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全球玉米害虫防控的差异化实践:美洲困于Bt抗性、非洲低成本适配、亚洲规模化生防

2026-06-17 17:141390

玉米作为全球产量居首的谷物作物,是粮食、饲料及工业原料的重要基石。然而,全球化贸易、气候变暖与农业集约化单作模式的叠加效应,正深刻重塑害虫发生格局——草地贪夜蛾等跨境入侵害虫已造成非洲年损失25亿至63亿美元,亚洲玉米螟在中国单年即可导致600万至900万吨减产;与此同时,西方玉米根虫、玉米螟等本土害虫对化学农药及Bt蛋白的抗性演化持续加速。由于各大洲在生态条件、经济水平与技术可及性上存在显著差异,玉米害虫防控已呈现鲜明的区域分异特征。


近日,北京市农林科学院王甦研究员和贵州大学绿色农药全国重点实验室臧连生教授合作在Maize Sciences发表题为《Global Advances and Regional Strategies in Maize Pest Management: A Contemporary Review》的综述论文,系统梳理了全球玉米害虫防控的区域差异、技术演进与前沿趋势。


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图1 非洲、美洲、亚洲、欧洲及大洋洲主要玉米害虫及其取食生态位


表1 按国家/地区划分的主要害虫及防控方法

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美洲:抗性管理与综合防控的前沿阵地


作为多种重大害虫的原生地,美洲虫害群落最为复杂。该区域以Bt转基因玉米(Cry1Ab、Cry2Ab、Vip3Aa20等单基因及多基因叠加事件)、作物轮作与精准化学防控为核心,辅以卵寄生蜂(如Trichogramma spp.、Telenomus remus)的规模化释放。为延缓抗性演化,美国广泛采用"袋中庇护所"(RIB,5%–10%非Bt种子混装)策略,巴西则推行结构化庇护所布局(5%–20%非Bt玉米条带)。然而,西方玉米根虫、玉米穗虫(Helicoverpa zea)及欧洲玉米螟(Ostrinia nubilalis)已对多种Bt毒素产生抗性,抗性管理仍是该区域的首要挑战。


非洲:低成本适配技术的主战场


小农经济占主导的非洲,在2016年草地贪夜蛾入侵后虫害形势急剧恶化,该虫已扩散至44国以上。受制于资金与技术可及性,非洲防控策略高度强调低成本与可推广性:气候适配型推拉系统(Push-Pull,玉米间作抗逆Desmodium属植物并配植Brachiaria草带)可将草地贪夜蛾损害降低82.7%、产量提升约2.7倍;绿僵菌(Metarhizium anisopliae)、苏云金芽孢杆菌(Bt)等微生物农药及农民田间学校(FFS)模式亦得到广泛应用。南非的非洲茎螟(Busseola fusca)种群已对Cry1Ab Bt玉米产生抗性,提示抗性监测的紧迫性。


亚洲:政策驱动与生物防治的规模化实践


亚洲以亚洲玉米螟为核心靶标,中国每年释放赤眼蜂(Trichogramma dendrolimi、Tr. ostriniae等)防治面积近400万公顷,为全球规模最大的生物防治实践之一。政策驱动的综合虫害治理(IPM)体系下,遥感监测、基于改进YOLO算法的AI智能识别、信息素诱捕等技术快速渗透;多基因叠加Bt玉米(Cry1Ab+Cry2Ab+Cry1Fa)的评估与部署同步推进。玉米-豆科/苜蓿间作模式可使草地贪夜蛾发生率降低80%,兼具控害与增产效应。


欧洲:生态农业与精准监测的协同


欧洲玉米虫害以欧洲玉米螟和入侵性的西方玉米根虫为主,西班牙、葡萄牙自1998年起种植Cry1Ab Bt玉米,依托高剂量/庇护所策略及系统化监测程序管理抗性。该区域聚焦生态农业路径:田埂、花带、树篱等生境营造显著提升天敌丰度与多样性;信息素诱捕与自动化数字监测系统(如iScout®)日益普及,为精准决策提供连续数据支撑。


大洋洲:灌溉与雨养系统的差异化适配


大洋洲虫害群落包括棉铃虫(Helicoverpa armigera)、黏虫(Mythimna separata)及新近入侵的草地贪夜蛾。该区域根据灌溉与雨养两类生产系统构建差异化防控体系:膜翅目寄生蜂的保护与释放、微生物农药及精准农药应用构成核心手段;新西兰的豆科覆盖作物实践显示,其在抑草、减害、增产方面具有综合效益。


IPM技术体系:从传统整合到数字赋能


害虫综合治理(IPM)是全球玉米害虫防控的基石框架,涵盖五大技术模块:遥感与AI监测(卫星平台Sentinel-2/Landsat 8、无人机多光谱成像、Maize-YOLO深度学习模型等)、农艺调控(抗性品种、间作轮作、庇护所策略)、生物防治(赤眼蜂释放、白僵菌/绿僵菌、病毒制剂、保育生防)、行为干预(信息素/灯光/色板诱捕、推拉系统)及规范化化学防治(双酰胺类、种子处理、精准施药)。当前,数字农业、CRISPR基因编辑(如BREEDIT多基因编辑管道)、生态工程与纳米载药(氧化石墨烯-白僵菌纳米复合物、纤维素基高内相Pickering乳液)等新兴技术正为绿色防控开辟新路径。


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图2 玉米害虫综合治理技术体系


挑战与展望:跨国协作是破局关键


尽管技术工具不断丰富,全球玉米害虫防控仍面临四大瓶颈:跨境虫情监测网络碎片化导致入侵害虫预警滞后;草地贪夜蛾已在40余国对多类杀虫剂产生抗性,Bt抗性在非洲茎螟、美国玉米根虫中持续蔓延;Bt玉米、智能监测设备在发达国家与小农经济体之间的技术鸿沟加剧粮食安全不平等;气候变化下害虫分布、物候及种群动态的不确定性显著增加。未来需建立全球统一监测与早期预警网络,制定标准化抗性管理框架,推动技术普惠转移,并以区域经验为基础发展气候适应性防控体系——唯有跨国协作与技术创新双轮驱动,方能筑牢全球粮食安全屏障。


原文链接:https://journal.hep.com.cn/maize/EN/10.2738/MS.2026.0007


来源: AgroPages (世界农化网)


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