》上。
研究人员采用了多项关键技术:通过液体发酵大规模生产芽生孢子;采用喷雾干燥技术制备孢子粉末;以葵花籽油为基础开发油基制剂;建立标准化的实验室和田间生物测定方法;使用概率分析(Probit analysis)计算致死浓度(LC50);通过Kaplan-Meier生存分析评估对非靶标昆虫的影响。所有实验均设置商业产品Nostalgist-BL作为阳性对照,并包含空白制剂和Tween 80对照组。
研究结果部分,"Development of the mycoinsecticide Pa-OD"显示,制备的油基制剂孢子浓度达3.7×1010 spores/mL,活力超过95%。"Effects of Pa4-OD on pests under conditions"部分证实,1×108 spores/mL浓度处理14天后,对P. abietina和T. wilkinsoni幼虫的校正死亡率分别达95.5%和98.6%,显著高于商业对照产品。
"Dose-response experiments"通过剂量效应分析得出,Pa4-OD对P. abietina和T. wilkinsoni的半数致死浓度(LC50)分别为2.6×103和7.9×105 spores/mL。最高浓度(1×109 spores/mL)处理可导致100%死亡率。
"Field experiment on Thaumetopoea wilkinsoni"展示了田间试验结果:三周后,1×109 spores/mL处理组的死亡率达89.9%,且90-99%死亡幼虫出现真菌病征,LC50为1.2×102 blastospores mL-1,显示其田间效果优于实验室条件。
"Effects of Pa4-OD on non-target beneficial insects"系统评估了安全性:对三种天敌昆虫(C. sycophanta、R. grandis和T. formicarius)几乎无影响,最高剂量下死亡率<20%且极少出现真菌病征;对高加索蜜蜂(A. mellifera caucasica)的影响呈剂量依赖性,1×109 spores/mL处理10天后死亡率达76.6%,但仅21%尸体出现真菌生长,而推荐使用剂量(1×108 spores/mL)影响不显著。
这项研究具有多重重要意义:首次开发出针对土耳其两种主要森林害虫的高效生物农药;油基制剂显著提升了真菌孢子的环境适应性和杀虫效率;详实的安全性评估为综合害虫治理(IPM)策略提供了科学依据。特别值得注意的是,Pa4-OD对生态系统中重要的天敌昆虫几乎无害,这对维持森林生态平衡至关重要。研究也存在一定局限,如未考察长期环境行为、制剂储存稳定性等,这些将是未来研究的重点方向。
从应用前景看,这种基于本地菌株开发的制剂更适应当地环境条件,相比化学农药能显著减少环境污染,且不易诱发害虫抗药性。随着全球对可持续林业管理的重视,此类靶向性强、环境友好的生物防治产品必将发挥越来越重要的作用。该研究不仅为土耳其森林保护提供了即时解决方案,也为其他地区开发类似产品提供了可借鉴的技术路线。
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