昆虫化学农药胁迫与糖类物质作用
摘要:化学农药在近代以来一直是防治农业害虫的重要手段,有机磷类、新烟碱类、除虫菊酯类、氨甲基甲酸酯类等化学农药使用广泛。但随着如今化学农药使用越来越广泛,害虫对其抗性逐渐提高。害虫产生抗药性,为了继续防治害虫,必然需要提高所用化学农药浓度或者研制新型农药,这又会加重对天敌昆虫的胁迫。昆虫体内的糖类物质,主要是海藻糖、糖原、葡萄糖等在昆虫的生长发育及对各类逆境胁迫的抗逆性均有着重要的作用。在化学农药胁迫下,相应的糖类物质也会起到一定的抗逆作用,帮助天敌昆虫对抗化学农药胁迫。
关键词:昆虫;胁迫;化学农药;糖类物质
1概述
现代以来,化学农药被广泛使用于田间病虫害的防治。化学农药有着起效快、致死力强、针对性强的优点,但化学农药也对天敌昆虫的种群数量和生态环境造成了影响。并且随着化学农药使用时间的延长,害虫不可避免的出现耐药性,进一步加剧了农药的使用。但从目前看来,在今后一定时期内化学农药还不可能完全摒弃不用[1]。人们在应用化学农药防治害虫时,所用的浓度通常足以杀死靶标害虫种群的80%~95%[2]。在高浓度药剂的作用下,除了靶标害虫,其天敌昆虫的生存也受到严重影响。农药在环境中的毒力会随着时间慢慢递减。当递减到一定水平时就会变成亚致死剂量,即接触该剂量农药的昆虫个体不会死亡,仍有一定的行为能力[3]。
2化学农药现状简述
2.1常见化学农药及其抗药性现状
目前在农业上使用的化学农药主要有有机磷类、氨基甲酸酯类、新烟碱类、拟除虫菊酯类等[4]。有机磷类杀虫剂由于杀虫谱广,具有触杀、胃毒、熏蒸等多种杀虫方式,该类杀虫剂在很长时间内被广泛用来防治蚜虫[4]。大部分属于高毒或中等毒性杀虫药剂,小部分为低毒农药。尽管有机磷类杀虫剂具有诸多优点,但长期大量的单一使用,导致多种蚜虫在短时间内对其产生了较高的抗药性。有研究表明,1986—1990年,北京地区桃蚜对有机磷类药剂的抗性急剧升高,监测的4个桃蚜田间种群对有机磷类杀虫剂的敏感性逐年降低,其中对乐果、氧乐果、倍硫磷和马拉氧磷4种有机磷杀虫剂的抗药性均在100倍以上[5]。瓜蚜是作物上的一种重要害虫,早在1992年就发现田间种群对有机磷杀虫剂具有中等水平的抗药性[6]。此外,还有其他蚜虫对有机磷产生抗药性。
氨基甲酸酯类杀虫剂具有杀虫谱广、低毒、廉价等特点,在甲茶威商品化后就相继有许多同类产品投入到市场当中,如涕灭威、灭多威、克百威等。同有机磷杀虫剂一样,氨基甲酸酯类杀虫剂被广泛用于蚜虫的防治,但蚜虫对此类农药迅速产生抗药性。Umina等(2014)研究发现,澳大利亚田间桃蚜种群对氨基甲酸酯类药剂的抗药性达到了极高水平。在国内,2014年调查结果显示,在我国华南地区的桃蚜田间种群,对抗蚜威具有中等水平的抗药性,为8.1—28倍[4]。
拟除虫菊酯类药剂是一类根据除虫菊素化学结构仿制而成的杀虫药剂,在20世纪七八十年代问世以来,被广泛用于蚜虫的防治。但很快也出现了抗药性问题,而且抗药性的发展速度明显快于有机磷等药剂。在1976年,Sawicki和Rice 发现桃蚜室内种群对拟除虫菊酯类药剂具有较高的抗药性,之后出现大量关于桃蚜田间种群对拟除虫菊酯抗药性的报道[4]。
新烟碱类杀虫药剂是一类重要的具有内吸特性的化学杀虫剂,对大多数刺吸式口器的重要害虫具有良好的防治效果,现在己经在全世界范围内被广泛使用。新烟碱类杀虫剂对于蚜虫的防治中起到了重要的作用,取得了非常显著的防治效果,随着越来越频繁、越来越长时间的使用,在2000年左右,开始有报道发现蚜虫对该类药剂也产生了抗药性[4]。在2004—2007年,美国东部的多个桃蚜田间种群对吡虫啉产生了不同水平的抗药性,甚至部分桃蚜产生了中等水平的抗性[4]。
2.2化学农药对害虫的影响
以新烟碱类和拟除虫菊酯类药物为例,在致死剂量下,用烯啶虫胺、啶虫脒、吡虫啉(IMI)等新烟碱类农药处理飞虱、叶蝉、蚜虫等同翅目害虫。由于对乙酰胆碱受体的干扰,中毒昆虫表现为典型的神经中毒症状,将持续兴奋、行动失控、发抖、麻痹、呼吸衰竭直至死亡[7]。通常用于控制家蝇的拟除虫菊酯的症状按照兴奋、运动障碍、抽搐和瘫痪的顺序出现,并最终导致昆虫死亡;含有CN基的拟除虫菊酯处理后的昆虫只出现运动障碍,不会引起兴奋[8,9]。
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