一项新的概念验证研究显示，许多农民租用蜂箱为作物授粉，但他们可以通过按需使用杀虫剂方法来利用野生蜜蜂的免费劳动力。一项针对中西部商业规模田地的多年研究发现，这种方法使农药使用量减少了 95%，同时保持或增加了玉米和西瓜的作物产量。发表在《国家科学院院刊》上的一篇论文详细介绍了这些发现。

该项目的负责人、普渡大学昆虫学教授伊恩·卡普兰 (Ian Kaplan) 表示：“按需处理农药的方法可以使农民受益。” “随着农药使用量的减少，我们在第一年内看到野生蜜蜂返回田间，我们的研究结果显示西瓜产量平均增加了 26%。”

普渡大学农业学院的研究人员团队在四年的时间里研究了印第安纳州和中西部五个不同地点的田地，以比较传统害虫管理与综合害虫管理或 IPM 方法。IPM 方法依赖于对田地进行侦察并仅在有害生物水平达到先前确定的损害阈值时才使用杀虫剂，这会导致经济损失。

昆虫学教授兼研究小组成员克里斯蒂安·克鲁普克 (Christian Krupke) 说，在过去的几十年里，杀虫剂已被抢先使用，从处理过的种子开始，然后按既定时间表施用。

“更频繁地使用这些强效杀虫剂会增加对昆虫、动物和人类健康造成意外后果和伤害的可能性。这项研究表明，我们可能不需要如此强大的武器来控制害虫，至少，我们不需要像我们一样经常使用它们，”克鲁普克说。

农业可持续性和 IPM 的好处越来越受到关注。沃尔玛最近宣布了一项政策，要求所有全球新鲜农产品和花卉供应商到 2025 年采用 IPM 做法。

“让人们知道在常规种植的农产品和有机农产品之间还有另一种选择是很重要的，”普渡大学昆虫生态实验室负责人卡普兰说。“IPM 可以大大减少用于种植食物的杀虫剂的数量，而不会完全远离农民或使食物供应处于危险之中。”

昆虫学助理教授劳拉·英格威尔 (Laura Ingwell) 说，中西部的种植者也很关注这个问题，并希望找到保护他们的作物和传粉媒介的解决方案。印第安纳州是主要的西瓜生产州之一，这种依赖传粉媒介的作物每年平均占地 7,000 英亩。

“不幸的是，很难找到未经处理的玉米或大豆种子，”她说。“整个中西部的西瓜田就像玉米和大豆海洋中的岛屿。我们需要了解管理一个如何影响另一个，因为许多印第安纳州的农民轮流种植所有这些作物。”

该团队与普渡大学研究领域的农场工作人员合作，种植风授粉的玉米和昆虫授粉的西瓜，以在印第安纳州复制一个真正的农业生态系统。每个地点都有一对 15 英亩的田地，一个是未经处理的种子并使用 IPM，另一个使用处理过的种子和传统的害虫管理方法，如基于日历的杀虫剂喷雾剂。进行大部分研究的研究生 Jacob Pecenka 说，在研究过程中作物轮作，不同的地点使团队能够检查不同土壤类型和环境条件的影响。

“我们每周进行一次侦察来监测 IPM 田间的害虫，这意味着我们将进入田间，寻找害虫，并对存在的不同害虫的数量进行抽样计数，”他说。“令人惊讶的是，害虫很少达到对作物造成经济风险的既定阈值。在研究过程中，害虫只有四次达到触发农药施用的阈值。这与传统的 97 次处理相比大幅减少管理的领域。”

Pecenka 和他的团队还对花朵进行了监测，并计算了蜜蜂在西瓜地里的访问次数。

“与传统领域相比，IPM 领域的花卉访问数量增加了 130%，”他说。“授粉的最大参与者是本地的野生蜜蜂。它们是高效的授粉者和认真的觅食者。”

由于在玉米地中间种植西瓜作物，任何野生传粉者都必须至少移动 100 英尺才能到达西瓜花。Pecenka 说，尽管存在这一挑战，野生授粉昆虫占到了 80% 的花卉访问量，而蜜蜂仅占 20%，即使它们的群体被放置在距离西瓜田几英尺的范围内。

“我们对许多野生蜜蜂物种的生物学了解不多，但这项研究表明它们很重要且具有弹性，”他说。“在第一年，这些蜜蜂在农药含量低的农田中占有重要地位，这会杀死蜜蜂，扰乱它们的导航并击退它们。”

Ingwell 说，该团队还观察到 IPM 田中有益昆虫的数量有所增加。

“当害虫水平上升时，黄蜂、瓢虫和其他西瓜害虫的天敌就会介入，”她说。“用杀虫剂预处理作为作物的保险单很诱人，但这项研究表明，我们在大多数情况下都可以信任自然系统。每周对西瓜作物进行侦察就足以保持产量并使昆虫群落受益害虫抑制和授粉。”

可通过普渡推广办公室获得用于保护授粉者以及水果和蔬菜种植者的资源。

该团队还包括名誉教授里克·福斯特 (Rick Foster)，接下来计划使用 50 英亩的商业用地扩大研究规模。