安东尼·金,《地平线:欧盟研究与创新杂志》 生物制药公司的科学家正在通过酵母发酵扩大信息素的生产
学分:生物物理学 干扰昆虫交配模式的信息素、与其他植物一起生长的作物以及长满野花的田地只是欧洲科学家开发的一些技术,这些技术旨在保护作物免受害虫侵害,而不使用杀虫剂,杀虫剂与广泛的昆虫生物多样性丧失有关
大多数作物需要杀虫剂才能有利可图地生长
但是许多杀虫剂在杀死昆虫方面太有效了,经常是不分青红皂白
他们的目标是打击特定的农作物害虫,但向友好的昆虫喷射致命的火焰,有些可能会伤害授粉者,如蜜蜂
虽然蜜蜂的困境吸引了人们的注意力,但其他不太显眼的昆虫也处于危险之中
最近的研究发现,40%的昆虫正在减少,四分之一可能在十年内灭绝
这不是不可避免的
我们可以减少许多杀虫剂的使用
为此,科学家们致力于研究在不消灭益虫的情况下保护农作物免受虫害的方法,益虫通常对健康的生态系统至关重要,并为鸟类和其他野生动物提供食物
一种策略是通过干扰昆虫的化学信号来干扰它们的交配
飞蛾等昆虫向空气中飘散信息素,这使得雄性能够沿着芳香的路径找到雌性
这种混合物通常是一种昆虫特有的
通过制造与昆虫相同的信息素,并将其释放到农田中,通过隐藏它们的信息素踪迹并使它们难以配对来迷惑昆虫是可能的
这种技术被称为交配干扰
合成信息素必须与昆虫制造的信息素相同,不幸的是,化学制造它们的成本很高
因此,交配干扰主要针对高价值的水果和蔬菜,如西红柿、苹果和梨
但现在一个名为“烯烃”的欧洲项目已经开发出一种利用酵母发酵生产信息素的方法,使它们成为一种更廉价的杀虫剂替代品
这是通过将昆虫酶基因导入酵母来实现的
“我们从实验室流程开始,然后对其进行改进和优化,”丹麦技术大学的伊琳娜·博罗迪纳教授说,她也是生物制药公司的创始人
在项目开始时,一种来自奶酪发酵的酵母在实验室中每升产生的信息素不到1毫克,但到了项目结束时,每升产生的信息素为1克
“我们可以用很多魔术让细胞与我们合作,”教授说
博罗迪纳
发酵 瓢虫等捕食者可以帮助控制害虫的数量,如小麦上的蚜虫
信用:塞弗林哈特 生物食品公司目前正与烯烃公司和一个名为“信息素”的项目合作,以扩大发酵剂成分的生产规模,并将它们转化为成本效益高的信息素产品,可以喷洒在玉米、大豆、棉花和水稻等商品作物上
“大规模使用信息素有两个主要限制,”教授说
博罗迪纳
“一个是价格
“信息素价格需要大幅下降,以使交配干扰被广泛用于行作物
“我们可以通过发酵制造信息素来解决这个问题,”教授说
博罗迪纳
另一个挑战是如何配制和分配它们
目前,信息素分散在塑料大棚里——比大麦田更适合温室
生物制药公司正与其他公司合作,这些公司擅长配制信息素,以便在农田中缓慢释放
博罗迪纳教授解释说:“费洛蒙(费洛蒙的合作伙伴)正在将费洛蒙配制成可喷雾的配方,并在野外进行试验,在真实条件下进行交配干扰。”
一种信息素可用于干扰棉花和大豆上的棉球虫和卷心菜上的小菜蛾
当这种信息素被喷洒到希腊的棉花地里时,看起来很有希望
第二种信息素的目标是秋季粘虫,这是一种从南美蔓延到非洲和亚洲的贪婪的农作物食客,以谷物为食,包括玉米
博罗迪纳教授指出,信息素的使用提供了一种控制特定昆虫的环保方式,因为“它不会伤害其他昆虫,也不会损害生物多样性。”
她补充说,这支持了欧盟的“从农场到牧场”战略,该战略的目标是到2030年,农药用量减少50%,有机农田增加25%
信息素也是无毒的,而且它们蒸发很快
它们是由脂肪酸制成的,因此也很快被微生物吃掉
与许多杀虫剂不同,它们不会在环境中持续存在
整合的 然而,信息素并不是在减少农业化学物质的同时保护作物的唯一绿色途径
综合害虫管理是一种利用各种控制技术将害虫控制在可接受水平的策略
信息素可能是这个策略的一部分
在德国,博士
波恩大学农业生态和有机农业小组的赛文·哈特正在播种不含农药的作物,他希望这种方式能够抑制疾病、虫害和杂草,作为一个名为“广泛协同”的项目的一部分
由十几朵花混合而成的野花带吸引着有益的昆虫,包括作物害虫的捕食者,如蚜虫,尤其是瓢虫、食蚊蝇和草蛉,以及一些寄生蜂
信用:塞弗林哈特 他在波恩郊外的实验农场播种,种植冬小麦和冬蚕豆的不同组合
共有32条作物带,每条长25米,宽9米,分八种不同的种植方式
这个想法是为了比较诸如间作、活覆盖物和野花等技术与由小麦或蚕豆组成的带的效果
害虫和疾病通常是一种作物特有的
在田地里种植这种作物很容易使害虫或疾病从一种植物传播到另一种植物,这就是为什么在单一作物中农药是如此必要
将小麦和蚕豆等两种作物混合在一起——称为间作——使得疾病或害虫在植物间传播变得不那么简单
另一个策略是在小麦中播种活的覆盖物
“这些是覆盖在土壤上的草和豆类,”博士解释说
人类活动辅助技术模式
“这是一种生态友好的减少杂草的方法
“活的覆盖物不会与作物竞争,而是与试图在那里生长的杂草竞争
医生
哈特还将在一些作物带旁边种植野花,看看这是否会鼓励益虫,希望它们会转移到附近的作物上
野花带将由十几朵花组成,这些花将吸引益虫,包括蚜虫等农作物害虫的捕食者
“然后我们将监控蚜虫的捕食者,特别是瓢虫、食蚊蝇和草蛉,以及一些寄生蜂,”博士说
人类活动辅助技术模式
他会定期检查作物地带有多少蚜虫,以及在某些情况下这些害虫的天敌是否比其他情况下多
这个实验与众不同的是,它将尝试单独或一起间作和野花边缘,看看它们是否能产生协同作用
它还将不仅仅关注害虫
“大多数研究都集中在昆虫、疾病或杂草上,用于间作或花缘,”博士说
人类活动辅助技术模式
“在这里,我们想把它们放在一起考虑
" 杀虫剂不会用在作物条上
这些策略都没有杀死益虫的风险,也没有杀虫剂残留留在作物上或被冲入地下水的风险
这一点被认为越来越重要
“消费者越来越意识到(杀虫剂)对他们健康的危害,”教授说
博罗迪纳
“人们,尤其是年轻人,非常关心环境,担心持久性杀虫剂污染地下水
" 保护生物多样性的需要也日益成为一个优先事项
信息素策略不会杀死昆虫,但会将害虫控制在不会对种植者造成经济损失的水平
“人们越来越意识到环境健康问题,”教授说
博罗迪纳
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