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氮化肥能够预防蝗虫群

[北京] 一个惊人的发现证明廉价又保护环境的方法可以控制能在世界上造成大瘟疫而毁坏庄稼的蝗虫群。

蝗虫在草原和其他植物中降低氮含量为食,而严重的放养家畜的牧场造成了土地腐蚀,这将促进蝗虫群的大量繁殖, 今天(1月27)《科学》杂志发表的一篇论文表示。

相反地,这项研究也发现了蝗虫不喜欢氮含量高的食品,就像之前的设想,但是事实上受到其限制。

“氮肥料— 植物用其产生蛋白质 — 是一个不贵的,能够更好地保护环境、友好地解决病虫害防治问题,”第一作者美国亚利桑那州立大学博士生Arianne Cease表示。

大多数食草动物(其中包括昆虫类动物)曾被考虑在其食物中加入高氮的蛋白质。

但科学家在研究中惊讶地发现这不适合于亚洲小车蝗,一种在亚洲北方的草原占有统治地位的蝗虫和在非洲普遍存在的近缘种害虫O. senegalensis。

中国和美国合作团队的研究在中国科学院(以下简称“中科院”)内蒙古草原生态系统定位研究站进行。

牧场观测发现蝗虫在氮中施肥的牧场中幸存下来的几率很小,而在牛羊吃草的聚集田地里也是蝗虫最为集中的地方,在这样的地方应种植低氮含量的植物。


“这是第一次证明在放牧条件下植物的含氮量明显下降,但含氮量低的植物对蝗虫的生长发育有利。由于蝗虫更喜欢吃被羊啃食过的牧,从而解释为什么过度放牧的(overgrazed)草地可以引起蝗灾,”中科院动物所昆虫动物专家、合著者康乐告诉科学与发展网络。

因为内蒙古沉重的家禽饲养导致牧场表土层和氮的损耗,这也意味着过度放牧会促进蝗虫爆发,这篇论文表示。“因为过度的土壤腐蚀,蝗虫群会变得更加普遍,”Cease说。

研究人员研究的内蒙古草原生态系统定位研究站拥有欧亚草原最具代表性的半干旱草原,涵盖了阿富汗、不丹(印度东北一国家)、中国、伊朗、尼泊尔、巴基斯坦和印度北方的部分地区。但是,研究员也表示他们的发现也许会用于其他同样存在蝗虫的地区。

“我们怀疑这种现象也会在近缘种中发生类似的现象,”Cease说。“比如,塞内加尔蝗虫(Oedaleus senegalensis)与我们亚洲种类有同一种基因。它被认为萨赫勒的主要害虫,贪婪地针对小米和高粱地影响农田。

“我们已经申请到了经费与塞内加尔的研究人员进行合作,”Ceasse说。“我们的目标是证明,如果我们了解了亚洲蝗虫能够适用于其他地区的蝗虫,就能将萨赫勒的蝗虫爆发降低到最小化。”

中国西北农林科技大学植物保护学院植物保护学院院长、昆虫学教授刘同先表示,当我们在考虑蝗虫灾害管理和放牧实现中,这项研究将带来“革命性的影响”。

链接到《科学》杂志全文

References

Science 335, 467–469 (2012)