按需使用农药给粮食生产者和野生动物带来好处

一项新的概念验证研究表明，许多农民租用蜂箱为作物授粉，但他们可以通过采用按需施用农药的方法来利用野生蜜蜂的免费劳动力。

一项针对中西部商业规模农田的多年研究发现，这种方法减少了95%的农药使用，同时保持或提高了玉米和西瓜的产量。该研究结果发表在《美国国家科学院院刊》上。

普渡大学(Purdue University)昆虫学教授伊恩·卡普兰(Ian Kaplan)是该项目的负责人，他说:“按需施用农药可以使农民受益。”“随着农药使用的减少，我们看到野生蜜蜂在第一年就回到了田里，我们的发现表明西瓜产量平均增加了26%。”

来自普渡大学农业学院的研究团队在四年的时间里对印第安纳州和中西部五个不同地点的农田进行了研究，比较了常规害虫管理与综合害虫管理(IPM)方法。IPM方法依赖于对农田进行侦察，只有在虫害水平达到先前确定的会导致经济损失的损害阈值时才施用农药。

研究小组成员、昆虫学教授克里斯蒂安·克鲁普克(Christian Krupke)说，在过去几十年里，杀虫剂一直被预先使用，从处理过的种子开始，然后按固定的时间表施用。

“使用这些强效杀虫剂，往往会增加对昆虫、动物和人类健康造成意外后果和伤害的可能性。这项研究表明，我们可能不需要如此强大的武器来控制害虫，至少，我们不需要像现在这样频繁地使用它们，”Krupke说。

农业可持续性和IPM的效益正受到重视。沃尔玛最近宣布了一项政策，要求全球所有新鲜农产品和花卉供应商到2025年采用IPM做法。

“让人们知道在传统种植的农产品和有机农产品之间还有另一种选择是很重要的，”普渡大学昆虫生态实验室的负责人卡普兰说。“IPM可以大大减少种植粮食时使用的农药数量，而不会使农民完全失去使用农药的机会，也不会使粮食供应面临风险。”

昆虫学助理教授Laura Ingwell说，中西部的种植者也意识到了这个问题，他们想要保护他们的作物和传粉者的解决方案。印第安纳州是美国西瓜的主要生产州之一，这种依赖授粉媒介的作物平均每年占用7000英亩土地。

“不幸的是，很难找到未经处理的玉米或大豆种子，”她说。整个中西部的西瓜田就像玉米和大豆海洋中的岛屿。我们需要了解一种作物的管理如何影响另一种，因为许多印第安纳州农民轮流种所有这些作物。”

该团队与普渡大学研究领域的农场工作人员合作，种植了风媒授粉的玉米和昆虫授粉的西瓜，以复制印第安纳州真实的农业生态系统。每个试验点都有一对15英亩的农田，一块使用未经处理的种子并使用IPM，另一块使用未经处理的种子和传统的害虫管理方法，如基于日历的杀虫剂喷雾。进行了大部分研究的研究生雅各布·佩肯卡(Jacob Pecenka)说，在研究过程中，作物被轮流种植，不同的位置让研究小组可以检查不同土壤类型和环境条件的影响。

他说:“我们每周对IPM田里的害虫进行侦察，这意味着我们会进入田间，寻找害虫，并对存在的不同害虫的数量进行抽样统计。”“令人惊讶的是，害虫很少达到对作物造成经济风险的既定阈值。在研究过程中，只有四次害虫达到了触发农药使用的阈值。与常规管理油田的97次处理相比，这是一个巨大的减少。”

佩肯卡和他的团队还监测了西瓜地里的花朵，并统计了蜜蜂的访问次数。

他说:“IPM油田的采花次数比常规油田增加了130%。”“授粉中最大的玩家是本地野生蜜蜂。它们是高效的传粉者和认真的觅食者。”

由于西瓜作物生长在玉米田中间，任何野生传粉者都必须跋涉至少100英尺才能到达西瓜花。佩肯卡说，尽管面临着这样的挑战，野生传粉者占到了花访的80%，而蜜蜂只占20%，尽管它们的蜂群被安置在离西瓜地几英尺的范围内。

他说:“我们对许多野生蜜蜂物种的生物学了解不多，但这项研究表明，它们很重要，而且很有弹性。”“第一年，这些蜜蜂就在农药含量低的田地里大量存在，这可能会杀死蜜蜂，扰乱它们的导航，并赶走它们。”

Ingwell说，研究小组还观察到IPM田里益虫数量的增加。

她说:“当害虫水平上升时，黄蜂、瓢虫和其他西瓜害虫的天敌就会介入。”“对你的作物进行农药预处理是很诱人的，但这项研究表明，大多数时候我们可以相信自然系统。每周对西瓜作物进行侦察足以保持产量，并在虫害抑制和授粉方面有益于昆虫群落。”

参考
Pecenka JR, Ingwell LL, Foster RE, Krupke CH, Kaplan I. IPM减少了95%的杀虫剂使用，同时通过保护野生传粉者保持或提高作物产量。PNAS．2021; 118(44)。doi:10.1073 / pnas.2108429118

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