阿尔伯塔中部工业大麻害虫与益虫基线调查:构建虫害综合治理的生态基础

【字体: 时间:2025年07月10日 来源:Canadian Journal of Plant Science 1

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  本研究针对加拿大阿尔伯塔省工业大麻(Cannabis sativa)种植中虫害管理数据匮乏的问题,通过2021-2022年田间调查,首次系统鉴定了大麻冠层害虫(如Lygus spp.、Melanoplus spp.)与天敌昆虫(如Chalcidoidea寄生蜂、Anthocoridae捕食性蝽类)的群落结构,揭示作物边缘区域昆虫多样性显著高于内部(p<0.05),为制定区域性虫害综合治理(IPM)策略提供关键科学依据。

  

随着全球对可持续纤维需求的增长,工业大麻(Cannabis sativa L.)作为低碳作物在加拿大阿尔伯塔省迎来复兴,该省占据全国约50%的种植面积。然而,这个新兴产业的快速发展却面临关键瓶颈——大田种植环境下虫害管理基础数据的严重缺失。不同于温室栽培,露天种植的大麻面临复杂的昆虫群落威胁,但现有研究多集中于美国(如科罗拉多、田纳西等州),加拿大本土数据近乎空白。更棘手的是,大麻作为纤维作物与油料/谷物作物的虫害耐受性差异尚不明确,且传统杀虫剂可能影响纤维品质,这使得阿尔伯塔农户在虫害防控时面临"无据可依"的困境。

为破解这一难题,阿尔伯塔大学(University of Alberta)的研究团队NBL和BAM首次在加拿大境内开展了系统性调查。他们选择该省核心产区Redwater附近的11块大麻田(2021年5块、2022年6块),采用标准化扫网法(38.1 cm直径网具,100-180°摆动)在作物边缘(距田界1 m)和内部(100 m)设置平行样带,于生长季早(6月底-7月初)、中(7月下旬)、晚(8月中旬)三期采样。所有标本经-20°C冷冻后,通过形态学鉴定至科/种水平,并采用负二项广义线性混合模型(GLMM)分析时空分布规律。

主要技术方法:研究通过跨年度田间采样(n=11田块),采用标准扫网法获取昆虫样本,结合形态学鉴定与GLMM模型(R 4.4.1软件)分析时空分布差异,重点关注3类害虫复合体(Lygus复合体、蝗虫复合体、叶蝉复合体)和3类益虫功能群(寄生蜂、捕食者、传粉者),随机效应模型纳入田块边界作物类型嵌套效应。

结果
害虫群落:共鉴定108个昆虫科,其中Lygus lineolaris(占98%)最为猖獗,单点最高密度达559.5±69.5头/100网(2022晚期内部,p=0.046)。蝗虫以Melanoplus bivittatus为主,早期边缘丰度显著(6.5±69.5头,p=0.031),而叶蝉Marcosteles quadrilineatus在中期边缘暴发(32.5±9.31头,p<0.001)。值得注意的是,大麻专性害虫Phorodon cannabis(大麻蚜)虽被检出,但种群受天敌抑制。

天敌功能群:913头寄生蜂中以Chalcidoidea(704头)为主导,边缘丰度显著高于内部(67 vs. 21头,p<0.001)。捕食者中Opiliones(312头)与蜘蛛(245头)构成主力,而传粉者(64头)呈现晚期边缘聚集趋势(p<0.001)。

讨论与意义
该研究首次揭示阿尔伯塔大麻田的"边缘效应"生态规律:除Lygus bug外,80%物种在边缘区的丰度是内部的1.7-3.2倍,这可能与天敌(如Geocoridae捕食蝽)依赖边界植被越冬有关。尽管鉴定出Melanoplus sanguinipes等潜在威胁种,但纤维大麻对虫害的耐受阈值仍需量化——这与种子大麻需区别对待,例如Lygus bug虽可导致种子减产,但对纤维品质影响可能有限。

研究团队特别警示两种潜在风险:一是叶蝉可能传播植原体病害(如紫菀黄化病),虽暂未发现大麻感染证据;二是需警惕本地夜蛾科(如Bertha armyworm)未来可能转主危害。这些发现为制定基于生态位调控的IPM策略奠定基础,例如通过保留田边植被带增强天敌库功能。论文成果发表于《Canadian Journal of Plant Science》,不仅填补了北美高纬度地区大麻昆虫生态学研究空白,更为这个产值数亿加元的新兴产业提供了精准防控的科学依据。

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