DOI: https://doi.org/10.3389/fagro.2025.1538198
تاريخ النشر: 2025-04-24
المؤلف: Abou Togola وآخرون
الموضوع الرئيسي: مقاومة الحشرات وعلم الوراثة
نظرة عامة
دودة الجيش الخريفية (FAW)، *Spodoptera frugiperda*، هي آفة زراعية هامة ظهرت كتهديد رئيسي للأمن الغذائي في أفريقيا منذ اكتشافها في عام 2016. تسبب أضرارًا شديدة للمحاصيل الأساسية، وخاصة الذرة، مما يؤدي إلى خسائر اقتصادية كبيرة للمزارعين الصغار. يُعزى نجاح الآفة الغازية إلى تفاعلاتها البيولوجية والبيئية المعقدة، التي تتأثر بالظروف البيئية، وتوافر النباتات المضيفة، وتنوع الأعداء الطبيعيين. تسلط هذه المراجعة الضوء على الحاجة الملحة لاستراتيجيات إدارة الآفات المتكاملة (IPM)، التي تشمل مجموعة من طرق التحكم بما في ذلك الممارسات الثقافية، والتحكم البيولوجي، والتدخلات الميكانيكية، ومقاومة النباتات المضيفة، والتطبيق الدقيق للمواد الكيميائية. كما تؤكد المراجعة على أهمية المراقبة المنتظمة للمحاصيل والمراقبة للكشف المبكر عن غزوات FAW.
في الختام، تتطلب التحديات المستمرة التي تطرحها FAW فهمًا شاملاً لبيولوجيتها وبيئتها، إلى جانب تطوير استراتيجيات تحكم بديلة لتقليل الاعتماد على المبيدات. تم إحراز تقدم كبير في إنشاء وتأكيد حلول IPM، مع تعاون منظمات مثل CIMMYT مع الأنظمة الزراعية المحلية لتطوير تقنيات إدارة فعالة. تشمل هذه التقنيات هجن الذرة عالية الإنتاجية التي تتمتع بمقاومة طبيعية لـ FAW وطرق تحكم متنوعة مصممة لتناسب السياقات المحلية. تعتبر مبادرات تبادل المعرفة، مثل أدلة تشخيص الآفات وبرامج التدريب، ضرورية لتعزيز اعتماد هذه الاستراتيجيات IPM، بهدف استقرار الإنتاج الزراعي وتعزيز الأمن الغذائي عبر أفريقيا.
مقدمة
تناقش مقدمة ورقة البحث دودة الجيش الخريفية (FAW)، *Spodoptera frugiperda*، وهي آفة مدمرة للغاية انتشرت بسرعة عبر أفريقيا منذ أول ظهور موثق لها في عام 2016. تشكل هذه الآفة تهديدًا كبيرًا للأمن الغذائي وسبل عيش ملايين المزارعين الصغار، ويرجع ذلك أساسًا إلى قدرتها على التغذي على أكثر من 350 نوعًا من النباتات، بما في ذلك الأساسيات الرئيسية مثل الذرة، والدخن، والأرز. إن الاعتماد على الذرة في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى، حيث يتم زراعة أكثر من 27 مليون هكتار لدعم أكثر من 300 مليون شخص، يبرز الحاجة الملحة لمعالجة غزوات FAW، التي أدت إلى خسائر كبيرة في المحاصيل وزيادة عدم الاستقرار الزراعي.
تسلط المقدمة الضوء على الآثار الضارة لـ FAW على الإنتاج الزراعي، بما في ذلك الاعتماد على المبيدات الاصطناعية التي تزيد من تكاليف الإنتاج وتقلل من دخل المزارع. تؤدي هذه الحالة إلى تفاقم انعدام الأمن الغذائي من خلال رفع أسعار المواد الغذائية وتعطيل سلاسل الإمداد. تهدف المراجعة إلى تقديم تحليل شامل لبيولوجيا FAW وبيئتها، وتقييم استراتيجيات الإدارة الحالية، والدعوة إلى إدارة الآفات المتكاملة (IPM) كنهج مستدام لتعزيز المرونة في الزراعة الأفريقية. تؤكد على الحاجة إلى إطار شامل وقابل للتكيف لحماية المحاصيل، والحفاظ على سبل العيش، وضمان الأمن الغذائي عبر القارة.
نقاش
يوفر قسم النقاش في ورقة البحث نظرة شاملة على سلوك وتكاثر وديناميات البيئة لدودة الجيش الخريفية (FAW)، *Spodoptera frugiperda*. تظهر فراشات FAW البالغة نشاطًا ليليًا، حيث يظهر الذكور جاذبية أقوى للضوء مقارنة بالإناث. يمكنها الانتشار لأكثر من 500 كيلومتر قبل وضع البيض، والذي يحدث عادةً في الليل على الجانب السفلي من الأوراق لحماية البيض من المفترسات. يمكن أن تضع أنثى واحدة حوالي 1,500 بيضة، والتي تفقس إلى يرقات خلال 3 إلى 4 أيام في ظل ظروف مثالية. تعتبر مرحلة اليرقات، التي تستمر بين 14 إلى 30 يومًا حسب درجة الحرارة، هي المرحلة الأكثر ضررًا، حيث تسبب اليرقات أضرارًا كبيرة للنباتات المضيفة من خلال التغذية، مما يؤدي إلى تلف يصل إلى 77% في بعض الحالات. يُلاحظ أن أكل اليرقات لبعضها البعض يعد عاملاً حاسمًا في ديناميات السكان، مما يقلل من المنافسة ويؤثر على معدلات البقاء.
تؤثر العوامل البيئية مثل درجة الحرارة والرطوبة وخصائص النباتات المضيفة بشكل كبير على تطور FAW وديناميات السكان. تم تحديد الظروف المثلى للنمو عند درجات حرارة تتراوح بين 28 إلى 30 درجة مئوية، حيث تؤدي درجات الحرارة المنخفضة إلى إطالة فترات التطور. تسلط الورقة الضوء على الإمكانات الغازية لـ FAW، حيث يُعزى نجاحها إلى معدلات التكاثر العالية، والقدرة على التكيف، وغياب الأعداء الطبيعيين في مناطق جديدة مثل أفريقيا. يتم مناقشة فرضية تحرير الأعداء، موضحة كيف تزدهر FAW في أفريقيا بسبب نقص المفترسات الطبيعية التي تنظم سكانها في نطاقها الأصلي. التأثير الاقتصادي لـ FAW كبير، حيث تقدر الخسائر السنوية في أفريقيا بما يصل إلى 13 مليار دولار عبر مختلف المحاصيل الأساسية، مما يهدد الأمن الغذائي وسبل عيش المزارعين. يؤكد النقاش على الحاجة الملحة لاستراتيجيات إدارة الآفات المتكاملة التي تجمع بين الممارسات الثقافية، ومقاومة النباتات المضيفة، والتحكم البيولوجي للتخفيف من تأثير الآفة بشكل فعال.
DOI: https://doi.org/10.3389/fagro.2025.1538198
Publication Date: 2025-04-24
Author(s): Abou Togola et al.
Primary Topic: Insect Resistance and Genetics
Overview
The fall armyworm (FAW), *Spodoptera frugiperda*, is a significant agricultural pest that has emerged as a major threat to food security in Africa since its detection in 2016. It inflicts severe damage on staple crops, particularly maize, leading to substantial economic losses for smallholder farmers. The pest’s invasive success is attributed to its complex biological and ecological interactions, which are influenced by environmental conditions, host plant availability, and the diversity of natural enemies. This review highlights the critical need for Integrated Pest Management (IPM) strategies, which encompass a range of control methods including cultural practices, biological control, mechanical interventions, host plant resistance, and careful chemical application. The review also emphasizes the importance of regular crop monitoring and surveillance for early detection of FAW infestations.
In conclusion, the persistent challenges posed by FAW necessitate a comprehensive understanding of its biology and ecology, alongside the development of alternative control strategies to reduce reliance on pesticides. Significant advancements have been made in creating and validating IPM solutions, with organizations like CIMMYT collaborating with local agricultural systems to develop effective management technologies. These include high-yielding maize hybrids with inherent resistance to FAW and various control methods tailored to local contexts. Knowledge-sharing initiatives, such as pest diagnostic guides and training programs, are crucial for promoting the adoption of these IPM strategies, ultimately aiming to stabilize agricultural production and enhance food security across Africa.
Introduction
The introduction of the research paper discusses the fall armyworm (FAW), *Spodoptera frugiperda*, a highly destructive pest that has rapidly spread across Africa since its first reported occurrence in 2016. This pest poses a significant threat to food security and the livelihoods of millions of smallholder farmers, primarily due to its ability to feed on over 350 plant species, including major staples such as maize, sorghum, and rice. The reliance on maize in sub-Saharan Africa, where over 27 million hectares are cultivated to support more than 300 million people, underscores the urgency of addressing FAW infestations, which have led to substantial yield losses and increased agricultural instability.
The introduction highlights the detrimental effects of FAW on agricultural production, including the reliance on synthetic pesticides that raise production costs and reduce farm income. This situation exacerbates food insecurity by driving up food prices and disrupting supply chains. The review aims to provide a comprehensive analysis of FAW’s biology and ecology, evaluate current management strategies, and advocate for integrated pest management (IPM) as a sustainable approach to enhance resilience in African agriculture. It emphasizes the need for a holistic and adaptive framework to protect crops, sustain livelihoods, and ensure food security across the continent.
Discussion
The discussion section of the research paper provides a comprehensive overview of the behavior, reproduction, and ecological dynamics of the fall armyworm (FAW), *Spodoptera frugiperda*. Adult FAW moths exhibit nocturnal activity, with males showing a stronger attraction to light than females. They can disperse over 500 kilometers before oviposition, which typically occurs at night on the undersides of leaves to protect eggs from predators. A single female can lay approximately 1,500 eggs, which hatch into larvae within 3 to 4 days under optimal conditions. The larval stage, lasting between 14 to 30 days depending on temperature, is the most damaging phase, with larvae causing significant harm to host plants through feeding, resulting in up to 77% damage in some cases. Cannibalism among larvae is noted as a critical factor in population dynamics, reducing competition and influencing survival rates.
Environmental factors such as temperature, humidity, and host plant characteristics significantly affect FAW development and population dynamics. Optimal conditions for growth are identified at temperatures between 28 to 30°C, with lower temperatures extending developmental periods. The paper highlights the invasive potential of FAW, attributing its success to high reproductive rates, adaptability, and the absence of natural enemies in new regions like Africa. The Enemy Release Hypothesis is discussed, explaining how FAW thrives in Africa due to a lack of natural predators that regulate its populations in its native range. The economic impact of FAW is substantial, with estimated annual losses in Africa reaching up to $13 billion across various staple crops, threatening food security and farmer livelihoods. The discussion emphasizes the urgent need for integrated pest management strategies that combine cultural practices, host plant resistance, and biological control to mitigate the pest’s impact effectively.