噻虫嗪对中华蜜蜂归巢能力、传粉行为和效果的影响

发布时间：2020-08-08 09:25

【摘要】：蜜蜂是世界上最重要的传粉昆虫之一,具有重要的经济和生态价值。近年来,在某些国家和地区中,蜜蜂等传粉昆虫的数量正在持续的减少。新烟碱类杀虫剂的使用被认为是传粉昆虫数量下降的主要原因之一。噻虫嗪(thiamethoxam,TMX)是第2代新烟碱类杀虫剂的代表,在世界范围内被广泛的使用来保护作物免受害虫的危害。然而,众多的研究表明其广泛的残留对蜜蜂的健康构成了严重的威胁。中华蜜蜂(Apis cerana cerana Fabricius)是我国本土特有的传粉昆虫,在农业生产和生态系统多样性的维持中起着至关重要的作用。现有的诸多研究主要集中在噻虫嗪对中华蜜蜂的急性毒性方面,而有关噻虫嗪对中华蜜蜂慢性毒性的研究相对较少。本研究通过对中华蜜蜂饲喂不同田间浓度的噻虫嗪农药(0 ng/g、2.4 ng/g和10 ng/g),明确其对中华蜜蜂归巢能力、传粉行为和效果等慢性毒性的影响,主要研究结果如下:(1)噻虫嗪可削弱中华蜜蜂的归巢能力、飞行能力和学习记忆能力。中华蜜蜂摄入20μL含有不同浓度噻虫嗪农药的糖水(0 ng/g、2.4 ng/g和10 ng/g)后发现:虽然2种浓度的噻虫嗪(2.4ng/g和10 ng/g)对中华蜜蜂的归巢率没有显著影响,但10 ng/g的噻虫嗪处理组中华蜜蜂的平均归巢时间是97.3 s,显著高于对照组(79.1 s);在飞行能力的测试中,对照组中华蜜蜂的飞行速度、飞行时间和飞行距离分别是2.47 km/h、0.53 h和1.86 km;而10 ng/g的噻虫嗪处理后中华蜜蜂对应的飞行参数均显著高于对照,依次为3.06 km/h、0.63 h和2.46 km,但2.4 ng/g噻虫嗪处理与对照组相比无显著差异;在进一步的学习和记忆能力试验中发现,2.4 ng/g和10 ng/g噻虫嗪均能显著削弱中华蜜蜂的学习和记忆能力。(2)噻虫嗪可影响中华蜜蜂的传粉行为。长时间(10天)对中华蜜蜂饲喂含有不同浓度噻虫嗪农药的糖水(0 ng/g、2.4 ng/g和10 ng/g)后发现:在单分钟访花数的试验中,对照组中华蜜蜂单分钟访花数是11.55朵,显著高于2.4 ng/g噻虫嗪处理组的中华蜜蜂(9.48朵)和10 ng/g噻虫嗪农药处理组的中华蜜蜂(6.60朵);而对中华蜜蜂访花时间的观察表明:对照组中华蜜蜂在向日葵花序上的平均访花时间为1.02 s,显著低于2.4 ng/g噻虫嗪处理组(1.77 s)和10 ng/g噻虫嗪处理组(3.98s)。(3)噻虫嗪可影响中华蜜蜂的传粉效果。长时间(10天)对中华蜜蜂饲喂含有不同浓度噻虫嗪农药的糖水(0 ng/g、2.4 ng/g和10 ng/g)后发现:2种浓度的噻虫嗪(2.4 ng/g和10 ng/g)对向日葵的结实率无显著影响;对照组中华蜜蜂为向日葵传粉后,向日葵百粒重、籽仁重和向日葵单盘结实重分别是15.74 g、7.16 mg、81.32 g,而10 ng/g噻虫嗪处理后的中华蜜蜂为向日葵授粉后,向日葵的百粒重、籽仁重和向日葵单盘结实重分别为14.38 g、6.64 mg和66.02 g;但2.4ng/g噻虫嗪对中华蜜蜂的传粉效果无显著影响。上述结果表明10 ng/g噻虫嗪可显著影响中华蜜蜂的归巢时间、飞行能力、学习记忆能力、传粉行为和传粉效果。这些结果表明田间低剂量的噻虫嗪可对中华蜜蜂的传粉行为和传粉服务产生一系列复杂而消极的影响。
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S895.9
【图文】：

蜜蜂,饲喂,采集蜂,噻虫嗪

业科学院硕士学位论文第二章噻虫嗪对中华蜜蜂归巢能力的影响本试验对中华蜜蜂饲喂20 μL的蔗糖溶液（40%），相当于蜜蜂飞行1 h所消耗的油菜花蜜量采集蜂在飞行的过程中，每分钟需要消耗0.54 cal的能量(Heinrich 1979)，1 h可消耗32.4 cal的。在油菜花蜜中，糖的含量为21.5%(Pierre et al., 1999)，而糖中包含的能量接近4 cal/mnrich 1979)。所以每只采集蜂飞行1 h需要消耗37.7 mg（≈ μL）的油菜花蜜。然而，由于中华的蜜囊较小，很难被一次性饲喂37.7 mg（≈ μL）含糖量为21.5%的蔗糖溶液。所以，我们最择了对中华蜜蜂饲喂20μL（≈ mg）含糖量为40%的蔗糖溶液。这相当于每只采集蜂在2.4ng嗪浓度下被饲喂0.048 ng的噻虫嗪农药，在10 ng/g浓度下被饲喂为0.2 ng的噻虫嗪农药。4 供试蜜蜂的标记与处理试验开始前，将巢门口关闭，在巢门前用15 mL离心管抓取采后足携带花粉的采集蜂。将抓的采集蜂在碎冰中冷冻(Tosi et al., 2017))，待蜜蜂行动迟缓后，用油漆笔（Testors Enameford, IL）在蜜蜂的前胸背板上标记不同的颜色。标记后的蜜蜂用去头的1.5 mL离心管和胶带，饥饿2 h后，用移液枪分别饲喂中华蜜蜂20 μL含有不同噻虫嗪农药（0 ng/g、2.4 ng/g和1）的蔗糖溶液（图2-1）。30 min后，待蜜蜂消化吸收农药后，我们进行以下3个试验。

蜜蜂,采集蜂,噻虫嗪

次标记3个不同浓度的处理组（对照组、2.4 ng/g农药处理组和10 ng/g农药处理组27个处理组，每个处理有25或30只蜜蜂，因此一共有795只采集蜂被抓取。所有试验学院蜜蜂研究所蜂场进行。虫嗪对中华蜜蜂飞行能力的影响飞行能力的评估在飞行磨上进行（图2-2）。操作过程详见Tosi等人的方法(Tosietal.箱巢门口前用干净的15mL离心管抓取后足携带花粉的采集蜂，用碎冰将蜜蜂冷冻行动迟缓时，用刀片刮取蜜蜂前胸背板上的绒毛，最后使用胶水将蜜蜂吊在飞行集蜂随机分为3组，饲喂20 μL含有不同浓度（0 ng/g、2.4 ng/g和10 ng/g）噻虫嗪农 min后，待蜜蜂消化吸收噻虫嗪农药。通过电脑观察并记录蜜蜂的飞行参数，如最速度、飞行时间和飞行距离。所有的试验都在一个房间（光照强度：546.2± 1.0lu 1°C）中进行。验所有的采集蜂来自3个不同的蜂群，每个蜂群连续测试6天，一共测试了18天。在中，将采集蜂随机分成3组，每一组有7-8只采集蜂，分别饲喂含有20μL不同浓度噻2.4ng/g和10ng/g）的蔗糖溶液。共有404只采集蜂用于试验。所有实验在中国农业究所蜂场进行。

记忆能力,测试装置,蜜蜂,柠檬

国农业科学院硕士学位论文第二章噻虫嗪对中华蜜蜂归巢能力的影响ER）(Bitterman et al., 1983)。试验利用巴浦洛夫反应原理，以柠檬气味为条件刺激，40%蔗糖溶作为奖励(Li et al., 2017a)，通过多次训练，使蜜蜂将糖水和柠檬味刺激建立起联系（图2-3）。试验过程中，每只蜜蜂都要经过6次训练。前5次训练包含学习和记忆，时间间隔为10 min。每次训练中，每只蜜蜂都持续通6s的气流，前3s只含有柠檬味的气流，后3s通柠檬味的气流的时饲喂蜜蜂40%的糖水作为奖励，使蜜蜂将柠檬味的气流和糖水奖励建立起联系。第6次训练在5次训练2 h之后，只通3 s柠檬味的气流，不给蜜蜂糖水奖励，主要测试蜜蜂的记忆能力。整个验过程中，用气泵装置和闹钟精确控制糖水奖励和转换气流的时间(Li et al., 2017b)。试验过程，从3个不同的蜂群中，一共抓取了181只采集蜂。

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