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農地周邊的地景複雜度決定天敵生物防治的效果

2019/07/18 @國際

農地周邊的地景複雜度決定天敵生物防治的效果

  生物防治(biological control或biocontrol)是利用自然界生物平衡力量達成防治病蟲害的目的,也就是利用各種天敵和捕食性昆蟲、寄生性昆蟲以及殺蟲微生物、拮抗性微生物和性費洛蒙等生物性方法。最新的研究指出,以自然天敵作為捕食性昆蟲的防治效果將受防治場域周圍的地景(landscape)複雜度所影響。美國康乃爾大學(Cornell University)的研究團隊為釐清究竟引入天敵作為生物防治的效果為何,選擇紐約州11處農田進行田間實驗,後續於實驗室進行觀察結果之驗證。
  研究團隊在11座種植高麗菜(cabbage)的菜園中分成兩區,分別是可讓周邊天敵自由進出的區域及額外加入捕食性刺肩獵椿(spined soldier bug, Podisus maculiventris)與瓢蟲(Hippodamia convergens, ladybird beetle)的天敵區,研究團隊接著在固定時間計算兩區內3種不同害蟲(紋白蝶cabbage white butterfly、小菜蛾diamondback moth、粉紋夜蛾cabbage looper)、天敵的豐富度(abundance)和農損情況,最後計算天敵-害蟲與天敵-天敵間的生物間交互作用,以探討引入天敵所達到的生物防治效果。研究發現,農田與周邊地景所構成的地景背景(landscape context)將影響到天敵防治的策略模式。
  一般而言,研究觀察到在較多森林、自然地景等原始環境所圍繞的農地,其地景構成複雜,作物受蟲害的機會較低且農糧產量也較高;然而受其他農田所圍繞的農地,其地景構成相對單調,則有較多的蟲害與較低的農糧產量。研究指出,主要由農田所構成的單調地景中,天敵多樣性相對較低,由於不同的天敵可能捕食相同的害蟲,導致天敵間彼此產生競爭,天敵-天敵間產生負向的交互作用,反而使得生物防治的效果大打折扣。
  該研究首次發現天敵生物防治法受到地景複雜度所影響,證實地景複雜度與天敵生物防治間存在依存關係(landscape-dependent),在天然環境為主的複雜環境中,天敵的成功捕食率提升並減少害蟲的密度,最終減少農作物蟲害並提升農糧產值。而在地景單調的環境中,不同天敵彼此間會產生競爭關係,這因此降低了天敵的覓食效率,可能導致農損提高與農糧產值下降等後果。
  該研究由美國農業部國家食品及農業研究所(National Institute of Food and Agriculture, United States Department of Agriculture)的計畫經費資助,相關研究成果已發表在<Scientific Reports>。

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