新研究发现,采用一种被称为“推拉式农业”的新型种植技术可以帮助大幅减少因病虫害造成的农作物损失,并提高撒哈拉以南非洲地区的粮食安全。
秋粘虫是一种入侵性害虫,最近入侵并迅速蔓延至非洲大片地区,对当地农业、可持续粮食生产、粮食安全和生计构成重大威胁,至少影响 40 万公顷土地,造成约 30,000 万人死亡。每年损失 30 亿美元。秋粘虫特别喜欢玉米,因为玉米是主要的主食,非洲 3 亿小农户的粮食短缺。这意味着害虫不仅会对,同时也会造成经济损失。
推拉式耕作包括在周围种植伴生植物玉米等作物,以此保护它们免受秋粘虫等有害害虫的侵害。使用推拉式除草机,作物损失可降低十倍。
这项研究发表于生态学和进化的前沿研究表明,推拉式耕作不仅能首先驱除害虫(推),还能通过吸引寄生蜂等其他昆虫作为天然防御机制来控制草地贪夜蛾害虫(拉),从而帮助保护这些作物。该研究确定了导致这些影响。
研究人员,包括本文共同第一作者、基尔大学的托比·布鲁斯教授,在田间条件和实验室等多种环境下测试了推拉式农业的潜在用途。
他们的结果表明,植物散发的化学气味化合物,即所谓的“挥发物”,对蛾子有驱赶作用,蛾子的卵会孵化成秋粘虫毛虫。昆虫触角的电记录揭示了昆虫对哪些化学物质敏感,并在昆虫行为测试中描述了对已识别化学物质的行为反应。
与单独的玉米相比,伴生植物的气味不仅对食草蛾的吸引力较小,而且伴生植物的气味对寄生蜂也很有吸引力,寄生蜂是草地贪夜蛾的天敌。
这意味着伴生植物不仅能驱除大多数害虫,还能召唤自然防御者来对付那些攻击玉米植株的害虫,这一研究结果凸显了采用这种耕作技术的积极影响。
布鲁斯教授说:“我们的研究揭示了‘推拉’伴生作物有效控制秋粘虫的机制。我们已经从伴生作物中识别并鉴定出气味化学物质,这些气味化学物质可以驱赶秋粘虫蛾并减少秋粘虫蛾的产卵量,同时还能吸引有益的天敌昆虫来攻击害虫。”
国际昆虫生理生态中心的 Amanuel Tamiru 博士表示:“这是第一项涉及实验室和实地调查的综合研究,旨在阐明使‘推拉’农业生态耕作系统能够对抗毁灭性的秋粘虫害虫的潜在化学生态学机制。
“这蛾利用嗅觉线索来找到它们喜欢的宿主来产卵,从而使幼虫在孵化时能够轻松找到食物来源。当蛾在周围检测到非偏好的气味线索时,这个过程就会被打乱从而阻止产卵害虫。有趣的是,同样的气味线索对,即害虫的天敌,使得任何以它们为食的害虫都难以生存。”
研究人员还开发了一种移动应用它为农民提供了关于如何开始使用推拉式农业的实用信息。