学生们调查了对于锯蝇的生物防治以及遥感应用于农作物虫害地图的研究。
最近,两名来自蒙大拿州立大学农业学院的研究生发布了有关该地区最具破坏性的农业害虫管理的创新研究。
根据蒙大拿小麦和大麦委员会的说法,小麦秆锯蝇导致农业生产者产生显著的经济损失,每年给他们造成数百万的损失。国家农业统计局的调查显示,近25%的蒙大拿农民报告说,由于这些害虫造成了最高10%的产量损失,预计全州总损失在2024年将达到6600万美元。
博士生杰克逊·斯特兰德和硕士生洛克林·埃尔马廷格,均来自土地资源与环境科学系,与蒙大拿州立大学教授大卫·韦弗合作,研究管理锯蝇虫害的两种方法。他们的开创性方法旨在提供关于害虫影响和弱点的见解。
斯特兰德的研究集中在一种常见的草本植物——光滑的防风草对小麦中的锯蝇种群的影响。与此同时,埃尔马廷格利用遥感技术创建了一个预测锯蝇虫害的模型。这两名学生在今年秋季发布了他们的研究,斯特兰德的发现发表在《经济昆虫学杂志》上,埃尔马廷格的研究则刊登在《遥感》期刊上。
斯特兰德强调需要寻找替代农药的方法,因为现有的农药对小麦秆锯蝇不有效,强调追求可持续的解决方案,特别是对于那些实施轮作时时间和资源有限的种植者。“我们正在探索光滑防风草是否会有所裨益,以及我们如何支持不同季节和地区间波动的寄生蜂种群,”他解释道。
寄生蜂是作为小麦秆锯蝇的天然敌人的昆虫。埃尔马廷格所强调的特定寄生蜂能够对小麦秆内的锯蝇幼虫进行麻醉并以其为食。斯特兰德指出,作为本土昆虫,它们可能成为减少虫害损害的一种潜在天然策略。他发现,小麦田附近种有光滑的防风草可能会吸引锯蝇和寄生蜂。
通过温室实验和实验室分析,斯特兰德旨在通过测量光滑防风草和小麦所释放的挥发性有机化合物来揭示此种行为背后的原因。挥发物是植物自然产生的化学物质,在压力条件下尤为明显。
“受锯蝇影响的植物产生的化合物与未受影响植物不同,”斯特兰德解释道。他曾在明尼苏达大学获得本科学位,然后于2021年开始在蒙大拿州立大学攻读研究生学位。“光滑防风草释放的化合物与小麦相同,但数量更多。锯蝇促使这些植物产生压力反应,使寄生蜂能够通过这些特定化合物检测到它们的宿主。”
虽然光滑防风草并不是本土物种,但在蒙大拿州广泛存在,尤其是在为防止侵蚀而种植的路边。斯特兰德警告不要故意种植防风草,但建议维护现有的种群可能成为保护小麦作物免受锯蝇侵害的一种战略替代方案。
“通过避免修剪或偶尔施肥,光滑的防风草可能会对锯蝇更加吸引,这也会吸引帮助控制锯蝇的寄生蜂,”斯特兰德指出,他在今年秋季完成了昆虫学硕士学位,并将在本月稍晚开始攻读博士学位。
而斯特兰德专注于管理现有的锯蝇虫害,埃尔马廷格则致力于寻找识别和预测虫害的新方法。
来自米苏拉的埃尔马廷格于2016年开始在蒙大拿州立大学学习,并获得了侧重于地理空间和环境分析的环境科学学士学位。他对遥感和地理信息系统(GIS)产生了兴趣,这些技术利用来自卫星、无人机和其他技术的数据来创建复杂的地图解决方案。
小麦秆锯蝇使管理工作变得复杂,因为它们主要栖息在小麦植物的茎内,相比其他害虫,损害评估变得更加困难,埃尔马廷格指出。
“要真正衡量虫害的情况,往往需要解剖小麦茎,”他说。“我们开始通过卫星图像结合茎部分解来调查遥感,以创建全面的地图。”
埃尔马廷格在空间、光谱和时间三个不同的尺度上收集数据。通过分析在广阔区域和时期内从小麦田反射的光谱,并将这些数据与通过对小麦茎的实地检查确认的锯蝇虫害进行比较,他创建了一个基于整个田地微小反射光变化估算虫害的模型。
“你不能管理你无法测量的东西。我们旨在利用这一点来进行更准确的估算,”埃尔马廷格表示。“目前,我们可以在统计上估计虫害发生率。这一经历强调了在植物生长周期中捕捉图像的重要性。”
埃尔马廷格和斯特兰德在研究过程中直接与蒙大拿的农业生产者合作,获得了宝贵的见解,了解他们工作的实际意义。
他们在蒙大拿州立大学的学术旅程进展超出预期:斯特兰德从硕士项目转向攻读博士学位,埃尔马廷格则从本科学习转入硕士研究。他们将继续成长归功于土地资源与环境科学系支持性和合作性的环境。
“我从未想过自己会攻读研究生学位;这似乎遥不可及。但蒙大拿州立大学提供了一个美好的社区,”埃尔马廷格说。“它让我明白了,你可以探索任何感兴趣的事情,这要依赖于你周围的人。这让我对我的家乡有了重新的理解。”