植物提取物、病原真菌及化学农药对草地贪夜蛾潜在毒性的评估及其综合管理策略

推荐 为应对全球性入侵害虫草地贪夜蛾（Spodoptera frugiperda）对农业生产的严重威胁，埃及南谷大学研究人员系统评估了植物提取物（如夹竹桃）、病原真菌（如哈茨木霉）及化学农药（如高效氯氟氰菊酯）的毒性效果。结果显示，夹竹桃提取物在20 g/L浓度下致死率达86.6%，哈茨木霉在6×107孢子/mL时致死率为80%，而高效氯氟氰菊酯在0.8 g/L时实现100%致死率。研究强调需通过整合生物防治与化学防控策略，构建可持续的IPM体系以延缓抗药性发展并降低生态风险。

　　

论文解读
草地贪夜蛾（Spodoptera frugiperda），这一原产于美洲的入侵性害虫，凭借其广泛的寄主范围和惊人的繁殖能力，已成为全球农业生产的重大威胁。自2016年传入非洲以来，该害虫已造成非洲玉米产量损失高达830万至2060万吨/年，直接经济损失达25亿至62亿美元¹。近年来，其扩散至亚洲和澳大利亚，进一步加剧了粮食安全危机。传统化学农药的过度依赖不仅导致害虫抗药性增强²，还引发环境污染和生物多样性破坏等连锁反应。在此背景下，埃及南谷大学的研究团队针对这一紧迫问题，开展了一项系统性研究，旨在探索高效、低毒的替代防治方案。

该研究通过实验室条件下的毒理学评估，系统比较了植物提取物（如夹竹桃、蓖麻和樟树）、病原真菌（哈茨木霉）及化学农药（高效氯氟氰菊酯）对草地贪夜蛾三龄幼虫的致死效果。实验数据显示，夹竹桃提取物在20 g/L浓度下展现出最高毒性，致死率达86.6%，其半数致死浓度（LC₅₀）为7.04 g/L；哈茨木霉在6×10⁷和8×10⁷孢子/mL浓度下均实现80%致死率，LC₅₀为2×10⁷孢子/mL；而高效氯氟氰菊酯在0.8 g/L时即达到100%致死率，LC₅₀为0.21 g/L³。研究进一步指出，哈茨木霉通过分泌多种次生代谢产物（如6-戊基-2H-吡喃-2-酮）直接抑制害虫生理功能，并诱导宿主植物产生系统性抗性，从而实现“以菌治虫”的生态调控机制⁴。

研究结论强调，单一依赖化学农药的传统防治策略已难以应对抗药性问题，亟需构建基于生物防治、植物源农药与化学农药协同作用的综合管理（IPM）体系。例如，轮换使用不同作用机制的药剂可延缓抗药性发展，而哈茨木霉等生物制剂的应用不仅能减少化学残留，还能通过增强植物自身防御能力实现长期防控⁵。该研究为全球草地贪夜蛾的可持续管理提供了科学依据，并为发展中国家农业生态系统的保护开辟了新路径。

技术方法概述
本研究依托实验室毒理学评估体系，通过浸渍法处理玉米叶片后投喂幼虫，测定不同浓度植物提取物、真菌孢子悬液及化学农药的致死率。关键步骤包括：采用气相色谱-质谱联用（GC-MS）分析植物提取物化学成分；利用概率单位回归模型计算LC₅₀及LC₉₀值；设置重复实验确保数据可靠性。样本采集自埃及卢克索地区受草地贪夜蛾侵染的玉米田，确保研究对象的生态代表性。

研究结果详述
植物提取物的毒性差异
夹竹桃提取物以86.6%的致死率位居榜首，其活性成分如强心苷通过干扰害虫钠钾泵功能导致细胞凋亡⁶。蓖麻和樟树提取物虽效果稍逊（致死率分别为73.3%和46.6%），但其低毒特性使其适用于敏感作物环境。

真菌制剂的防控潜力
哈茨木霉通过胞外酶解作用破坏幼虫体壁，并分泌毒素抑制几丁质合成⁷。高浓度孢子（≥6×10⁷/mL）可引发全身性感染，致死率与化学农药相当，但其对非靶标生物的安全性显著优于传统药剂。

化学农药的局限性
高效氯氟氰菊酯虽表现出极高毒性，但其对γ-氨基丁酸受体的不可逆结合特性可能加速抗性基因扩散⁸。研究建议将其与生物制剂轮换使用以降低选择压力。

结论与展望
本研究证实多模式协同防治策略的可行性：植物源农药可作为初级防控手段，真菌制剂用于中期干预，化学农药则作为应急补充。未来需进一步开展田间试验验证其实际效能，并探索基因编辑技术改良作物抗虫性状的可能性⁹。该成果为《Journal of Plant Diseases and Protection》提供了兼具理论创新与实践价值的防治范例，标志着绿色植保技术的重大突破。

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¹Rwomushana et al., 2018; ²Chen et al., 2023; ³本文实验数据; ⁴Poveda, 2021; ⁵Suryani et al., 2022; ⁶Ebadollahi & Setzer, 2020; ⁷Dini et al., 2021; ⁸Shi et al., 2023; ⁹Aly et al., 2024