按需施用農藥使野生蜜蜂回歸，在不影響玉米利潤的同時還能增加西瓜產量
2022/04/26 @國際
摘要
考量到使用殺蟲劑的利害平衡，本篇研究團隊提出害物整合管理(IPM)的概念，透過農藥使用量的減少讓野生蜜蜂回歸，並藉由監控害蟲數量來決定施用殺蟲劑的時機，因而形成正向循環，並在玉米和西瓜輪作種植系統進行多年的田間試驗，結果顯示野生授粉者的增加使農藥顯著減量達95%，且能維持甚至增加作物產量，證實IPM可能為糧食生產及生態系統提供「雙贏」方案。
示意圖
一項新的概念驗證註1證實，許多農民租用蜂巢給作物，利用野生蜜蜂的自由活動為其授粉，同時也可以採取「按需使用殺蟲劑」的方法。一項對中西部商業規模田地的多年研究發現，這種方法讓農藥減量95%的同時，玉米和西瓜的作物產量仍然維持或提高。此研究結果發表在《美國國家科學院院刊, PNAS》的一篇論文中。領導這項計畫的普渡大學昆蟲學教授Ian Kaplan說:「這種按需進行農藥處理的方法可以嘉惠農民。隨著農藥使用量的減少，我們看到在第一年內，野生蜜蜂開始回到田裡，而且西瓜平均增加了26%的產量。」
普渡大學農學院的研究團隊針對美國印第安那州及中西部等五個不同地點的田地，展開為期四年的研究，將傳統的病蟲害管理方法與有害生物綜合防治（IPM）註2進行比較。IPM的做法是依靠對田地的監測，只有當害蟲程度達到損害臨界點而導致經濟損失時才施作殺蟲劑。昆蟲學教授、研究團隊成員Christian Krupke說:「在過去的幾十年裡，殺蟲劑被爭先恐後地使用，從經殺蟲劑前處理的種子開始，接著依照固定的時程表進行施用。更頻繁地使用這些強效殺蟲劑會增加對昆蟲、動物和人類健康無法預期的風險。這項研究顯示我們可能不需要如此強大的武器來控制害蟲，或者至少我們不需要像現在這樣頻繁地使用它們。」
農業永續性和IPM的優點日益受到關注。Walmart公司最近宣布了一項策略，要求全球所有新鮮農產品和花卉的供應商，在2025年前採用IPM實踐。普渡昆蟲生態實驗室的負責人Kaplan說:「重要的是要讓人們知道，在傳統種植與有機農產品之間還有另一種選擇。IPM可以大幅地減少用在食物作物的殺蟲劑數量，而且農民不會完全失去這個工具(殺蟲劑)，也不會因此影響食品供應。」昆蟲學助理教授Laura Ingwell說:「中西部的種植者也很關注這個問題，希望能找到解決方案來保護作物和授粉者。
印第安那州是美國主要的西瓜生產州之一，每年依賴授粉者的作物平均佔7,000英畝的土地。不幸的是，很難找到未經(殺蟲劑)處理的玉米或大豆種子。橫跨中西部的西瓜田就像玉米和大豆海洋中的島嶼。我們需要瞭解一個作物的管理會如何影響另一個作物，因為印第安那州許多的農民都會輪流種植這些作物。」
該團隊與普渡田野研究的農場工作人員合作，種植風媒玉米和蟲媒西瓜，來複製印第安那州實際的農業生態系統。每個地點都有一組兩塊15英畝的田地，一塊土地用未經(殺蟲劑)處理的種子及使用IPM，另一塊土地則使用經(殺蟲劑)處理的種子和傳統害蟲管理方法，例如「依日程表噴灑殺蟲劑」。負責大部分調查的研究生Jacob Pecenka說:「在調查過程中作物被輪流種植，不同的地點讓研究團隊能夠檢查各種土壤類型和環境條件所造成的影響。我們每週進行一次巡視來監測IPM田間的害蟲，這表示我們會進入田間尋找害蟲，並對存在的不同害蟲進行抽樣計數。令人驚訝的是，害蟲數量很少達到對作物造成經濟風險的臨界值。在調查期間只有四次達到殺蟲劑施用的臨界值，比起傳統田地管理的97次處理，施作次數減少非常多。」【延伸閱讀】高度仰賴農藥的日本， 倡導 IPM病蟲害綜合管理達永續農業經營
Pecenka和他的團隊還對這些花進行監測，並統計了蜜蜂拜訪西瓜田的次數。他說:「和傳統田地相比，IPM田間訪花的次數增加了130%。最大的傳粉媒介是本地的野生蜜蜂，他們是高效的授粉者同時也是認真的覓食者。由於西瓜作物生長在玉米田間，任何的野生授粉者必須移動超過100英尺才能到達西瓜花上。儘管面臨這樣的挑戰，訪花者中野生授粉者占80%，而蜜蜂的群落雖然被放在距西瓜田只有幾英尺的範圍內，但它們只佔20%。我們對許多野生蜂種的生物學沒有很深的瞭解，但這份調查證明它們很重要且具有彈性。在第一年，這些野生蜜蜂在低量殺蟲劑的田地里佔有重要地位，而殺蟲劑可以殺死蜜蜂，使它們迷航並擊退它們。」
Ingwell說:「研究團隊還觀察到IPM田地中益蟲的數量正在增加。每當害蟲數量變多時，黃蜂、瓢蟲和其他西瓜害蟲的天敵就會自然地介入。用殺蟲劑預先處理作物來當作保險是很吸引人，但調查結果顯示，多數時間我們是可以信任自然系統的。每週固定對西瓜作物進行巡視就足以維持產量，而在抑制害蟲及授粉方面，還能使昆蟲受惠。」透過普渡大學的推廣辦公室，可以獲得傳粉媒介的保護及水果、蔬菜種植者的資源。這個團隊還包括名譽教授Rick Foster，預計接下來利用50英畝的商業田地來擴大研究規模。
註1:「概念驗證(proof-of-concept)」是對某些想法或解決方案的一個較短而不完整的實現，即提供證據，以驗證概念或理論之可行性。
註2:「有害生物綜合防治(Integrated Pest Management, IPM)」定義為:仔細考量所有可應用的害物防治技術，適當整合應用，以防止害物族群發展，維持其於經濟危害水平之下，減少對人類健康、環境的風險。其中包括三項基本原則: 1.將害物之族群維持經濟危害水準之下，而非趕盡殺絕；2.盡量採用非化學製劑之防治方法；3.當藥劑之應用已無可避免時，宜慎選藥劑，將其對有益生物、人類及環境之影響降至最低。
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