Bt玉米与杀虫剂协同防控草地贪夜蛾的效果评估及生物杀虫剂应用潜力分析

《International Journal of Tropical Insect Science》：Synthetic or biological insecticide performance on Bt corn to control Spodoptera frugiperda

本刊推荐一项针对Bt玉米田间防控草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda)的实用研究。面对FAW对Cry毒素及多种化学杀虫剂的田间抗性演进，研究团队系统评估了Vip3Aa20蛋白玉米的天然抗性优势，并对比分析了六种合成杀虫剂与两种杆状病毒生物杀虫剂在不同播期玉米田的控害效果。结果表明，含Vip蛋白的玉米无需施药即可有效控害，而Exalt（spinetoram）在Cry蛋白玉米中表现出最优防效，生物杀虫剂虽需增加施药次数但为IPM/IRM策略提供了新思路。

　　

在巴西广袤的玉米田中，一种名为草地贪夜蛾（Spodoptera frugiperda, FAW）的迁徙性害虫正持续威胁着粮食安全。这种害虫幼虫藏身于玉米心叶深处啃食，不仅造成叶片严重损伤，更可导致产量损失高达11-17%。农民们长期依赖表达苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis, Bt）毒素的转基因玉米和化学杀虫剂进行防控，然而FAW已对Cry1F、Cry1Ab等传统Bt蛋白及氯虫苯甲酰胺（chlorantraniliprole）、氯菊酯（permethrin）等常用杀虫剂产生田间抗性。随着Vip3Aa20蛋白成为新一代控害利器，其抗性基因频率也在田间不断上升，亟需探索可持续治理策略。在此背景下，生物杀虫剂特别是杆状病毒（Baculovirus spodoptera, sfMNPV）制剂，因其靶向性强、环境兼容性好的特点，被视为综合害虫管理（IPM）与抗性治理（IRM）体系中的重要补充手段。

为明确不同防控手段在实践中的有效性，Tiago Giacomelli团队在《International Journal of Tropical Insect Science》发表研究，系统评估了合成与生物杀虫剂在表达不同Bt蛋白的玉米杂交种上的控害效果。研究在巴西南部圣玛丽亚市设置早播（11月）与晚播（1月）两季试验，采用随机区组设计，比较了六种玉米杂交种（包括非Bt种Pioneer 30F53R、仅表达Cry毒素的Pioneer 32R22YHR等四种、以及同时表达Cry与Vip3Aa20的Pioneer 30F53VYHR和Brevant 2401）在八种杀虫剂（六种合成、两种杆状病毒制剂及空白对照）处理下的FAW为害程度。关键方法包括每五日采用Davis叶片损伤分级标准（0-9级）监测心叶受害情况，当≥10%植株损伤≥3级时启动施药；通过CO₂背负式喷雾器（喷量150 L/ha）进行精准施药；最终测定籽粒产量（含水量校正至15%），并采用三型方差分析（ANOVA）评估杂交种、杀虫剂及播期间互作效应。

杀虫剂在早播与晚播Bt玉米杂交种上对草地贪夜蛾的防控效果

研究发现，玉米杂交种、杀虫剂类型与播期间存在显著交互作用（p<0.0001）。无论在早播或晚播条件下，表达Vip3Aa20的Pioneer 30F53VYHR和Brevant 2401杂交种植株损伤≥3级的比例均低于1%，全程无需施药即可有效控制FAW。而对于非Bt种及仅表达Cry毒素的杂交种，未施药对照与杆状病毒处理（Cartugen、VirControl）的植株受害率显著高于合成杀虫剂处理。其中Exalt（spinetoram）在早播非Bt玉米中将受害率从52.75%降至29.75%，晚播时从69.5%降至20%，表现最优。早播时，非Bt与Cry毒素玉米需4-5次施药；晚播因虫口压力升高，需3-7次施药，且杆状病毒处理所需次数（6.5次）多于合成药剂（5.4次）。

早播与晚播玉米杂交种的籽粒产量

籽粒产量受三者交互作用显著影响（p<0.0001）。早播条件下，非Bt玉米经Avatar、Exalt等合成药剂处理后产量最高（11,970±154 kg/ha），而未施药对照产量最低（5,890 kg/ha）。晚播时，Exalt处理在非Bt玉米中产量达12,374±302 kg/ha，而杆状病毒处理与对照产量无显著差异。表达Vip3Aa20的杂交种在早播时产量稳定在11,374-11,554 kg/ha，晚播时Pioneer 30F53VYHR仍保持13,284 kg/ha的高产。合成杀虫剂处理整体产量显著高于生物制剂，尤其在虫压高的晚播季差异更为明显。

本研究清晰揭示了Vip3Aa20蛋白玉米对FAW的持续高效控制能力，为抗性治理提供了关键种质资源。合成杀虫剂中spinetoram（Exalt）与chlorfenapyr（Pirate）等在Cry抗性田间种群中仍保持优异防效，但需警惕FAW对emamectin benzoate（Proclaim）等药剂的抗性演进。杆状病毒制剂虽在当前试验中防效偏低（可能受病毒株系特异性、施药时机及环境降解影响），但其作为IPM/IRM多元化工具的潜力不容忽视。研究者建议未来重点优化生物制剂施药技术（如配合心叶注水驱虫），并探索其与化学药剂的协同应用模式。该成果为南美玉米产区制定播期适配、药剂轮换的FAW综合治理方案提供了实证依据，对延缓抗性发展、保障Bt技术可持续应用具有重要实践意义。