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慣行或有機?別吵了,讓水稻產生抗蟲機制吧!

慣行或有機?別吵了,讓水稻產生抗蟲機制吧!

編譯 楊卓勳編輯 柴幗馨、林韋佑


科學家找到5種讓水稻抗蟲害的化學物質,將這些化學物質施用在水稻上,就能讓水稻以為自己遭蟲害,啟動植物本身的防禦系統,加強水稻抵抗蟲害的能力,達到防止病蟲害的效果。

白背飛蝨是稻農最痛恨的害蟲,牠們喜歡啃蝕幼嫩的稻桿,吸取莖桿的汁液。而被蟲咬過的水稻,留下的傷口則會受到病菌入侵,除了可能使植株感染其他病害,嚴重時甚至植株無法正常生長、抽穗開花,導致產量下降,讓農民整期做白工。新的研究結果將應用在水稻的病蟲害防治,藉以取代施用傳統殺蟲劑,減少化學農藥的使用,降低農業操作對環境的衝擊。


化學殺蟲劑的危害,關鍵在「無選擇性撲殺」的特性,這種「寧可錯殺一百,不可放過一個」的結果,不但破壞生態食物鏈,也嚴重影響自然環境。


白背飛蝨除了是水稻的頭號殺手外,也是黑條矮化病毒的帶原者,水稻被飛蝨咬過之後,病毒從傷口感染植株,導致整株褐化,出現「蝨燒」的症狀。一旦受到病毒感染,植株就無法繼續生長,也會影響抽穗期的水稻,水稻無法抽穗開花,自然就會使得產量下降。


若不使用殺蟲劑,大部份稻飛蝨的卵會被牠的天敵吃掉;但一旦開始施用殺蟲劑,稻飛蝨的天敵也會受殺蟲劑影響而死亡,使得田間的害蟲更多。而據研究指出,在部分地區已有近三分之一的稻飛蝨對殺蟲劑產生抗性。



研究團隊表示:由於殺蟲劑被廣泛地施用,環境和農作物都已受到嚴重的汙染,且深深破壞了生態系。 因此開發一套安全且有效的害蟲管理方案為眾望所歸的答案。畢竟殺蟲劑的使用就是環境的爭議問題,因此我們迫切地需要一個新的方法,來解決農作物的害蟲議題。

由於植物天生就擁有自我保護的機制,所以當受到稻飛蝨等害蟲的威脅時,這些機制便會啟動。而研究團隊目前能透過一些化學物質,以不傷害周圍環境和其他生物天敵的前提下,喚醒植本身的防禦機制。


他們研發出一套辨識化學物質的新方法,透過特別設計的篩選系統,可以分析化學物質是否有開啟保護機制的能力和效用。試驗過程總共設計並合成出29種苯氧烷酸衍伸物,而其中5種被標識出具備誘發植物保護機制的能力,這些化學物質未來將可用於蟲害管理。


作者之一的中國浙江大學婁永根博士表示:實驗結果首次證明苯氧烷酸衍生物具備保護植物的潛力,且能對抗白背飛蝨的侵擾。這個研究將為蟲害管理開啟新的扉頁,可以同時保護生態系和避免作物因蟲害而影響生長。而該研究未來的方向會著重在讓化學物質提高植物保護能力的效用,以及控制田野中的稻飛蝨數量。


資料來源: 每日科學 Dec 2, 2015    Chemicals that make plants defend themselves could replace pesticides

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參考資料:Agriculture Jan 2018, Current Status and Recent Developments in Biopesticide Use