潘洪生 姜玉英 王佩玲 劉建 陸宴輝
摘要
20世紀90年代至今,隨著棉花種植技術的不斷革新以及棉花種植面積的逐步擴大,新疆棉花害蟲的發生程度整體加重、種群組成和發生規律明顯變化。本文系統總結了近30年來新疆棉花害蟲發生演替機制、預測預報和綜合防治技術的研究進展,并對今后的研究重點進行了展望,為新疆棉花害蟲的深入研究和綠色防控提供重要的理論依據。
關鍵詞
新疆; 棉花害蟲; 種群消長; 影響因子; 監測預警; 綜合防治
中圖分類號:
S 435.622
文獻標識碼: A
DOI: 10.16688/j.zwbh.2018308
Research progress in the status evolution and integrated control of
cotton pests in Xinjiang
PAN Hongsheng1,2, JIANG Yuying3, WANG Peiling4, LIU Jian LU Yanhui1
(1. State Key Laboratory for Biology of Plant Diseases and Insect Pests, Institute of Plant Protection,
Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100193, China; 2. Scientific Observing and Experimental
Station of Crop Pests in Korla, Ministry of Agriculture, Institute of Plant Protection, Xinjiang Academy of
Agricultural Sciences, Urumqi 830091, China; 3. National Agro-Technical Extension and Service Center,
Beijing 100125, China; 4. College of Agronomy, Shihezi University, Shihezi 832003, China)
Abstract
Since 1990s, with the continuous innovation of cotton planting technology and the expansion of cotton plantation area, the infestation levels of cotton insect pests have greatly increased in Xinjiang, and their species composition and seasonal occurrence also changed. In this review, we systematically summarized the research progresses in the succession mechanisms of pests, forecast and integrated control technologies of cotton insect pests in Xinjiang during the recent 30 years. We also discussed the future research directions, which may provide an important theoretical guidance for the in-depth study and green control of cotton insect pests in Xinjiang.
Key words
Xinjiang; cotton insect pest; population dynamics; influencing factor; monitoring and forecasting; integrated management
新疆位于歐亞大陸腹地,屬于典型的大陸性氣候,日照充足,降水稀少,空氣干燥,晝夜溫差大,自然環境條件非常適宜棉花的生長。新疆植棉歷史悠久,但20世紀50年代以前種植面積一直較小,集中在東疆和南疆地區,20世紀60年代初北疆開始種植棉花。20世紀80年代,隨著地膜植棉技術與“矮、密、早”種植模式的推廣應用,新疆棉花種植開始快速發展,1985年棉花種植面積和總產量為25.4萬hm2和18.8萬t,分別占全國的4.9%和4.5%。1995年,新疆棉花面積和總產分別達到74.3萬hm2和93.5萬t,成為了全國最大的產棉(省)區。此后十多年間,全疆棉花面積基本穩定在100萬hm2以上,總產150萬t左右,分別約占全國的1/4和1/3。2010年以后,隨著國家棉花種植區域布局的調整,黃河流域、長江流域棉區棉花種植規模大幅度壓縮,而新疆棉花種植業持續發展,在全國棉花產業中的地位與重要性不斷提升。2017年,新疆棉花種植面積和總產分別為196.3萬hm2和408.2萬t,占全國的60.8%和74.4%,同時約占全球棉花總產量的1/6。
棉花生長期較長,是受害蟲為害最嚴重的作物之一[1-2]。新疆常見的棉花害蟲多達50余種,是導致棉花產量損失的主要原因之一[3-7]。20世紀90年代以來,新疆棉花種植突飛猛進,棉花害蟲發生程度逐漸加重[8]。新疆當地的科研、教學、推廣單位以及國內其他一些單位對新疆棉花害蟲的發生演替機制、預測預報和綜合防治技術等開展了大量的科學研究與實踐工作,對于保障新疆棉花安全生產以及促進棉花產業可持續發展發揮了重要作用。本文對近30年來新疆棉花害蟲的研究進展進行總結與歸納,以期為新疆棉花害蟲綠色防控科研與生產提供指導和技術支撐。
1 害蟲發生演替機制
20世紀90年代至今,影響新疆棉花生產的蚜蟲、棉葉螨、棉鈴蟲Helicoverpa armigera(Hübner)三大害蟲的發生危害呈此起彼伏、交替猖獗的態勢,同時棉薊馬、棉盲蝽等次要類群發生明顯加重,煙粉虱Bemisia tabaci (Gennadius)、美洲斑潛蠅Liriomyza sativae Banchard等外來物種入侵危害,雙斑螢葉甲Monolepta hieroglyphica(Motschulsky)、眩燈蛾Lacydes spectabilis (Tauscher)等新發種類局部發生[8]。棉田害蟲的發生變化與植棉技術變革、種植結構調整、農藥不合理使用等生產因素密切相關[6-9],也有不少研究從氣候、寄主、天敵等角度探討了新疆棉花害蟲發生演替機制。
1.1 氣候因子
溫度是影響棉蚜Aphis gossypii Glover種群消長的一個關鍵因子[10-11]。通過室內試驗結合模型擬合研究表明,棉蚜發育的最適溫度和致死溫度分別為29.0℃和35.5℃,棉蚜繁殖的最適溫度為28.8℃,當溫度上升到34.9℃時棉蚜不能繼續繁殖[12]。高溫脅迫顯著降低棉蚜的存活和繁殖,38℃時棉蚜的存活率和繁殖率均顯著降低[13-18]。田間持續多天的高溫會導致棉蚜種群數量急劇下降,出現種群崩潰現象[19]。同樣,溫度和濕度顯著影響著牧草盲蝽Lygus pratensis (Linnaeus)、棉長管蚜Acyrthosiphon gossypii Mordvilko等害蟲的生長發育與種群發生[20-21]。
研究發現,地面積雪可使土壤溫度升高,有助于提高棉鈴蟲越冬蛹的存活率[22]。倒春寒(溫度低于10℃)的持續時間是影響春夏季棉鈴蟲種群的關鍵因子,隨著早春變暖、倒春寒發生頻率的降低和持續時間的變短,棉鈴蟲的種群數量就會增加[23]。
1.2 寄主因子
農作物種植結構調整將改變多食性害蟲的食物組成,影響其種群發生。在以棉花為主的簡單作物系統中,棉鈴蟲種群數量較低,而在小麥、玉米和番茄種植比例較高的復雜作物系統中棉鈴蟲發生量較高[24]。復雜作物系統中(棉花面積占比<50%),棉鈴蟲成蟲密度明顯高于簡單作物系統(棉花面積占比>50%),棉鈴蟲成蟲密度與景觀多樣性指數呈顯著正相關關系[25]。此外,與棉花單作田相比,棗-棉、蘋果-棉間作模式有利于棉花葉螨的發生加重[26]。但杏-棉間作系統中棉田牧草盲蝽和棉葉螨種群數量顯著低于單作棉田,而對棉薊馬的發生量影響不大[27-28]。
研究表明,轉Bt基因抗蟲棉花(下稱“Bt棉花”)對棉鈴蟲生長發育的抑制作用顯著,能明顯降低田間棉鈴蟲蟲口數量和危害程度[29]。Bt棉花對棉蚜的生長發育和繁殖沒有顯著影響[30],對棉蚜、棉葉螨、棉盲蝽、棉薊馬和煙粉虱的田間種群數量均沒有明顯影響[31-32]。
對新疆32個棉花主栽品種進行了抗蚜性鑒定,發現品種間抗蚜性差異明顯,葉片多毛、蠟質和游離棉酚含量高是抗蚜品種的主要特征[33-34]。2003年北疆棉蚜大發生,種植品種對比觀察表明,棉花的莖稈和葉片上如果絨毛多而長,則該品種的田間耐蚜效果較好[35]。
施肥水平將影響寄主植物的營養質量,從而可能影響棉花害蟲的發生。研究發現,施氮量大的棉田更有利于棉蚜的發生;但施氮量高低對棉長管蚜、煙薊馬Thrips tabaci Lindeman的種群數量影響不明顯[36]。在低氮水平下,棉葉螨的種群數量呈上升趨勢;當施氮量超過正常水平時,隨著施氮量的增加,棉葉螨的數量呈下降趨勢[37]。
1.3 天敵因子
新疆棉田天敵種類較多,有瓢蟲、草蛉、蜘蛛、捕食蝽等[38]。其中,瓢蟲對棉蚜種群控制起主導作用,6月下旬至7月中旬瓢蚜比為1∶290時對棉蚜的控制作用顯著[39]。與草蛉、蜘蛛相比,棉田瓢蟲數量與棉蚜數量的相關性最大,說明瓢蟲對棉蚜的控制作用最強[40]。棉田天敵對棉鈴蟲也具有較強的控制作用,其中捕食性天敵的作用最明顯[41]。棉田煙粉虱的捕食性天敵種類較多,在其種群數量控制中起著重要作用[42]。
影響天敵控害功能的主要因素是化學農藥使用[4,38]。棉田化學防治1次使害蟲數量下降50%情況下,天敵數量下降60%以上,化學防治3次比2次的天敵數量少84.5%[3]。同時,非化學防治棉田中的瓢蟲、草蛉、食蚜蠅、蜘蛛的種群數量是常規化學防治棉田的3倍以上[43-44]。劉彩玲等[45]研究表明,不施藥棉田中瓢蟲和草蛉對棉蚜有著良好的自然控制能力;施藥棉田中化學農藥雖能短期控制棉蚜種群數量,但同時也嚴重殺傷了天敵,不能達到長期控制棉蚜的目的。
2 害蟲預測預報技術
2.1 種群監測方法
利用性誘劑誘捕雄蟲,是成蟲監測的一種常用方法。研究發現,圓錐形籠罩誘捕器對棉鈴蟲雄性成蟲的誘捕量是傳統水盆誘捕器的10倍以上[46],后來被廣泛應用。2015年,一種帶有雙紅外傳感器捕蟲自動計數系統的新型誘捕器被試用于棉鈴蟲性誘監測,自動計數準確,并具有數據自動存儲和發送等功能,滿足其成蟲測報的技術要求[47]。近年來,綠盲蝽Apolygus lucorum(Meyer-Dür)、苜蓿盲蝽Adelphocoris lineolatus(Goeze)等害蟲的性誘劑及其使用技術也被相繼成功研發[48-49],成為了盲蝽測報技術規范的重要內容[50]。
黑光燈對棉鈴蟲、黃地老虎Agrotis segetum (Denis et Schiffermuller)等棉花害蟲具有很好的誘集效果,能較好地反映成蟲種群的消長動態[51-52]。姜玉英等[53]測試了418 nm燈、506 nm燈、572 nm燈和黑光燈對新疆不同棉花害蟲的引誘效果,發現誘測盲蝽應首選572 nm燈,其次是418 nm燈和黑光燈;作為盲蝽、棉鈴蟲、地老虎等棉花害蟲誘測的通用工具,應首選光譜更廣的黑光燈。
選取2~3年生的楊樹枝條,晾至半萎蔫,捆扎成枝把,能有效誘集棉鈴蟲成蟲,是棉鈴蟲預測預報的一種重要手段[54]。苘麻是棉鈴蟲偏好的產卵寄主,棉鈴蟲在其上的落卵量明顯高于棉花,通過對棉田周邊苘麻上棉鈴蟲卵的系統調查,可以直接反映棉田棉鈴蟲的產卵動態以及卵孵化進度[55-56]。
2.2 數字化預警技術
以分布式數據庫Microsoft SQL Server管理工具,構建了新疆棉蚜、棉鈴蟲監測預警網絡數據庫[57-58]。采用有效積溫方法,確定了棉鈴蟲羽化預測的參數,以此為標準,建立了區域性棉鈴蟲發生期預測的模型及其技術[59-63]。此外,利用DYMEX軟件建立了棉鈴蟲種群動態模型,較可靠地模擬、反映了室內控制條件和復雜生境下棉鈴蟲種群特征和動態[64]。上述系列工作顯著提高了新疆棉鈴蟲監測預警的準確性和時效性。
3 害蟲綜合防治技術
3.1 農業防治技術
3.1.1 Bt棉花種植利用
新疆Bt棉花的種植晚于內地。2001年東疆開始種植Bt棉花,南疆、北疆分別于2003年、2005年開始種植。2012年,南疆、東疆、北疆Bt棉花種植比例分別為57.8%、53.6%和33.2%[65]。2016年,南疆棉區Bt棉花種植比例上升至79.7%[66]。2004-2010年種群監測表明,Bt棉花的大面積種植有效控制了田間棉鈴蟲的種群發生,特別是在Bt棉花種植比例高的棉區,棉鈴蟲成蟲數量明顯減少[67]。據統計數據,2010年以來全疆棉鈴蟲總體發生呈明顯下降趨勢[8]。
庇護所策略是預防棉鈴蟲對Bt棉花產生抗性的一項重要措施。研究發現,鷹嘴豆、木豆、玉米上棉鈴蟲卵和幼蟲的種群數量均顯著高于棉花上的[68],其中玉米是新疆最有潛力的棉鈴蟲庇護所作物[69-70]。在集約化程度高的地區,通過條帶種植、間套作和結構化庇護所的建立,增加農田系統中寄主作物以及棉鈴蟲敏感蟲源的多樣性,將能緩解棉鈴蟲Bt抗性的產生與發展[24-25]。棉鈴蟲成蟲遷飛能力強,全疆不同地區種群之間的基因交流比較頻繁,沒有出現明顯的遺傳分化,因此可以從大區域考慮棉鈴蟲庇護所的建立利用與功能評估[71]。
3.1.2 農事操作
棉田秋耕不僅能破壞棉鈴蟲蛹室,又可將大部分蛹翻入深土層,使其不能羽化出土而死亡;冬灌使棉鈴蟲越冬蛹因濕度過大而死亡,有調查顯示未冬灌棉田棉鈴蟲越冬蛹死亡率僅為6.2%,冬灌棉田可達59.6%,而秋耕加冬灌的棉田其死亡率在80%以上[72]。同時,秋耕冬灌對越冬棉葉螨的防效在85%以上[73]。此外,棉葉螨主要在渠埂和田邊枯枝落葉等處越冬,早春消滅地邊的雜草,可減少進入棉田的蟲口基數[73]。
3.2 生物防治技術
3.2.1 天敵釋放
在南疆試驗,螟黃赤眼蜂Trichogramma chilonis Ishii對棉鈴蟲卵具有明顯的控制作用,田間放蜂量為每667 m2 6萬~8萬頭、放蜂點為3~6個,螟黃赤眼蜂最高寄生率達51.5%,棉鈴蟲蟲口減退率25.3%~64.2%,蕾鈴被害減退率46.8%~76.8%[74]。麥蛾柔繭蜂Habrobracon hebetor (Say)是棉田棉鈴蟲幼蟲優勢寄生蜂,占棉田寄生蜂總量的41%[75],對棉鈴蟲幼蟲的防治效果達43.9%[76]。在阿克蘇,按每667 m2 700頭的量釋放麥蛾柔繭蜂,對棉田棉鈴蟲幼蟲的防效達66.0%[77]。在棉田以每667 m2 1 000頭釋放中紅側溝繭蜂Microplitis mediator Haliday,寄生率和防治效果分別達60%和80%以上,較好地控制了棉鈴蟲的危害[78]。
草蛉是新疆棉田常見的一類捕食性天敵。室內用麥蛾和人工飼料繁殖的普通草蛉Chrysoperla carnea(Stephens)以60粒卵/株在棉田進行釋放,13 d后對棉蚜的防效達78.7%[79]。胡瓜鈍綏螨Amblyseius cucumeris(Oudemans)能有效控制棉葉螨[80],投放30 d后防效達89.5%[81]。此外,新疆本地捕食螨—雙尾新小綏螨Neoseiulus bicaudus Wainstein對土耳其斯坦葉螨Tetranychus turkestani (Ugarovet et Nikolski)和截形葉螨T.truncatus Ehara也具有較強的控制能力[82]。
3.2.2 天敵保護
在棉田邊緣種植苜蓿帶,可以有效控制棉蚜發生[83]。在棉蚜剛進入棉田時,棉田周圍的苜蓿帶上已經滋養了瓢蟲、草蛉、食蚜蠅等大量天敵,苜蓿上天敵密度是棉花上的10多倍[84]。苜蓿刈割迫使其上的捕食性天敵遷入棉田,發揮對棉蚜的控制作用,苜蓿刈割對棉蚜和天敵的影響可持續約14 d[85]。在棉田周圍林帶內人工種植苜蓿,隨著種植年限的增加,棉田內瓢蟲等天敵數量逐年增加,而害蟲種群數量逐年減少[86]。
棉花與小麥鄰作,麥田麥蚜的優勢天敵瓢蟲、草蛉等也是棉蚜、棉鈴蟲等棉田害蟲的優勢天敵,麥收后大量天敵向棉田轉移[87]。如塔里木棉區調查表明,6月15日麥收開始時,棉田天敵僅8.8頭/百株,一個月后達160頭/百株以上[88]。在南疆棉區,棉-麥相鄰的種植模式有利于棉蚜主要天敵瓢蟲、草蛉、食蚜蠅較早地進入棉田控制蚜蟲等害蟲[89]。棉田距麥田遠近直接影響棉田天敵的數量,與麥田相距較遠的棉田天敵數量偏少[90]。麥棉間作種植布局中,麥-棉-麥-棉鑲嵌式布局中棉田捕食性天敵的數量最高,麥棉比例1∶1~1∶5對天敵的增益效果最好[91]。此外,油菜上的蚜蟲等害蟲也可吸引和繁殖自然天敵,種植油菜誘集帶技術在南疆棉區被廣泛應用,其中芥菜型油菜品種對棉田瓢蟲等天敵的誘集效果最好[92]。
棉田害蟲的天敵與周圍非作物生境(野生植物、雜草或樹林等)中天敵種類具有一定的相似性,棉花生長季大量天敵遷入棉田控制害蟲[93-95]。調查發現,南疆棉田周圍的榆樹、蘆葦以及雜草可為瓢蟲、草蛉等天敵提供多樣的棲息地和食物源[96-97],北疆棉田周邊留種苦豆子、蘆葦、駱駝刺、堿蓬、濱藜等植物有利于保護涵養瓢蟲、草蛉、食蚜蠅等天敵[98]。
研究發現,常規化學防治棉田中的瓢蟲、草蛉、食蚜蠅、蜘蛛的種群數量明顯低于非化學防治棉田[43-44]。因此,提倡農藥的科學使用,以降低對天敵的傷害。藥劑拌種不僅可以有效防治地老虎、薊馬等害蟲,而且可以保護天敵[99]。吡蟲啉灌根處理對棉田天敵的安全性遠好于其莖葉噴霧處理[100]。硫丹和Bt生物制劑對棉鈴蟲控制效果好且對天敵殺傷力小[101]。
3.2.3 微生物農藥使用
蘇云金桿菌(Bt)可濕性粉劑16 000 IU /mg和棉鈴蟲核型多角體病毒(NPV)水分散粒劑600×108PIB/g對棉鈴蟲低齡幼蟲具有明顯的防治效果[102],棉鈴蟲NPV田間施用7 d、10 d后對棉鈴蟲的防效分別為68.3%和84.1%[103]。
3.3 誘集防治技術
3.3.1 楊樹枝把
棉田擺放楊樹枝把是一種誘殺棉鈴蟲成蟲的有效手段[54]。楊樹枝把上噴灑草酸和乙酸后顯著提高其對棉鈴蟲的誘捕量,前3 d棉鈴蟲平均誘捕量比對照增加43.9%,并可延長楊樹枝把的使用時間[104]。
3.3.2 誘集植物
玉米對棉鈴蟲產卵的誘集效果十分顯著,棉鈴蟲在玉米上的平均卵量是棉花上的近25倍,幼蟲量是棉花上的13.2倍[105]。高粱誘集帶對棉鈴蟲的誘集效果優于玉米,單株高粱穗平均幼蟲量為57頭,最高達86頭,明顯減少了棉田棉鈴蟲落卵量[106]。苘麻對棉田第2代、第3代棉鈴蟲卵具有明顯的誘集能力,且持續時間長[107]。
3.3.3 食誘劑
2013-2015年伊犁地區試驗表明,棉鈴蟲成蟲食誘劑對棉鈴蟲、三葉草夜蛾Scotogramma trifolii (Rottemberg)、地老虎等夜蛾科害蟲具有很好的誘殺效果,明顯降低棉鈴蟲對棉鈴的為害率[108]。2016-2017年在昌吉和石河子試驗表明,棉鈴蟲食誘劑對棉田棉鈴蟲成蟲同樣表現出了明顯誘捕作用,撒施誘殺法的誘蟲量為誘盒誘殺法的10多倍,適用于田間棉鈴蟲成蟲誘殺防治[109]。
3.3.4 殺蟲燈
頻振式殺蟲燈對棉鈴蟲、地老虎等棉花害蟲均具有誘殺作用,殺蟲譜廣,尤其對棉鈴蟲的控害作用非常明顯[110]。1999年尉犁縣越冬代棉鈴蟲成蟲密度高達281頭/燈,2000年大田統一安裝頻振式殺蟲燈后,越冬代的誘蛾量減少到31頭/燈,大幅度降低了田間的落卵量和蟲量,減輕了棉鈴蟲的發生危害[111]。
3.4 化學防治技術
3.4.1 抗藥性監測
目前,化學防治仍然是新疆棉花害蟲防治的一個主要手段。化學農藥的大量使用加速了棉花害蟲抗藥性的產生。如1992-1998年監測發現,莎車縣棉蚜對溴氰菊酯的抗性從起初的0.1倍上升到21.5倍,瑪納斯棉蚜對氧樂果產生了中等抗性(22.5倍),石河子棉蚜對甲胺磷產生了中等抗性(10.4倍)[112]。2011年,新疆不同地區的棉蚜對啶蟲脒產生了低水平抗性,最高達8.3倍[113]。2016年,新疆阿克蘇和奎屯棉蚜對吡蟲啉的抗性倍數分別為26.3和61.1倍[114]。B型煙粉虱對氯氰菊酯和聯苯菊酯的抗性在1 000倍以上,對吡蟲啉和吡丙醚已產生低至中等水平的抗藥性,抗性分別為4~15倍和22~37倍[115];B型煙粉虱對毒死蜱、噻蟲嗪及天然除蟲菊酯產生了較高抗性,對吡蟲啉、溴氰菊酯和氟蟲腈已產生低至中等水平的抗藥性[116]。新疆沙灣和莎車棉鈴蟲種群對氰戊菊酯表現低水平的抗性(3~10倍)[117]。這些監測結果為棉花害蟲抗性治理提供了重要依據。
3.4.2 農藥科學使用
針對農藥的使用種類及其方法,開展了大量的篩選與測定。如:新疆棉蚜對吡蟲啉和啶蟲脒已產生較高的交互抗性(大于15倍),因此生產中最好使用與啶蟲脒無交互抗性的吡蚜酮和甲基阿維菌素來治理對啶蟲脒表現抗性的棉蚜種群[118]。棉花種子用0.4%噻蟲嗪和0.4% Dynasty進行包衣后能夠有效地防治苗期蚜蟲、薊馬和棉葉螨等害蟲的發生,顯著降低蟲口密度[119]。
藥械是影響害蟲化學防治效果的一個主要因素,近年來對棉花植保機械進行了大量的試驗示范和改造提升[120]。例如,在原有拖拉機懸掛牽引藥械噴霧系統的基礎上加裝一套掛架式噴頭,改造后的施藥機械稱為雪橇式(滑板式)施藥器械,可以使棉葉正反面均勻著藥,大大提高了施藥效率和防治效果,解決了棉葉螨及棉蚜較難防治的問題[121]。無人機飛防技術已被廣泛用于棉花植保試驗和作業實踐活動,取得了良好的防治效果[122]。應用四旋翼植保無人機低空噴灑50%氟啶蟲胺腈水分散粒劑對棉蚜具有較好的防治效果,加入占總藥液量15%的飛防專用噴霧助劑可明顯提高其對棉蚜的防效,并減少30%的農藥使用量,防效明顯[123-124]。同時,應用無人機低空噴霧22%氟啶蟲胺腈懸浮劑對棉蚜的防治效果顯著,3 d防效達90%以上,15 d防效在80%左右[125]。
4 研究展望
基于國內外農業害蟲防治科技的最新研究進展[126-127]、新疆棉花害蟲防控與化學農藥減施的實際科技需求以及國家種植業產業規劃的技術保障,下一階段應加強如下研究。
4.1 重視棉花害蟲生物學前沿研究
新疆棉區的生態環境有別于我國黃河流域、長江流域棉區,土壤鹽堿度高,干旱少雨,夏季氣溫高及晝夜溫差大,生態脆弱,地區之間因戈壁灘等原因形成明顯的地理隔離,等等。同時,南疆、北疆、東疆不同產區之間生態環境也存在著巨大差異,進而形成了有別于其他棉區、各自獨特的棉花害蟲種類組成結構與種群消長規律。有待應用現代生物學理論與技術,從宏觀到微觀綜合解析不同害蟲對新疆獨特生態環境的適應策略和進化機制,從而闡明新疆棉花害蟲種群災變的生理、遺傳和分子機制。
4.2 加強棉花害蟲地位演替機制研究
新疆棉花種植主要存在集約栽培和傳統分散經營兩種模式,前者棉花種植規模大、管理精細、棉區作物種植結構較單一,后者棉花種植比較零散、管理粗放、棉區作物種類與布局復雜多樣。近年來,棉花膜下滴灌栽培技術全面推廣,南疆果棉間作模式大量應用,棉區作物種植結構顯著調整,這些因素導致新疆棉花害蟲發生種類及其程度明顯變化[7-8]。棉田系統中的不同昆蟲之間存在著復雜的種間關系[128],有待系統解析新疆棉田節肢動物食物網的結構及其變化,闡明棉田群落演替的內在規律和調控機制。利用現代信息技術,從田塊、景觀、區域等不同尺度,系統分析棉花害蟲與天敵種群消長、生物控害等生態學機制。新疆是我國遭受生物入侵危害最嚴重的區域之一,威脅著棉花的安全生產[129],需要探索研究重大外來有害生物的入侵機制,為其監測與防控提供科學依據。
4.3 推進棉花害蟲防控核心技術創新
目前,新疆棉花害蟲綠色防控核心技術產品相對缺乏,其中很大一部分由其他地區引進,適用性不強,亟須加強防控技術的創新研究。在監測預警方面,需研發適用于新疆棉花生產以及特殊氣候條件的害蟲性誘劑等產品、自動化監測工具與使用技術,制訂形成測報技術標準體系。利用高光譜遙感等信息技術,研發適用于田塊、大區等不同尺度的棉花蚜蟲、葉螨等害蟲發生程度監測技術,為實現棉花害蟲的精準防治和化學農藥的局部使用提供信息支持。在種群控制方面,重點加強新疆本地重要天敵的規模飼養與應用、棉田自然天敵資源的科學保育與利用,加強食誘劑、性誘劑、選擇性誘蟲燈等成蟲行為調控技術產品的研發應用以及微生物農藥等生物制劑的示范推廣,開展各種害蟲對常規化學農藥抗性的系統監測,加強化學農藥的科學使用技術及其配套裝備的研究與應用,為棉花害蟲綠色防控提供核心技術。
4.4 促進棉花害蟲分區治理體系建設
針對南疆、北疆、東疆等不同優勢產區,果棉間作、棉花單作等不同種植模式,集約栽培、分散經營等不同管理方式,集成相應的棉花害蟲綠色防控技術體系。新疆的綠洲農業生態系統相對比較脆弱,應以自然天敵的種群保育和生物控害為主線,重視生態調控技術、化學農藥減施技術的結合應用。新疆棉花生產已進入全程機械化的發展階段,害蟲防控技術同樣需要適用于全程機械化標準要求,加強新疆棉田精準高效環保施藥機械的研發。同時,針對棉鈴蟲、盲蝽、葉螨等多食性害蟲在多種作物上發生為害的現狀[26,130-131],需要探索發展區域性多作物的害蟲系統防控技術體系。
參考文獻
[1] WU K M, GUO Y Y. The evolution of cotton pest management practices in China[J]. Annual Review of Entomology, 2005, 50: 31-52.
[2] 陸宴輝,齊放軍,張永軍.棉花病蟲害綜合防治技術[M].北京:金盾出版社,2010.
[3] 呂昭智.新疆棉區主要有害生物與可持續發展[J].干旱區研究,1999(5):46-47.
[4] 王登元,于江南.新疆棉花可持續發展與害蟲綜合治理[J].新疆農業科學,1999(6):257-260.
[5] 馬祁,李號賓,汪飛,等.新疆棉花害蟲綜合防治技術體系研究[J].新疆農業科學,2000(1):1-5.
[6] 李進步,呂昭智,王登元,等.新疆棉區主要害蟲的演替及其機理分析[J].生態學雜志,2005,24(3):261-264.
[7] 李國英.新疆棉花病蟲害及其防治[M].北京:中國農業出版社,2017.
[8] 姜玉英,陸宴輝,李晶,等.新疆棉花病蟲害演變動態及其影響因子分析[J].中國植保導刊,2015,35(11):43-48.
[9] 張建華,張建萍,王佩玲,等.新疆棉花害蟲新動態及其防治對策[J].中國棉花,2005,32(7):4-6.
[10] 高桂珍,呂昭智.仲夏棉蚜種群崩潰機制研究進展[J].環境昆蟲學報,2015,37(5):1101-1108.
[11] LU Z Z, GAO G Z, SUN P, et al. Population dynamics of Aphis gossypii Glov. on cotton: influence of temperature, initial density and predators[J]. Egyptian Journal of Biological Pest Control, 2015, 25(2): 415-419.
[12] 苗偉,呂昭智,于江南,等.溫度對棉蚜發育與繁殖力的影響[J].新疆農業科學,2008,45(6):1130-1135.
[13] 呂昭智,張江國,羅亮,等.短時間高溫處理對棉蚜存活的影響[J].昆蟲知識,2010,47(4):685-689.
[14] 孫平,馬吉宏,高桂珍,等.模擬高溫過程對棉蚜存活率的影響[J].新疆農業科學,2011,48(2):236-240.
[15] 高桂珍,呂昭智,夏德萍,等.高溫脅迫及其持續時間對棉蚜死亡和繁殖的影響[J].生態學報,2012,32(23):7568-7575.
[16] 高桂珍,呂昭智,孫平,等.高溫對共存種棉蚜與棉長管蚜死亡及繁殖的影響[J].應用生態學報,2012,23(2):506-510.
[17] 高桂珍,張江國,呂昭智.不同的高溫模式對不同密度棉蚜存活和繁殖的影響[J].應用昆蟲學報,2012,49(4):895-899.
[18] 高桂珍,呂昭智,夏德萍,等.高溫和密度效應對棉蚜死亡和繁殖的影響[J].應用生態學報,2013,24(5):1300-1304.
[19] 馬吉宏,呂昭智,夏德萍,等.干旱區田間高溫與棉蚜種群動態的關系初探[J].新疆農業科學,2011,48(2):340-343.
[20] GAO G Z, PERKINS L E, ZALUCKI M P, et al. Effect of temperature on the biology of Acyrthosiphon gossypii Mordvilko (Homoptera: Aphididae) on cotton [J]. Journal of Pest Science, 2013, 86: 167-172.
[21] LIU B, LI H Q, ALI A, et al. Effects of temperature and humidity on immature development of Lygus pratensis (L.) (Hemiptera: Miridae)[J]. Journal of Asia-Pacific Entomology, 2015, 18: 139-143.
[22] HUANG J. Effects of soil temperature and snow cover on the mortality of overwintering pupae of the cotton bollworm, Helicoverpa armigera (Hübner) (Lepidoptera: Noctuidae)[J]. International Journal of Biometeorology, 2016, 60(7): 977-989.
[23] GU Shimin, HAN Peng, YE Zhengpei, et al. Climate change favours a destructive agricultural pest in temperate regions: late spring cold matters [J].Journal of Pest Science,2018,91(4): 1191-1198.
[24] LU Z Z, BAKER G. Spatial and temporal dynamics of Helicoverpa armigera (Lepidoptera, Noctuidae) in contrasting agricultural landscapes in northwestern China[J]. International Journal of Pest Management, 2013, 59(1): 25-34.
[25] 呂昭智,潘衛林,張鑫,等.新疆北部棉區作物景觀多樣性對棉鈴蟲種群的影響[J].生態學報,2012,32(24):7925-7931.
[26] LI Haiqiang, PAN Hongsheng, WANG Dongmei, et al. Intercropping with fruit trees increases population abundance and alters species composition of spider mites on cotton [J]. Environmental Entomology, 2018,47(4): 781-787.
[27] 王偉,姚舉,李號賓,等.杏棉間作對棉花害蟲與捕食性天敵的影響[J].新疆農業科學,2010,47(9):1897-1901.
[28] 王偉,姚舉,張瑜,等.新疆南部棉區杏樹對棉田主要害蟲和自然天敵的影響[J].應用昆蟲學報,2012,49(4):951-956.
[29] 徐遙,丁瑞豐,李號賓,等.轉Bt基因棉花國抗62對棉鈴蟲生長發育的影響及田間抗蟲效果[J].昆蟲學報,2008,51(2):222-226.
[30] 李海強,王冬梅,徐遙,等.轉Bt基因抗蟲棉對棉蚜個體生長發育和繁殖能力的影響[J].新疆農業科學,2011,48(2):287-290.
[31] 李號賓,吳孔明,徐遙,等.南疆棉田盲蝽類害蟲種群數量動態[J].昆蟲知識,2007,44(2):219-222.
[32] XU Y, WU K M, LI H B, et al. Effects of transgenic Bt+CpTI cotton on field abundance of non-target pests and predators in Xinjiang, China[J]. Journal of Integrative Agriculture, 2012, 11(9): 1493-1499.
[33] 孟玲,李保平,王文全,等.新疆棉花栽培品種對棉蚜抗性及其機制的研究[J].中國棉花,1999,26(2):8-10.
[34] 蘆屹,王佩玲,劉冰,等.新疆棉花主栽品種的抗蚜性及其機制研究[J].棉花學報,2009,21(1):57-63.
[35] 湯曉紅,楊景志,李麗.石河子地區棉蚜大發生及防治的新認識[J].中國植保導刊,2004(4):32-33.
[36] 王春義,時增凱,崔金杰,等.新疆棉田施氮肥對棉蚜及其它主要害蟲種群數量的影響[J].中國棉花,2005(7):15-16.
[37] 黨益春,張建萍,王力軍.不同氮肥條件下棉葉螨的發生動態[J].新疆農業科學,2008,45(S2):99-101.
[38] 李號賓,吳孔明,姚舉,等.新疆莎車縣棉田自然天敵數量動態[J].中國生物防治,2007,23(4):297-305.
[68] 吳莉莉,王登元,呂昭智,等.轉基因抗蟲棉田棉鈴蟲庇護所的建立和評價[J].新疆農業科學,2011,48(2):334-339.
[69] LU Z Z, ZALUCKI M P, PERKINS L E, et al. Towards a resistance management strategy for Helicoverpa armigera in Bt-cotton in northwestern China: an assessment of potential refuge crops [J].Journal of Pest Science, 2013, 86: 695-703.
[70] 李娜,劉艷,馮麗凱,等.新疆抗蟲棉區域棉鈴蟲庇護所的評估[J].新疆農業科學,2015,52(2):263-267.
[71] WANG D M, YANG X M, LI H Q, et al. Genetic homogeneity between populations of cotton bollworm from Xinjiang, China [J]. Journal of Asia-Pacific Entomology, 2018, 21: 309-315.
[72] 李明才,張秀琴.對新疆棉區棉鈴蟲綜合治理幾項關鍵技術的分析和建議[J].植保技術與推廣,1999,19(4):19-20.
[73] 崔素云.淺談新疆奎屯墾區棉葉螨的防控技術[J].中國棉花,2008(5):28-29.
[74] 許建軍,郭文超,姚舉,等.新疆棉區利用赤眼蜂防治棉鈴蟲田間釋放技術研究與應用[J].新疆農業科學,2004,41(5):378-380.
[75] 阿克旦·吾外士,吐爾遜·阿合麥提,郭文超,等.新疆農田麥蛾柔繭蜂分布及其發生規律研究初報[J].植物保護,2006,32(5):78-81.
[76] 阿克旦·吾外士,許建軍,楊秀榮,等.麥蛾柔繭蜂對田間棉鈴蟲和玉米螟的防治效果[J].中國生物防治,2006,22(2):155-157.
[77] 毛尼牙孜·依馬木,阿克旦·吾外士,艾買爾·納買提,等.新疆南部棉區麥蛾柔繭蜂對田間棉鈴蟲的防治效果[J].昆蟲天敵,2007,29(1):12-15.
[78] LI J C, YAN F M, COUDRON T A, et al. Field release of the parasitoid Microplitis mediator (Hymenoptera: Braconidae) for control of Helicoverpa armigera (Lepidoptera: Noctuidae) in cotton fields in northwestern Chinas Xinjiang province [J]. Environmental Entomology, 2006, 35(3): 694-699.
[79] 丁瑞豐,朱曉華,阿克旦·吾外士,等.人工釋放普通草蛉田間防治棉蚜效果研究[J].植物保護,2015,41(2):200-204.
[80] 周繼軍,潘生龍,賽志宏.捕食螨防治棉葉螨應用初報[J].新疆農業科技,2005(3):29.
[81] 王江林,郭志強,孔祥華.利用胡瓜鈍綏螨生物技術防治棉花葉螨試驗研究[J].現代農業科技,2008(17):142.
[82] 王振輝,李永濤,李婷,等.雙尾新小綏螨的形態特征及捕食性功能[J].應用昆蟲學報,2015,52(3):580-586.
[83] 張潤志,田長彥,王大生.發展農區牧草產業實現棉花害蟲生態治理[J].中國科學院院刊,2000(5):346-348.
[84] ZHANG R Z, LIANG H B, TIAN C Y, et al. Biological mechanism of controlling cotton aphid (Homoptera: Aphididae) by the marginal alfalfa zone surrounding cotton field [J]. Chinese Science Bulletin, 2000, 45(4): 355-358.
[85] ZHANG R Z, REN L, WANG C L, et al. Cotton aphid predators on alfalfa and their impact on cotton aphid abundance [J]. Applied Entomology and Zoology, 2004, 39(2): 235-241.
[86] 范宏迪,楊治明,付文進.棉田生態帶對主要害蟲和天敵種群數量的動態影響[J].新疆農墾科技,2006(5):35-36.
[87] 邢虎田,粟素芬,劉建獻,等.利用生物消長規律建立棉田自控生態系[J].新疆農墾科技,1992(2):19-21.
[88] 王安源,王麗萍.天敵控制棉花害蟲的探索[J].中國棉花,1996,23(8):72-73.
[89] 馮宏祖,王蘭,羅燕.非棉田生境對棉蚜及其天敵的影響[J].中國農學通報,2008,23(3):308-312.
[90] 楊屾,吐爾遜·艾合買提,郭文超,等.麥棉距離對棉田天敵數量的影響[J].中國棉花,1999,26(11):21-23.
[91] 王偉,姚舉,李號賓,等.新疆麥棉間作布局及麥棉比例與棉田捕食性天敵發生的關系[J].植物保護,2009,35(5):43-47.
[92] 王偉,姚舉,李號賓,等.棉田周緣種植不同品種油菜誘集帶增益控害效果初步研究[J].植物保護,2011,37(3):142-145.
[93] 郭天鳳,孫洪波,馬野萍,等.棉田周圍植被對棉蚜及天敵的影響[J].新疆農墾科技,2005(4):21-22.
[94] 郭天鳳,孫洪波,馬野萍,等.棉田棉蚜發生與周圍生境作用關系的初步研究[J].新疆農業科技,2008(2):41.
[95] 李秀琴,馬祁,姚舉,等.新疆荒漠過渡帶及其相鄰棉田中捕食性節肢動物的群落特征[J].棉花科學,2007,34(8):8-10.
[96] 呂昭智,田長彥,胡明芳,等.棉田及其邊緣雜草對天敵的影響[J].植物保護,2002,28(5):22-24.
[97] 木哈拜提·托克遜,吐爾遜江,努爾艷·斯迪克,等.南疆地區以自然蚜蟲飼養天敵控害的技術探討[J].中國棉花,2013,40(11):34-35.
[98] 楊靜.北疆棉區非棉田生境對捕食性天敵的保育功能[D].石河子:石河子大學,2016.
[99] 楊海峰,薛承祥,王惠珍.保護利用天敵控制棉花害蟲[J].新疆農業科學,1983(3):29-30.
[100] 姜運濤.吡蟲啉不同劑型及施藥方式對棉田蚜蟲防效及對天敵和棉花的影響研究[D].烏魯木齊:新疆農業大學,2009.
[101] 王星,王宏躍,楊德松,等.新疆棉鈴蟲的寄生性天敵及利用前景[J].中國棉花,2004(2):40-41.
[102] 韓盛,楊渡,徐萬里,等.六種生物農藥防治加工番茄棉鈴蟲試驗[J].新疆農業科學,2010,47(10):2108-2111.
[103] 黃維兵,王玉蓮,鐘穎卓.科云600億PIB/克HaNPV防治棉鈴蟲大田藥效試驗[J].農村科技,2008(9):25-26.
[104] 王利國,孟昭金,李玲.用有機酸及殺蟲劑處理的楊枝把誘集棉鈴蟲[J].中國生物防治,2003,19(1):31-33.
[105] 陳恒銓,詹嵐.棉田種植誘集帶誘殺棉鈴蟲的效果[J].新疆農業科學,1989(6):26.
[106] 張明智. 高粱誘殺棉鈴蟲三代幼蟲[J]. 新疆農業科技, 1999(4):22.
[107] 阿克旦·吾外士,李號賓,馬祁,等.棉鈴蟲卵誘集植物選擇試驗[J].植物保護,2005,31(3):77-78.
[108] 李紅平.食誘劑誘殺棉鈴蟲成蟲在伊犁地區的推廣應用現狀及建議[J].農業工程技術,2016,36(5):39.
[109] 修春麗,栗愛麗,路偉,等.棉鈴蟲食誘劑的田間誘捕效果[J].應用昆蟲學報,2018,55(1):44-48.
[110] 郁紅霞,王孝法.佳多頻振式殺蟲燈對棉田害蟲的控害效果[J].新疆農墾科技,2006(4):33-34.
[111] 趙曉燕,曹健,李文林.頻振式殺蟲燈誘殺棉鈴蟲效果顯著[J].新疆農業科技,2003(S1):43.
[112] 徐遙,楊秀榮,苗昌輝,等.新疆棉花主要害蟲對幾種殺蟲劑的抗藥性測定[J].西北農業學報,2004,13(2):74-78.
[113] 郭天鳳,馬野萍,丁榮榮,等.新疆主要植棉區棉蚜對吡蟲啉和啶蟲脒的抗性評價[J].中國棉花,2012,39(12):4-5,10.
[114] 崔麗,張靖,齊浩亮,等.我國棉花主產區棉蚜對吡蟲啉的抗性監測及抗性機理[J].昆蟲學報,2016,59(11):1246-1253.
[115] MA D Y, GORMAN K, DEVINE G, et al. The biotype and insecticide-resistance status of whiteflies, Bemisia tabaci (Hemiptera: Aleyrodidae), invading cropping systems in Xinjiang Uygur Autonomous region, northwestern China[J]. Crop Protection, 2007, 26: 612-617.
[116] 段曉東,張新,馮明星,等.新疆B型煙粉虱對不同類型殺蟲劑的敏感性測定與分析[J].新疆農業科學,2010,47(7):1343-1347.
[117] YANG Y H, LI Y P, WU Y D. Current status of insecticide resistance in Helicoverpa armigera after 15 years of Bt cotton planting in China[J]. Journal of Economical Entomology, 2013, 106(1): 375-381.
[118] 郭天鳳,史雪巖,高希武,等.棉蚜啶蟲脒抗性種群交互抗性和增效劑增效作用的研究[J].應用昆蟲學報,2014,51(3):819-826.
[119] 李海江,劉政.不同種衣劑防治棉花苗期病蟲害藥效研究[J].現代農業科技,2013(6):120.
[120] 張超,唐文文.新疆生產建設兵團棉花植保機械化技術試驗推廣現狀、問題及對策[J].農墾農機化,2017(1):110,114.
[121] 趙冰梅.棉田害蟲防治中的科學用藥實踐[J].中國植保導刊,2012,32(11):33-35.
[122] 鞏春源.新疆棉區無人機植保分析及發展對策[J].農業開發與裝備,2017(4):87,125-126.
[123] 趙冰梅,馬江鋒,何衛疆,等.50%氟啶蟲胺腈WG對棉蚜的田間防治效果[J].中國植保導刊,2013,33(6):56-58.
[124] 趙冰梅,張強,朱玉永,等.多旋翼植保無人機在棉蚜防治中的應用效果[J].中國植保導刊,2017,37(2):61-63.
[125] 趙冰梅,張強,朱玉永.無人機低空噴霧氟啶蟲胺腈防治棉花蚜蟲效果[J].農藥科學與管理,2017,38(2):54-57.
[126] 吳孔明.中國農業害蟲綠色防控發展戰略[M].北京:科學出版社,2016.
[127] 陸宴輝,趙紫華,蔡曉明,等.我國農業害蟲綜合防治研究進展[J].應用昆蟲學報,2017,54(3):349-363.
[128] 陸宴輝,梁革梅.Bt作物系統害蟲發生演替研究進展[J].植物保護,2016,42(1):7-11.
[129] 郭文超,張祥林,吳衛,等.新疆農林外來入侵生物的發生現狀、趨勢及其研究進展[J].生物安全學報,2017,26(1):1-11.
[130] 陸宴輝,張建萍,王佩玲,等.新疆地區首次發現綠盲蝽嚴重為害農作物[J].植物保護,2014,40(6):189-192.
[131] 李海強,李金花,楊龍,等.棉鈴蟲為害核桃樹調查初報[J].中國植保導刊,2017,37(9):44-45.
(責任編輯: 田 喆)