PNAS：土壤温度可以预测害虫在作物中的传播

研究人员利用历史土壤温度数据来了解并预测讨厌的玉米耳虫的越冬成功率。

　　

   

   

图:土壤温度可以用来预测玉米耳虫的传播。    

图片来源:安德斯·胡斯，北卡罗来纳州立大学

北卡罗莱纳州立大学的一项新研究表明，土壤温度可以用来有效监测和预测玉米耳虫(Helicoverpa zea)的传播，这是一种严重危害玉米、棉花、大豆、辣椒、西红柿和其他蔬菜作物的重要害虫。更好地监测害虫并预测其出现地点的能力可以帮助农民更有效地控制害虫，这将减少农药使用对经济和环境的影响。

研究人员将历史土壤温度数据与长期的玉米耳虫监测数据以及这种害虫如何在实验室环境中寒冷条件下生存的信息结合起来，以更好地了解“越冬成功”，或这种害虫在更寒冷的冬季在地下生存的情况。

研究人员说，更大的越冬成功率可以扩大害虫生存和繁荣的区域，因为害虫可以迁移很远的距离。一般来说，越北纬的越冬成功率越高，越北的害虫就越有可能危害农作物。气候变化也会影响越冬的成功。

前北卡罗来纳州立大学博士后研究员道格拉斯·劳顿(Douglas Lawton)说:“人们有一种先入为主的观念，认为害虫在北纬40度以上的地方几乎无法成功越冬。”劳顿是一篇描述这项研究的论文的共同通讯作者，该论文发表在美国国家科学院学报． “这在20世纪30年代可能是正确的，但现在我们有更多的数据指导证据来问和回答这个问题，‘这个物种实际上可以在哪里过冬?’”

研究表明，40度的纬度并不是成功越冬的最佳分水岭，以至于研究人员设计了他们自己的地图——覆盖三个不同的数据集——来显示三个相关的地理区域:一个是害虫能在冬季存活的“南部山脉”，一个是害虫一般不能在冬季存活的“北部界限”地区，以及一个介于北部和南部地区之间的“过渡地带”，在那里害虫可能存活也可能不能存活。

劳顿说:“这些领域在生物学上是相关的，并得到了实验室研究和学术文献的支持。”

研究人员用这三个区域来展示玉米耳虫的历史趋势，然后用一个模型来预测玉米耳虫蔓延到本世纪末的情况。引人注目的是，自1981年以来，南岳山脉增长了3%。模型显示，到本世纪末，南岭的面积将翻倍，并向北移动，而其他两个区域将缩小。

“随着气候的变化，越冬区可能会向北移动，”北卡罗来纳州立大学昆虫学助理教授、该论文的另一位通讯作者安德斯·胡思(Anders Huseth)说。

数据显示，明尼苏达州的冬天很严酷，从1950年到2021年，玉米耳虫没有成功越冬。然而，到本世纪末，预测模型显示，整个国家坚定地处于过渡地带。

“这就像煤矿里的金丝雀一样，是农业害虫的天敌，”胡塞说。“弄清楚这种害虫发生了什么对农业生产者非常重要。我们在这里展示了不确定因素，它可以对农民产生明显的影响，并可能为杀虫剂抗性选择提供新的机会。我们的模型将这些变化可视化，并为虫害管理提供了试金石。

“现在我们想为这种害虫提出一个更好的预测工具，以及一个风险预测模型，以便给种植者关于害虫传播的更好信息。这里的成功可以降低农民的成本和农药对环境的影响。”

文章标题

Pest population dynamics are related to a continental overwintering gradient