基于Beauveria peruviensis和Metarhizium sp.的生物制剂对咖啡果小蠹的致病性及田间防控效果研究

【字体: 时间:2025年06月06日 来源:Journal of Agriculture and Food Research 4.8

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  为解决咖啡果小蠹(Hypothenemus hampei)对全球咖啡产业的威胁,研究人员评估了本地真菌Beauveria peruviensis和Metarhizium sp.复合制剂的致病性与田间防控效能。实验通过18种浓度组合(1×106 -108 conidia/mL)筛选出6种高效配方,其中TOR-M16+P4(1×107 )实现100%田间防效,且蒸散发与防效呈正相关。该研究为有机咖啡种植提供了可持续的生物防控方案。

  

咖啡作为全球重要的经济作物,近年来因气候变化和病虫害加剧面临严重减产。其中,咖啡果小蠹(Hypothenemus hampei, CBB)因其隐蔽蛀果习性,传统化学农药难以防控,导致部分产区损失高达95%。尤其对秘鲁等以有机咖啡为主的小农户而言,亟需开发环境友好型防控技术。

为应对这一挑战,来自中国的研究团队在《Journal of Agriculture and Food Research》发表研究,评估了两种本土真菌——Beauveria peruviensis(新种)和Metarhizium sp.的复合制剂对CBB的防控潜力。研究通过实验室致病性筛选(18种孢子浓度组合)和田间验证(6种优选配方),发现TOR-M16+P4(1×107
conidia/mL)组合在末次田间评估中实现100%防效,且蒸散发与防效呈显著正相关(r=0.93)。该成果为有机咖啡种植提供了可替代化学农药的微生物防控方案。

关键技术方法包括:1)真菌孢子大规模扩增(稻米基质培养);2)实验室致病性测试(Petri皿浸渍法,28°C/70%湿度);3)田间随机区组设计(6处理×3重复);4)气候参数实时监测(温湿度、太阳辐射等);5)Abbot公式计算防效。

研究结果:
3.1 实验室致病性
所有处理(T1-T18)致病率均超70%,其中T4(TOR-M16+P4-C2)等4组达100%,显著高于对照组(2.22%)。

3.2.1 环境条件
蒸散发(80-120mm)与防效正相关,而相对湿度(60%-80%)波动影响真菌活性。

3.2.3 田间防效
T4处理持续领先,第六次评估达100%防效,其孢子浓度(1×107
)显示最优性价比。

3.2.4 气候关联性
蒸散发与CBB发病率负相关(r=-0.93),揭示水分管理可协同增强生物防控。

3.2.5 咖啡产量
T4处理对应田块获得最高物理产量(57.35%),证实防效与经济效益的正反馈。

讨论与结论:
研究首次证实本地真菌复合制剂对CBB的协同增效作用。TOR-M16(Metarhizium sp.)通过破坏素(destruxin)快速麻痹害虫,而P4(B. peruviensis)产生的白僵菌素(beauvericin)则削弱宿主免疫力,双重机制延缓抗性产生。气候分析表明,高蒸散发环境(>100mm)可提升孢子活性,这为区域性应用时机选择提供了量化依据。

该技术的推广需注意:1)孢子生产标准化(当前稻米基质产孢量波动较大);2)抗性管理(建议轮换使用不同菌株);3)气候适配性(干旱地区需配合灌溉)。未来研究可探索真菌-植物-气候三方互作机制,以优化全周期防控策略。

此项研究不仅为小农户提供了每公顷成本低于化学农药的解决方案,更通过"以菌治虫"模式维护了咖啡园生态平衡,契合全球可持续农业发展趋势。

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