综述:Halyomorpha halys的生物防治技术进展:土耳其的防治措施及其在全球背景下的意义

《Crop Protection》:Advances in biological control of Halyomorpha halys: Agents in Türkiye within a global context

【字体: 时间:2026年03月02日 来源:Crop Protection 2.5

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  棕边二十八星瓢虫(BMSB)作为入侵物种对全球农业造成严重威胁,化学防治存在环境与抗药性问题,需转向生物防治。本文系统综述土耳其本土天敌(如Telenomus turesis)及微生物控制(细菌、病毒、真菌)的研究进展,对比全球防控策略,强调微生物制剂在生态安全与可持续管理中的潜力。

  
?a?r? Bekircan
黑海技术大学,马奇卡职业学院,化学与化学加工技术系,特拉布宗,土耳其

摘要

褐斑臭虫(Halyomorpha halys)是一种原产于东亚的高度入侵性和多食性的害虫,已成为全球农业生产的重要威胁。其快速传播和广泛的寄主范围导致了多种作物(包括坚果、水果和蔬菜)的重大经济损失。虽然化学杀虫剂一直是主要的控制方法,但它们对环境的影响、害虫抗性的产生以及食品安全问题使得探索可持续的替代方案变得必要。生物控制,特别是通过使用寄生蜂和昆虫病原体等天敌,提供了一种有前景且环保的方法。本文旨在综合土耳其境内关于H. halys的天然病原体和寄生蜂的最新研究,将当地情况与全球努力进行比较,强调微生物控制的重要性,并详细阐述各种昆虫病原体(细菌、病毒和真菌)在管理该害虫方面的潜力。

引言

Halyomorpha halys(St?l)(半翅目: Pentatomidae科),通常被称为褐斑臭虫(BMSB),已成为21世纪具有重大经济和生态影响的主要入侵昆虫物种。这种多食性害虫起源于东亚,特别是中国、日本、韩国和台湾,通过人类活动意外传播的方式成功地在世界各地的许多地区建立了种群(Leskey等人,2012年;?zdemir和Tuncer,2021年)。它最初于20世纪90年代中期在美国宾夕法尼亚州被发现,随后迅速扩散到44个州和4个加拿大省份,成为一种普遍存在的农业害虫(Kuhar和Kamminga,2017年;Wermelinger等人,2008年)。在跨大西洋传播后,H. halys于2004年首次在瑞士被记录到,随后在欧洲大陆蔓延,对多种农业系统造成了严重损害(Kuhar和Kamminga,2017年)。土耳其作为一个农业产出大国,于2017年在伊斯坦布尔首次检测到H. halys。自那时起,该物种在黑海地区迅速建立了种群,对经济重要的作物构成了重大威胁(Güncan和Gümü?,2019年;?zdemir,2023年;?zdemir和Tuncer,2021年)。H. halys的高繁殖能力、超过300种植物的广泛寄主范围以及其在人造结构中成功越冬的能力,共同使其成为主要的农业害虫,导致受影响农产品的产量大幅减少和质量下降(Hoebeke和Carter,2003年;Kuhar和Kamminga,2017年;Leskey和Nielsen,2018年;?zdemir和Tuncer,2021年)。
H. halys的侵染造成的经济损失十分严重。直接取食水果、蔬菜和田间作物会导致坏死病变、畸形和果实提前脱落,使产品无法销售或显著降低其价值(Kuhar和Kamminga,2017年;Leskey等人,2012年)。例如,美国中大西洋地区的苹果种植者报告称,由于H. halys的侵染,造成了数百万美元的损失(Kuhar和Kamminga,2017年)。除了直接损害作物外,这种害虫的存在还会导致消费者拒绝购买相关产品,进一步影响市场销售。此外,H. halys》在较冷的月份尤其令人烦恼,因为它们会聚集在房屋和其他人造结构中寻找越冬场所。这些聚集行为可能会带来很大的麻烦,而且当受到干扰时,这些害虫会释放出难闻的防御性化学物质,对公共健康和生活质量造成影响(Inkley,2012年;Kuhar和Kamminga,2017年)。关于H. halys对人类健康的影响的公开报告很少;然而,接触其蛋白质已被证明会引起临床显著的过敏反应,表现为鼻炎和/或结膜炎,尤其是在大量害虫入侵房屋的越冬期间(Mertz等人,2012年)。也有职业暴露的记录,水果作物工人在收获过程中反复接触到这种害虫的防御性分泌物,随后出现了轻微的接触性皮炎(Anderson等人,2012年)。在家庭环境中也有更严重的后果,例如一名74岁男性的眼睛因害虫防御性化合物中的醛类氧化而受到化学灼伤,导致眼睛发炎和暂时性视力障碍(Shen和Hu,2017年)。这种害虫在生长季节在不同寄主植物之间的高移动性进一步增加了管理难度,因为它可以迅速侵染新的作物并在各种农业景观中传播损害(Lee等人,2013年)。对于H. halys来说,移动性尤为重要,因为它在整个生长季节会在不同寄主植物之间广泛扩散(Fujisawa,2001年;Funayama,2004年)。实验室研究表明,许多成虫能够在接触杀虫剂残留物后存活下来,有些甚至在几天内从击倒效果中恢复(Leskey等人,2012年)。这种韧性引发了对于空间有限的喷洒计划的担忧,因为未处理的区域可能成为害虫的避难所(Trimble和Vickers,2000年)。
历史上,应对H. halys》爆发的主要方法是密集且经常预防性地使用广谱化学杀虫剂,包括拟除虫菊酯、新烟碱类和有机磷类(Kuhar和Kamminga,2017年;Siddiqui等人,2023年)。虽然这些化学干预措施可以立即有效地抑制害虫种群,但它们的广泛和频繁无差别使用伴随着许多生态、环境和经济上的负面影响。主要问题是它们对非目标生物(尤其是有益昆虫)的严重损害,而这些生物对于维持生态系统平衡、提供授粉服务和促进自然害虫控制至关重要(Kuhar和Kamminga,2017年;Paja? Beus等人,2024年)。这些天敌种群的破坏可能会无意中引发次级害虫爆发,从而形成一个越来越依赖化学杀虫剂的循环(Desneux等人,2007年;Li等人,2025年;Mateos-Fierro等人,2025年)。此外,化学杀虫剂的持续和广泛使用不可避免地加速了H. halys种群的抗性发展,使得曾经有效的化合物逐渐失效,需要不断寻找新的活性成分(EPA,2025年;Kuhar和Kamminga,2017年)。由于径流和喷雾漂移造成的环境污染对土壤健康、水体和非农业生态系统构成了严重威胁。关于农药残留物对食品的影响以及施用过程中职业暴露可能对人类健康造成的风险,进一步凸显了仅依赖化学控制措施进行长期H. halys管理的不可持续性(Conti等人,2021年)。
鉴于这些多方面的限制以及全球对可持续农业的日益重视,显然需要开发和广泛实施环境友好和生态可持续的害虫管理策略。生物控制,即有意利用生物来抑制害虫种群,已成为综合害虫管理(IPM)计划的基本支柱。这种方法战略性地利用了天敌(包括寄生蜂、捕食者和病原体)的力量,将害虫种群控制在不会造成经济损失的阈值以下。生物控制具有多个优势:它提供了长期的、自我维持的害虫解决方案,显著减少了对合成杀虫剂的依赖,减少了环境污染,并且通常对目标害虫具有高度特异性,从而保护了生物多样性和生态系统服务(Maurya等人,2022年)。
生物控制策略大致可以分为三种主要方法:经典生物控制(引进)、增强生物控制和保护生物控制。经典生物控制涉及将天敌从害虫的原产地仔细引入受害虫逃逸的地区。这种策略在全球范围内对许多入侵物种都有效,对于H. halys来说,亚洲卵寄生蜂Trissolcus japonicus(Ashmead)(膜翅目:Scelionidae科)被认为是主要的候选者(Abram等人,2017年;Tortorici等人,2023年)。增强生物控制涉及大规模饲养和定期释放天敌,以补充现有种群或提供即时的短期害虫抑制。相反,保护生物控制则侧重于修改农业实践和栖息地,以保护、增强和维持生态系统内已存在的天敌种群的有效性(Caron等人,2021年)。
在生物控制的更广泛框架内,微生物控制(特别是利用昆虫病原体)发挥着越来越重要的作用。昆虫病原体是一类包括昆虫病原真菌、细菌、病毒和微孢子虫的微生物,它们会在昆虫体内引起疾病,最终导致疾病和死亡。昆虫病原体的实用性源于它们的宿主特异性、环境安全性以及它们在害虫种群中的自我延续潜力,使它们成为传统化学杀虫剂的可行替代品或补充品(Ademokoya等人,2022年;Tozlu等人,2019年)。与许多合成化学杀虫剂不同,昆虫病原体通常对非目标生物(包括有益昆虫、授粉者和脊椎动物)的影响很小,从而有助于整体生态系统的健康。它们多样的作用机制和作为生物农药的配方能力使它们在IPM计划中成为非常通用的工具(Bekircan和Tosun,2021年;Bekircan等人,2025年;Y?ld?r?m等人,2022年)。
与以往主要关注Halyomorpha halys在北美和欧洲的生物学、分布和经典生物控制的调查不同(Leskey和Nielsen,2018年;Abram等人,2017年;Kuhar和Kamminga,2017年),这篇综述首次全面总结了在土耳其记录到的天敌和微生物控制剂。这项工作的新颖之处在于它的双重视角:(i)系统地汇编了关于本地寄生蜂和病原体(如Telenomus turesisNosema maddoxi)的最新发现,这些在之前的全球综述中并未得到强调;(ii)将这些发现置于全球比较框架中,评估它们的潜在适用性和局限性。此外,本文强调了在土耳其背景下微生物控制策略(包括昆虫病原真菌、细菌和病毒),这是以往调查中大多缺失的方面。通过将本地发现与国际进展相结合,这篇综述为土耳其未来的生物控制计划提供了独特的路线图,并提供了关于区域努力如何补充全球策略的见解。

部分摘录

方法论

本综述探讨了这些微生物制剂以及关键寄生蜂在H. halys管理中的具体作用和潜力。该综述通过系统搜索Web of Science、Scopus和Google Scholar上的同行评审文献和技术报告进行,使用了诸如'Halyomorpha halys'、'褐斑臭虫'、'生物控制'、'微生物制剂'和'寄生蜂'等搜索词。纳入了2000年至2025年间的出版物

在土耳其发现的天然敌及其与全球的比较

土耳其的研究已经开始揭示与H. halys相互作用的本地天然敌,为本地生物控制策略提供了重要见解。这些发现与全球H. halys生物控制的现状相比尤为重要,后者通常侧重于其原产地的经典生物控制剂(见表1)。

精准监测和决策支持

现代IPM中H. halys的一个关键组成部分是整合精准监测和决策支持技术。当根据准确的种群评估和及时检测来部署生物控制剂时,效果最佳。

未来展望

尽管在发现本地天然敌和开发微生物控制技术方面取得了显著进展,但仍存在一些挑战。目前关于生物控制剂效果的大部分证据来自实验室测试,在没有先进的配方和应用策略的情况下,这些证据在田间条件下很少得到复制,尤其是对于昆虫病原真菌(如Beauveria bassianaMetarhizium anisopliae

结论

Halyomorpha halys的管理是一个多方面的全球性挑战,需要综合的、基于生态的可持续解决方案。生物控制已成为此类策略的基石,通过部署天敌和昆虫病原体提供了可行的替代方案(Abram等人,2017年;Lacey和Kaya,2000年)。在土耳其,已经鉴定出本地天敌如Telenomus turesis(?zdemir,2023年)和Nosema maddoxi(Eker

资金

本研究未获得任何公共、商业或非营利性机构的财务支持。

利益冲突声明

作者声明没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
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