溴氰菊酯、氰戊菊酯和氯氰菊酯的亚致死毒性对Diuraphis noxia(Mordvilko ex Kurdjumov)(半翅目:蚜科)影响的比较评估
《Crop Protection》:Comparative Assessment of the Influence of Sublethal Toxicity of Deltamethrin, Cypermethrin, and Chlorantraniliprole on
Diuraphis noxia (Mordvilko ex Kurdjumov) (Hemiptera: Aphididae)
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时间:2026年02月17日
来源:Crop Protection 2.5
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该研究通过亚致死浓度评估 deltamethrin、cypermethrin 和 chlorantraniliprole 对 Diuraphis noxia 的种群动态影响,发现所有药剂均延长若虫发育期、缩短成虫寿命并降低繁殖率,其中 deltamethrin 的抑制效应最显著。
该研究系统评估了三类常用于小麦生产的合成杀虫剂——高效氯氟氰菊酯(deltamethrin)、氯氟氰菊酯(cypermethrin)和氯虫苯甲酰胺(chlorantraniliprole)——对禾本科麦蚜(Diuraphis noxia)亚致死效应的影响机制及人口学后果。研究团队通过构建实验室控制环境,采用年龄-阶段-两性生命表分析法,重点考察了亚致死浓度(LC30-LC50)对蚜虫种群核心参数的影响。
研究首先确定三种杀虫剂的急性毒性参数,结果显示氯氟氰菊酯(LC50=2.808 μL/L)的急性毒性最强,氯虫苯甲酰胺次之(LC50=3.245 μL/L),而高效氯氟氰菊酯的急性毒性相对较弱(LC50=4.896 μL/L)。值得注意的是,这种急性毒性梯度并未完全对应亚致死效应的强度差异。实验发现,即便在亚致死浓度范围内,所有测试药剂仍能显著改变蚜虫的生命周期特征。
在发育阶段方面,所有处理组均表现出幼虫期延长现象。相较于对照组(14.45天),暴露于亚致死浓度的蚜虫群体平均世代周期延长至21.75天。这种发育延迟不仅直接影响单只雌虫的繁殖窗口期,更通过累积效应显著抑制种群再生能力。生存率分析显示,成虫存活率在亚致死浓度下平均下降约37%,且不同药剂对成虫寿命的缩短程度存在差异,其中高效氯氟氰菊酯的成年期存活率最低(仅维持约20天)。
繁殖参数的变化更为显著。对照组每只雌虫平均产卵量达60.74枚,在最高亚致死浓度(LC50)下,三种药剂的产卵量分别下降至18.65、23.12和29.43枚。值得注意的是,氯虫苯甲酰胺在亚致死浓度下仍能维持较高产卵量,但通过延长幼虫发育期间接限制了种群增长。这种剂量依赖性的生殖抑制效应提示,即使未达到急性中毒阈值,常规田间施用浓度仍可能对蚜虫种群结构产生颠覆性影响。
生命表动力学分析揭示了更复杂的生态效应。研究团队通过计算关键种群参数发现,所有药剂处理组的内禀增长率(r值)均显著低于对照组(从0.284降至0.099-0.159),而净生殖率(R0)从60.74骤降至8.58-19.34。这种双重抑制机制(发育延迟+繁殖抑制)导致种群更替周期从14.45天延长至21.75天,人口学敏感度分析显示,蚜虫对发育阶段的干扰更为敏感。
研究特别指出,高效氯氟氰菊酯展现出最强的亚致死效应,其r值下降幅度达65%,且成虫存活率仅为对照组的1/3。这种显著的人口学抑制效应可能源于该药剂对钠通道的强效阻断作用,进而影响能量代谢和生殖调控机制。相比之下,氯虫苯甲酰胺虽然急性毒性较低,但通过干扰钙离子信号传导,仍能导致约48%的繁殖能力下降。
在生态风险评估方面,研究强调亚致死效应的复合作用。实验显示,单因素如产卵量下降可能被其他因素(如存活率提高)部分抵消,但多维度的参数抑制(发育、存活、繁殖)共同作用时,种群增长势能将产生非线性叠加效应。这种复合抑制机制使得亚致死浓度暴露成为控制蚜虫种群的关键阈值,超过该浓度范围即可能引发种群崩溃。
研究还发现药剂作用存在性别差异。雌虫在亚致死暴露下表现出更显著的繁殖抑制,其产卵率下降幅度(约69%)远超雄虫(约43%)。这种性别特异性响应可能与蚜虫的孤雌生殖特性相关,雌虫的生殖能力直接决定种群更替速度。此外,药剂暴露对幼虫 survivorship的影响呈现浓度依赖性曲线,LC30处理组幼虫存活率较对照组下降12%,而LC50处理组存活率骤降至不足40%。
在管理策略启示方面,研究提出"亚致死阈值"概念,强调常规田间施用浓度可能长期处于该阈值附近。建议采用动态施药模型,结合环境监测数据调整施药时机和剂量,避免持续亚致死暴露导致的抗性进化。同时,研究推荐将氯虫苯甲酰胺作为轮换药剂优先使用,因其亚致死效应的持续时间相对较短(约7天),而高效氯氟氰菊酯的长期抑制效应可能加速抗性基因频率的积累。
该研究为理解化学防治的长期生态效应提供了新视角,特别揭示了多代累积暴露可能引发的种群崩溃风险。其方法论创新在于采用连续24小时暴露实验,避免传统短期测试无法反映的亚致死效应持续作用机制。研究数据为制定基于生命表参数的IPM策略提供了量化依据,建议将r值和R0作为关键评估指标,取代传统的单一死亡率标准。这些发现对优化抗性管理、平衡化学防治与生态安全具有重要指导价值。
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