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研究人员为探究 Calantha?对非靶标节肢动物的影响，开展田间试验，发现其对非靶标节肢动物影响小，有助于害虫防治。
# 新型生物杀虫剂 Calantha?在马铃薯害虫防治中的关键作用研究解读
在广袤的马铃薯种植田里，一场看不见的 “战争” 每天都在上演。马铃薯甲虫（Leptinotarsa decemlineata）作为马铃薯的头号 “敌人”，以其强大的破坏力严重威胁着马铃薯的产量。它们疯狂啃食马铃薯叶片，致使植株叶片大量脱落，直接导致马铃薯块茎减产。
长期以来，人们主要依赖传统杀虫剂来对抗马铃薯甲虫。然而，这种方法带来了诸多问题。一方面，马铃薯甲虫对传统杀虫剂的抗性不断增强，截至目前，它已对超过 50 种不同化合物产生了抗性，使得这些杀虫剂的效果大打折扣。另一方面，传统的广谱杀虫剂在杀死害虫的同时，也对有益节肢动物造成了严重伤害，破坏了田间的生态平衡，还可能引发害虫的再度猖獗以及次生害虫的爆发。在这样的困境下，寻找一种高效且对非靶标生物友好的新型杀虫剂迫在眉睫。
为了解决这些难题，来自美国多个研究机构的研究人员，包括 Erik J. Wenninger、Samuel P. DeGrey 等，开展了一项针对新型双链 RNA（dsRNA）生物杀虫剂 Calantha?的研究。该研究成果发表在《American Journal of Potato Research》上。
研究人员采用了多种关键技术方法来开展此项研究。在实验设计方面，他们选择了美国的爱达荷州、威斯康星州和缅因州的三个不同实验农场，在两个生长季内进行田间试验，使用适合各地区的马铃薯品种，并设置了多种杀虫剂处理组，包括不使用杀虫剂的对照组、单独使用 Calantha?的处理组以及与其他杀虫剂轮换使用的处理组等。在样本采集环节，研究人员每两周从每个地块通过真空采样和陷阱诱捕两种方法采集节肢动物样本。最后，利用 R 语言中的 “glmmTMB” 等软件包对采集到的数据进行广义线性混合模型分析，以评估不同杀虫剂处理对节肢动物数量的影响。
研究结果
- 爱达荷州的研究结果
- 有益节肢动物：2020 年，真空采样中处理组 4 的有益节肢动物数量在 3 个日期显著低于对照组；2021 年，处理组 4 和 7 的数量显著低于对照组。而陷阱诱捕的有益节肢动物数量在两年间各处理组无显著差异。
- 中性节肢动物：2020 年，真空采样的中性节肢动物数量受处理和日期交互作用影响，处理组 2、4、5 和 3 在不同日期低于对照组；2021 年，各处理组无显著差异。陷阱诱捕方面，2020 年处理组 4、5、6 在最后一次叶面喷雾后的首个采样日期捕获的中性节肢动物显著少于对照组，2021 年无差异。
- 害虫：2020 年，真空采样的害虫数量受处理和日期交互作用影响，处理组 4 和 5 在 8 月初高于对照组，处理组 4 在 7 月下旬、处理组 3 在最后采样日期低于对照组；2021 年，处理组 3、4、5、7 的害虫数量显著低于对照组。陷阱诱捕的害虫数量仅能进行处理组间比较。
- 甲虫：真空采样的甲虫因捕获量低，仅能通过汇总模型分析；陷阱诱捕的甲虫在 2020 年各处理组无差异，2021 年虽交互作用显著，但各处理组与对照组无差异。
- 总节肢动物：真空采样的总节肢动物数量在两年间受处理和日期交互作用影响，处理组 3 和 4 在部分日期低于对照组；陷阱诱捕的总节肢动物数量在 2020 年受处理和交互作用影响，2021 年无显著影响。
- 威斯康星州的研究结果
- 有益节肢动物：真空采样的有益节肢动物数量在两年间受处理和日期交互作用影响，处理组 3 和 4 在早期低于对照组，后期对照组因严重落叶导致有益节肢动物数量低于部分处理组。陷阱诱捕的有益节肢动物数量在 2020 年处理组间有差异，但与对照组无显著差异，2021 年无处理和交互作用影响。
- 中性节肢动物：真空采样的中性节肢动物数量在两年间处理组间有差异，处理组 6 在两年中总体数量高于对照组，2021 年处理组 2 也较高。陷阱诱捕的中性节肢动物数量在 2020 年处理组间有差异，对照组高于除处理组 2 外的其他组，2021 年无差异。
- 害虫：真空采样的害虫数量在 2020 年处理组间有差异，处理组 4 和 5 低于对照组，处理组 2 和 6 高于对照组；2021 年模式不清晰。陷阱诱捕的害虫数量在 2020 年处理组 4、5、7 低于对照组，2021 年无差异。
- 甲虫：真空采样的甲虫因捕获量低，仅能分析处理组效应；陷阱诱捕的甲虫在 2020 年处理组间有差异，但与对照组无显著差异，2021 年无处理和交互作用影响。
- 总节肢动物：真空采样的总节肢动物数量在两年间处理组间和交互作用均显著，早期含种植时杀虫剂的处理组低于对照组，后期情况有所变化。陷阱诱捕的总节肢动物数量在 2020 年处理组间有差异，2021 年无差异。
- 缅因州的研究结果
- 有益节肢动物：真空采样的有益节肢动物数量在 2020 年处理组间和交互作用均无差异，2021 年因捕获量低仅能运行汇总模型。陷阱诱捕的有益节肢动物数量在两年间处理组和交互作用均无差异。
- 中性节肢动物：真空采样的中性节肢动物数量在 2020 年受交互作用影响，处理组 5 和 6 在特定日期高于对照组，2021 年仅能运行汇总模型。陷阱诱捕的中性节肢动物数量在 2020 年无处理和交互作用影响，2021 年交互作用显著，但处理组与对照组无差异。
- 害虫：真空采样的害虫数量在 2020 年处理组和交互作用均无差异，2021 年因数据中零值比例大仅能运行汇总模型。陷阱诱捕的害虫数量在两年间处理组效应不显著，2021 年交互作用显著，但处理组与对照组无差异。
- 甲虫：真空采样的甲虫在 2020 年仅能评估汇总模型，2021 年因数量极低无法统计分析。陷阱诱捕的甲虫在两年间处理组无差异，2021 年交互作用显著，但处理组与对照组无差异。
- 总节肢动物：真空采样的总节肢动物数量在 2021 年处理组间有差异，含种植时杀虫剂的处理组低于对照组。陷阱诱捕的总节肢动物数量在两年间处理组和交互作用均无差异。
研究结论与讨论
综合上述研究结果，该研究支持了 Calantha?对非靶标节肢动物几乎没有直接影响的假设。在所有研究地点和年份中，单独使用 Calantha?（处理组 2）的地块，其有益节肢动物数量从未低于对照组；中性节肢动物数量除个别情况外，也未低于对照组；其他甲虫类也未表现出对 Calantha?处理的响应。这表明 Calantha?在控制马铃薯甲虫的同时，能较好地保护非靶标节肢动物，对田间生态平衡的破坏较小。
然而，研究也发现，单独使用 Calantha?时，某些害虫（如威斯康星州的马铃薯跳甲）的数量可能高于使用传统杀虫剂的处理组。但当 Calantha?与其他杀虫剂轮换使用时，能更有效地减少害虫数量。这提示在实际应用中，将 Calantha?纳入综合害虫管理（IPM）计划，并根据田间害虫情况灵活调整杀虫剂使用，能更好地控制害虫，同时减少对非靶标生物的影响。
此外，研究还探讨了传统杀虫剂轮换使用对有益节肢动物的影响。结果显示，广谱杀虫剂处理通常会导致有益节肢动物数量减少，尤其是那些包含种植时新烟碱类杀虫剂和广谱叶面杀虫剂的处理组。相比之下，使用更具针对性叶面处理的处理组，对有益节肢动物数量的负面影响较小。这进一步凸显了开发和使用对非靶标生物影响小的杀虫剂的重要性。
总的来说，该研究为马铃薯害虫防治提供了重要的参考依据。Calantha?作为一种新型生物杀虫剂，具有在马铃薯害虫防治中减少非靶标效应、促进生物多样性的潜力。将其合理纳入马铃薯害虫管理计划，不仅有助于保护有益节肢动物，支持生物防治，还能在一定程度上延缓害虫对杀虫剂的抗性发展，为可持续农业发展提供了新的方向。
