Smeknamnet "miljarder dollar skalbagge" för sina enorma ekonomiska kostnader för odlare i USA varje år, den västra majsroten är en av de mest förödande skadedjur som bönder står inför.

"De är ganska lömska. De är i jorden som gnager bort vid rötterna och skär av ändarna på rötterna - majsens blod, "sa Bruce Tabashnik, Regents professor och chef för University of Arizona Department of Entomology. "Och om de skadar tillräckligt, majsväxterna faller faktiskt. "

Genmodifierade grödor har varit ett viktigt verktyg i kampen mot skadedjur som dessa, öka avkastningen samtidigt som jordbrukarnas beroende av bredspektruminsekticider som kan vara skadliga för människor och miljö minskar.

Majs var genetiskt konstruerad för att producera proteiner från bakterien Bacillus thuringiensis, eller Bt, som dödar rotmasklarver men inte är giftiga för människor eller vilda djur. Tekniken introducerades 2003 och har hjälpt till att hålla majsrotmask på avstånd, men skadedjuret har börjat utveckla motstånd.

"Så, nu hotas effektiviteten av denna teknik och om bönderna skulle tappa Bt -majs, den västra majsrotmask skulle bli ett skadedjur på en miljard dollar igen, "sa Yves Carrière, professor i entomologi vid College of Agriculture and Life Sciences.

Växtrotation i lindrande skadedjursresistens

Carrière är huvudförfattare till en studie som ska publiceras i PNAS som utvärderade effektiviteten av växtföljd för att mildra skador orsakade av resistenta majsrotmaskar. Tabashnik och kollegor från North Carolina State University, University of California-Davis, McGill University och Stockholms universitet var medförfattare till studien.

Växtföljd, praxis att odla olika grödor i samma fält över säsonger, har länge använts för bekämpning av skadedjur. 2016, U.S. Environmental Protection Agency uppmanade växtföljd som ett primärt sätt att minska skadorna på Bt -majsfält orsakade av resistenta majsrotmaskar, men det har varit begränsade vetenskapliga studier för att stödja effektiviteten av denna taktik.

Carrière och hans team testade noggrant detta tillvägagångssätt genom att analysera sex års fältdata från 25 grödorapporteringsdistrikt i Illinois, Iowa och Minnesota - tre stater som står inför några av de allvarligaste rotmaskskadorna på Bt -majsfält.

Resultaten visar att rotation fungerar. Genom att cykla olika typer av Bt -majs och rotera majs med andra grödor, bönder minskade kraftigt rotmaskskador.

Framför allt, växtföljd var effektiv även i områden i Illinois och Iowa där rotmaskresistens mot majs och sojabönor tidigare rapporterats.

Enligt studien, växtföljd ger också flera andra fördelar, inklusive ökat utbyte, minskad användning av gödselmedel och bättre skadedjursbekämpning över hela linjen.

"Jordbrukare måste diversifiera sina Bt -grödor och rotera, "Carrière sa." Diversifiera landskapet och användningen av metoder för bekämpning av skadedjur. Ingen teknik är silverkulan. "

En mångsidig strategi

Tabashnik relaterar forskningen till UArizonas arbete med den rosa bollormen, där forskare stod i spetsen för ett hanteringsprogram för att undertrycka den rosa bollormens motståndskraft mot Bt -bomull.

"Nyckeln till att utrota rosa bollworm i USA var att integrera Bt -bomull med andra kontrolltaktiker, "Tabashnik sa." Vi lyckades, medan denna glupska invasiva skadedjur snabbt utvecklade motståndet mot Bt -bomull i Indien, där den genetiskt modifierade grödan användes ensam. "

I samarbete med bomullsodlare, UArizona -forskare upprätthöll effektiviteten av Bt -bomull mot rosa bollorm genom att fastställa "tillflyktsstrategin, "där icke-Bt-grödor planteras nära Bt-grödor för att möjliggöra överlevnad av mottagliga insekter. Strategin har blivit det primära tillvägagångssättet som används över hela världen för att fördröja anpassningen av skadedjur till genetiskt modifierade grödor.

Även om bönder har använt tillflyktsorter för att motverka rotmaskens motståndskraft mot Bt -majs, bara denna strategi har visat sig vara otillräcklig mot skadedjur.

"Under det senaste decenniet har vi har lärt oss att tillflyktsorter ofta inte är tillräckliga för att fördröja motstånd hos skadedjur som majsrotmask, "Sade Carrière." Det vore klokt att diversifiera hanteringstaktiken innan sådana skadedjur utvecklar motstånd. Detta tillvägagångssätt, kallas integrerad bekämpning av skadedjur, är avgörande för att bevara fördelarna med bioteknik. "

Återgår till jordbruksrötter

På många sätt, studien bekräftar traditionell jordbrukskunskap.

"Människor har roterat grödor sedan jordbruket började. Den nya jordbrukstekniken vi utvecklar kan bara upprätthållas om vi sätter den i ett sammanhang med saker vi har känt i tusentals år, "Sa Tabashnik." Om vi ​​bara lägger ut det och glömmer vad vi har lärt oss när det gäller roterande grödor, det kommer inte att hålla. "

Författarna betonar att ökad växtföljd är avgörande för att upprätthålla de ekonomiska och miljömässiga fördelarna med rotmaskaktiv Bt-majs. Under de sex åren av studien, den genomsnittliga andelen majs som roterats till andra grödor per stat varierade från cirka 55-75%.

"Detta är en av de viktigaste tillämpningarna av Bt -grödor i USA, "Carrière sa." Om vi ​​förlorar denna teknik och vi börjar använda markinsekticider igen, det kommer att få en stor negativ miljöpåverkan. "