Vender tilbage til landbrugets rødder i kampen mod milliardbillen

Tilnavnet "milliard-dollar billen" for dens enorme økonomiske omkostninger for avlere i USA hvert år, den vestlige majsrodorm er en af ​​de mest ødelæggende skadedyr, landmænd står over for.

"De er ret lumske. De er i jorden og gnaver væk i rødderne og skærer røddernes ende af - majsens livsnerve, " sagde Bruce Tabashnik, Regents Professor og leder af University of Arizona Department of Entomology. "Og hvis de er skadelige nok, majsplanterne vælter faktisk."

Genmodificerede afgrøder har været et vigtigt redskab i kampen mod skadedyr som disse, øget udbytte og samtidig mindske landmændenes afhængighed af bredspektrede insekticider, der kan være skadelige for mennesker og miljø.

Majs blev gensplejset til at producere proteiner fra bakterien Bacillus thuringiensis, eller Bt, som dræber rodormlarver, men ikke er giftige for mennesker eller dyreliv. Teknologien blev introduceret i 2003 og har hjulpet med at holde majsrodormen i skak, men skadedyret er begyndt at udvikle resistens.

"Så, nu er effektiviteten af ​​denne teknologi truet, og hvis landmændene skulle miste Bt-majs, den vestlige majsrodorm ville blive en milliard-dollar skadedyr igen, " sagde Yves Carrière, professor i entomologi ved College of Agriculture and Life Sciences.

Afgrødeskifte for at mindske skadedyrsresistens

Carrière er hovedforfatter på en undersøgelse, der skal publiceres i PNAS der evaluerede effektiviteten af ​​sædskifte til at afbøde skader forårsaget af resistente majsrodorme. Tabashnik og kolleger fra North Carolina State University, University of California-Davis, McGill University og Stockholm University var medforfatter til undersøgelsen.

Sædeskifte, praksis med at dyrke forskellige afgrøder på samme mark på tværs af sæsoner, har længe været brugt til skadedyrsbekæmpelse. I 2016 U.S. Environmental Protection Agency pålagde sædskifte som et primært middel til at reducere skaderne på Bt-majsmarker forårsaget af resistente majsrodorm, men der har været begrænsede videnskabelige undersøgelser for at understøtte effektiviteten af ​​denne taktik.

Carrière og hans team testede denne tilgang grundigt ved at analysere seks års markdata fra 25 afgrøderapporteringsdistrikter i Illinois, Iowa og Minnesota - tre stater står over for nogle af de mest alvorlige rodormskader på Bt-kornmarker.

Resultaterne viser, at rotation virker. Ved at cykle forskellige typer Bt-majs og rotere majs med andre afgrøder, landmænd reducerede rodormskader kraftigt.

Især, sædskifte var effektiv selv i områder af Illinois og Iowa, hvor der tidligere var rapporteret om rodorm-resistens over for majs- og sojabønner.

Ifølge undersøgelsen sædskifte giver også flere andre fordele, herunder øget udbytte, reduktion af gødningsforbrug og bedre skadedyrsbekæmpelse over hele linjen.

"Landmænd er nødt til at diversificere deres Bt-afgrøder og rotere, " Carrière sagde. "Diversificer landskabet og brugen af ​​skadedyrsbekæmpelsesmetoder. Ingen teknologi er sølvkuglen."

En flerstrenget tilgang

Tabashnik relaterer forskningen tilbage til UArizonas arbejde med den lyserøde bollorm, hvor forskere stod i spidsen for et forvaltningsprogram for at undertrykke den lyserøde bollorms modstandsdygtighed over for Bt-bomuld.

"Nøglen til at udrydde pink bollorm i USA var at integrere Bt-bomuld med andre kontroltaktik, " sagde Tabashnik. "Det lykkedes, der henviser til, at denne glubske invasive skadedyr hurtigt udviklede resistens over for Bt-bomuld i Indien, hvor den gensplejsede afgrøde blev brugt alene."

I samarbejde med bomuldsdyrkere, UArizona-videnskabsmænd fastholdt effektiviteten af ​​Bt-bomuld mod pink bollorm ved at etablere "tilflugtsstrategien, ", hvor ikke-Bt-afgrøder plantes i nærheden af ​​Bt-afgrøder for at tillade overlevelse af modtagelige insekter. Strategien er blevet den primære tilgang, der anvendes på verdensplan til at forsinke tilpasningen af ​​skadeinsekter til gensplejsede afgrøder.

Selvom landmænd har brugt tilflugtssteder for at modarbejde rodormens modstand mod Bt-majs, alene denne strategi har vist sig at være utilstrækkelig mod skadedyret.

"I løbet af det sidste årti, vi har erfaret, at tilflugtssteder ofte ikke er tilstrækkelige til at forsinke modstand hos skadedyr som majsrodorm, " sagde Carrière. "Det ville være klogt at diversificere ledelsestaktikken, før sådanne skadedyr udvikler resistens. Denne tilgang, kaldet integreret skadedyrsbekæmpelse, er afgørende for at bevare fordelene ved bioteknologi."

Tilbage til landbrugets rødder

På mange måder, undersøgelsen bekræfter traditionel landbrugsviden.

"Folk har roteret afgrøder siden landbrugets begyndelse. Den nye landbrugsteknologi, vi udvikler, kan kun opretholdes, hvis vi sætter den i sammenhæng med ting, vi har vidst i tusinder af år, " sagde Tabashnik. "Hvis vi bare lægger det derude og glemmer, hvad vi har lært i form af roterende afgrøder, det holder ikke."

Forfatterne understreger, at øget sædskifte er afgørende for at opretholde de økonomiske og miljømæssige fordele, som rodorm-aktiv Bt-majs giver. I løbet af studiets seks år, den gennemsnitlige procentdel af majs roteret til andre afgrøder pr. stat varierede fra omkring 55-75%.

"Dette er en af ​​de vigtigste anvendelser af Bt-afgrøder i USA, " sagde Carrière. "Hvis vi mister denne teknologi, og vi begynder at bruge jordinsekticider igen, det vil have en stor negativ miljøpåvirkning."