杀虫剂对咖啡潜叶蝇重要寄生蜂 Closterocerus coffeellae (Ihering) (Hymenoptera: Eulophidae) 的致死、亚致死及跨代影响

《Science of The Total Environment》：Lethal, sublethal, and transgenerational effects of insecticides on Closterocerus coffeellae (Ihering) (Hymenoptera: Eulophidae), an important parasitoid of coffee leaf miner

　　

在病虫害综合治理 (IPM) 中，针对咖啡潜叶蝇 Leucoptera coffeella 整合化学与生物防治，需要评估杀虫剂对关键寄生蜂 Closterocerus coffeellae 的影响。本研究通过摄入、触杀和残留接触途径，评估了毒死蜱、异恶唑啉、乙虫腈和氯虫苯甲酰胺对 C. coffeellae 雌虫的致死影响，以及氯虫苯甲酰胺对该寄生蜂的亚致死和跨代影响。田间采集的成虫暴露于最大标签推荐剂量。毒死蜱、异恶唑啉和乙虫腈在所有途径中均引起高急性死亡率，被归类为有害。相反，氯虫苯甲酰胺属于无害。在评估氯虫苯甲酰胺对寄生蜂亚致死影响的生物测定中，该杀虫剂显著损害了寄生行为。通过摄入暴露于氯虫苯甲酰胺的雌虫表现出寄生模式改变，包括搜索事件、搜索时间、寄生率和产卵尝试减少。残留接触暴露导致搜索时间和产卵尝试减少。摄入暴露降低了行走速度和距离。通过摄入暴露的雌虫其第一代 (F1) 表现出跨代影响，蛹期延长，而性比、卵孵化+幼虫期持续时间以及第一代存活率未受影响。研究结果表明，由于在所有暴露途径中具有高急性致死性，毒死蜱、乙虫腈和异恶唑啉与 C. coffeellae 不兼容。尽管氯虫苯甲酰胺被归类为“无害”，但该化合物改变了寄生和运动行为，并延长了第一代雌虫的蛹期，这些影响在咖啡潜叶蝇的寄生蜂中从未被报道过。这些发现对咖啡种植户构成了紧急警告：当前的做法可能导致寄生蜂种群数量下降。扭转这一趋势需要向优先考虑选择性、与寄生蜂兼容的分子的可持续做法转变，这是咖啡农业生态系统长期可持续性的关键一步。

咖啡潜叶蝇是巴西咖啡生产的关键害虫，其幼虫取食光合组织导致严重减产。尽管内寄生蜂 Closterocerus coffeellae 是其重要的自然天敌，但在害虫暴发时，种植者常使用广谱杀虫剂（如新烟碱类、有机磷酸酯类等）进行防治。这些化学物质的叶面喷施不可避免地使非靶标寄生蜂暴露于其中，不仅可能引发寄生蜂急性死亡，还会导致亚致死和跨代效应，从而削弱生物防治的生态系统服务。然而，目前针对常用杀虫剂在摄入、喷雾直接接触和残留接触等不同途径下对 C. coffeellae 影响的研究仍存在空白。为解决这一问题，研究人员探究了毒死蜱、乙虫腈、异恶唑啉 和氯虫苯甲酰胺 的致死、亚致死及跨代效应，发现前三者对寄生蜂具有高致死性，而氯虫苯甲酰胺虽被归为“无害”，却引发了行为和发育上的不利影响。该研究强调种植者需转向使用选择性杀虫剂，这对咖啡农业生态系统的可持续性至关重要。这项研究成果已发表在《Science of The Total Environment》。

在技术方法上，研究人员从巴西巴伊亚州 Barra do Cho?a 市未施用杀虫剂的商业咖啡种植园采集带有潜叶蝇虫道的叶片样本以获取寄生蜂蛹。研究在实验室控制环境下，采用 Potter 喷雾塔精确施药。通过摄入、触杀 topical application 和残留接触三种方式，测定四种杀虫剂在最大标签推荐剂量下的致死率。对于致死率低于20%的氯虫苯甲酰胺，进一步通过观察并使用 Video Track Analysis 软件测量寄生行为和行走活动等参数以评估亚致死效应；同时监测亲代 (F0) 暴露后第一代 (F1) 的发育历期、性比及存活率，评估跨代效应。数据采用广义线性模型 (GLM) 和 Kaplan–Meier 存活分析进行统计。

致死效应：
通过三种暴露途径的生物测定研究表明，毒死蜱、异恶唑啉和乙虫腈对 C. coffeellae 雌虫表现出极高的急性致死性，在 48 小时内导致 100% 死亡率，被国际生物防治组织 (IOBC) 归类为有害级别。相反，氯虫苯甲酰胺的致死率极低，尤其在摄入途径下死亡率低于 10%，被归为无害级别，但其致死率受暴露途径和时间影响，在残留接触途径下 72 小时死亡率达 42.5%。

亚致死效应：
评估发现，尽管氯虫苯甲酰胺急性毒性低，但显著改变了寄生蜂的寄生和运动行为，且效应随暴露途径而异。摄入暴露显著减少了搜索事件、搜索时间、寄生率和产卵尝试，并降低了行走速度和距离；残留接触主要缩短搜索时间并减少产卵尝试；触杀途径则未对行为造成显著影响。

跨代效应（第一代）：
通过摄入途径暴露的雌蜂，其第一代 (F1) 后代表现出明显的跨代影响，蛹期显著延长。而第一代的性比、卵孵化与幼虫期的总持续时间以及生存曲线均未受显著影响。

讨论部分总结指出，毒死蜱、乙虫腈和异恶唑啉作为神经毒性杀虫剂，因具有高脂溶性，易穿透寄生蜂表皮到达血淋巴引发快速死亡，在田间使用将不可避免地导致天敌种群被彻底消灭，与生物防治完全不兼容。氯虫苯甲酰胺在摄入时低毒，可能是由于寄生蜂消化系统中的解毒酶发挥了代谢作用。然而，氯虫苯甲酰胺引发的亚致死和跨代效应不容忽视，其引起的行为改变可能源于寄生蜂在接触化合物后产生的生理代偿反应，而 F1 代蛹期的延长则证明了跨代发育干扰的存在。

研究结论：
毒死蜱、乙虫腈和异恶唑啉在所有暴露途径下对 C. coffeellae 均具有高致死性，与该寄生蜂不兼容，会对咖啡潜叶蝇的生物防治造成严重影响。尽管被归类为“无害”(Class 1; IOBC)，氯虫苯甲酰胺仍会产生亚致死效应损害寄生蜂行为，并产生如延长第一代蛹期的跨代效应，这可能降低寄生蜂在田间的适应性。由于杀虫剂是防治 L. coffeella 的主要手段，使用毒死蜱、乙虫腈或异恶唑啉面临将这一关键自然天敌从咖啡农业生态系统中消除的风险。即使被认为是选择性杀虫剂的氯虫苯甲酰胺也应谨慎施用，因为其亚致死和跨代效应可能会削弱生物防治生态系统服务。