在受控条件下,探索使用香菜、豌豆、辣椒和芜菁等伴生植物来管理十字花科作物(Brassica)中的蚜虫
《Crop Protection》:Exploring companion plants such as coriander, pea, pepper, and turnip for aphid management in
Brassica under controlled conditions
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时间:2025年11月07日
来源:Crop Protection 2.5
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伴生种植通过调节蚜虫行为和发育抑制其种群增长,辣椒组合效果最佳,豌豆和甘蓝可延缓蚜虫发育,但未增强寄生蜂功能。
近年来,随着农业可持续发展和生态保护意识的提升,农民和科研人员越来越关注如何在减少化学农药使用的同时,有效控制作物害虫。特别是对于十字花科作物,如甘蓝(*Brassica rapa*),蚜虫(*Myzus persicae*)作为主要害虫之一,不仅会直接危害植物生长,还可能传播多种植物病毒,对农业生产造成严重影响。传统的化学防治方法虽然在短期内能有效控制蚜虫,但其带来的环境污染、非目标生物伤害以及害虫抗药性等问题,促使人们寻找更加生态友好的替代方案。其中,伴生种植作为一种整合植物多样性的生态管理策略,被认为能够通过改变害虫行为和生态位,间接实现害虫控制,同时为天敌昆虫提供适宜的栖息环境和食物来源。
伴生种植的核心在于通过合理搭配不同植物种类,创造有利于天敌昆虫生存的微环境,从而增强自然控制能力。例如,某些植物释放的挥发性有机化合物(VOCs)可以干扰或驱赶害虫,而另一些植物则能吸引天敌昆虫,提高其对害虫的捕食效率。然而,尽管伴生种植在理论上具有诸多优势,但在实际应用中,其效果往往受到植物种类之间的相容性、空间布局以及环境条件等因素的影响。因此,需要系统地评估不同植物组合对害虫行为和天敌功能的具体影响,以找到最适合的伴生种植方案。
本研究旨在通过评估六种不同的种植模式,探讨哪些伴生植物种类能够有效抑制蚜虫的侵害,同时不影响天敌昆虫(如* Aphidius gifuensis*)的捕食行为和寄生效率。这六种模式包括单一种植(作为对照组)、同种植物配对,以及与香菜(*Coriandrum sativum*)、豌豆(*Pisum sativum*)、辣椒(*Capsicum annuum*)或萝卜(*B. rapa* subsp. *rapa*)的伴生种植。通过在受控环境中评估蚜虫的定居行为、发育过程、种群增长以及天敌昆虫的觅食行为和寄生效果,研究揭示了伴生植物对蚜虫行为的显著影响。例如,香菜伴生种植显著增加了蚜虫的定居数量,而辣椒伴生种植则有效抑制了蚜虫的种群增长,尽管这些伴生植物对天敌昆虫的觅食行为和寄生效果未产生明显影响。
研究结果表明,伴生种植可以通过改变蚜虫的定居偏好、发育速率和种群动态,有效控制蚜虫的侵害,同时不影响天敌昆虫的功能。其中,辣椒被证明是最有效的伴生植物,能够通过行为回避和发育延迟双重机制显著抑制蚜虫种群。而豌豆和萝卜则主要通过延迟蚜虫的发育来间接实现害虫控制。值得注意的是,尽管伴生种植在一定程度上改变了蚜虫的行为,但并未显著提升天敌昆虫的寄生率或觅食效率。这一发现提示,在设计伴生种植方案时,需要考虑不同植物种类对害虫和天敌的综合影响,而不仅仅是针对害虫的控制效果。
此外,研究还强调了伴生种植在生态农业中的重要性。通过引入多样化的植物种类,不仅能够改善土壤质量,还可能促进植物之间的相互作用,从而提高整个种植系统的稳定性。例如,某些伴生植物能够为土壤中的微生物提供更多的有机物质,增强土壤肥力,从而间接改善宿主植物的生长状况,提高其抗虫能力。而另一些植物则能够通过释放特定的化学信号,吸引天敌昆虫,形成一种自然的生物防治网络。这种生态网络的构建,有助于减少化学农药的使用,降低环境污染,同时提高农业生产的可持续性。
在实际应用中,伴生种植需要根据具体的作物种类、害虫种类以及环境条件进行优化。例如,在某些地区,由于气候条件的限制,可能需要选择适应性强的伴生植物,以确保其在不同季节和环境中的生长表现。同时,伴生植物的布局也需要科学设计,以最大化其对害虫的干扰作用和对天敌的吸引效果。例如,合理的空间安排可以促进植物之间的挥发性物质交换,增强对害虫的驱赶作用,同时为天敌昆虫提供更多的觅食机会。此外,伴生植物的选择还应考虑其对作物生长的潜在影响,避免因伴生植物的生长特性而对主作物造成竞争或抑制。
本研究的结果为伴生种植在十字花科作物中的应用提供了重要的理论支持。通过系统的实验设计和数据分析,研究不仅揭示了不同伴生植物对蚜虫行为的显著影响,还明确了其对天敌昆虫功能的潜在作用。这为未来在温室和大田条件下推广伴生种植技术提供了科学依据。同时,研究也指出了伴生种植在实际应用中的一些局限性,例如在某些情况下,伴生植物可能对天敌昆虫的寄生率和觅食效率没有明显提升,这提示在实施伴生种植时,需要结合多种生态管理策略,以实现最佳的害虫控制效果。
伴生种植作为一种生态友好的害虫管理方法,其优势在于能够减少对化学农药的依赖,同时提高农业生产的可持续性。然而,要实现这一目标,还需要进一步的研究和实践探索。例如,未来可以结合基因工程、分子生物学等先进技术,研究不同植物种类对害虫和天敌的分子机制,从而开发更加高效的伴生种植策略。此外,还可以通过大数据分析和人工智能技术,优化伴生植物的布局和组合,提高其在不同环境条件下的适应性和效果。
总之,伴生种植作为一种整合植物多样性的生态管理策略,在十字花科作物害虫控制中展现出广阔的应用前景。通过科学评估不同伴生植物对蚜虫和天敌昆虫的影响,可以为农业可持续发展提供有力的支持。未来的研究应进一步探索伴生植物的生态机制,优化其在不同环境条件下的应用,从而实现更加高效的害虫控制和生态平衡。
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