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粮食作物的病原体和有害生物的全球负担

作物病原体和害虫会降低农业生产的产量,造成巨大的经济损失并降低粮食安全。然而,它们的全球负担及其随时间和不同农业生态系统的变化仍然很难量化。由法国国家农业研究所(INRA),康奈尔大学,宾夕法尼亚州立大学,加州大学戴维斯分校和特温特大学合作发表的“ 自然生态与进化”新研究记录了与137种病原体相关的损失。全球五种主要粮食作物 - 小麦,水稻,玉米,马铃薯和大豆 - 和害虫。

粮食作物的病原体和有害生物的全球负担

精确的数字

作物病原体和害虫(P&Ps)构成了全球粮食生产的负担。植物病虫害是造成作物损失的常见原因- 数量或收获质量的损失 - 无论农业系统如何,无论是小规模,多样化,单周期,“传统”农业,还是大规模的,基因均匀的,基于单一栽培的“密集”系统。然而,虽然P&P被广泛认为是造成作物损失的重要原因,有时也会对粮食安全构成威胁,但这些作物损失的准确数据很难产生。

由于两个原因,估计损失很困难。一个是因为P&P是人造农业系统的组成部分,在这些农业系统中,它们与作物共同进化了数千年。因此,P&P在农业中的影响很难从农业系统中发挥作用的因素之间复杂的相互作用网络中解脱出来。第二个原因是P&P的多样性,包括病毒和类病毒,细菌,真菌和卵菌,线虫,节肢动物,软体动物,脊椎动物和寄生植物。这种多样性意味着对于许多栽培作物中的每一种,对个体病原体或有害生物基础上的损失进行量化是一项艰巨的任务。

解决问题

2013年在北京召开的第10届国际植物病理学大会期间,国际植物病理学会(ISPP)最近创建的作物损失主题委员会决定,应对作物健康专家的P&P损失进行调查。这项全球在线调查是在2016年11月1日至2017年1月31日期间在ISPP的支持下进行的,共有2,500多名ISPP成员,以及包括CGIAR研究所和Rothamsted Research在内的几个组织的近100名特定作物健康专家。

通过一个非常简单的在线调查问卷,作者收集了来自67个国家的5种主要粮食作物(小麦,水稻,玉米,大豆和马铃薯)的219名作物健康专家的近1,000份回复。这五种作物提供了全球人类卡路里摄入量的50%左右,67个国家占这五种作物全球产量的很大一部分(84%)。

损失是巨大的,它们在食品安全热点之间各不相同

“病原体和有害生物的全球负担”记录了全球小麦,水稻,玉米,马铃薯和大豆中137种P&P的相关损失。在全球范围内,作者估计小麦的损失范围为10.1-28.1%,水稻为24.6-40.9%,玉米为19.5-41.1%,马铃薯为8.1-21.0%,大豆为11.0-32.4%。

该研究还提供了全球这些作物的个体P&P以及几个全球粮食安全“热点”的损失估计。这些热点是全球粮食系统的关键来源和/或下沉:西北欧,美国中西部和加拿大南部平原,巴西南部和阿根廷,南亚印度恒河平原,中国平原,南部 - 东亚和撒哈拉以南非洲。

结果突出了作物病原体和害虫以及粮食安全热点之间的影响差异。但他们也表明,最高的损失似乎与人口快速增长的食品缺陷地区有关,并且经常出现新出现或重新出现的病虫害。

有助于采取行动解决慢性和新出现的作物病原体和有害生物的信息

对作物损失进行量化可以衡量过去的进展情​​况,并为作物健康管理的未来进展提供基准。我们的研究结果为作物健康管理的研究和政策优先排序提供了基础。一些P&P长期发生 - 这意味着它们经常发生在大面积区域。对于慢性P&P,需要努力提供更有效和可持续的管理工具,例如抗性品种。一些P&P正在出现或重新出现,并且与最近特定食品安全热点的损失大幅增加有关。对于新兴或重新出现的P&P,需要采取紧急行动来遏制它们,并且需要迅速采取措施来产生长期解决方案,例如品种抗性。

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