李永川
(云南省植保植檢站,云南 昆明650034)
近年來,減少化學農藥造成的農業面源污染逐步成為國際科學和社會發展的趨勢和共識。在我國,為減少化學農藥長期大量使用帶來的負面影響,早在1975年就提出了“預防為主,綜合防治”的植保方針,2006年又提出“公共植保、綠色植保”的植保理念并付諸實踐,大力推進農作物有害生物綠色防控,這對于進一步推進我國高效、低風險、環境友好型的重大農業有害生物防控技術的研究和應用具有重要的理論和實踐指導意義。性誘劑誘控技術是目前國際公認的綠色植保技術,主要是利用昆蟲成蟲性成熟時釋放性信息素引誘異性成蟲的原理,將有機合成的昆蟲性信息素化合物(簡稱性誘劑)用釋放器釋放到田間,通過干擾雌雄交配,減少授精卵數量,從而達到控制靶標害蟲的目的。應用性誘劑誘控技術防治農業害蟲,具有安全性、選擇性、高效性、持效性、兼容性五大特點,能明顯減少化學農藥使用,改善生態環境,符合“優質、高產、高效、生態、安全”的農業發展目標,對保護農業生產安全、農產品質量安全、農業生態安全、農業貿易安全和實現農業可持續發展具有重要意義。
我國性信息素的研究始于上世紀80年代初,以中國科學院為代表的一批科研單位在農業害蟲性信息素鑒定、合成和應用上做出了顯著成績,為我國性信息素應用于害蟲防治打下了扎實的基礎。近年來,有關科研、企業和推廣部門開展了大量的性誘劑產品開發研究和田間應用技術研究,針對性誘劑產品應用特性、田間應用技術和集成配套技術反復實踐,不斷深入完善,促進了性誘劑誘控技術的進一步發展。
1)使用的安全性。通過測定,明確性誘劑使用的安全性。性誘劑誘芯中的化合物含量低,一個誘芯每天只有納克至毫克的釋放量,并且是通過空氣傳播,不直接接觸作物,因此,對人畜、作物和環境基本沒有危害。
2)高度的選擇性。性信息素是由多種化合物以特定的比例和濃度所組成的,每種性誘劑都需要獨特的配方和濃度,具有高度的專一性,只對本種害蟲起作用,不會引誘其他非靶標昆蟲。
3)誘控的高效性。昆蟲對性信息素的敏感性非常強,在適當的時期內使用性誘劑,可以大量誘集異性靶標害蟲,且多為剛羽化、對性信息素氣味敏感、繁殖能力強的個體。
4)釋放的持效性。目前,人工合成的性誘劑主要是通過PVC、有機硅橡膠、聚乙烯、微膠囊等載體材料,采用控制釋放技術緩慢釋放到田間,其釋放均勻,持效期長。
5)應用的兼容性。性誘劑誘控技術是利用對昆蟲自然習性的調控來防治害蟲,對作物和非靶標昆蟲沒有危害,并且其使用簡便,操作性強。
1.2.1 害蟲監測應用技術。由于城市燈光的干擾和食物源的過度豐富,傳統測報燈和糖醋液誘蛾作用下降,城鄉環境變化促動測報技術的革新,尤其是一些弱趨光性昆蟲采用常規的測報技術不能達到精準目的,例如稻縱卷葉螟、斜紋夜蛾、豆野螟等,而性誘技術可以彌補這些不足。性誘測報與傳統測報的原理不同,性誘同樣可以對害蟲的發生期、發生量、害蟲種群動態和為害程度作出精準預測,與燈誘、人工趕蛾、人工剝查等傳統的測報技術相比,具有敏感性高、峰型清晰的特點,特別是對一些弱趨光性害蟲,在種群密度較低的情況下也能誘到蟲,如二化螟越冬代成蟲,在燈誘幾乎誘不到蟲的情況下性誘能誘到蟲,彌補了傳統測報的不足。近幾年,上海一些區縣一直根據性誘測報斜紋夜蛾和甜菜夜蛾的越冬代高峰,由此可以盡早規劃防治措施和農藥用量。此外,性誘目標專一,不需復雜的攝像和鑒定技術,開發自動計數和測報計算機化系統比較可行。受外界因素影響小,不需供電,操作簡單,適合群眾預測預報,更不會因雷雨或斷電而缺失測報數據。在此基礎上,化學信息素復合色板對跳甲、薊馬、粉虱、蚜蟲等燈誘無法誘獲的害蟲作出預測,解決了這些害蟲預測預報的難題。在國外,約30%的性誘產品應用于害蟲測報和對外來生物的預警。
1)種群動態監測。每年3~11月應用性誘監測害蟲成蟲消長動態,以此掌握害蟲全年發生情況和發生高峰期。性誘獲得的誘蟲曲線與燈誘相比,始峰期早,峰次多、峰型明顯,及時反映了田間害蟲成蟲種群消長情況,如第一代二化螟監測,性誘比人工剝查蟲蛹多一個峰,更具有代表性。
2)發生期預測。根據成蟲消長資料和各世代蟲態歷期資料,以發蛾高峰日采用期距法或歷期法,預測卵孵化盛期和幼蟲盛發期。據試驗,性誘預測通常比燈誘或人工調查預測的蛾高峰期和卵孵高峰期提前1~3d,與田間害蟲實際發生高峰期吻合度高,誘蛾量與田間卵塊密度相關顯著,更接近田間害蟲實際發生情況。
3)發生量預測。根據成蟲誘獲量田間幼蟲蟲口密度和發育進度調查,作出發生量預測。性誘對小菜蛾、實蠅、稻縱卷葉螟、柑橘潛葉蛾等一些重要的弱趨光性害蟲具有較好的誘蟲效果,誘蟲量大約是燈誘的1~8倍或更多,因此,預測出的發生量更切合實際。
4)性誘測報在小范圍測報和一些區域性發生的害蟲測報上優勢非常明顯。例如三化螟的發生在許多情況下是小范圍和區域性發生的,測報點不一定能預測到,但性誘劑測報就較易設置。此外,在不同田塊,由于作物或品系及小氣候的差異導致害蟲發育進程不同,傳統測報技術較難區別,但性誘可以對這些不同區域作出精確測報。
1.2.2 害蟲防控應用技術。
1)安放范圍。安放性誘劑時要根據防治對象的習性選擇成蟲活動場所進行釋放,一般將其放置在田間和周邊害蟲棲息場所內。同時,由于性誘劑需要靠氣流來擴散傳播,較小的面積不利于充分發揮性誘劑的效果,因此應選擇比較空曠的場所,以提高誘捕效率,擴大防治面積。以斜紋夜蛾為例,防治區域至少需要在2 hm2以上,才能顯示出明顯的防治效果。
2)安放密度。性誘劑的安放密度與應用方法、防治對象、地形等因素有關,采用迷向法時性誘劑安放的密度就遠遠高于群集誘捕法。在采用群集誘捕法安放性誘劑時,一般是在防治區周圍地帶設置的密度高一些,用以誘殺從遠處飛來的蟲源,內圈、尤其是中心位置可以減少性誘劑的放置數量,一般每667~1334 m2放置一個誘捕器。不同的防治對象性誘劑設置密度也有所不同,調查證明,斜紋夜蛾和甜菜夜蛾一般每畝設置1枚性誘劑,小菜蛾一般每畝設置3~5枚性誘劑。
3)安放高度。性誘劑釋放的氣味需要靠氣流來擴散傳播,并被害蟲所感知。因此性誘劑應安放在比較空曠的上風口,這樣性信息素化合物隨氣流的擴散而傳播,引誘下風區域的靶標害蟲。其誘捕器放置高度要因害蟲的飛行高度而異。近年來全國各地田間應用顯示,斜紋夜蛾和甜菜夜蛾的誘捕器一般應放置在離地面1 m左右的高度,但如果作物比較高,可以放置在離作物表面20cm的高度;小菜蛾由于飛行高度低,其誘捕器一般放置在作物表面稍微以下的位置。
4)安放時間。性誘劑引誘的是成蟲,是一種預防措施,利用性誘劑誘捕防治應在害蟲羽化初期,蟲口密度比較低(如越冬代)時就開始使用,這樣可以持續壓制害蟲的種群增長,長期維持在經濟閾值之下。通過多年全國水稻二化螟發生區的性誘試驗,發現在長江以南,由于夏季溫度高,二化螟雄蛾的反應要差一些,因此二化螟性誘防治在長江以南要在越冬代。
性誘劑誘控技術需與其他防治措施協調配套才能達到理想的防效。多年來,通過在水稻、玉米、蔬菜、果樹等作物蟲害防治過程中的實踐與探索,總結出了多種與其他生物、生態防控技術相結合的綜合防控模式,取得了良好的防治效果和生態經濟效益,有力地促進了重大農業害蟲的綜合防治和綠色植保技術的發展。
1)水稻害蟲綜合防控模式。應用性誘劑防治二化螟、稻縱卷葉螟、三化螟、大螟等害蟲實踐中,為提高防效,降低成本,集成了性誘劑+微生物農藥等模式。據測算,通過使用性誘劑誘控綜合防治技術,可每年畝節約成本15~20元,減少施藥1~2次,降低農藥成本與人工費8~16元。水稻螟蟲前期的性誘防治,大大減少了化學農藥的施用,保護稻田生態系統,可以減輕對后期稻飛虱的防治壓力。
2)玉米害蟲綜合防控模式。在玉米螟防治上,集成了性誘劑+赤眼蜂、性誘劑+白僵菌等防治越冬代和二代玉米螟的綜合防控模式,可每年畝節約成本10~20元,減少施藥1~2次,降低農藥成本與人工費20~30元。
3)煙草害蟲綜合防控模式。在煙青蟲、斜紋夜蛾等多種煙田害蟲防治上,集成應用性誘劑+天敵昆蟲、性誘劑+微生物農藥、性誘劑+Bt作物等模式,可每年畝節約成本4~5元,減少施藥2~3次,降低農藥成本與人工費9~13元。
4)蔬菜害蟲綜合防控模式。應用性誘劑防治斜紋夜蛾、甜菜夜蛾、小菜蛾、小地老虎、豆莢螟等10多種蔬菜害蟲的實踐中,集成了性誘劑+色板、性誘劑+天敵昆蟲、性誘劑+微生物農藥、性誘劑+植物源農藥等多種集成模式。據測算,在蔬菜上通過使用性誘劑誘控技術防治害蟲,可每年畝節約成本5~15元,減少施藥50%以上,降低農藥成本與人工費20~40元。
5)果樹害蟲綜合防控模式。集成性誘劑+色板、性誘+天敵昆蟲、性誘+防蟲網等多種模式,防治果實蠅、梨小食心蟲、桃蛀螟、桃小食心蟲、柑橘潛葉蛾、金紋細蛾等害蟲,可每年畝節約成本6~9元,減少施藥2~3次,降低農藥成本與人工費40~60元。
云南省在全國農業技術推廣服務中心指導下,積極組織有關專家開展試驗,并加強生產企業、科研單位的溝通協調,多方爭取資金和政策支持,探索推廣模式,合力推進性誘劑誘控技術的集成創新和推廣應用。2006年和2009年全國農業技術推廣服務中心兩次印發文件,在全國逐步組織落實示范推廣工作,探索性誘劑示范推廣補貼模式和推廣模式,形成并完善了“植保站+公司”、“植保站+基地”、“植保站+農民專業合作組織”、“植保站+專業植保組織”等多種推廣模式,促進了性誘劑誘控技術的推廣應用。
為了進一步完善性誘劑田間應用技術,建立與其他防治措施相結合的配套技術體系,與生產企業聯合,大力開展相關試驗示范工作。2002~2012年間,先后在全省(州、市)的80個縣共建立了120多個技術試驗示范點,防治對象涉及蔬菜、果樹、水稻、玉米、煙草、茶葉等作物上的20余種害蟲。針對性誘劑放置范圍、密度、高度等技術指標和與其他防治技術配套方法開展了大量的試驗與驗證工作,并取得了顯著成效。
性誘劑誘控技術是一項新的生物防治技術,農民對其田間使用效果和使用方法還缺少了解。為此,省站多次組織召開性誘劑現場觀摩會和技術研討會,邀請有關專家對性誘劑的田間應用技術提出指導意見,并組織各地相關技術人員編印性誘劑應用技術專刊,結合示范區建設舉辦綠色防控技術培訓班,對省、市、縣、鄉等各級植保技術人員和農戶開展技術指導。
為了提高性誘劑誘控技術的普及率和到位率,組織各地通過召開會議、舉辦講座、現場指導、媒體宣傳等多種方式向農民和公眾進行宣傳引導。向經濟作物種植大戶、蔬菜生產企業以及鄉鎮農科站發放1萬余份性誘劑技術資料;每年舉辦以性誘劑為主的綠色防控技術培訓會和農民田間學校,累計培訓農民10萬多人;宣傳內容豐富多樣、農民廣泛參與,形成大力宣傳,有力地促進了該技術的推廣應用。
通過與溫州醫學院健康與環境生態研究所合作,經2002年以來的試驗研究推廣,性誘劑關鍵應用技術得到了不斷地創新和提高。
1)誘芯。通過性信息素鑒定與核對,研究出完整的性信息素配比;通過雌性性信息素組成和雄性對性信息素的識別的地理區系差異研究,解決了復雜環境條件下害蟲性信息素的地理區系差異問題,使性誘劑能適應不同地理環境;通過昆蟲、植物與花氣味關系的研究,開發出系列增效劑,使性誘劑誘蟲量增大;通過釋放材料和穩定劑配方優化,篩選出特定的釋放材料穩定劑配方組合,提高抗紫外、抗氧化能力,誘芯在高溫、高海拔、高濕和高紫外條件下更穩定。改進氣味的釋放控制技術,使性誘劑釋放更均勻,持效期更長。通過優化合成和純化路線,使誘芯質量得以確保和標準化。到目前為止,已開發出針對農業害蟲、林業害蟲和倉儲害蟲的60余種誘芯。
2)誘捕器。通過對不同害蟲交配定向飛行行為特性研究,不斷改進誘捕器設計,設計了適應不同靶標害蟲的誘捕器,至今已成功開發出夜蛾類、新型飛蛾、果實蠅、粘膠型、水盆型等十多種誘捕器。提高了誘捕效率,達到了誘得到、誘得多、逃不掉的目的,使誘捕器結構更優化(適應多種害蟲誘捕和商業化生產),性能更優越(誘蟲效果是其他誘捕器誘蟲效果的2倍以上),誘蟲方式更獨特(性誘與視覺結合減少了對非靶標害蟲的誤捕),防止逃逸更有效。
3)自動記錄儀。突破了圖像識別等方式探索害蟲自動分類和計數的思維,攻克了害蟲紅外感應、信號輸出、記憶芯片等關鍵技術難題,將性誘與電子技術結合,開發出害蟲自動監測系統。
4)復合色板。利用害蟲視覺信息(波長、反光度)和化學信息素協同作用的研究,將色彩(形狀、波長和反光度)、植物氣味融入到性誘劑產品中,監控效果提高4~10倍,并廣泛地應用于難以監控的小型害蟲的監測與防控。
推廣部門不斷創新,充分發揮性誘劑誘控技術的兼容性,總結出了性誘劑與色板結合使用、性誘劑與天敵結合使用、性誘劑與生物農藥結合使用等多種集成配套技術,逐步建立和完善了性誘劑誘控技術在蔬菜、果樹、水稻、玉米等作物上的應用技術模式,并且針對區域、作物和害蟲的差異,形成了不同地區不同的模式,不同作物不同的模式,同一作物不同的模式和同一害蟲不同的模式,提高了技術的實用性和可操作性。
通過近幾年推廣工作的深入開展,性誘劑誘控技術的先進性和實用性已逐步得到廣大用戶的充分認可,其應用范圍從最初的蔬菜擴大到水稻、玉米、棉花、果樹、林業等多種作物。據不完全統計,截至2013年底,全省(區、市、縣)性誘劑累計推廣應用面積達80萬hm2多。
實行多部門、跨行業合作,全省范圍內的技術試驗、示范、推廣,實施個性化培訓(農民田間學校等),網絡化展示(建設省-市-縣-鄉四級示范樣板,上下聯動,左右成網),集約化應用(與多種地方項目結合),產業化推廣(產-學-研聯合,上、中、下游一體)。應用性誘劑誘控技術防治農業害蟲,具有顯著的經濟、社會和生態效益。據初步統計,使用性誘劑防治農業害蟲,其平均防治效果可達50%~80%,每個生長季可減少化學農藥使用2~3次,減少農藥使用量30%以上,每畝使用成本比化學防治區節省30元以上。同時,長期使用性誘劑防治農業害蟲,可以有效保護天敵,性誘區天敵種類比常規區多1倍,種群數量多2~3倍,增強農田生態系統多樣性和穩定性,并能降低農民勞動強度,減少農藥中毒事故,為保障農業生產安全、農產品質量安全和農業生態安全發揮了積極的作用。推廣應用性誘劑等綠色防控技術后,蔬菜質量安全監測合格率躍居全國前列。據海關統計,2013年1~10月,云南省出口農產品92.8萬t,較上年同期(下同)增長15.9%;出口額18.6億美元,增長18.7%。出口額位居全國各省區市第7位,繼續穩居西部之首。