DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-27884-z
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41540086
تاريخ النشر: 2026-01-15
المؤلف: Mamour Touré وآخرون
الموضوع الرئيسي: تفاعلات الحشرات والنباتات والتحكم
نظرة عامة
تناقش هذه الفقرة التحديات التي تطرحها الآفات المهاجرة الناشئة، وخاصة الجراد والجنادب، على الممارسات الزراعية، مع تسليط الضوء على الخيارات المحدودة المتاحة للإدارة بخلاف تطبيق المبيدات. تشير الأبحاث إلى أن هذه الآفات لديها متطلبات طاقة عالية بالنسبة لاحتياجاتها من النيتروجين، وأن التغذية على النباتات الغنية بالنيتروجين يمكن أن تؤثر سلبًا على نموها وبقائها وهجرتها بسبب تكاليف الطاقة المرتبطة باستهلاك النيتروجين الزائد.
تقدم الدراسة تجربة ميدانية واسعة النطاق تشمل 100 مزارع، مما يوضح أن تعديلات التربة يمكن أن تقلل بشكل فعال من وفرة الآفات المهاجرة وتعزز غلة المحاصيل في الأنظمة الزراعية المفتوحة. تكشف النتائج أن الزيادات المحلية في نيتروجين النباتات يمكن أن تقلل من جاذبية المحاصيل ومن عدد الحشرات المهاجرة التي تأكل الأوراق. تسهم هذه الأبحاث في فهم علم البيئة الغذائية للعواشب المهاجرة وتقترح أن تعديلات التربة قد تكون استراتيجية قابلة للتطبيق لإدارة الآفات المستدامة.
الطرق
في هذه الدراسة، تعاوننا مع المزارعين في غوساس وجنيبي، وسط السنغال، للتحقيق في تأثير التسميد على غلة الدخن ووفرة نوع الجنادب *Oedaleus senegalensis*. يؤثر المناخ السهلي السوداني في المنطقة، الذي يتميز بموسم مطري مميز من يونيو إلى نوفمبر، على الممارسات الزراعية وديناميات الآفات. قدمنا للمزارعين بذور دخن محسنة ونظام تسميد منظم، حيث تم تطبيق أسمدة NPK واليوريا في مراحل نمو محددة. تم إجراء مسوحات لتقييم تجمعات الجنادب، حيث تم قياس كثافات البالغين واليرقات من خلال المشي عبر خطوط العرض وقطع مربعة بمساحة متر واحد، على التوالي.
أشارت النتائج إلى أن *O. senegalensis* تشكل جزءًا كبيرًا من مجتمع الجنادب المحلي، حيث كانت النسب 85% في غوساس و90% في جنيبي. كما قمنا بتقييم تلف الدخن في مجموعة فرعية من الحقول وسجلنا المتغيرات البيئية خلال المسوحات. تم إجراء تقييمات الغلة بعد الحصاد، مع إجراءات موحدة لوزن الدخن. استخدمت التحليلات الإحصائية نماذج مختلطة خطية عامة لتقييم تأثيرات التسميد على كل من غلة الدخن ووفرة الجنادب، مع ضمان اختيار نموذج قوي من خلال معيار معلومات أكايك (AIC). جميع المنهجيات والبيانات متاحة لمزيد من التدقيق، مما يعزز الشفافية وقابلية التكرار في الأبحاث الزراعية.
النتائج
تشير النتائج إلى أن تطبيق الأسمدة قلل بشكل كبير من وفرة الآفات والأضرار بينما عزز في الوقت نفسه غلة الدخن. على وجه التحديد، أظهرت تجمعات الجراد، التي كانت مرتفعة في البداية عبر جميع الحقول، انخفاضًا ملحوظًا في الحقول المعالجة مقارنة بالحقول الضابطة خلال المسوحات اللاحقة التي أجريت خلال وبعد فترة التسميد. كانت هذه الاتجاهات متسقة بين جميع المزارعين المشاركين تقريبًا، الذين أبلغوا عن انخفاض وفرة الآفات في قطع أراضيهم المخصبة.
أظهر تحليل إضافي عدم وجود ارتباط كبير بين عدد الجراد ونسبة تغطية الغطاء النباتي الأخضر أو الرطوبة في وقت أخذ العينات. ومع ذلك، لوحظ تأثير طفيف لدرجة الحرارة المحيطة على عدد الجراد. يمكن العثور على بيانات إحصائية مفصلة تدعم هذه النتائج في المعلومات التكميلية، بما في ذلك الجداول S1 وS2 وS3، والأشكال ذات الصلة.
المناقشة
تسلط فقرة المناقشة في ورقة البحث الضوء على التأثير الإيجابي لعلاج الأسمدة على كل من السيطرة على الآفات المهاجرة وغلة الدخن في نظام زراعي مفتوح. تتماشى النتائج مع الدراسات السابقة التي أشارت إلى إمكانية تعديلات التربة لإدارة تجمعات الجراد بشكل فعال، على الرغم من المخاوف بشأن العوامل المربكة مثل هجرة الآفات من المناطق غير المعالجة. تكشف الدراسة أن أوراق الدخن المخصبة تظهر نسبة أعلى من البروتين إلى الكربوهيدرات (p:c)، وهو أمر حاسم لنمو وبقاء العواشب مثل الجنادب السنغالية. لا تعزز هذه النسبة المرتفعة من p:c وفرة الآفات فحسب، بل تعزز أيضًا غلة المحاصيل، كما يتضح من الزيادة التي تزيد عن الضعف في الغلة في الحقول المخصبة.
تؤكد الأبحاث على دور مشاركة المجتمع في إدارة الآفات، مما يظهر أن المزارعين يمكنهم المساهمة بنشاط في السيطرة على الآفات المهاجرة من خلال تعديلات التربة. بينما كانت الأسمدة الكيميائية فعالة، فإن تكلفتها وتأثيرها البيئي تشكل تحديات للتبني الواسع. تقترح الدراسة أن يتم استكشاف طرق بديلة، مثل التسميد، لتحسين جودة التربة وكبح الآفات. بشكل عام، تدعو النتائج إلى دمج علم البيئة الغذائية للآفات في الممارسات الزراعية المستدامة، مما يعزز الأمن الغذائي على المدى الطويل ويقلل من الاعتماد على المبيدات الكيميائية من خلال برامج مجتمعية تهدف إلى تعزيز خصوبة التربة.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-27884-z
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41540086
Publication Date: 2026-01-15
Author(s): Mamour Touré et al.
Primary Topic: Insect-Plant Interactions and Control
Overview
This section discusses the challenges posed by emerging migratory pests, particularly locusts and grasshoppers, to agricultural practices, highlighting the limited management options available beyond pesticide application. Research indicates that these pests have high energy demands relative to their nitrogen intake needs, and feeding on high-nitrogen plants can negatively impact their growth, survival, and migration due to the energy costs associated with excess nitrogen consumption.
The study presents a large-scale field experiment involving 100 farmers, demonstrating that soil amendments can effectively reduce the abundance of migratory pests and enhance crop yields in open-air agroecosystems. The findings reveal that localized increases in plant nitrogen can decrease the palatability of crops and the population of leaf-chewing migratory insects. This research contributes to the understanding of the nutritional ecology of migratory herbivores and suggests that soil amendments may serve as a viable strategy for sustainable pest management.
Methods
In this study, we collaborated with farmers in Gossas and Gniby, central Senegal, to investigate the impact of fertilization on millet yield and the abundance of the grasshopper species *Oedaleus senegalensis*. The region’s Sahelo-Sudanian climate, characterized by a distinct rainy season from June to November, influences agricultural practices and pest dynamics. We provided farmers with improved millet seeds and a structured fertilization regimen, applying NPK and urea fertilizers at specific growth stages. Surveys were conducted to assess grasshopper populations, with adult and nymph densities measured through transect walks and one-meter square plots, respectively.
The results indicated that *O. senegalensis* constituted a significant portion of the local grasshopper community, with proportions of 85% in Gossas and 90% in Gniby. We also evaluated millet damage in a subset of fields and recorded environmental variables during surveys. Yield assessments were performed post-harvest, with standardized procedures for weighing millet. Statistical analyses employed generalized linear mixed models to evaluate the effects of fertilization on both millet yield and grasshopper abundance, ensuring robust model selection through the Akaike Information Criterion (AIC). All methodologies and data are accessible for further scrutiny, promoting transparency and reproducibility in agricultural research.
Results
The results indicate that the application of fertilizer significantly reduced pest abundance and damage while simultaneously enhancing millet yield. Specifically, locust populations, which were initially high across all fields, showed a marked decline in treated fields compared to control fields during subsequent surveys conducted during and after the fertilization period. This trend was consistent among nearly all participating farmers, who reported lower pest abundance in their fertilized plots.
Further analysis revealed no significant correlation between locust counts and the percentage of green vegetation ground cover or humidity at the time of sampling. However, a minor effect of ambient temperature on locust counts was observed. Detailed statistical data supporting these findings can be found in the supplementary information, including Tables S1, S2, S3, and relevant figures.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the positive impact of fertilizer treatment on both migratory pest control and millet yield in an open-air agroecosystem. The findings align with previous studies that indicated the potential of soil amendments to manage locust populations effectively, despite concerns about confounding factors such as pest migration from untreated areas. The study reveals that fertilized millet leaves exhibit a higher protein-to-carbohydrate (p:c) ratio, which is crucial for the growth and survival of herbivores like the Senegalese grasshopper. This elevated p:c ratio not only suppresses pest abundance but also enhances crop yield, as evidenced by the more than twofold increase in yield in fertilized fields.
The research underscores the role of community engagement in pest management, demonstrating that farmers can actively contribute to controlling migratory pests through soil amendments. While chemical fertilizers were effective, their cost and environmental impact pose challenges for widespread adoption. The study suggests that alternative approaches, such as composting, may also be explored to improve soil quality and suppress pests. Overall, the findings advocate for integrating pest nutritional ecology into sustainable agricultural practices, promoting long-term food security and reduced dependence on chemical pesticides through community-based programs aimed at enhancing soil fertility.