Anwendung von Insektiziden durch Durchnässen des Bodens vor dem Umpflanzen von Sämlingen in Kombination mit Anti

Jul 11, 2023

Wissenschaftliche Berichte Band 12, Artikelnummer: 15939 (2022) Diesen Artikel zitieren

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Der Einsatz chemischer Pestizide ist derzeit die wichtigste wirksame Methode zur Bekämpfung der Tabak-Weißen Fliege (Bemisa tabaci) bei Tomaten in China. Die Wirksamkeit der B. tabaci-Kontrolle von drei systemischen Insektiziden (Thiamethoxam, Sulfoxaflor und Cyantraniliprol) durch Durchtränken des Bodens vor der Transplantation mit Insektenschutznetzen während der Tomatenwachstumsperiode wurde 2018 in zwei Tomatengewächshäusern in einem Vorort von Peking, China, bewertet 2019. In zwei Gewächshausversuchen wurden Thiamethoxam 25 % wasserdispergierbares Granulat (WDG) mit einer Feldmenge von 21 g AI/hm2, Sulfoxaflor 22 % wässrige Suspension (AS) mit 18 g AI/hm2 oder Cyantraniliprol 10 % Suspensionskonzentrat auf Ölbasis verwendet (OD) bei 18 g ai/hm2, angewendet durch Durchnässung des Bodens vor dem Umpflanzen der Sämlinge, in Kombination mit weißen Insektenschutznetzen (50 Mesh), kontrollierte die Schädigung von B. tabaci wirksam und führte während der gesamten Zeit zu einer geringen Dichte an adulten Pflanzen und Eiern Vegetationsperiode, die deutlich kürzer war als die Anwendung von Thiamethoxam, Sulfoxaflor oder Cyantraniliprol durch Durchnässung des Bodens vor dem Umpflanzen der Sämlinge ohne Behandlung mit Insektenschutznetzen oder Insektenschutznetzen allein (P < 0,05). Alle oben genannten Behandlungen lieferten deutlich bessere Ergebnisse als die unbehandelte Kontrolle (P < 0,05). Alle chemisch behandelten Tomatenfrüchte wiesen akzeptable Insektizidrückstände auf, die unter den entsprechenden Rückstandshöchstgrenzen lagen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Anwendung von Thiamethoxam 25 % WDG bei einer Feldrate von 21 g AI/hm2, Sulfoxaflor 22 % AS bei 18 g AI/hm2 oder Cyantraniliprol 10 % OD bei 18 g AI/hm2 durch Bodendurchnässung vor der Transplantation kombiniert mit Im Rahmen integrierter Schädlingsbekämpfungsprogramme in China könnten Insektenschutznetze zur Bekämpfung von B. tabaci während der gesamten Tomatenwachstumsphase empfohlen werden.

Im Jahr 2020 betrug die Gesamterntefläche für Tomaten (Solanum lycopersicum L.) in China, dem größten Tomatenanbauland der Welt, 1.111.480 Hektar (ha) und die Produktionsmenge 64.865.807 Tonnen (t)1. Die Tabak-Weiße Fliege, Bemisa tabaci (Hemiptera: Aleyrodidae), ist ein Komplex von Biotypen2,3,4 oder ein Komplex verschiedener kryptischer Arten5,6,7,8, der weltweit Schäden an Tomaten verursacht9,10. Als eine der saftfressenden Insektenarten verursacht B. tabaci schwere direkte Schäden wie Pflanzenwelke, indem es den Pflanzen den Saft entzieht, indirekt die Photosynthese durch Honigtau-Kontamination schädigt oder schwere Ertragsverluste durch die Übertragung mehrerer pflanzenpathogener Viren verursacht11 ,12. Daher besteht ein praktischer Bedarf, eine wirksame und wirtschaftlich akzeptable Managementmethode für die Bekämpfung von B. tabaci in der Tomatenproduktion zu finden.

In der Literatur gibt es viele Informationen über die Auswirkungen verschiedener Methoden, darunter chemische Bekämpfung, biologische Bekämpfung, physikalische Bekämpfung und resistente Sorten, die weltweit zur Bekämpfung von B. tabaci evaluiert wurden13,14,15,16,17. Der Einsatz chemischer Pestizide ist die wichtigste wirksame direkte Methode zur Bekämpfung von B. tabaci16. Derzeit sind in China acht Einzelchemikalien-Insektizide, Thiamethoxam, Cyantraniliprol, Dinotefuran, Flupyradifuron, Spirotetramat, Clothianidin, Buprofezin und Afidopyropen, für die Bekämpfung von B. tabaci in der Tomatenproduktion registriert18. Bei den meisten empfohlenen Anwendungsmethoden der oben genannten Einzelinsektizide handelt es sich um das konventionelle Blattsprühen, und nur Cyantraniliprol ist auch für eine andere Methode, das Saatbettsprühen, registriert. Das Versprühen von Neonikotinoid-Pestiziden wird bei Tomaten, insbesondere in der Blütezeit, aufgrund der negativen Auswirkungen auf Bienen immer stärker eingeschränkt19.

Da systemische Insektizide wie Neonicotinoide über das Wurzelsystem in die Pflanze gelangen können, können sie auch durch Durchnässen des Bodens ausgebracht werden, was im Vergleich zum herkömmlichen Blattsprühen Arbeit spart und die negativen Auswirkungen auf Bienen verringert20. Um eine frühzeitige Prävention zu erreichen, gilt die Durchnässung des Bodens mit systemischen Insektiziden vor dem Umpflanzen von Sämlingen als vielversprechende Methode zur Bekämpfung von B. tabaci in der Tomatenproduktion21. In den letzten Jahren wurden Programme zur Reduzierung chemischer Pestizide gefördert, um die Umwelt in China, dem Vereinigten Königreich und anderen Ländern zu verbessern22,23. Der kombinierte Einsatz chemischer Pestizidbekämpfung und anderer Bekämpfungsmethoden wie Insektenschutznetze ist eine vielversprechende Methode zur Reduzierung des Einsatzes chemischer Pestizide.

Das Ziel dieser Studie bestand darin, die Wirksamkeit und Durchführbarkeit einer Bodendurchnässung mit drei systemischen Insektiziden (Thiamethoxam, Sulfoxaflor und Cyantraniliprol) vor dem Umpflanzen von Sämlingen in Kombination mit Insektenschutznetzen zur Bekämpfung von B. tabaci während der gesamten Tomatenwachstumsphase zu ermitteln. Ziel der Studie war es auch, die Lebensmittelsicherheit der Ersterntefrüchte zu bewerten.

Erwachsene B. tabaci wurden erstmals 9 Wochen nach der Transplantation (WAT) auf den Pflanzen in den unbehandelten Kontrollparzellen beobachtet; Es gab jedoch keinen signifikanten Unterschied in den Populationen zwischen den unbehandelten Kontrollparzellen und den anderen behandelten Parzellen (F7, 24 = 8,999, P = 0,378) (Tabelle 1). Dann stiegen die Populationen erwachsener Tiere in unbehandelten Kontrollparzellen schnell an und behielten eine hohe Dichte von 12 WAT bis zum Ende der Versuche bei. In den Parzellen, die bis zum 12. WAT allein mit Thiamethoxam, Sulfoxaflor, Cyantraniliprol oder Insektenschutznetzen behandelt wurden, wurden keine ausgewachsenen B. tabaci beobachtet. Die Behandlungen mit Thiamethoxam & Net, Sulfoxaflor & Net und Cyantraniliprol & Net verzögerten alle wirksam das Auftreten erwachsener B. tabaci bis zum 15. WAT und reduzierten die Anzahl erwachsener Tiere während der gesamten Wachstumsperiode um mindestens 89 % (Tabelle 1).

Bei 15 WAT zeigten sowohl die mit Sulfoxaflor & Net als auch mit Thiamethoxam & Net behandelten Parzellen eine um mindestens 99 % verringerte Anzahl adulter Pflanzen und die niedrigste Dichte adulter Pflanzen auf Pflanzen (0,8 bzw. 1,3 adulte Pflanzen pro Pflanze), die deutlich niedriger war als das der Cyantraniliprol- und Nettobehandlungsflächen (13,1 erwachsene Pflanzen pro Pflanze) (F2, 9 = 139,627, P < 0,001). Die Erwachsenendichte in den Parzellen mit reiner Nettobehandlung war ähnlich wie in den Parzellen mit nur Sulfoxaflor- und Cyantraniliprol-Behandlung (F2, 9 = 1,588, P = 0,257), aber niedriger als die der unbehandelten Kontrollparzellen (F1, 6 =). 15,994, P = 0,007). Am Ende des Versuchs zeigten die Behandlungen mit Thiamethoxam & Net, Sulfoxaflor & Net und Cyantraniliprol & Net eine um mindestens 92 % reduzierte Anzahl Erwachsener, und alle wiesen die niedrigste Erwachsenendichte auf, die deutlich niedriger war als die der alleinigen Thiamethoxam-Therapie , Nur-Sulfoxaflor-, Nur-Cyantraniliprol- und Nur-Netto-Behandlungen (F6, 21 = 10,376, P < 0,003); Bei allen oben genannten Behandlungen blieb die Erwachsenendichte deutlich geringer als bei der unbehandelten Kontrolle (F7, 24 = 10,903, P < 0,001) (Tabelle 1).

Von einer Woche vor der Transplantation (WBT) bis zum 7. WAT wurden in allen Parzellen keine ausgewachsenen B. tabaci auf den Pflanzen beobachtet. Bei 11 WAT gab es immer noch keine ausgewachsenen Tabak-Weißen Fliegen auf Pflanzen in den Behandlungsparzellen mit Thiamethoxam & Net, Sulfoxaflor & Net und Cyantraniliprol & Net, was ähnlich wie in der Parzelle mit reiner Nettobehandlung bei P = 0,05 war, aber deutlich niedriger als in den Behandlungsflächen nur mit Thiamethoxam, nur Sulfoxaflor und nur Cyantraniliprol (F5, 18 = 24,738, P < 0,01); Alle Behandlungen zeigten eine geringere Erwachsenendichte als die unbehandelten Kontrollparzellen (F7, 24 = 33,686, P <0,003) (Tabelle 2). Die Behandlungen mit Thiamethoxam & Net, Sulfoxaflor & Net und Cyantraniliprol & Net verzögerten alle wirksam das Auftreten erwachsener B. tabaci bis zum 14. WAT und reduzierten die Anzahl erwachsener Tiere während der gesamten Wachstumsperiode um mindestens 98 % (Tabelle 2).

Bei 14 WAT zeigten die Behandlungsflächen mit Thiamethoxam & Net, Sulfoxaflor & Net, Cyantraniliprol & Net und nur Netto eine um mindestens 96 % reduzierte Anzahl erwachsener Tiere, und alle wiesen die niedrigste adulte Dichte auf, die deutlich niedriger war als die in die Behandlungsdiagramme nur mit Thiamethoxam, nur Sulfoxaflor und nur Cyantraniliprol (F6, 21 = 20,040, P < 0,001); Alle oben genannten Behandlungen mit Ausnahme der reinen Sulfoxaflor-Behandlung zeigten eine geringere Erwachsenendichte als die unbehandelten Kontrollparzellen (F6, 21 = 23,976, P < 0,013) (Tabelle 2). Am Ende des Versuchs reduzierten die Behandlungen mit Thiamethoxam & Net, Sulfoxaflor & Net und Cyantraniliprol & Net die Zahl der Erwachsenen um mindestens 98 %, und alle wiesen die niedrigste Erwachsenendichte auf, die deutlich niedriger war als die von Thiamethoxam allein, Sulfoxaflor allein, Cyantraniliprol allein und netto allein (F6, 21 = 21,355, P < 0,002); Alle oben genannten Behandlungen zeigten eine signifikant geringere Erwachsenendichte als die unbehandelte Kontrolle (F7, 24 = 21,560, P <0,001) (Tabelle 2).

In allen Parzellen von 1 WBT bis 9 WAT wurden auf den Pflanzen keine B. tabaci-Eier beobachtet. Bei 12 WAT gab es immer noch keine B. tabaci-Eier auf Pflanzen in den Behandlungsflächen mit Thiamethoxam & Net, Sulfoxaflor & Net, Cyantraniliprol & Net und nur Thiamethoxam, was deutlich niedriger war als in den Behandlungsflächen nur mit Sulfoxaflor und Cyantraniliprol Behandlungsdiagramme (F5, 18 = 21,502, P < 0,001); Alle oben genannten Behandlungen mit Ausnahme der reinen Cyantraniliprol-Behandlung zeigten eine geringere Eidichte als die unbehandelten Kontrollparzellen (F6, 21 = 22,610, P < 0,001) (Tabelle 3). Die Behandlungen mit Thiamethoxam & Net, Sulfoxaflor & Net und Cyantraniliprol & Net verzögerten alle wirksam das Auftreten von B. tabaci-Eiern und reduzierten die Anzahl der Eier während der gesamten Wachstumsperiode um mindestens 98 % (Tabelle 3).

Bei 15 WAT gab es immer noch keine B. tabaci-Eier auf den Pflanzen in den Sulfoxaflor- und Netzbehandlungsflächen, was ähnlich war wie in den Thiamethoxam- und Netzbehandlungsflächen (F1, 6 = 2,877, P = 0,141), aber deutlich niedriger als das in den mit Cyantraniliprol und dem Netz behandelten Parzellen (F1, 6 = 16,816, P = 0,006). Am Ende des Versuchs zeigten die Behandlungen mit Thiamethoxam & Net, Sulfoxaflor & Net und Cyantraniliprol & Net jeweils die niedrigste Eidichte (0,3, 0,6 bzw. 0,9 Eier pro Pflanze), die deutlich niedriger war als die der reinen Thiamethoxam-Behandlung , Nur-Sulfoxaflor-, Nur-Cyantraniliprol- und Nur-Netto-Behandlungen (F6, 21 = 14,086, P < 0,001); Alle oben genannten Behandlungen mit Ausnahme von Thiamethoxam allein und Sulfoxaflor allein zeigten eine deutlich geringere Eidichte als die unbehandelte Kontrolle (F5, 18 = 29,607, P < 0,013) (Tabelle 3).

Auf den Pflanzen wurden in allen Parzellen von 1 WBT bis 7 WAT keine B. tabaci-Eier beobachtet. Bei 11 WAT gab es immer noch keine B. tabaci-Eier auf Pflanzen in den Behandlungsflächen mit Thiamethoxam & Net, Sulfoxaflor & Net und Cyantraniliprol & Net, was deutlich niedriger war als in den Parzellen mit nur Thiamethoxam, nur Sulfoxaflor, nur Cyantraniliprol. und Nur-Netto-Behandlungsdiagramme (F6, 21 = 67,808, P < 0,001); Alle oben genannten Behandlungen zeigten eine geringere Eidichte als die unbehandelten Kontrollparzellen (F7, 24 = 45,294, P < 0,001) (Tabelle 4). Die Behandlungen mit Thiamethoxam & Net, Sulfoxaflor & Net und Cyantraniliprol & Net verzögerten alle wirksam das Auftreten von B. tabaci-Eiern bis zum 14. WAT und reduzierten die Anzahl der Eier während der gesamten Wachstumsperiode um mindestens 99 % (Tabelle 4).

Bei 14 WAT zeigten die mit Thiamethoxam & Net, Sulfoxaflor & Net, Cyantraniliprol & Net behandelten Parzellen eine um mindestens 99 % reduzierte Anzahl von Eiern und alle hatten die niedrigste Eidichte (0,3, 0,2 bzw. 0,6 Eier pro Pflanze). , was deutlich niedriger war als in Parzellen, die nur mit Thiamethoxam, Sulfoxaflor allein, Cyantraniliprol allein und Netto allein behandelt wurden (F6, 21 = 26,596, P < 0,001); Alle Behandlungen zeigten eine geringere Eidichte als die unbehandelten Kontrollparzellen (F7, 24 = 33,620, P <0,001) (Tabelle 4). Am Ende des Versuchs zeigten die Behandlungen mit Thiamethoxam & Net, Sulfoxaflor & Net und Cyantraniliprol & Net eine um mindestens 99 % reduzierte Anzahl von Eiern und alle hatten die niedrigste Eidichte (0,7, 0,6 und 1,2 Eier pro Pflanze). jeweils); Alle oben genannten Behandlungen zeigten eine deutlich geringere Eidichte als die unbehandelte Kontrolle (F7, 24 = 26,978, P < 0,001) (Tabelle 4).

Die maximalen Rückstandsgrenzwerte für Thiamethoxam, Sulfoxaflor und Cyantraniliprol in Tomatenfrüchten liegen bei 1, 1,5 bzw. 0,2 mg/kg24. Bei der ersten Obsternte im Versuch I betrugen die maximal nachgewiesenen Restkonzentrationen von Thiamethoxam 0,0013 und 0,0015 mg/kg in den Früchten der Thiamethoxam & Net- und Thiamethoxam-only-Behandlungen; Alle festgestellten Restkonzentrationen von Sulfoxaflor lagen unter 0,0001 mg/kg in Früchten, die mit Sulfoxaflor & Net und nur mit Sulfoxaflor behandelt wurden. Die maximal nachgewiesenen Restkonzentrationen von Cyantraniliprol betrugen 0,0011 und 0,0003 mg/kg in den Früchten der Behandlungen mit Cyantraniliprol und Netto und nur mit Cyantraniliprol (Tabelle 5). In Versuch II betrugen die maximal nachgewiesenen Restkonzentrationen von Thiamethoxam 0,0041 bzw. 0,0023 mg/kg in den Früchten der Thiamethoxam-&-Netto- bzw. Thiamethoxam-nur-Behandlung; Alle festgestellten Restkonzentrationen von Sulfoxaflor lagen unter 0,001 mg/kg in den Früchten der Sulfoxaflor & Net- und Sulfoxaflor-only-Behandlungen; Alle festgestellten Restkonzentrationen von Cyantraniliprol lagen unter 0,001 mg/kg in den Früchten der Behandlungen mit Cyantraniliprol und netto und nur mit Cyantraniliprol (Tabelle 5). Alle oben festgestellten Insektizid-Restkonzentrationen lagen bei der ersten Obsternte unter den entsprechenden Rückstandshöchstwerten.

Die Gesamtkosten für die Entdeckung und Entwicklung eines neuen Pestizidprodukts sind sehr hoch (ca. 286 Millionen US-Dollar) und zeitaufwändig (ca. 11,3 Jahre)25. Es ist sehr wichtig, weitere Verbesserungen bei den Anwendungsmethoden festzulegen, um die Anwendungsdauer zu verlängern, insbesondere für einen alten Pestizidwirkstoff wie Thiamethoxam, der 1998 von Novartis auf den Markt gebracht wurde26.

Die Herausforderung für ein Pestizidprodukt besteht darin, eine neue Anwendungsmethode zu entwickeln, die effizient und weniger arbeitsintensiv ist27. Die Anwendung von systemischen Pestiziden in Sämlingskästen vor dem Umpflanzen wurde zuvor in Japan bei Reis als arbeitssparende Methode mit geringeren Auswirkungen auf die Umwelt angewendet28,29. In China sind alle Anwendungsmethoden der registrierten Einzelchemikalien-Insektizide zur Bekämpfung von B. tabaci in der Tomatenproduktion das Besprühen von Blättern, mit Ausnahme von Cyantraniliprol, das auch für das Besprühen von Saatbetten registriert ist18. In unserer Versuchsstudie im Gewächshaus wurde das Durchnässen des Bodens in Sämlingsschalen vor dem Umpflanzen der Sämlinge als neuartige Methode angewendet, die im Vergleich zum herkömmlichen Besprühen der Blätter auch Arbeit spart und die negativen Auswirkungen auf die Bienen verringert. Die Feldrate von Cyantraniliprol in unserer Studie (18 g AI/hm2) war etwa 50 % niedriger als die niedrigste registrierte Cyantraniliprol-Rate für das Saatbettsprühen (37–45 g AI/hm2, unter Verwendung der Mengenberechnung bei der gleichen Umpflanzungsdichte der Tomatenkulturen wie). in unserer Studie). In unseren beiden Versuchen war die Kontrollwirksamkeit der Bodendurchnässung mit Cyantraniliprol vor dem Umpflanzen von Sämlingen ohne Insektenschutznetze nicht stabil, 45,7–77,7 % bei ausgewachsenen B. tabaci und 36,6–92,6 % bei B. tabaci-Eiern, was auf die zurückgeführt werden kann reduzierte Aufwandmenge von Cyantraniliprol.

Insektenschutznetze sind eine gute Kontrollmethode, um das Eindringen fliegender Insekten in die Landwirtschaft zu verhindern, was sogar noch wichtiger ist, als sie mit anderen Methoden zu töten30. In China werden Insektenschutznetze seit langem häufig in der geschützten Landwirtschaft eingesetzt. In unseren beiden Versuchen erbrachten die alleinigen Behandlungen mit Insektenschutznetzen eine gute Bekämpfungswirksamkeit (95,1 % und 99,4 %) für ausgewachsene B. tabaci und Eier (92,6 % und 97,3 %) in der frühen Wachstumsphase (11 WAT oder 12 WAT). die Tomaten, was gleichwertig oder sogar besser war als der Einsatz systemischer Insektizide allein, aber ihre Bekämpfungswirksamkeit nahm mit dem Auftreten von B. tabaci in großer Zahl stark ab. Der kombinierte Einsatz von chemischer Pestizidbekämpfung und Insektenschutznetzen hat sich in unseren Studien als vielversprechende Methode zur Verbesserung der Bekämpfungswirksamkeit und zur Reduzierung des Einsatzes chemischer Pestizide erwiesen. Bei den Kombinationsbehandlungen verbesserte die kombinierte Verwendung von Insektenschutznetzen die Bekämpfungswirksamkeit der systemischen Insektizide erheblich, die deutlich besser war als die allein verwendeten systemischen Insektizide und eine dauerhaftere Bekämpfung von B. tabaci ermöglichte als reine Insektenschutznetzbehandlungen . Darüber hinaus ist es für den Erfolg der Bekämpfung während der gesamten Wachstumsphase der Tomate von entscheidender Bedeutung, sicherzustellen, dass sich keine B. tabaci-Erwachsenen oder Eier auf den Sämlingen befinden, was auch von der Regelmäßigkeit des Auftretens von B. tabaci abhängt.

Die Bereitstellung einer guten Bekämpfungswirksamkeit ist nur ein Aspekt für die wissenschaftliche Anwendung eines Pestizidprodukts, und die Gewährleistung des Umweltschutzes und der Lebensmittelsicherheit ist ebenfalls sehr wichtig. Durch Pestizide verursachte Probleme der Umweltverschmutzung haben in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen31. Das Versprühen von Neonicotinoid-Pestiziden wie Thiamethoxam wird bei Tomaten, insbesondere in der Blütezeit, aufgrund der negativen Auswirkungen auf die Umwelt, insbesondere auf Bienen, immer stärker eingeschränkt19. Alle Tomatenpflanzen wurden in den Versuchen von Hummeln (Bombus spp.) bestäubt. In keiner der behandelten Parzellen wurden jedoch Todesfälle durch Bienenvergiftung festgestellt, was einen vorläufigen Hinweis auf die Sicherheit der Bestäubungshummeln darstellt. Basierend auf den Restergebnissen für die drei systemischen Insektizide in den Tomatenfrüchten der ersten Ernte, die alle unter den entsprechenden Rückstandshöchstgrenzen lagen, sind die geernteten Tomatenfrüchte für Verbraucher sicher, wenn die drei Insektizide mit den oben genannten Methoden angewendet werden.

Bei fast jedem Pestizid, das häufig auf dem Feld eingesetzt wird, treten Schädlingsresistenzprobleme auf, insbesondere bei kleinen Insekten wie Tabak-Weißen Fliegen, Blattläusen und Pflanzenzikaden32. Im Allgemeinen trägt ein geringerer Pestizideinsatz dazu bei, die Entwicklung einer Pestizidresistenz bei Insekten zu verlangsamen. Daher stellt unsere kombinierte Anwendung einer reduzierten systemischen Pestizidanwendungsrate und eines Netzes eine bessere Methode zur Verzögerung der Resistenzentwicklung dar als der blinde Einsatz von Pestiziden, um eine höhere Bekämpfungswirksamkeit zu erreichen. Um das Problem der Insektizidresistenz bei Bemisia tabaci zu lösen, sind integrierte Schädlingsbekämpfungsprogramme (IPM) und Insektizidresistenzmanagementprogramme (IRM) erforderlich, z. B. Kombinationen oder rationelle Rotationen von Insektiziden mit unterschiedlichen Wirkungsweisen und nichtchemischen Methoden33.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der kombinierte Einsatz von systemischen Insektiziden (Thiamethoxam, Sulfoxaflor oder Cyantraniliprol), die vor dem Umpflanzen von Sämlingen durch Durchnässen des Bodens und Insektenschutznetzen angewendet werden, eine wirksame und wirtschaftlich akzeptable Managementmethode für die Bekämpfung von B. tabaci während der gesamten Tomatenwachstumsphase in China ist. Allerdings sind weitere detaillierte Untersuchungen erforderlich, um die optimalen Anwendungsprotokolle zu ermitteln – einschließlich der empfohlenen Menge und geeigneter Kombinationen mit biologischen Wirkstoffen wie räuberischen und parasitären natürlichen Feinden14,17,34 – um Aspekte der kombinierten Verwendung von Insektenschutznetzen und Erde zu klären Tränken mit systemischen Insektiziden (Thiamethoxam, Sulfoxaflor oder Cyantraniliprol) in Sämlingsschalen vor dem Umpflanzen vor der Empfehlung als wirksame Managementmethode zur Bekämpfung von B. tabaci während der gesamten Tomatenwachstumsphase in China.

Als Pflanzenmaterial für diese Studie wurden Tomaten (Solanum lycopersicum L.) verwendet. Die Tomatensamen der Sorte Xianke Nr. 8 und der Sorte Jingcai Nr. 6 wurden von Jingyan Yinong (Beijing) Seed Sci-Tech Co., Ltd. bzw. dem Beijing Institute of Beijing Fan Tomato erhalten.

Thiamethoxam 25 % wasserdispergierbares Granulat (WDG) wurde von Syngenta Crop Protection Co., LTD (Schweiz) bezogen. Sulfoxaflor 22 % wässrige Suspension (AS) wurde von Dow AgroSciences Company (Amerika) bezogen. Cyantraniliprol 10 % ölbasiertes Suspensionskonzentrat (OD) wurde von DuPont Company (Amerika) bezogen. Weiße Insektenschutznetze (50 Mesh) wurden von JC Pacific International Co., Ltd. (China) bezogen.

In den Jahren 2018 und 2019 wurden zwei Demonstrationsexperimente in Tomatengewächshäusern auf kommerziellen Farmen durchgeführt. Der Farmstandort für die Gewächshausversuche I und II war im Bezirk Changping, Peking, China (40° 08′ 35,08′′ N, 116° 20′ 42,96′′). Der Hof baut seit langem verschiedene Gemüsesorten an, darunter Tomaten, Gurken und Paprika, und ist seit vielen Jahren stark von B. tabaci befallen.

In den Gewächshausversuchen I und II wurden alle Behandlungen in jedem Versuch in randomisierten Blöcken mit vier Wiederholungen durchgeführt (Tabelle 6). Jedes Grundstück war 50 m2 groß (6,25 m breit und 8 m lang). Im Gewächshausversuch I wurden die Tomaten (Sorte Xianke Nr. 8) am 16. Januar 2018 ausgesät und am 24. März 2018 umgepflanzt; Im Gewächshausversuch II wurden die Tomaten (Sorte Jingcai Nr. 6) am 27. Februar 2019 gesät und am 2. April 2019 verpflanzt. Die Tomatenpflanzdichte betrug in beiden Gewächshausversuchen 112 Pflanzen pro Parzelle, was 22.400 Pflanzen/hm2 entspricht. Alle Tomatensamen wurden in Schalen mit 72 Zellen (ca. 475 Zellen/m2) ausgesät und die Sämlinge vor dem Umpflanzen der Sämlinge sorgfältig in einem Sämlingsgewächshaus kultiviert.

Drei systemische Insektizide (Thiamethoxam, Sulfoxaflor und Cyantraniliprol) wurden etwa eine Woche vor dem Umpflanzen der Sämlinge durch Durchnässen des Bodens ausgebracht. Thiamethoxam wurde mit einer Feldmenge von 21 g AI/hm2 (umgerechnet in eine Schalenmenge von etwa 4453 g AI/hm2) wie folgt ausgebracht: Thiamethoxam 25 % WDG wurde etwa 1600-fach mit Wasser verdünnt und jede Pflanze wurde mit Erde durchnässt 6 ml der Lösung. Sulfoxaflor wurde mit einer Feldmenge von 18 g AI/hm2 (umgerechnet in eine Schalenmenge von etwa 3817 g AI/hm2) wie folgt ausgebracht: Sulfoxaflor 22 % AS wurde etwa 1600-fach mit Wasser verdünnt und jede Pflanze wurde mit Erde durchnässt 6 ml der Lösung. Cyantraniliprol wurde mit einer Feldmenge von 18 g AI/hm2 (umgerechnet in eine Schalenmenge von etwa 3817 g AI/hm2) wie folgt ausgebracht: Cyantraniliprol 10 % OD wurde etwa 750-fach mit Wasser verdünnt und jede Pflanze wurde mit Erde durchnässt 6 ml der Lösung. Als Wasserkontrolle wurde eine Wasseraufbereitung angewendet. Alle oben genannten Behandlungen wurden außerdem mit zwei zusätzlichen Methoden getestet: in Kombination mit oder ohne weiße Insektenschutznetze (50 Mesh). Die vier Behandlungen mit Netz (Thiamethoxam & Netz, Sulfoxaflor & Netz, Cyantraniliprol & Netz und Netz allein) wurden in einem Gewächshaus mit Netz durchgeführt; Die anderen vier Behandlungen ohne Netz (nur Thiamethoxam, nur Sulfoxaflor, nur Cyantraniliprol und unbehandelte Kontrolle) wurden in einem anderen Gewächshaus ohne Netz durchgeführt. Die mit Insektenschutznetzen behandelten Parzellen wurden vom Zeitpunkt der Setzlingsverpflanzung bis zum Ende des Versuchs mit Netzen abgedeckt. Der gesamte Versuchsaufbau wurde in Suppl. kurz beschrieben. Abb. S1.

Die Eier- und Erwachsenenpopulationen von B. tabaci auf der gesamten Pflanze wurden am Tag der Bodendurchnässung, am Tag der Transplantation und in einer zufälligen kontinuierlichen Stichprobenerhebung nach der Transplantation bis zum Ende des Versuchs gezählt, die ebenfalls in Tabellen 1 aufgeführt sind , 2, 3 bzw. 4. Zehn Pflanzen in jeder Parzelle mit vier Wiederholungen wurden für die Eier- und Erwachsenenuntersuchungen am frühen Morgen ausgewählt. Um genauere Daten zu liefern, wurden in unseren beiden Versuchen alle Blätter der ausgewählten Pflanze untersucht. Der erwachsene B. tabaci legt seine Eier normalerweise auf der Unterseite der Blätter ab. Drehen Sie die Blätter vorsichtig um, um die Eier- und erwachsenen Populationen von B. tabaci am frühen Morgen bei relativ niedrigen Temperaturen zu zählen, damit die erwachsenen Tiere nicht wegfliegen.

Bei der ersten Ernte wurden in jeder Parzelle Tomatenfrüchte beprobt und die entsprechenden Insektizidrückstände (Thiamethoxam, Sulfoxaflor und Cyantraniliprol) bestimmt, um die potenzielle Sicherheit zu bewerten. Die Thiamethoxam-, Sulfoxaflor- und Cyantraniliprol-Konzentrationen wurden alle mittels Flüssigkeitschromatographie-Tandem-Massenspektrometrie (LC-MS/MS) geschätzt. Kurz gesagt, 10 g einer homogenisierten Tomatenfruchtprobe wurden in ein 50-ml-Zentrifugenröhrchen gegeben, gefolgt von der Zugabe von 10 ml Acetonitril. Die Lösung wurde etwa 10 Minuten lang geschüttelt und dann wurden 2 g NaCl und 4 g MgSO4 zugegeben. Anschließend wurde die Lösung 3 Minuten lang geschüttelt und 5 Minuten lang bei 4000 U/min zentrifugiert. Abschließend wurden 1,5 ml der resuspendierten Lösung durch einen Mikroporenmembranfilter mit einer Porengröße von 0,22 µm zur Analyse unter Verwendung eines Waters mm × 1,7 µm). Jede Probenanalyse wurde dreifach durchgeführt.

Die Effizienz der Bekämpfung von erwachsenen Tieren oder Eiern von B. tabaci wurde gemäß der Gleichung35 berechnet:

Dabei ist Y die Effizienz der Kontrolle von B. tabaci-Erwachsenen oder Eiern, X1 die Anzahl von B. tabaci-Erwachsenen oder Eiern pro Pflanze in der unbehandelten Kontrolle und X2 die Anzahl von B. tabaci-Erwachsenen oder Eiern pro Pflanze in den behandelten Parzellen .

Daten für erwachsene B. tabaci- und Eipopulationen wurden für statistische Analysen nach Bedarf transformiert [Quadratwurzeltransformationen für kleine Zahlen (< 100) und log10 für große Zahlen (> 100)]. Alle Daten werden als Mittelwerte ± SD ausgedrückt und von ANOVA mit SPSS (Version 22.0 für Windows, IBM) analysiert. Signifikante Unterschiede zwischen den Mittelwerten wurden durch den Fisher-LSD-Test bei P = 0,05 ermittelt36,37.

Die Sammlung von Feldstudien zu Pflanzen im Zusammenhang mit dem Artikel „Einsatz von Insektiziden durch Bodendurchnässung vor dem Umpflanzen von Sämlingen in Kombination mit Insektenschutznetzen zur Bekämpfung der Tabak-Weißen Fliege in Tomatengewächshäusern“ entspricht den einschlägigen Gesetzen Festlandchinas.

Alle während dieser Studie generierten oder analysierten Daten sind in diesem veröffentlichten Artikel enthalten.

Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (FAO). FAOSTAT-Landwirtschaft. Verfügbar: https://www.fao.org/faostat/en/#data/QCL. Zugriff am 7. Februar 2022 (2022).

Brown, JK, Fröhlich, DR & Rosell, RC Die Süßkartoffel- oder Silberblatt-Weißkohl: Biotypen von Bemisia tabaci oder ein Artenkomplex?. Annu. Rev. Entomol. 40, 511–534 (1995).

Artikel CAS Google Scholar

Perring, TM Der Artenkomplex Bemisia tabaci. Pflanzenschutz. 20, 725–737 (2001).

Artikel Google Scholar

Xu, J., De Barro, PJ & Liu, SS Die reproduktive Inkompatibilität zwischen genetischen Gruppen von Bemisia tabaci stützt die These, dass es sich bei der Weißen Fliege um einen kryptischen Artenkomplex handelt. Stier. Entomol. Res. 100, 359–366 (2010).

Artikel CAS Google Scholar

Boykin, LM, Armstrong, KF, Kubatko, L. & De Barro, P. Artenabgrenzung und globale Biosicherheit. Entwicklung Bioinforma. 8, 1–37 (2012).

Artikel Google Scholar

Boykin, LM & De Barro, PJ Ein praktischer Leitfaden zur Identifizierung von Mitgliedern des Bemisia tabaci-Artenkomplexes: Und anderer morphologisch identischer Arten. Vorderseite. Ökologisch. Entwicklung 45, 1–5 (2014).

Google Scholar

De Barro, PJ, Liu, SS, Boykin, LM & Dinsdale, A. Bemisia tabaci: eine Erklärung zum Artenstatus. Annu. Rev. Entomol. 56, 1–19 (2011).

Artikel Google Scholar

Liu, SS, Colvin, J. & De Barro, PJ Artenkonzepte, angewendet auf die Systematik der Weißfischart Bemisia tabaci: Wie viele Arten gibt es?. J. Integr. Landwirtschaft. 11, 176–186 (2012).

Artikel Google Scholar

Henneberry, TJ & Faust, RM Einführung. In Classical Biological Control of Bemisia tabaci in the United States (Hrsg. Gould, J. et al.) (Springer, 2008).

Google Scholar

Legg, JP et al. Biologie und Management von Bemisia-Weißen Fliegen, Überträgern von Maniokvirus-Pandemien in Afrika. Schädlingsbekämpfer Wissenschaft. 70, 1446–1453 (2014).

Artikel CAS Google Scholar

Oliveira, MRV, Henneberry, TJ & Anderson, P. Geschichte, aktueller Status und gemeinsame Forschungsprojekte für Bemisia tabaci. Pflanzenschutz. 20, 709–723 (2001).

Artikel Google Scholar

Xia, J. et al. Die Weiße Fliege kapert ein pflanzliches Entgiftungsgen, das Pflanzengifte neutralisiert. Zelle 184, 1693–1705 (2021).

Artikel CAS Google Scholar

Ellsworth, PC & Martinez-Carrillo, JL IPM von Bemisia tabaci: Eine Fallstudie aus Nordamerika. Pflanzenschutz. 20, 853–869 (2001).

Artikel Google Scholar

He, Y. et al. Entwicklung und Fitness des Parasitoiden Encarsia formosa (Hymenoptera: Aphelinidae) auf dem B und Q der Süßkartoffel-Weißen Fliege (Hemiptera: Aleyrodidae). J. Econ. Entomol. 112, 2597–2603 (2019).

Artikel Google Scholar

McKenzie, CL, Kumar, V., Palmer, CL, Oetting, RD & Osborne, LS Rotationen chemischer Klassen zur Bekämpfung von Bemisia tabaci (Hemiptera: Aleyrodidae) auf Weihnachtssternen und deren Auswirkungen auf die Populationszusammensetzung kryptischer Arten. Schädlingsbekämpfer Wissenschaft. 70, 1573–1587 (2014).

Artikel CAS Google Scholar

Palumbo, JC, Horowitz, AR & Prabhaker, N. Insektizidkontrolle und Resistenzmanagement für Bemisia tabaci. Pflanzenschutz. 20, 739–765 (2001).

Artikel CAS Google Scholar

Xu, H., Yang, N., Chi, H., Ren, G. & Wan, F. Vergleich der demografischen Fitness und Biokontrollwirksamkeit zweier Parasitoide, Encarsia sophia und Eretmocerus hayati (Hymenoptera: Aphelinidae), gegen Bemisia tabaci ( 2000). Hemiptera: Aleyrodidae). Schädlingsmanager. Wissenschaft. 74, 2116–2124 (2018).

Artikel CAS Google Scholar

Institut für Agrarchemikalienkontrolle, Landwirtschaftsministerium, VR China (ICAMA). Chinesisches Pestizid-Informationsnetzwerk. http://www.icama.org.cn/ywb/index.jhtml. Abgerufen am 13. Februar 2022 (2022).

Lundin, O., Rundlöf, M., Smith, HG, Fries, I. & Bommarco, R. Neonicotinoid-Insektizide und ihre Auswirkungen auf Bienen: Eine systematische Überprüfung von Forschungsansätzen und Identifizierung von Wissenslücken. PLoS ONE 10, e0136928 (2015).

Artikel Google Scholar

Bonmatin, JM et al. Umweltschicksal und -exposition; Neonicotinoide und Fipronil. Umgebung. Wissenschaft. Umweltverschmutzung. Res. 22, 35–67 (2015).

Artikel CAS Google Scholar

Chu, D. & Zhang, Y. Forschungsfortschritte zu Schäden und Management von Bemisia tabaci (Gennadius) in China in den letzten 10 Jahren. Pflanzenschutz. 44, 51–55 (2018).

Google Scholar

HM-Regierung. Eine grüne Zukunft: Unser 25-Jahres-Plan zur Verbesserung der Umwelt. https://www.gov.uk/ Government/publications. Zugriff am 13. Februar 2022 (2018).

Zhang, K., Feng, TZ, Xiong, C. & Zhang, Z. Top-Design und Fortschritt in der Forschung und Entwicklung von Synthesetechniken zur Reduzierung und Synergie von chemischen Düngemitteln und Pestiziden in China. J. Pflanzenschutz. 46, 943–953 (2019).

Google Scholar

Chinas Nationale Gesundheitskommission, Ministerium für Landwirtschaft und ländliche Angelegenheiten und die staatliche Verwaltung für Marktregulierung. Nationale Lebensmittelsicherheitsstandards – maximale Rückstandsgrenzen für Pestizide in Lebensmitteln (GB 2763–2021). Peking: Standards Press of China (2021).

Phillips McDougall. Die Kosten für die Entdeckung, Entwicklung und Registrierung neuer agrochemischer Produkte in den Jahren 1995, 2000, 2005–2008 und 2010–2014; F&E-Ausgaben im Jahr 2014 und Erwartungen für 2019. Eine Beratungsstudie für CropLife International, CropLife America und die European Crop Protection Association, März 2016. https://croplife.org/wp-content/uploads/2016/04/Cost-of- CP-report-FINAL.pdf. Zugriff am 13. Februar 2022 (2016).

Maienfisch, P. et al. Die Entdeckung von Thiamethoxam: Ein Neonikotinoid der zweiten Generation. Schädlingsbekämpfer Wissenschaft. 57, 165–176 (2001).

3.0.CO;2-G" data-track-action="article reference" href="https://doi.org/10.1002%2F1526-4998%28200102%2957%3A2%3C165%3A%3AAID-PS289%3E3.0.CO%3B2-G" aria-label="Article reference 26" data-doi="10.1002/1526-4998(200102)57:23.0.CO;2-G">Artikel CAS Google Scholar

Yan, X. et al. Ausstrahlung winziger Körnchen per Drohne, um das Sprühen von Flüssigkeiten zur Bekämpfung des Heerwurms (Spodoptera frugiperda) nachzuahmen. Schädlingsbekämpfer Wissenschaft. 78, 43–51 (2022).

Artikel CAS Google Scholar

Jairina, J., Kojimab, N. & Nagatac, T. Insektizidresistenz der grünen Reiszikade, Nephotettix cincticeps, gegenüber den systemischen Insektiziden, die für die Anwendung in Sämlingskästen verwendet werden. ScienceAsiaa 31, 151–158 (2005).

Artikel Google Scholar

Tashima, S. et al. Langfristige Bekämpfung der Reisbrandkrankheit durch Anwendung von Granulat mit kontrollierter Freisetzung, das Metominostrobin enthält, in Sämlingskästen. J. Pestic. Wissenschaft. 24, 287–289 (1999).

Artikel CAS Google Scholar

Kairo, G. et al. Wirksamkeit eines Luftschleiers als Insektenschutzbarriere: Die Honigbiene als Modellinsekt. Schädlingsbekämpfer Wissenschaft. 74, 2707–2715 (2018).

Artikel CAS Google Scholar

Zhou, Q., Cheng, Y., Zhang, Q. & Liang, J. Quantitative Analysen der Beziehungen zwischen ökotoxikologischen Wirkungen und kombinierter Umweltverschmutzung. Wissenschaft. China Ser. C Life Science. 47, 332–339 (2004).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Bass, C., Denholm, I., Williamson, MS & Nauen, R. Der globale Status der Insektenresistenz gegen Neonicotinoid-Insektizide. Pestisch. Biochem. Physiol. 121, 78–87 (2015).

Artikel CAS Google Scholar

Horowitz, AR, Ghanim, M., Roditakis, E., Nauen, R. & Ishaaya, I. Insektizidresistenz und ihr Management bei Bemisia tabaci-Arten. J. Pest. Wissenschaft. 93, 893–910 (2020).

Artikel Google Scholar

Gerling, D., Alomar, O. & Arno, J. Biologische Bekämpfung von Bemisia tabaci durch Raubtiere und Parasitoide. Pflanzenschutz. 20, 779–799 (2001).

Artikel Google Scholar

Mao, L. et al. Bewertung der Kombination von 1,3-Dichlorpropen und Dazomet als effiziente Alternative zu Methylbromid für die Gurkenproduktion in China. Schädlingsbekämpfer Wissenschaft. 68, 602–609 (2012).

Artikel CAS Google Scholar

Csinos, AS et al. Alternative Begasungsmittel für Methylbromid in der Tabak- und Pfeffertransplantationsproduktion. Pflanzenschutz. 16, 585–594 (1997).

Artikel CAS Google Scholar

Steel, RGD & Torrie, JH Principles and Procedures of Statistics Vol. 481 (McGraw-Hill Book, 1960).

MATH Google Scholar

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Diese Forschung wurde vom National Key R&D Program of China (2016YFD0200500) unterstützt. Wir danken American Journal Experts (AJE) für die englischsprachige Bearbeitung.

Institut für Pflanzenschutz, Staatliches Schlüssellabor für Biologie von Pflanzenkrankheiten und Insektenschädlingen, Chinesische Akademie der Agrarwissenschaften, Peking, 100193, China

Liangang Mao, Lan Zhang, Yanning Zhang, Lizhen Zhu, Hongyun Jiang und Xingang Liu

Institut für Gemüse und Blumen, Chinesische Akademie der Agrarwissenschaften, Peking, 100081, China

Shaoli Wang

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LM, HJ und XL haben die Studie entworfen. LM, LZ, YZ und LZ führten die Experimente durch. LM, SW und XL analysierten die Daten und verfassten das Manuskript. SW und HJ stellten experimentelle Materialien zur Verfügung. Alle Autoren haben das Manuskript gelesen und zur Veröffentlichung freigegeben.

Korrespondenz mit Xingang Liu.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Mao, L., Zhang, L., Wang, S. et al. Anwendung von Insektiziden durch Durchnässen des Bodens vor dem Umpflanzen von Sämlingen in Kombination mit Insektenschutznetzen zur Bekämpfung der Tabak-Weißen Fliege in Tomatengewächshäusern. Sci Rep 12, 15939 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-20294-5

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Eingegangen: 07. Juni 2022

Angenommen: 12. September 2022

Veröffentlicht: 24. September 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-20294-5

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