一、简介

玉米（Zea mays L.）属于禾本科一年生草本植物，是世界上重要的谷类作物。它是与甘蔗、水稻、小麦并列的世界四大主要农作物之一，2020年产量超过20亿吨，占全球主要农作物产量的一半[ 1 ]。它为生产者和消费者提供健康、营养和经济效益[ 2 ]。它是蛋白质、碳水化合物、糖、矿物质、膳食纤维、维生素、油和天然抗氧化剂的来源[ 3 ]。尽管它有很多好处，但它仍受到跨界害虫的威胁，例如秋粘虫（FAW）（草地贪夜蛾））（JE Smith）（鳞翅目：夜蛾科）。秋粘虫引入非洲导致估计全国玉米产量平均损失从赞比亚的 40% 到加纳的 45% [ 4 ]。在津巴布韦，秋粘虫的严重侵扰已使每个家庭的人均收入减少了 44%，并使他们遭受饥饿的可能性增加了 17% [ 5 ]。这些问题需要非洲玉米种植者有效控制这种害虫。然而，非洲秋粘虫的化学防治引起了人们对美国推荐和使用的有害农药对农民健康风险的重大关注，而且秋粘虫对最便宜和最广泛使用的农药的相同作用方式产生了抗药性[ 4]。虽然非洲已经经历了控制这种害虫的问题，但它迅速蔓延到其他热带国家，并于 2018 年 7 月在也门和印度得到证实，到 2019 年初，中国包括其他五个亚洲国家也报道了这种害虫 [ 6 ]。分别于2019年3月和2020年1月在印度尼西亚和澳大利亚再次证实了这一点[ 7 ][ 8 ]。2020年2月，在西部省发现了该病[ 9 ]，其入侵对巴布亚新几内亚（PNG）的玉米种植、粮食安全以及生产者和消费者的创收构成了威胁。巴布亚新几内亚 94% 的农村人口种植玉米，种植范围从海平面一直延伸到海拔 2450 米 [ 10]。它在 Markham 和 Ramu 山谷用于饲料生产的商业种植已超过 30 年 [ 10 ]。此外，它是一种通常用于应急反应的作物[ 9 ]，并且是巴布亚新几内亚某些地区季节性干旱气候期间的食物来源[ 10 ]。草地贪夜蛾幼虫以玉米的轮生、芽、雄穗和穗为食，导致减产和品质恶化。因此，提供有关其控制的信息对于防止此类问题是必要的。在巴布亚新几内亚，大多数农民都不知道化学防治这种害虫的信息，缺乏政府干预，而且化学农药对于资源贫乏的农民来说非常昂贵。这就需要确定当地可用的生物农药植物来控制这种害虫。生物杀虫植物，如印楝 ( Azadirachta indica A. Juss.)、辣椒 ( Capsicum frutescens L.)、鱼藤 ( Derris elliptica (Wall.) Benth.) 和除虫菊 ( T​​anacetum cinerariifolium )施。Bip.）在巴布亚新几内亚广泛使用，其杀虫提取物具有成本效益，并且可以有效控制咀嚼叶害虫[ 11 ]。进行了多项研究来评估生物农药植物提取物对秋粘虫幼虫的作用。印度荠菜和胡椒种子的乙醇提取物以及牛角瓜叶粉已被证明对秋粘虫幼虫具有杀虫作用[ 12 ]。据文献[ 13 ]报道，烟叶水粗提物对秋粘虫幼虫具有拒食活性，浓度最高（50%）死亡率最高。在一项研究中[ 14] Cedrela odorata和Piper auritum脱水叶的乙醇提取物具有与阳性对照Melia azedarach L.（无患子目：楝科）一样高的杀虫活性（浓度为 92 mg/cm 2时死亡率为 100%）。 。此外， A. indica的种子油和叶提取物以及姜黄 ( Curcuma longa L.)的植物油已被证明在实验室条件下控制秋粘虫幼虫方面很有前景 [ 15 ] [ 16 ]。除了这些杀虫植物之外，世界上一些地区的农民还使用土壤、沙子、木灰、石灰、油和肥皂来控制秋粘虫[ 6]]。由于秋粘虫对巴布亚新几内亚来说是新事物，并且巴布亚新几内亚关于使用生物农药植物提取物对其进行控制及其对玉米农艺性能的相互作用影响的研究有限或没有进行，因此进行了本田间试验以评估植物源农药（PDP）的生物功效）对抗秋粘虫及其在田间条件下对玉米农艺性能的交互影响。

2。材料和方法

2.1. 实验地点说明

田间试验于2022年12月至2023年2月在位于Keravat（4°20'0.50"S，152°1'51.22"E；21 masl）的国家农业研究所（NARI）进行。Keravat位于瞪羚半岛由于其丘陵和冲积低地森林环境，其气候被描述为潮湿低地气候[ 17 ]。试验期间月平均气温、降水量、相对湿度分别为26.7℃、283.4毫米、89.3%。土壤的特征为安多土[ 18 ]，具有沙壤土质地。用于该实验的场地种植了绒豆（Mucuna pruriens），作为田间实验前一年的休耕策略。

2.2. 农艺活动

土地已通过砍伐和苗床清理清理，由拖拉机进行初耕和二次耕作。土坎的间距为 1 m，高度约为 30 至 40 cm。使用M. pruriens进行绿肥由拖拉机完成。黄籽玉米品种的玉米种子每孔播种 3 粒种子，株距 60 厘米，行距 100 厘米。发芽后进行间苗，每次处理选择 15 株植物并标记用于数据收集。杂草在收获前均由人工维护。

2.3. 处理、设计和应用

实验有四种处理，包括姜黄根茎提取物（TRE）、印楝叶灰溶液（NLAS）、印楝树皮提取物（NBE）和未处理的地块（对照）。使用随机完整区组设计将所有这些处理重复 5 次。每个地块面积为4.8 m 2，并有两个警戒行。提取物是按照修改后的方案制备的[ 19]; 使用磅锤捣碎约 1 千克印楝树皮，放入 5 升 (L) 桶中，并与 2 升水混合。盖上盖子发酵3天。使用棉质购物袋作为过滤器对溶液进行筛分。对姜黄根茎也进行同样的处理。对于 NLAS，将约 2 公斤印楝叶在 80°C 下烘干 1 天半。叶子被烧毁并收集灰烬。将灰分放入 5 L 桶中，加入 2 L 水，搅拌溶液，与其他提取物一样过筛。使用前，将约 8 克洗衣皂粉作为粘着剂添加到每次处理中并充分混合。施用时间在下午（下午 4 点至 6 点）进行，只是为了避免阳光直射导致农药降解。喷雾前调整手动喷雾器的喷嘴以避免喷雾漂移。当植物处于 3 至 4 叶阶段时，通过在 15 DAS 小心地喷洒每个处理小区中的植物支架来施用 PDP，并通过芽进行喷洒，然后在 22、29 和 36 DAS 时，通过芽向下流过植物茎。使用 2 L 手动喷雾器增加植物高度，以避免与其他处理地块接触。收获前将提取物施用7轮。

2.4. 数据采集

秋粘虫感染和幼虫的鉴定是在 12 DAS 进行的。使用第一产业和区域发展部 (DPIRD) 秋粘虫识别指南 [ 20 ]在现场收集和识别幼虫，以确认秋粘虫的存在。PDP 的应用和数据收集分别于 15 日和 19 日开始。测量的生长属性是使用 1 m 尺子从土壤表面到每个地块的三个数据植物中的每一个的茎尖处测量的植物高度。秋粘虫侵扰通过秋粘虫攻击强度和秋粘虫幼虫数量来衡量。通过检查植物并对幼虫进行计数来确定秋粘虫幼虫的数量。使用修改后的评级量表记录叶面损害[ 21 ][ 22]并使用30厘米尺测量损坏的延伸程度（图1）。然后计算每种处理的秋粘虫攻击强度（等式（1））[ 22 ]。根据处理，在成熟阶段进行的测量是秋粘虫幼虫的数量、穗损伤的百分比、收获的穗的数量和鲜穗重量（不含鞘）。秋粘虫幼虫数量为通过检查耳朵并计算幼虫来确定。通过将每个处理中受损的穗数除以收获的穗总数并乘以 100 来确定穗损坏的百分比。通过计数确定收获的穗数，并通过称重收获的穗来获得鲜穗重量（无护套）使用台式秤。

使用 LibreOffice ®​​ （版本 7.2.0）根据每块的每次处理计算每个参数（株高、秋粘虫幼虫数量、秋粘虫攻击强度、穗损伤百分比、收获穗数和鲜穗重量） 。63 DAS 时耳损伤的百分比和秋粘虫幼虫的数量不是正态分布的。在对汇总数据进行单向方差分析 (ANOVA) 之前，前者经过平方根变换 (%_Ear_Damage + 0.5)，后者经过 log10 变换 (#_FAW_larvae + 1)。当处理之间存在显着差异时，使用 Fisher 受保护的最小显着差异检验以 5% 的水平分离平均值。所有这些都是使用 Genstat ®（版本 20.1）[ 23 ] 完成的。

3. 结果

3.1. 植物源农药对秋粘虫侵染的影响及其对生长期玉米的相互作用

分别在 19 和 26 DAS 观察到， 15 和 22 DAS 处理对株高、秋粘虫幼虫数量和秋粘虫攻击强度没有显着影响（ p > 0.05）。在 29 个 DAS 上施用 PDP 对秋粘虫幼虫数量和 33 个 DAS 上观察到的秋粘虫攻击强度有显着影响（表 2）。NBE 的秋粘虫幼虫数量 (0.6) [ F (4, 15) = 5.11, p = 0.02] 和秋粘虫攻击强度 (29.8%) [ F (4, 15) = 8.69, p < 0.001] 相对最低到控制。与对照相比，从 26 至 40 DAS 观察到，NLAS 的株高最低，但它们的效果相似 ( p> 0.05）。在 40 DAS 时进行的观察表明，与 TRE 相比， NBE 的 FAW 攻击强度显着最低 (0%) [ F (4, 15) = 3.58，p = 0.04]。此外，与对照相比，TRE 的秋粘虫幼虫数量 (1.7) 和攻击强度 (46%) 最高，但其效果相似 ( p > 0.05)。

3.2. 植物源农药对秋粘虫侵染的影响及其对成熟期玉米的相互作用

与对照相比，处理的应用对秋粘虫侵染和玉米产量没有显着影响（ p >0.05）（表3）。然而，NBE 的收获穗数量 (5.0) [ F (4, 15) = 3.72，p = 0.04] 和鲜穗重量 (447 g) [ F (4, 15) = 4.65，p = 0.02]最高与 NLAS 相比。与 TRE 和对照相比，NLAS 的收获穗数 (3.2) 和穗鲜重 (242 g) 最低，但其效果相似 ( p > 0.05)。

4。讨论

4.1. 植物源农药对秋粘虫侵染的影响及其对生长期玉米的相互作用

相对于对照，在田间条件下施用处理对玉米生长和秋粘虫侵染没有显着影响，除了在 29 DAS 施用外。这可能是由于玉米具有补偿叶面肥力的能力。

数据是五次重复的平均值。通过 Fisher 检验，同一列中具有相似上标的平均值没有显着差异。1,2分别对平方根和log10 转换数据进行方差分析。

损害，因为在良好的水分和营养条件下，它非常有能力补偿一定程度的叶面损害[ 6 ]。我们的田间试验是在之前一年田间试验的休耕策略下种植了楝树的土地上进行的，研究期间每月都有充足的降水量（>200毫米），为生长提供了适宜的条件。玉米植株的条件。对 33 DAS 进行的观察表明，与对照相比，NBE 显着减少了秋粘虫的侵染，因为此时正值侵染高峰期 [ 22 ] 并且植物无法忍受高攻击强度。人们发现，基于印楝的配方可以改变昆虫的行为，驱除它们，抑制进食，并破坏它们的生长和繁殖。24 ]，这可能是 NBE 在 33 DAS 上得到改善的原因。TRE 和 NLAS 与 NBE 的效果相矛盾。TRE 的秋粘虫幼虫数量最多，攻击强度为 40 DAS。这可能是由于杀虫效力持续时间短，且其化学特性在杀虫效力失效后有利于秋粘虫的取食。由于保质期短、物质的挥发性及其专制效应，直接在田间应用姜黄基植物药来控制害虫和病原体存在一些限制[ 25]。NLAS在33 DAS时株高最低，秋粘虫侵袭强度最高，在40 DAS时株高最低。这可能是由于杀虫效力持续时间短及其钾含量影响株高。[ 26 ]报道称，每隔3天施用木灰可显着减少害虫侵扰，其保护作用是由于含有钾的钾肥的存在。灰分浓度超过 70%被发现对番茄生长产生有害影响[ 27 ]。印楝被发现对害虫具有内吸作用，其保护粮食作物的功效可持续10周[ 28 ]，这可能是NBE比TRE和NLAS更具有前景的效果的原因。

4.2. 植物源农药对秋粘虫侵染的影响及其对成熟期玉米的相互作用

与对照相比，在田间条件下施用 PDP 对秋粘虫侵染和玉米产量没有显着影响。然而，与 NLAS 相比，NBE 显着增加了收获的穗数和穗的鲜重。人们发现，高浓度的灰分会降低龙葵的产量，因为它抑制了正常的蒸腾和光合作用[ 29 ]过程，这可能是NLAS产量最低的原因。然而，NBE 与 TRE 和对照没有显着差异，可能是由于该基因型能够在良好的饲养和管理实践下补偿秋粘虫造成的损害。研究表明，无论落叶时间如何，施用肥料都可以提高落叶玉米植株的产量。30 ]。此外，已发现不同的基因型对秋粘虫感染的反应不同，如屏蔽室条件下的叶片损伤评级所示[ 31 ]。成熟阶段秋粘虫幼虫数量的下降可能是由于影响幼虫的外部和内部障碍所致[ 22 ]。人们发现印楝会引起组织生理学改变，例如秋粘虫幼虫的中肠上皮衬里和围食基质变性[ 32 ]，并显示会减少该物种的后代和寿命[ 33 ]。另一个原因可能是幼虫进入蛹或成虫阶段。

5. 结论

与 TRE 和 NLAS 相比，NBE 从玉米植株的营养到成熟阶段都显示出有希望的结果。与对照相比，它还减少了高攻击强度时期（33 DAS）的秋粘虫感染。因此，NBE 可用于在高攻击强度时期控制秋粘虫侵扰。此外，这项研究将为未来研究生物农药植物提取物在巴布亚新几内亚田间条件下控制秋粘虫感染提供基础信息。因此，未来的研究应评估以下内容；1）NBE对易感玉米基因型的影响；2）籼稻其他部位的作用; 3）其他生物农药植物提取物和合成农药（阳性对照）的效果以及所涉及的成本；4) 玉米秋粘虫抗性基因型，使用比率量表评估侵染。