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昼夜温度变幅与杀虫剂互作对麦长管蚜生活史性状的影响

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气候变化与杀虫剂施用作为两大人类影响胁迫,对地球生物的发展与繁衍带来了挑战。全面了解生物响应气候变化和杀虫剂互作的生理生态机制,已成为全球生理生态学研究热点。目前,相关研究存在三种结论,一种认为,气候变化相关因素增加生物对杀虫剂敏感性,即“气候诱导毒物敏感性CITS”;另一种认为,杀虫剂增加生物对气候变化的敏感性,即“毒物诱导气候变化敏感性TICS”。还有一种观点认为,上述两种现象并不独立存在,因物种不同而不同。但由于相关实验证据的缺乏,我们对气候变化与杀虫剂对生物的交互作用认识仍非常有限。研究已证实,有机磷、烟碱类等正温度效应农药随温度升高对昆虫的毒性增加,而拟除虫菊酯等负温度效应农药毒性则下降。但已有大多数恒温研究与自然界24h昼夜温度波动变化不符,不能反映日间高温对昆虫的潜在热损伤以及夜间低温可能的修复效应。为此,我们选择模式昆虫麦长管蚜适宜生存温度(22℃)作为供试温度,选择三个波动幅度(±0、6和12℃)与两种温度效应杀虫剂(空白、吡虫啉和高效氯氰菊酯)低剂量处理,研究了麦长管蚜对温度波动与杀虫剂互作的生活史响应。结果表明: 低剂量农药杀虫剂对麦长管蚜生活史的影响:恒温条件下,两种杀虫剂对成虫寿命、繁殖、种群内禀增长率等性状均产生抑制作用。与高效氯氰菊酯相比,吡虫啉对于这些延迟性状的负面作用更强烈。 全世代和成虫期昼夜温度波动对麦长管蚜生活史性状的影响:无农药处理条件下,全世代和成虫期的中等温度波动下的成虫存活、寿命、总繁殖量、世代周期均显著高于恒温与较大温度波动,而较大温度波动成虫存活、寿命、总繁殖量、世代周期均显著低于恒温;但较大温度变幅的早期生殖率显著高于恒温与中等变幅。 若虫期昼夜温度波动对麦长管蚜生活史性状的影响:若虫期中等与较大温度波动对成虫存活及寿命均无显著影响;但若虫期中等与较大温度波动下,成虫总繁殖量和内禀增长率均低于恒温,而早期生殖量均高于恒温, 全世代和成虫期昼夜温度波动对麦蚜响应农药的影响:在全世代和成虫期温度波动条件下,吡虫啉导致成虫寿命、总繁殖量显著降低,且随着温度波动增加这种抑制作用更加强烈。而高效氯氰菊酯对生活史性状存在正向影响;成虫期和全世代温度中等变幅下,高效氯氰菊酯对早期生殖、总繁殖量和内禀增长率无或者甚至有显著的正向影响;而全世代较大温度变幅的高效氯氰菊酯对成虫寿命和世代周期更为有利。 若虫期昼夜温度波动对麦蚜响应农药的影响:若虫期温度波动经历降低了成虫对杀虫剂的敏感性,增加了成虫对不良环境的适应性,甚至出现了毒物兴奋效应。经若虫期温度波动和成虫期吡虫啉与高效氯氰菊处理后的成虫即时存活、寿命、繁殖以及世代周期、净增值率与对照接近或远高于对照。 本文通过研究温度波动幅度和杀虫剂互作对麦长管蚜生活史性状的影响,进一步证明自然界的昼夜温度波动是影响杀虫剂毒性的关键环境因素之一。首先,我们发现恒温条件下的杀虫剂毒力,与温度波动条件下的结果并不完全一致;其次,我们证了温度波动放大了正温度效应杀虫剂对麦长管蚜的负面影响,如降低存活率、降低寿命,抑制生殖量等。最后,较大温度波动对负温度效应杀虫剂未有显著负面影响,甚至出现了毒物兴奋作用。表明杀虫剂温度属性是当前和未来气候变化条件下农药风险评估中必须考虑的重要因素。综上所述,将温度波动变化幅度和杀虫剂温度属性相结合,可以提高全球气候变化条件下杀虫剂风险评估的准确性。

张树明

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杀虫剂 昼夜变温幅度 麦长管蚜 生活史性状

硕士

植物保护

赵飞;邢鲲

2023

山西农业大学

中文

S4