Evaluering av effekten av plantevernmidler på larver av de ensomme biene

Summary

Den nåværende protokollen forklarer en metode for å mate plantevernmidler-forurensede bestemmelser til larver av ensomme bier, Osmia excavata. Prosedyren undersøker økotoksisiteten til plantevernmiddelet til larver av ensomme bier.

Abstract

Nåværende økologiske risikovurderinger av plantevernmidler på pollinatorer har primært bare vurdert laboratorieforhold. For larver av ensomme bier kan inntak av bestemmelser forurenset med plantevernmidler øke larvens dødelighet, redusere innsamlingsraten og befolkningen av voksne ensomme bier i det neste året fra et demografisk perspektiv. Men det er begrensede studier på effekten av plantevernmidler på larver av ensomme bier. Derfor bør forståelse av hvordan plantevernmidler påvirker larver av ensomme bier betraktes som en integrert del av plantevernmiddel økologisk risikovurdering. Denne studien presenterer en metode for å utsette larver av ensom bi, Osmia excavata, til dødelige eller sublethal doser av plantevernmidler, spore larval vektøkning, utviklingsmessig varighet, eclosion evne, og matforbruk effektivitet konvertering av inntatt mat. For å demonstrere effektiviteten av denne metoden ble larver av O. excavata matet med bestemmelser som inneholder akutte dødelige og subletaldoser av klorpyrifos. Deretter ble de ovennevnte indeksene til de behandlede larver undersøkt. Denne teknikken bidrar til å forutsi og redusere risikoen for plantevernmidler til pollinatorer.

Introduction

Pollinatorer spiller en kritisk rolle i økosystemtjenestene i det moderne globale landbruket. Mens honningbier (Apis mellifera; Hymenoptera: Apidae) har tradisjonelt blitt ansett som de essensielle økonomiske pollinatorene av avlinger, nyere forskning tyder på at Osmia (Hymenoptera: Megachilidae) også er svært viktig for å forbedre pollinering for visse avlinger, øke fruktstørrelsen og antall frø, og redusere andelen asymmetrisk frukt i kommersielle frukthager i forskjellige deler av verden¹. Osmia excavata har blitt ansett som en ideell art for eple pollinering, hovedsakelig i Asia, som i Nord- og Nordvest-Kina og Japan ^2,3,4. Det kan gi pollineringstjenester for visse avlinger med lignende eller noen ganger med større effektivitet. I denne forbindelse har de vist seg å erstatte eller jobbe i synergi med honningbiene ^4,5,6.

De biologiske egenskapene til O. excavata er unike sammenlignet med sosiale bier. Dens univoltine, ensomme og hekkeaktivitet skjer hovedsakelig om våren og tidlig på sommeren. Reirene til O. excavata finnes vanligvis i eksisterende hull, vanligvis i dødved, hule planter, strårør og bambusstamme i naturlig tilstand³. Den voksne O. excavata kommer fra kokongen for å mate, samle pollen og bygge en rede for å legge egg, som begynner å klekkes en uke senere. De befruktede eggene utvikler seg til kvinner, mens de unfertilized eggene utvikler seg til menn³. Hunnene fordeles i bunnen av bierøret, og de tilsvarende bestemmelsene er mer signifikante. Til sammenligning var menn i nærheten av rørutgang med mindre^{avsetninger 7}, så mennene kommer ut først, og hunnene kommer ut senere. Hunnen blander pollen med en liten mengde nektar i en fuktig blob, den eneste matkilden for hver larve i cellen⁸.

Flere studier har rapportert en nedgang i befolkningen av pollinerende insekter ^9,10. Den omfattende bruken av plantevernmidler er identifisert som en av hovedfaktorene for å redusere pollinatoroverflod og mangfold, og kan også true pollineringstjenester^11,12. For å redusere og redusere bivirkningene av plantevernmidler, er det nødvendig å gjennomføre en risikovurdering av plantevernmidler for pollinatorer. Noen land har etablert regulatoriske rammer for å sikre sikkerhet for bier fra plantevernmidler som brukes ^13,14. Nyere studier har vist at Osmia var mer utsatt for plantevernmidler enn honningbier ^1,15.

Interessant nok var de fleste risikovurderinger fokusert på voksne honningbier^11,12; det er forsket lite på O. excavata, spesielt larvene. Videre er dødeligheten av Osmia direkte forårsaket av plantevernmidler oftest ansett som¹⁶. Likevel kan kroniske toksisiteter som larvevektøkning, utviklingsvarighet, fôringsmønstre, eklosjonsevne, etterfølgende voksen atferd og fecundity ha samme skade som de akutte dødelige toksisitetene og blir ofte ignorert på grunn av mangel på en effektiv eksperimentell metode for de ensomme biene¹⁷.

Hittil brukes to metoder for å evaluere effekten av plantevernmidler på larver av ensomme bier: (1) en passende mengde plantevernmidler ble brukt på det lokaliserte stedet for bestemmelser uten å fjerne egget av ensomme bier 1,18,19,20; (2) erstatte avsetninger med kunstige pollen-nektarblandinger som inneholder en bestemt mengde plantevernmidler²¹. Det er imidlertid noen begrensninger på de to ovennevnte metodene. Førstnevnte kan bare måle akutt toksisitet, men ikke kronisk toksisitet fordi larvene inntok hele dosen på kort tid; Sistnevnte ville føre til høy dødelighet på grunn av menneskelig manipulasjon¹. Her ble nedsenkningsmetoden beskrevet for å studere økotoksisiteten til plantevernmidler til O. excavata under svært kontrollerte forskningsforhold ved å simulere oppførselen til larvefôring på gjenværende plantevernmidler i bestemmelsene i det virkelige miljøet. Metoden for denne studien løser ulempene ved de to ovennevnte metodene og er egnet for å måle effekten av et farlig stoff på akutt og kronisk toksisitet.

Protocol

1. Tilberedning av fôringsrøret Stans et hull (~0,3 mm diameter) inn i lokket på et 2 ml sentrifugerør ved hjelp av et elektrisk viklingsjern (se Materialbord). Bruk et slikt sentrifugerør for å opprettholde en O. excavata larve og dens forsyningsmasse. 2. Fremstilling av plantevernmidler Løs opp det tekniske plantevernmiddelet (se Materialtabell) i aceton for å skaffe lagerløsninger…

Representative Results

Innholdet i ofte brukte plantevernmidler, klorpyrifos, imidakloprid, fendifenuron, phoxim, avermektin i bestemmelser var mindre enn kvantifiseringsgrensen (0,01-0,02 mg kg-1) i kontrollgruppen; disse resultatene utelukket påvirkning av plantevernmidler rester på hver behandling. Dødeligheten med og uten å fjerne larver fra bestemmelser etter 48 timer i kontrollgrupper ble evaluert; resultatene viste ingen signifikante forskjeller (tabell 1), noe som indikerer en mindre menneskelig feil.</p…

Discussion

For voksne pollinatorer er det to hovedmetoder for å måle økotoksisiteten til plantevernmidler. Den ene er kontaktmetoden, der plantevernmiddelet påføres prothorax av de voksne insekter; Den andre er magetoksisitetsmetoden, der de voksne pollinatorene blir matet med honningvann som inneholder plantevernmidler ^25,26. De siste årene har det vist seg at pollineringseffekten og eklosjonsraten til O. excavata er relativt lav²⁷. D…

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