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【编辑推荐】为解决储粮害虫 Sitotroga cerealella(S. cerealella)危害导致的粮食损失问题,研究人员开展 γ 射线与赤眼蜂(Trichogramma evanescens 和 Trichogrammatoidea bactrae)联合控害研究。发现 γ 射线剂量升高可显著抑制卵孵化、成虫羽化及繁殖,联合应用可提升防控效果,为储粮害虫绿色防控提供新策略。
储粮害虫的肆虐一直是全球农业领域的棘手难题。据统计,约 200 种昆虫会对储存的粮食造成数量和质量上的双重损害,其中麦蛾(Sitotroga cerealella,俗称 Angoumois grain moth)因其破坏力强且广泛分布于温带和热带地区,成为储粮害虫中的 “头号公敌”。麦蛾的幼虫和蛹隐藏在谷物内部取食,不仅污染粮食,还会导致其无法供人类食用。传统化学防治手段虽能暂时控制虫害,但存在环境污染、危害人体健康以及诱导害虫产生抗药性等弊端,因此,探寻安全、高效、环保的新型防治技术迫在眉睫。
在此背景下,埃及农业研究中心植物保护研究所(Biological Control Department, Plant Protection Research Institute, Agriculture Research Center, Giza, Egypt)与开罗大学农学院经济昆虫与农药系(Department of Economic Entomology and Pesticides, Faculty of Agriculture, Cairo University, Egypt)的研究团队开展了一项颇具创新性的研究。他们聚焦于 γ 射线辐照与赤眼蜂(Trichogramma evanescens 和 Trichogrammatoidea bactrae,均为膜翅目赤眼蜂科卵寄生蜂)的联合应用,探究其对麦蛾各发育阶段的控制效果。这项研究成果发表在《Egyptian Journal of Biological Pest Control》上,为储粮害虫的综合防治提供了重要的理论和实践依据。
研究方法
研究主要采用了以下关键技术:
- 昆虫饲养:在可控温湿度(27±1℃,65±5% RH)条件下大规模饲养麦蛾和赤眼蜂,以获取实验所需的各发育阶段虫态。
- γ 射线辐照:使用印度 Gamma Cell 712023 辐照装置,以 0.628 KGy/h 的剂量率对麦蛾卵、幼虫、蛹及赤眼蜂不同发育阶段进行辐照处理。
- 生物测定:记录麦蛾卵孵化率、幼虫和蛹的成虫羽化率、成虫寿命、产卵量、卵孵化率等参数,评估赤眼蜂对辐照麦蛾卵的寄生率及后代发育情况。
- 统计分析:运用概率分析、方差分析(ANOVA)、t 检验等统计方法,分析辐照剂量与生物效应之间的关系。
研究结果
1. γ 射线对麦蛾卵的影响
随着辐照剂量从 50 Gy 增加至 150 Gy,麦蛾卵孵化率显著下降,150 Gy 时孵化率仅为 0.88%。通过概率分析得出,卵的亚致死剂量(LD??)为 58.32 Gy,半数致死剂量(LD??)为 79.73 Gy,致死剂量(LD??)为 144.41 Gy。辐照还导致 F?代成虫数量、产卵量和卵孵化率显著降低,150 Gy 时 F?代完全停止产卵。
2. γ 射线对麦蛾幼虫和蛹的影响
- 幼虫阶段:2 龄幼虫对辐照的耐受性强于 4 龄幼虫。400 Gy 辐照下,2 龄幼虫成虫羽化率为 4.75%,而 300 Gy 即可完全抑制 4 龄幼虫成虫羽化。
- 蛹阶段:蛹对辐照的耐受性高于幼虫,600 Gy 辐照可导致蛹几乎完全不育,成虫羽化后出现翅膀扭曲、触角融合等畸形。
3. γ 射线与赤眼蜂的联合效应
- 辐照麦蛾卵对赤眼蜂的影响:经 LD??和 LD??剂量辐照的麦蛾卵,其赤眼蜂寄生率在连续世代(P?、F?、F?)中略有下降,但仍保持较高水平(T. evanescens 寄生率>93%,T. bactrae 寄生率>89%),且不影响赤眼蜂后代发育。
- 辐照赤眼蜂对其自身的影响:1-5 日龄赤眼蜂(卵、幼虫、预蛹期)经辐照后,成虫羽化完全抑制或发育畸形;7 日龄蛹期赤眼蜂经 LD??剂量辐照后,F?和 F?代可产生抗性,部分成虫正常羽化并保持寄生能力。
研究结论与讨论
本研究表明,γ 射线辐照与赤眼蜂联合应用是一种高效、环保的储粮害虫防控策略。γ 射线通过抑制麦蛾卵孵化、幼虫和蛹的发育及成虫繁殖能力,从根本上减少害虫种群数量;赤眼蜂则通过寄生麦蛾卵,进一步降低害虫基数,两者协同作用可显著提升防控效果。
研究还发现,麦蛾不同发育阶段对辐照的敏感性存在差异,卵和 4 龄幼虫相对敏感,而蛹期耐受性较强。这提示在实际应用中,需根据害虫发育阶段精准调整辐照剂量。此外,赤眼蜂蛹期(7 日龄)对辐照具有一定抗性,可通过优化辐照时间(如在蛹期进行处理)减少对其种群的负面影响,确保生物防治效果。
该研究为综合害虫管理(IPM)提供了新的技术组合,既避免了化学农药的弊端,又提高了防控效率,对保障全球粮食安全、推动绿色农业发展具有重要意义。未来可进一步探索不同辐照剂量与赤眼蜂释放量的优化配比,以实现更经济、高效的储粮害虫防控。