通过强化推拉（push-pull, PP）技术与黑水虻粪沙（black soldier fly frass fertilizer, BSFFF）基土壤改良剂实现害虫与独脚金（Striga）杂草的可持续控制

《Frontiers in Agronomy》：Sustainable control of pests and Striga weed through intensified push-pull technology and frass-based soil amendments

　　

非洲小农种植系统的作物生产力面临诸多挑战，包括昆虫害虫、杂草、土壤肥力低下及气候变化。可持续集约化措施，如推拉（PP）技术、蔬菜集成推拉（VIPP）技术，配合黑水虻粪沙肥料（BSFFF）等有机土壤改良剂，可应对上述农业制约。研究人员在三个不同地理区域探讨了由两种作物〔玉米（DK777品种）与豇豆（KVU27品种）〕和农业生态策略（PP、VIPP与BSFFF）构成的种植系统的个体及协同效应，用以管理害虫、独脚金杂草及作物生产力。多样化种植系统（PP与VIPP）使秋粘虫（fall armyworm）和茎蛀虫（stem borer）的叶片危害分别降低54%和33%，相应显著减少这些害虫对果穗的危害。多样化种植系统还使玉米植株上独脚金杂草侵染显著降低至少45%。豇豆上蚜虫、蓟马、荚吸蝽和潜叶蝇种群在多样化种植系统中分别显著减少约69%、63%、44%和25%。捕食性甲虫呈密度依赖响应，豇豆单作中数量最高，高于多样化系统中的豇豆。多样化种植系统与BSFFF均提高作物产量，分别对应至少51%和23%的经济收益提升。研究结果表明，多样化种植系统可在维持作物生产力的同时降低害虫压力、独脚金杂草侵染及对化学投入品的依赖。因此，将多样化种植系统与粪沙基土壤改良剂整合，为提升小农系统中谷类（玉米）与蔬菜（豇豆）的生产力与经济收益提供了有力路径。

研究背景方面，撒哈拉以南非洲（SSA）农业占区域GDP的30%—40%，65%—70%劳动力从事农业，约80%为小农，但系统受昆虫害虫、杂草、低土壤肥力与气候变化制约，过度依赖农药化肥带来健康与环境风险。为寻求生态化解决途径，研究人员开展本研究，旨在评估推拉（PP）技术、蔬菜集成推拉（VIPP）技术以及黑水虻粪沙肥料（BSFFF）在玉米—豇豆系统中对害虫、独脚金（Striga hermonthica）杂草、产量及经济效益的个体与协同作用，论文发表于《Frontiers in Agronomy》。

关键技术方法上，研究人员在肯尼亚西部三县（Homa Bay、Kisii、Busia）长雨季设田间试验，采用裂区设计共12个处理（5类主处理×玉米/豇豆组合），4个区块重复；主处理含农药单作、无处理单作、BSFFF施肥、PP、PP+BSFFF；PP系统玉米/高粱间作多年生豆科山蚂蟥（Desmodium）并边界种臂形草（Brachiaria）诱集；VIPP将豇豆嵌入PP行阵。虫害按Davis 1—9叶损尺与CIMMYT 1—9穗损尺调查，独脚金于播后12周按株基15 cm半径计数，豇豆害虫（蚜虫Aphis craccivora、花蓟马Megalurothrips sjostedti、荚吸蝽Clavigralla/Riptortus、潜叶蝇Liriomyza）与瓢虫目视计数，产量折算t/ha，经济效益按yield×price?total variable cost计算，混合效应模型（lme包）配Tukey HSD检验。

研究结果部分，3.1节叶片与穗部危害显示，PP与VIPP较无处理单作使秋粘虫叶损降约54%、茎蛀虫降33%，穗损亦最低，BSFFF对叶损无显著影响。3.2节独脚金抑制中，PP/VIPP较单作减侵染45%—56%，Kisii未现杂草，Homa Bay重于Busia，BSFFF单施次之。3.3节豇豆害虫表明，VIPP使蚜虫、蓟马、荚吸蝽、潜叶蝇分别降约69%、63%、44%、25%，单作害虫最多。3.4节捕食甲虫密度在豇豆单作最高，呈猎物密度依赖，不直接代表控害增强。3.5节产量上，Kisii玉米最高、Homa Bay豇豆最高；PP+BSFFF玉米增益显著，VIPP+BSFFF在Busia/Homa Bay豇豆增产；山蚂蟥与臂形草饲草产量具位点差异。3.6节经济效益显示，多样化系统较单作收益至少高51%，BSFFF单施增效23%，与农药处理相当。

讨论部分总结，研究人员指出PP/VIPP通过生境干扰、天敌增强与寄主稀释降低鳞翅目害虫；山蚂蟥根泌allelochemicals诱导独脚金自杀性萌发耗尽土壤种库，VIPP增覆盖放大该效；BSFFF可能经土壤微生物与养分阻断萌发信号间接抑草；豇豆单作高虫压吸引瓢虫属密度依赖而非控害优效；产量与收益提升来自多样性资源效率与饲草副产。结论部分翻译：集成粪沙基有机土壤改良剂的多样化种植系统，为小农系统中玉米与豇豆的害虫杂草管理及生产力提升提供了有力路径；虽可推荐用于可持续生产，长期评估将助益地域化建议与粮食安全；除农艺经济指标外，社会指标（建立与管理工时）亦需纳入；需借同伴学习、农民 workshop 与田间示范提升策略接受度与采纳率。