Evaluering af pesticidernes virkning på larverne fra de ensomme bier

Summary

Denne protokol forklarer en metode til at fodre pesticidforurenede forsyninger til larverne fra de ensomme bier, Osmia excavata. Proceduren undersøger pesticidets økotoksicitet over for larverne fra de ensomme bier.

Abstract

De nuværende økologiske risikovurderinger af pesticider på bestøvere har primært kun taget hensyn til laboratorieforhold. For larverne af ensomme bier kan indtagelse af forsyninger, der er forurenet med pesticider, øge larvernes dødelighed, reducere indsamlingshastigheden og populationen af voksne ensomme bier i det næste år fra et demografisk perspektiv. Men der er begrænsede undersøgelser af virkningerne af pesticider på larverne af ensomme bier. Derfor bør forståelse af, hvordan pesticider påvirker larverne hos ensomme bier, betragtes som en integreret del af pesticid økologisk risikovurdering. Denne undersøgelse præsenterer en metode til at udsætte larverne af ensom bi, Osmia excavata, for dødelige eller subletale doser af pesticid, sporing af larvevægtforøgelse, udviklingsvarighed, eklosionsevne og omdannelse af fødevareforbrugseffektivitet af indtaget mad. For at demonstrere effektiviteten af denne metode blev larverne af O. excavata fodret med bestemmelser indeholdende akutte dødelige og subletale doser af chlorpyrifos. Derefter blev ovenstående indekser for de behandlede larver undersøgt. Denne teknik hjælper med at forudsige og mindske risikoen for pesticider for bestøvere.

Introduction

Bestøvere spiller en afgørende rolle i økosystemtjenesterne i det moderne globale landbrug. Mens honningbier (Apis mellifera; Hymenoptera: Apidae) er traditionelt blevet betragtet som de væsentlige økonomiske bestøvere af afgrøder, nyere forskning tyder på, at Osmia (Hymenoptera: Megachilidae) også er meget vigtig for at forbedre bestøvningen for visse afgrøder, øge frugtstørrelsen og antallet af frø og reducere andelen af asymmetrisk frugt i kommercielle frugtplantager i forskellige dele af verden¹. Osmia excavata er blevet betragtet som en ideel art til æblebestøvning, hovedsageligt i Asien, som i det nordlige og nordvestlige Kina og Japan ^2,3,4. Det kan levere bestøvningstjenester til visse afgrøder med lignende eller undertiden med større effektivitet. I den forbindelse har de vist sig at erstatte eller arbejde i synergi med honningbierne ^4,5,6.

De biologiske egenskaber ved O. excavata er unikke sammenlignet med sociale bier. Dens univoltinske, ensomme og nestende aktivitet forekommer hovedsageligt i foråret og den tidlige sommer. Rederne af O. excavata findes normalt i allerede eksisterende huller, typisk i dødt ved, hule planter, halmrør og bambusstamme i naturlig tilstand³. Den voksne O. excavata kommer ud af sin kokon for at parre sig, samle pollen og bygge en rede for at lægge æg, som begynder at klække en uge senere. De befrugtede æg udvikler sig til hunner, mens de ubefrugtede æg udvikler sig til^{hanner 3}. Kvinder fordeles i bunden af bi-røret, og de tilsvarende bestemmelser er mere betydningsfulde. I modsætning hertil var hannerne i nærheden af rørudgangen med mindre bestemmelser⁷, så hannerne kommer først ud, og hunnerne kommer ud senere. Hunnen blander pollen med en lille mængde nektar i en fugtig klat, den eneste fødekilde for hver larve i cellen⁸.

Flere undersøgelser har rapporteret et fald i bestanden af bestøvende insekter ^9,10. Den omfattende anvendelse af pesticider er blevet identificeret som en af de vigtigste faktorer for at reducere bestøverens overflod og mangfoldighed og kan også bringe bestøvningstjenesterne^{i fare 11,12}. For at reducere og afbøde de negative virkninger af pesticider er det nødvendigt at foretage en pesticidrisikovurdering for bestøvere. Nogle lande har etableret lovgivningsmæssige rammer for at sikre biernes sikkerhed mod de pesticider, der anvendes^13,14. Nylige undersøgelser har vist, at Osmia var mere modtagelig for pesticider end honningbier ^1,15.

Interessant nok var de fleste risikovurderinger fokuseret på voksne honningbier^11,12; Der er kun forsket lidt i O. excavata, især larverne. Desuden betragtes dødeligheden af Osmia direkte forårsaget af pesticider oftest som¹⁶. Alligevel kan de kroniske toksiciteter som larvevægtforøgelse, udviklingsvarighed, fodringsmønstre, eklosionsevne, efterfølgende voksenadfærd og fecundity have samme skade som de akutte dødelige toksiciteter og ignoreres ofte på grund af mangel på en effektiv eksperimentel metode til de ensomme bier¹⁷.

Indtil nu er to metoder brugt til at evaluere virkningerne af pesticider på larverne af ensomme bier: (1) en passende mængde pesticid blev anvendt på det lokaliserede sted af bestemmelser uden at fjerne ægget fra ensomme bier 1,18,19,20; 2) erstatning af bestemmelser med kunstige pollen-nektarblandinger, der indeholder en bestemt mængde pesticid²¹. Der er dog nogle begrænsninger for ovenstående to metoder. Førstnævnte kan kun måle akut toksicitet, men ikke kronisk toksicitet, fordi larverne indstå hele dosis på kort tid; sidstnævnte ville føre til en høj dødelighed på grund af menneskelig manipulation¹. Her blev nedsænkningsmetoden beskrevet for at studere pesticidernes økotoksicitet til O. excavata under stærkt kontrollerede forskningsforholdved at simulere larvefodringsadfærd med resterende pesticid i bestemmelserne i det virkelige miljø. Metoden til denne undersøgelse løser ulemperne ved ovennævnte to metoder og er egnet til måling af virkningerne af et farligt stof på akut og kronisk toksicitet.

Protocol

1. Forberedelse af fodringsrøret Stans et hul (~ 0,3 mm i diameter) i låget på et 2 ml centrifugerør ved hjælp af et elektrisk snoede jern (se Materialetabel). Brug et sådant centrifugerør til at opretholde en O. excavata larve og dens forsyningsmasse. 2. Fremstilling af pesticid Det tekniske pesticid (se materialetabellen) opløses i acetone for at opnå stamopløsninger på 1 x 10<su…

Representative Results

Indholdet af almindeligt anvendte pesticider, chlorpyrifos, imidacloprid, fendifenuron, phoxim, avermectin i bestemmelser var mindre end kvantificeringsgrænsen (0,01-0,02 mg kg-1) i kontrolgruppen; Disse resultater udelukkede pesticidresters indflydelse på hver behandling. Dødeligheden med og uden at fjerne larver fra provianten efter 48 timer i kontrolgrupper blev evalueret; resultaterne viste ingen signifikante forskelle (tabel 1), hvilket indikerer en mindre menneskelig fejl. <p clas…

Discussion

For voksne bestøvere er der to hovedmetoder til måling af pesticidernes økotoksicitet. Den ene er kontaktmetoden, hvor pesticidet påføres prothoraxen af de voksne insekter; den anden er gastrisk toksicitetsmetode, hvor de voksne bestøvere fodres med honningvand indeholdende pesticid^25,26. I de senere år har det vist sig, at bestøvningseffekten og eklosionshastigheden af O. excavata er relativt lav²⁷. Det spekuleres i, at p…

Materials

Abamectin	Jinan Lvba Pesticide Co. Ltd
Black-light lamps	Kanghua Medical Device Co., Ltd
Centrifugal tube box with 100 Wells	Shanghai Rebus Network Technology Co., Ltd
Centrifuge tube	Shanghai Rebus Network Technology Co., Ltd		2 mL;  Serve as bee tube
Electric soldering iron	Kunshan Kaipai Hardware Electromechanical Co., Ltd
Electronic scale	Sartorius Scientific Instruments (Beijing) Co., Ltd	3137510295
Graduated cylinder	Anhui Weiss Experimental Equipment Co. Ltd
Petri dishes (60 mm diameter)	Qingdao jindian biochemical equipment co., LTD
Pollen provision	Yantai Bifeng Agricultural Science and Technology Co. Ltd
Soft brush	Wengang Wenhai painting material factory
Solitary bees	Yantai Bifeng Agricultural Science and Technology Co. Ltd