2021年10月，中国农业科学院植物保护研究所经济作物虫害监测与控制创新团队领衔的一项大尺度景观模拟与长时间区域监测研究，揭示了近年来我国黄河流域棉铃虫区域种群发生危害加重的生态学机制。相关研究成果在《植物生物技术杂志Plant Biotechnology Journal》上发表。

棉铃虫是一种重大农业害虫，能取食危害棉花、玉米、小麦、大豆、花生、向日葵、高粱、番茄、辣椒等数十种农作物。20世纪90年代初，棉铃虫一度在我国连年暴发成灾，导致棉花及其他寄主农作物损失严重。为了控制棉铃虫的发生危害，1997年黄河流域率先商业化种植转Bt基因抗虫棉花（简称“Bt棉花”），2000年该地区Bt棉花在所有棉花中的面积占比达50%，2004年超过90%，此后基本为100%。前期研究报道，Bt棉花的大规模种植在整个农田生态系统中形成了集中“诱卵杀虫”的棉铃虫“死亡陷阱”，从而破坏了其季节性寄主转换的食物链，1997-2006年期间黄河流域Bt棉花种植不仅有效控制了棉田棉铃虫种群，而且明显减轻了玉米、花生、大豆等其他寄主作物上棉铃虫的发生危害。

近些年，因劳动力成本上升、棉花价格下降等原因，黄河流域棉花（全部是Bt棉花）种植规模快速压缩，从2007年到2019年面积下降幅度达80%。最新研究发现，随着Bt棉花种植面积大幅减少，Bt棉花对农田生态系统中棉铃虫种群发生的控制能力明显减弱，导致棉铃虫区域性种群数量不断增加，2019年棉铃虫成虫上灯数量上升至2007年的1.9倍。Bt棉花对棉铃虫幼虫依然高效控制，因此Bt棉田棉铃虫幼虫危害一直很轻。但玉米、花生、大豆等其他寄主作物上棉铃虫幼虫发生程度、危害损失以及用于棉铃虫防治的杀虫剂使用量不断增加，其中2019年单位面积杀虫剂使用量是2007年的2.0~4.4倍。同时研究强调，棉花是棉铃虫最适宜的寄主作物，上世纪90年代初棉铃虫暴发成灾与棉花大面积种植密切相关，当前黄河流域棉花多为零星种植，虽然棉铃虫种群呈现加重趋势，但不会出现90年代初的严重暴发局面。

本项研究是国际上首例Bt作物减少种植对靶标害虫区域种群发生调控作用的系统评价，从反面进一步证实了Bt作物对靶标害虫区域性种群具有明显的控制作用，Bt棉花控害效果与其种植规模呈正相关关系，同时揭示作物种植结构调整对多食性害虫发生危害的影响效应。这为今后Bt作物的科学布局及其在害虫防控中的应用、以及基于农田景观格局的害虫区域防控策略的创新提供了科学借鉴与理论依据。

图：黄河流域棉区Bt棉花种植对棉铃虫区域种群的调控作用模式图