劉玉玲 杜亞麗 何金明 孫智禹 蔣海賓 徐凱│編譯

吉林省養(yǎng)蜂科學(xué)研究所，吉林 132108

雖然按期施用殺蟲(chóng)劑可能是控制害蟲(chóng)的有效短期策略，但這種策略可能導(dǎo)致長(zhǎng)期問(wèn)題。如果一種殺蟲(chóng)劑被頻繁使用，那么大量的害蟲(chóng)會(huì)更快地進(jìn)化出對(duì)這種殺蟲(chóng)劑的抗藥性。這就是為什么建議按順序使用多種產(chǎn)品（輪流使用農(nóng)藥）或通過(guò)使用害蟲(chóng)綜合管理（IPM）減少農(nóng)藥使用頻率。

絕大多數(shù)農(nóng)民使用化學(xué)殺蟲(chóng)劑來(lái)保護(hù)作物免受潛在的破壞性害蟲(chóng)的侵害。對(duì)于養(yǎng)蜂人來(lái)說(shuō)，這應(yīng)該不是一個(gè)陌生的概念；大多數(shù)養(yǎng)蜂人使用殺螨劑來(lái)保護(hù)蜜蜂免受瓦螨的侵害。

但是農(nóng)民使用殺蟲(chóng)劑的方式千差萬(wàn)別。一些農(nóng)民制定一個(gè)時(shí)間表，每隔一個(gè)月左右施用殺蟲(chóng)劑，以防止蟲(chóng)害問(wèn)題的發(fā)生。當(dāng)害蟲(chóng)是一個(gè)持續(xù)的威脅，殺蟲(chóng)劑很便宜時(shí)這可能是一個(gè)有效的策略。

相反，一些農(nóng)民使用害蟲(chóng)綜合管理（IPM）來(lái)決定何時(shí)使用殺蟲(chóng)劑。lPM 的一個(gè)基本原則是監(jiān)測(cè)蟲(chóng)害，只有當(dāng)害蟲(chóng)數(shù)量或這些害蟲(chóng)造成的損害達(dá)到預(yù)定的經(jīng)濟(jì)閾值時(shí)才使用殺蟲(chóng)劑。這樣，殺蟲(chóng)劑只在必要時(shí)使用。這既減少了不必要的農(nóng)藥投入，節(jié)省了資金，也減少了對(duì)環(huán)境的破壞。繼續(xù)進(jìn)行瓦螨的類比，如果您監(jiān)測(cè)蜂群中的瓦螨水平，并且僅在水平高于預(yù)定閾值時(shí)使用殺螨劑進(jìn)行處理，這就是在練習(xí)使用害蟲(chóng)綜合管理（IPM）。

當(dāng)作物依靠昆蟲(chóng)授粉時(shí)，IPM 的另一個(gè)潛在的重要經(jīng)濟(jì)效益也存在。通過(guò)使用少量的殺蟲(chóng)劑，昆蟲(chóng)傳粉者受到傷害的可能性減小，這可以轉(zhuǎn)化為更好的授粉效果，提高作物產(chǎn)量，為農(nóng)民帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)回報(bào)。

研究人員利用三年時(shí)間分別在西瓜和玉米試驗(yàn)田進(jìn)行研究。一塊西瓜田和一塊玉米田采用了大多數(shù)農(nóng)民目前使用的農(nóng)藥常規(guī)管理方法。而另一組西瓜和玉米地塊則采用害蟲(chóng)綜合治理（IPM）管理，只有當(dāng)害蟲(chóng)數(shù)量超過(guò)預(yù)定的經(jīng)濟(jì)閾值時(shí)，才在lPM 地塊上使用農(nóng)藥。

這在理論上聽(tīng)起來(lái)不錯(cuò)，但現(xiàn)實(shí)世界中是否有證據(jù)表明，實(shí)施IPM 和使用更少的殺蟲(chóng)劑可以提高依賴?yán)ハx(chóng)授粉的作物產(chǎn)量？如果是這樣，產(chǎn)量增加是因?yàn)槊鄯鋫鞣壅邤?shù)量增加嗎？那么不依賴傳粉者的作物呢？農(nóng)民是否可以通過(guò)采取IPM 方法來(lái)提高他們的底線，或者他們是否會(huì)經(jīng)常超過(guò)經(jīng)濟(jì)閾值，從而對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)生影響？通過(guò)實(shí)驗(yàn)，研究人員得出結(jié)論，IPM 減少了95%的殺蟲(chóng)劑使用，同時(shí)通過(guò)對(duì)野生傳粉者保護(hù)來(lái)保持或提高作物產(chǎn)量，該結(jié)論由Jacob Pecenka 和同事撰寫并發(fā)表在2021《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》上。

在他們的研究中，Pecenka 和同事們專注于一種依賴授粉的作物（西瓜）和一種不需要昆蟲(chóng)授粉的作物（玉米），他們希望研究能模擬農(nóng)民在田間的體驗(yàn)。因此，他們?cè)谟〉诎布{州的五個(gè)地點(diǎn)建立了大規(guī)模的西瓜和玉米地塊。這些地點(diǎn)沿緯度梯度分布，彼此之間至少相隔100km，確保了氣候條件、土壤類型和當(dāng)?shù)睾οx(chóng)壓力的多樣性。

在每個(gè)地點(diǎn)，一個(gè)西瓜和一個(gè)玉米地塊采用常規(guī)管理（CM），另一個(gè)地塊采用綜合病蟲(chóng)害管理（IPM）。在實(shí)驗(yàn)之前進(jìn)行農(nóng)民調(diào)查，CM 地塊的管理方式與目前大多數(shù)農(nóng)民管理農(nóng)田的方式相同。對(duì)于西瓜，這包括在移植后4、6、8 和10 周噴灑新煙堿類殺蟲(chóng)劑吡蟲(chóng)啉（Wrangler 濃度為814.09 mL/ha）和4 次噴灑擬除蟲(chóng)菊酯殺蟲(chóng)劑lambda-cyhalothrin（Warrior II 濃度為140.3 mL/ha）。對(duì)于玉米，種子用新煙堿類噻蟲(chóng)嗪處理（Cruiser 5FS，每粒種子1.25 mg a.i.）。相反，IPM 西瓜和玉米地塊只在害蟲(chóng)達(dá)到預(yù)定經(jīng)濟(jì)閾值時(shí)才使用殺蟲(chóng)劑，但這種情況很少發(fā)生。

所有樣地都分別添加了一群蜜蜂和熊蜂，并在西瓜開(kāi)花期間每周記錄蜜蜂對(duì)花的訪問(wèn)情況。在西瓜實(shí)驗(yàn)地塊，對(duì)植物進(jìn)行為期10 周的害蟲(chóng)調(diào)查，直到收獲。在此期間，每個(gè)地塊成熟的果實(shí)都被計(jì)數(shù)、稱重，并根據(jù)美國(guó)農(nóng)業(yè)部的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)檢查其市場(chǎng)適用性。在玉米地塊上，對(duì)早季和晚季作物的損害進(jìn)行評(píng)估，并通過(guò)對(duì)地塊進(jìn)行二次抽樣來(lái)確定產(chǎn)量。最后，使用液相色譜和質(zhì)譜（HPLC-MS/MS）對(duì)土壤、作物葉片和花粉中的農(nóng)藥殘留量進(jìn)行測(cè)定。

IPM 西瓜或玉米田是否需要使用殺蟲(chóng)劑？結(jié)果發(fā)現(xiàn)，三年中，IPM 和CM 西瓜地塊的害蟲(chóng)壓力都更大。然而，每株5 只條紋黃瓜甲蟲(chóng)的經(jīng)濟(jì)閾值僅在IPM 樣地觀察到4 次。因此，在IPM 地塊僅使用四次噴灑殺蟲(chóng)劑的情況下，CM 地塊同期使用了77次。換句話說(shuō)，與CM 樣地相比，IPM 樣地的殺蟲(chóng)劑使用量減少了95%。

在研究的前三年，玉米實(shí)際上沒(méi)有受到害蟲(chóng)的威脅，只有<1%的樣本植物顯示出遭受西部玉米根蟲(chóng)（該地區(qū)的主要害蟲(chóng)）。在研究的第四年，也就是最后一年，損害更為普遍，33%的IPM 玉米根顯示出蟲(chóng)害。然而，這些損害水平仍然低于經(jīng)濟(jì)閾值，因此在整個(gè)4 年的研究中，在IPM 玉米地塊上沒(méi)有使用殺蟲(chóng)劑。

通過(guò)IPM 減少殺蟲(chóng)劑用量是如何影響蜜蜂訪問(wèn)和作物產(chǎn)量的？在IPM 與CM 地塊中，蜜蜂訪問(wèn)西瓜花的數(shù)量增加了99%，而過(guò)渡訪問(wèn)次數(shù)（即蜜蜂從雄花訪問(wèn)雌花的次數(shù)）在IPM 組和CM 組中增加了305%。有趣的是，蜜蜂數(shù)量的增加幾乎完全是由野生蜜蜂驅(qū)動(dòng)的，尤其是汗蜂（Halictidae）。蜜蜂和熊蜂的豐度在IPM 和CM 樣地之間沒(méi)有差異。

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在IPM 組和CM 組中，蜜蜂對(duì)西瓜的訪問(wèn)次數(shù)增加了99%。這種依賴授粉作物的產(chǎn)量在IPM 地塊比CM 地塊高出26%并不令人驚訝。

IPM 地塊產(chǎn)量的提高主要?dú)w因于果實(shí)數(shù)量的增加，盡管也存在果實(shí)重量增加的趨勢(shì)。有更多的IPM 西瓜具有果皮損傷和昆蟲(chóng)取食損傷，但損失量<5%，在產(chǎn)量評(píng)價(jià)中予以考慮。

因?yàn)橛衩资秋L(fēng)媒傳粉的，它不會(huì)從蜜蜂的拜訪中受益。研究結(jié)果表明，玉米也不會(huì)從殺蟲(chóng)劑種子處理中受益。IPM 田（平均=10,602 kg/ha）與CM 田（平均=9,471 kg/ha）之間的玉米產(chǎn)量沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，在整個(gè)四年的研究中都是如此。

這是否意味著大多數(shù)農(nóng)民實(shí)際上都在因?yàn)槭褂帽人麄冃枰褂玫母嗟臍⑾x(chóng)劑而虧損？這是一個(gè)很重要的結(jié)果。在西瓜中，CM 地塊每年施用殺蟲(chóng)劑的平均成本為94.33 美元/公頃，而IPM 地塊少量施用殺蟲(chóng)劑的成本為3.35 美元/公頃/年。在為期4年的研究中，CM 方法從未收回殺蟲(chóng)劑的成本；相反，數(shù)據(jù)顯示，從CM 轉(zhuǎn)向IPM 的西瓜農(nóng)民每公頃將增加90 美元的利潤(rùn)。

在玉米方面，經(jīng)濟(jì)結(jié)果也類似。在本研究中，使用新煙堿種子處理的成本為每公頃57.79 美元。這一成本從未在任何一個(gè)地點(diǎn)或研究期間的任何一年被收回。換句話說(shuō)，數(shù)據(jù)表明，種植玉米農(nóng)民總是會(huì)通過(guò)放棄新煙堿種子處理來(lái)增加利潤(rùn)。這一結(jié)果與最近幾項(xiàng)關(guān)于該主題的大規(guī)模研究和薈萃分析一致。盡管美國(guó)80%～100%的玉米種子都使用了新煙堿類殺蟲(chóng)劑，但這些殺蟲(chóng)劑的使用，可能會(huì)導(dǎo)致農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)損失。

Pecenka 及其同事的研究很好地表明，經(jīng)濟(jì)學(xué)可以鼓勵(lì)在農(nóng)藥使用方面采取更可持續(xù)的農(nóng)業(yè)做法。使用化學(xué)殺蟲(chóng)劑總是會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染，有可能傷害非目標(biāo)生物。事實(shí)上，CM 比IPM 土壤和作物花粉中發(fā)現(xiàn)的農(nóng)藥含量高100 倍，嚴(yán)重時(shí)達(dá)到可以殺死蜜蜂的水平。這很可能就是為什么很少有在地面筑巢的野生蜜蜂。

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在采用IPM 后，本研究的第一年，蜜蜂數(shù)量迅速增加。這意味著如果農(nóng)民減少農(nóng)藥投入，他們可以提高作物產(chǎn)量。這對(duì)蟲(chóng)媒作物尤其重要，目前許多昆蟲(chóng)傳粉作物受到傳粉者的限制，這對(duì)玉米等風(fēng)媒傳粉作物也可能很重要。盡管沒(méi)有測(cè)量它們，但可以篤定，在IPM 地塊中，還有其他昆蟲(chóng)，如捕食者、擬寄生性昆蟲(chóng)和土壤中生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)循環(huán)昆蟲(chóng)，所有這些生物都可以減少作物害蟲(chóng)的數(shù)量和提高產(chǎn)量。