DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2025.1724551
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41608679
تاريخ النشر: 2026-01-13
المؤلف: Ju Yang وآخرون
الموضوع الرئيسي: أبحاث الحشرات والمبيدات
نظرة عامة
يتناول قسم ورقة البحث الآثار البيئية لمبيد الحشرات إيميداكلوثيز (IMT)، وهو مبيد حشري من الجيل الرابع من النيونكوتينويد (NEO) الذي اكتسب شعبية في الممارسات الزراعية، لا سيما في آسيا. على الرغم من فعاليته في مكافحة الآفات، فإن IMT يشكل مخاطر كبيرة بسبب استمراريته في البيئة والسمية المحتملة للكائنات غير المستهدفة، بما في ذلك البشر. تسلط المراجعة الضوء على الحاجة الملحة لتقييمات المخاطر البيئية الشاملة التي تركز على مسارات تحلل IMT، وآثاره السمية، والتفاعلات مع المواد الكيميائية الزراعية الأخرى، نظرًا للاكتشاف المتكرر لـ IMT ومواد التحلل الخاصة به في نظم بيئية متنوعة.
يؤكد المؤلفون على ضرورة تحديث الأطر التنظيمية التي تعالج المخاطر التراكمية المرتبطة بـ NEOs، لا سيما في ضوء نمط العمل المشترك الذي تشترك فيه العديد من NEOs، والذي يمكن أن يؤدي إلى سمية إضافية حتى عند تركيزات دون العتبة. يدعون إلى ضرورة اعتماد أبحاث مستقبلية نهجًا على مستوى المجتمع في التحلل الميكروبي، مع دمج تفاعلات النبات والميكروبات وتقييمات سمية متقدمة تتجاوز الكائنات الحية النموذجية التقليدية. تدعو الورقة إلى التحول نحو استراتيجيات تقييم موجهة نحو الخلط لفهم الآثار البيئية لـ IMT ومواد التحلل الخاصة به بشكل أفضل، بهدف تعزيز الاستدامة البيئية وسلامة الغذاء من خلال تعديلات سياسية مستنيرة.
مقدمة
تستعرض مقدمة هذه الورقة البحثية الدور المهم لمبيدات الحشرات النيونكوتينويد (NEOs) في الزراعة الحديثة منذ تسويقها في أوائل التسعينيات، مع تسليط الضوء على هيمنتها في سوق مبيدات الحشرات العالمية، حيث من المتوقع أن تنمو المبيعات من 5.593 مليار دولار أمريكي في 2024 إلى 9.1 مليار دولار أمريكي بحلول 2034. من بين هذه المبيدات، يُلاحظ أن إيميداكلوثيز (IMT)، وهو NEO من الجيل الرابع تم تطويره بواسطة شركة جيانغشان للكيماويات الزراعية، يتميز بفعاليته العالية ضد مجموعة متنوعة من الآفات الزراعية، وخاصة ديدان ساق الأرز. ومع ذلك، فإن الاستخدام الواسع لـ IMT يثير مخاوف بيئية بسبب قابليته العالية للذوبان والحركة، مما يؤدي إلى تلوث التربة والمياه، مع تقارير مقلقة عن بقايا موجودة في المنتجات الغذائية وعينات بشرية.
تؤكد المقدمة أيضًا على الحاجة إلى دراسات شاملة حول مصير IMT البيئي وسميته، حيث لا تزال المعرفة الحالية حول مسارات تحلله وسمية مواد التحلل الخاصة به محدودة. تشير النتائج الأولية إلى أن IMT ومنتجات تحلله قد تشكل مخاطر بيئية كبيرة على الكائنات غير المستهدفة، بما في ذلك الملقحات والحياة المائية. تهدف المراجعة إلى معالجة هذه الفجوة المعرفية من خلال تجميع البيانات الحالية حول سلوكيات IMT البيئية، وآليات التحلل، وآثار السمية، مما يوجه الأبحاث المستقبلية والأطر التنظيمية لتعزيز السلامة البيئية لمبيدات الحشرات.
نقاش
يستعرض قسم النقاش في ورقة البحث السلوك البيئي، وآليات التحلل، وآثار السمية لمبيد الحشرات إيميداكلوثيز (IMT)، وهو مبيد نيونكوتينويد جديد. أظهرت عملية بحث منهجية في الأدبيات أن IMT يظهر قابلية عالية للذوبان في الماء، مما يسهم في استمراريته البيئية الواسعة، حيث يتم امتصاص جزء صغير فقط من قبل المحاصيل خلال معالجة البذور. من الجدير بالذكر أن IMT له عمر نصف يبلغ 173.3 يومًا في التربة المعقمة ويتحلل بشكل أساسي بواسطة النشاط الميكروبي، على الرغم من أن بعض التحلل قد يحدث من خلال التحلل الكيميائي. تختلف استقرار المركب مع الظروف البيئية، حيث يظهر تحللًا سريعًا في الظروف اللاهوائية وزيادة القابلية للتحلل عند درجات حرارة مرتفعة ومستويات pH قلوية.
في النظم المائية، يعد تلوث IMT شائعًا، حيث غالبًا ما تتجاوز التركيزات عتبات السمية، لا سيما في المناطق الزراعية. يشكل المركب مخاطر بيئية على مجموعة متنوعة من الكائنات، بما في ذلك الأنواع المائية واللافقاريات التربة، مع دراسات تشير إلى إجهاد أكسيدي كبير وآثار جينية على ديدان الأرض. علاوة على ذلك، يظهر IMT ومواد التحلل الخاصة به ملفات سمية متفاوتة، حيث تظهر بعض المواد الأيضية سمية أكبر من المركب الأصلي. تؤكد النتائج على الحاجة إلى تقييمات شاملة لمخاطر IMT ومواد التحلل الخاصة به، لا سيما فيما يتعلق بآثارها البيئية طويلة الأجل وإمكانية تراكمها الحيوي في شبكات الغذاء. بشكل عام، تسلط الأبحاث الضوء على الدور المزدوج للنباتات في التحول الأيضي لـ IMT وتؤكد على أهمية فهم مصير النيونكوتينويد البيئي وسميته من أجل إدارة زراعية فعالة وسلامة بيئية.
DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2025.1724551
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41608679
Publication Date: 2026-01-13
Author(s): Ju Yang et al.
Primary Topic: Insect and Pesticide Research
Overview
The research paper section discusses the environmental implications of imidaclothiz (IMT), a fourth-generation neonicotinoid insecticide (NEO) that has gained popularity in agricultural practices, particularly in Asia. Despite its effectiveness in pest control, IMT poses significant risks due to its persistence in the environment and potential toxicity to non-target organisms, including humans. The review highlights the urgent need for comprehensive ecological risk assessments that focus on IMT’s degradation pathways, toxicological effects, and the interactions with other agrochemicals, given the frequent detection of IMT and its metabolites in various ecosystems.
The authors emphasize the necessity for updated regulatory frameworks that address the cumulative risks associated with NEOs, particularly in light of the common mode of action shared by many NEOs, which could lead to additive toxicity even at sub-threshold concentrations. They advocate for future research to adopt a community-level approach to microbial degradation, incorporating plant-microbe interactions and advanced toxicological assessments that extend beyond traditional model organisms. The paper calls for a shift towards mixture-oriented assessment strategies to better understand the ecological impacts of IMT and its metabolites, ultimately aiming to enhance environmental sustainability and food safety through informed policy adaptations.
Introduction
The introduction of this research paper outlines the significant role of neonicotinoid insecticides (NEOs) in modern agriculture since their commercialization in the early 1990s, highlighting their dominance in the global insecticide market, with sales projected to grow from USD 5.593 billion in 2024 to USD 9.1 billion by 2034. Among these, imidaclothiz (IMT), a fourth-generation NEO developed by Jiangshan Agrochemical Co., Ltd., is noted for its high systemicity and efficacy against various agricultural pests, particularly rice stem borers. However, the widespread use of IMT raises environmental concerns due to its high solubility and mobility, leading to contamination in soils and water bodies, with alarming reports of residues found in food products and human samples.
The introduction further emphasizes the need for comprehensive studies on IMT’s environmental fate and ecotoxicity, as existing knowledge on its degradation pathways and the toxicity of its metabolites remains limited. Preliminary findings indicate that IMT and its degradation products may pose significant ecological risks to non-target organisms, including pollinators and aquatic life. The review aims to address this knowledge gap by synthesizing current data on IMT’s environmental behaviors, degradation mechanisms, and toxicological impacts, ultimately guiding future research and regulatory frameworks to enhance the environmental safety of insecticides.
Discussion
The discussion section of the research paper outlines the environmental behavior, degradation mechanisms, and toxicological impacts of imidaclothiz (IMT), a novel neonicotinoid insecticide. A systematic literature search revealed that IMT exhibits high water solubility, contributing to its widespread environmental persistence, with only a small fraction absorbed by crops during seed treatments. Notably, IMT has a half-life of 173.3 days in sterilized soil and is primarily degraded by microbial activity, although some degradation may occur through chemical hydrolysis. The compound’s stability varies with environmental conditions, showing rapid degradation under anaerobic conditions and increased susceptibility to hydrolysis at elevated temperatures and alkaline pH levels.
In aquatic systems, IMT contamination is prevalent, with concentrations often exceeding toxicity thresholds, particularly in agricultural regions. The compound poses ecological risks to various organisms, including aquatic species and soil invertebrates, with studies indicating significant oxidative stress and genotoxic effects on earthworms. Furthermore, IMT and its metabolites demonstrate varying toxicity profiles, with some metabolites exhibiting greater ecotoxicity than the parent compound. The findings underscore the need for comprehensive risk assessments of IMT and its metabolites, particularly regarding their long-term ecological impacts and potential for bioaccumulation in food webs. Overall, the research highlights the dual role of plants in the metabolic transformation of IMT and emphasizes the importance of understanding the environmental fate and toxicity of neonicotinoids for effective agricultural management and ecological safety.