魁北克玉米新发重大害虫西方豆切根虫（鳞翅目：夜蛾科）的生态影响与综合防治策略研究

本综述系统评估了西方豆切根虫（WBC）在加拿大魁北克玉米田的种群动态、危害机制及防治策略。研究通过成虫诱捕、卵块调查及历史数据（RAP网络）分析，揭示了豆类种植面积、区域分布及土壤质地等因素对WBC种群的影响，并证实Bt Vip3A杂交种与杀虫剂对WBC的有效控制作用，为玉米害虫综合管理（IPM）提供科学依据。

　　

引言

西方豆切根虫（Western bean cutworm, WBC）学名Striacosta albicosta（Smith, 1888），属鳞翅目夜蛾科，是玉米（Zea mays L.）和干食用豆（Phaseolus vulgaris L.）的重要害虫。原分布于美国中西部地区，21世纪初其分布范围向东扩展至加拿大安大略省及魁北克省，并逐渐成为当地玉米生产的主要威胁。雌虫倾向于在玉米抽雄前将卵块产於植株上部叶片，初孵幼虫具高度移动性，先取食花粉和雄穗组织，后转移至果穗直接取食籽粒，导致穗部损伤率可达40%，平均产量损失达951 kg/ha。更严重的是，幼虫取食行为为禾谷镰刀菌（Fusarium graminearum）的侵染提供通道，引发穗腐病并产生脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）、玉米赤霉烯酮（ZEN）等 mycotoxins，对牲畜健康构成风险。

目前WBC的防治手段有限，主要包括表达Vip3A蛋白的Bt转基因玉米和杀虫剂应用。但除Vip3A外，其他Bt蛋白对WBC无效，而杀虫剂的过度使用（尤其是拟除虫菊酯类）已导致抗性产生及环境风险。自2009年首次在魁北克发现WBC以来，该省植物检疫预警网络（Réseau d'avertissements phytosanitaires, RAP）通过性信息素诱捕和卵块调查持续监测其种群动态，旨在为制定综合管理策略提供依据。

材料与方法

本研究于2021–2022年夏季至秋季（7月中旬至10月中旬）在魁北克12个农业区域的玉米田展开，具体包括：

1. 1.

   风险因素评估：

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     在130个田块设置Unitrap信息素诱捕器，每周计数成虫捕获量；

   • •

     在50个（2021年）和52个（2022年）田块进行卵块和低龄幼虫调查，每周观察100株植物，记录卵块数量、颜色及天敌（如瓢虫、草蛉、猎蝽等）发生情况；

   • •

     分析RAP网络2010–2022年数据，评估区域、土壤质地、前茬作物、玉米Heat Units（CHU）等10项农业环境因子对WBC种群的影响。

2. 2.

   危害影响评估：

   • •

     在19个（2021年）和20个（2022年）田块收获果穗，实验室测定穗长、穗径、重量及幼虫数量、取食部位（顶端、中部或基部）和损伤面积（cm2）；

   • •

     通过透明方格板量化损伤面积，并记录穗腐病发生情况。

3. 3.

   防治效果评价：

   • •

     比较Bt Vip3A杂交种与常规杂交种的受害差异；

   • •

     评估杀虫剂（如氯虫苯甲酰胺、spinetoram）处理区的幼虫控制效果。

统计分析采用二项模型（成虫和卵块存在性）、负二项模型（成虫丰度）、线性混合模型（穗部性状）及逻辑回归模型（穗腐病发生概率），均通过SAS 9.4或R 4.2.3软件实现。

结果

WBC种群动态与风险因素

2015–2022年，魁北克WBC成虫平均每周捕获量呈显著上升趋势，2022年达历史最高（196头/陷阱/周）。卵块发生田块比例为52%（2021年）和48%（2022年），但仅少数田块超过5%的累计干预阈值（2021年5个，2022年7个），主要集中在Montérégie-Est、Montérégie-Ouest、Laurentides和Outaouais等区域。

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  成虫存在性：干食用豆种植面积是唯一显著影响成虫存在的因子（p=0.0050），面积越大，成虫出现概率越高。

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  成虫丰度：区域因素主导成虫数量分布（p<0.0001），Outaouais（110.3±18.1头/周）、Abitibi-Témiscamingue（33.2±6.5）和Laurentides（14.4±1.8）捕获量最高。

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  卵块存在性：区域（p<0.0001）和土壤质地（p<0.0001）共同影响卵块发生，Laurentides（0.43±0.09）、Montérégie-Est（0.27±0.07）和Estrie（0.25±0.08）概率最高，且沙质土壤（0.38±0.06）更适於产卵。

WBC对玉米果穗的影响

两年共收获15,500个果穗，12%存在WBC取食损伤（2021年和2022年各908和937穗），损伤主要位於穗顶端（77.9%–83.4%），平均损伤面积5.9–6.6 cm2。穗长、直径和重量在健康与受害穗间无显著差异，但WBC损伤显著提高穗腐病发生概率（受害穗68% vs. 健康穗14%，p<0.05）。

防治效果

Bt Vip3A杂交种田块几乎无WBC损伤，尽管部分田块卵块数量较高。仅1个田块进行杀虫剂处理，结果显示处理区幼虫数量和果穗受害率显著低於未处理区（p<0.05），但因施药时机和幼虫移动行为，仍存在部分损伤。

讨论

WBC在魁北克的种群扩张可能源於美国和中安大略的迁飞个体（借助风媒）及本地越冬种群（存活率低但可完成生命周期）。风险模型表明，豆类种植景观、区域位置和沙质土壤是影响其定殖的关键，但其他因子（如玉米物候期、天敌作用）需进一步研究。

值得注意的是，成虫捕获量高的区域（如Outaouais）与卵块高发区域（如Laurentides）不完全一致，暗示雌虫产卵存在生境选择行为，可能受玉米挥发物或土壤适应性驱动。

尽管WBC直接产量影响有限，其间接通过穗腐病和mycotoxins污染带来的品质下降及牲畜健康风险不容忽视。当前防治策略中，Bt Vip3A杂交种效果显著但适用品种和区域受限（需适配CHU 2800–3250），而杀虫剂应用需精准定时（卵孵化高峰期）并兼顾抗性管理。

本研究首次系统揭示WBC在魁北克的生态学特征和治理瓶颈，为未来集成农业景观管理、抗性品种推广及绿色杀虫剂应用提供了实证基础。

结论

西方豆切根虫已成为魁北克玉米生产的重要生物胁迫因子，其种群动态受豆类种植面积、区域迁移和土壤质地多重调控。尽管直接产量损失较低，但通过促进穗腐病发生，其对玉米品质和畜牧业构成的间接风险需引起高度重视。当前Bt Vip3A技术和部分杀虫剂虽有效，但亟需开发区域适配的IPM策略，包括优化监测阈值、探索天敌增强措施及抗性品种布局。本研究为魁北克乃至北美类似生态区的玉米害虫可持续治理提供了关键数据支撑和方向指引。