間（套）作對棉田病蟲害的防控效應及其風險控制

遲寶杰，董合忠

（山東棉花研究中心，濟南250100）

棉花是我國重要的大田經濟作物，在國民經濟中占有舉足輕重的地位，也是病蟲害發生最為嚴重的大田作物之一。病蟲害一直是制約棉花高產、穩產的關鍵因子，每年可造成棉花產量損失15%～20%，嚴重時高達30%～50%[1]。長期以來棉花病蟲害的防控主要依賴于化學農藥，雖然能夠取得可靠的防治效果，但長期使用容易導致棉田害蟲抗藥性提高，天敵種群數量下降，自然控害能力減弱，棉田生態環境污染[2]。近十幾年來，隨著人們生態環保意識的增強，生態防治日益得到重視和深入研究[3]。其中，利用作物間（套）作增加多樣性是生態防病治蟲的一條重要途徑[4]。根據作物與病蟲害的關系和防治目的等，將不同作物科學搭配，實行間作、套種或混種，例如：把毒殺、驅除害蟲、誘集天敵或者具有抑菌作用的作物種植在經營作物的行間，一方面可達到減輕病蟲危害、減少農藥使用的效果[5-8]；另一方面可以在充分利用自然條件和資源的基礎上，增加田間多樣性，使作物產量高且更穩定，實現較高經濟效益[9-12]。就棉花而言，與其他作物間作套種通常可以增加間作體系的產量和經濟效益，而不影響棉花品質[13-14]；同時，間作植物可以驅除棉田害蟲、吸引天敵或為天敵提供避難所，減少棉田害蟲種群[15-18]。因此，棉田間作套種既是解決棉花與糧食和其它經濟作物爭地矛盾的好辦法，也是改變棉田天敵群落結構，控制病蟲害發生的重要途徑[3,19-22]。然而，利用棉田間作套種防控病蟲害也存在一定的風險，例如：與棉花間作的冬棗可以為棉花害蟲綠盲蝽提供適宜的越冬場所，增加棉田越冬害蟲基數；棉花紅腐病菌不僅危害棉花，還危害水稻、麥類、玉米、高粱、甘蔗、甜菜等作物，棉花與這些作物間作可能會加重棉花紅腐病的發生。本文結合當前已發表的研究成果，就作物間（套）作對棉田病蟲害的控制效應及其風險控制作一總結性評述，對應用間作套種治理棉花病蟲害的應用前景、亟需解決的問題進行展望和論述，以期為有效利用間（套）作進行棉田病蟲害生態防控提供支持。

1 作物間（套）作對棉田病蟲害的防控效應

棉田間作模式多種多樣，在中國主要有棉糧間作（棉花與玉米、大豆等間作）、棉油間作（棉花與花生、芝麻等間作）、棉瓜間作（棉花與西瓜、甜瓜等間作）、棉菜間作（棉花與西紅柿、白菜等間作）和棉果間作（棉花與冬棗等間作）等模式。另外，棉花與小麥、油菜、大蒜和馬鈴薯等冬季作物套種也是重要的棉田復種方式[23-26]。棉花病害主要有炭疽病、猝倒病、枯萎病、黃萎病、紅葉莖枯病和鈴病等，其中以枯萎病、黃萎病發生最為嚴重；棉鈴蟲、蚜蟲、棉葉螨和棉盲蝽均為棉花的主要害蟲[1,27]。合理的棉田間（套）作模式通常會對病蟲害起到防控作用（表1）。對棉田害蟲發生不利的間（套）作模式，能夠干擾害蟲賴以尋找寄主的視覺或嗅覺刺激從而影響害蟲對寄主植物的定向，可以保育棉田天敵，增加益害比，或起到誘集、驅避棉田害蟲的作用；同時，高大的非寄主植物可作為隱藏寄主植物的屏障來增加病蟲定殖的難度，也可減少病蟲為害[28-30]。總結現有研究，間（套）作對棉花病蟲害的影響通常表現在4個方面，參見圖1。

表1 棉花和不同作物間（套）作對棉田病蟲害發生程度和天敵數量產生的影響Table 1 The occurrence of cotton pests and diseases as well as the number of natural enemies as affected by intercropping of cotton with different crops

表1（續）Table 1（Continued）

1.1 吸引天敵或為天敵提供棲息場所，保育棉田天敵

棉花與小麥、玉米、綠豆、向日葵、苜蓿、油菜、高粱等作物間作可起到吸引天敵或為天敵繁育提供場所的作用，利于增加棉田天敵數量，控制和減輕棉田害蟲為害。農田節肢動物群落結構與作物時空布局密切相關[49-51]。間作棉田植被多樣性增加，改變了棉田作物的時空布局，通常能增加棉田節肢動物群落的穩定性，提高天敵節肢動物的種群數量，降低或抑制害蟲的種群密度[20,31,52]。棉田周圍種植玉米、綠豆和向日葵3種誘集作物，對棉田草蛉、龜紋瓢蟲和異色瓢蟲均可起到顯著的保護增殖作用[3]。棉花與小麥套作，麥田能為天敵提供越冬場所和食源，有利于天敵的繁衍[31-32]，可為棉田提供種類多、數量大的天敵群體，尤其是瓢蟲類天敵的有效庫源[33,53-56]。間作苜蓿的棉田，天敵生態位寬度和主要天敵如蜘蛛類、多異瓢蟲與害蟲生態位重疊度大于單作棉田，且棉田間作苜蓿能有效吸引棉蚜的捕食者[18]，苜蓿也可以為天敵繁衍提供必要的場所，使天敵物種數及個體數增加，較早地遷入并定居于棉田，使得與苜蓿間作的棉田棉蚜的發生期縮短、發生量減少、危害程度減輕，有效地控制害蟲為害[38-40,52,57]。棉花與油菜套作，利用油菜生長快、枝

葉繁茂、菜蚜發生早等特點，不僅可以招引瓢蟲、蚜繭蜂等天敵，使捕食性天敵明顯增多，同時還能為這些天敵提供替代獵物、補充營養和過渡場所，有效保育早期棉田天敵、減輕苗蚜的發生為害[2,35]。據山東聊城、河北邯鄲、邢臺、河南安陽等地的生產實踐，棉田套種油菜養瓢治蚜，可使天敵增加15倍或更多，有效起到控制苗蚜、推遲和減輕伏蚜發生的作用[6]。同樣，利用綠豆發棵快的特點，棉花與綠豆間作可以在五六月份單作田棉株小、不利于天敵隱蔽、棲息的時期，改善棉田小氣候而利于天敵的生存和繁衍，招引瓢蟲，增加天敵數量[5,43]。棉花與高粱間作，除瓢蟲、草蛉外，還可有效誘集蜘蛛、蚜繭蜂、食蚜蠅、小花蝽等天敵，抑制棉蚜、棉鈴蟲等害蟲的發生為害[5]。

圖1 間（套）作影響棉田病蟲害發生的主要作用模式Fig.1 Model charts of intercropping in mediating the occurrence of diseases and pests in cotton fields

1.2 誘集或驅避棉田害蟲，減少為害

除吸引天敵、改善棉田生態結構外，棉田間作玉米、苜蓿、綠豆、豇豆等害蟲更喜食或選擇的寄主植物還可顯著誘集棉田害蟲，減少害蟲對棉花的為害。如：棉花與玉米間作，玉米可以誘集棉鈴蟲、玉米螟產卵，減少棉株上的害蟲落卵量，從而減輕此類害蟲對棉田的危害與玉米間作的棉花被害率僅為0.5%，顯著低于單作棉花被害率（5%～9%）[5-6]；苜蓿、綠豆、豇豆、飯豇豆與棉花間作均可有效誘集棉盲蝽，減輕棉盲蝽對棉花的為害，且在飯豇豆上中黑盲蝽若蟲的存活率僅為20%[41-42]。而將棉花與有特殊氣味的作物，如大蒜、胡蘿卜、香草等間（套）作，可直接有效驅避棉田害蟲、減輕為害。大蒜揮發的大蒜素具有辛辣氣味，可顯著驅避棉蚜為害，胡蘿卜對蚜蟲也具有忌避作用，在棉田間作大蒜或胡蘿卜，棉蚜可減少11%～87%，減少棉花卷葉率30～35百分點，減少用藥3～4次[6]；間作大蒜還可明顯減輕棉花上二代棉鈴蟲的發生[5]；香草與棉花間作，對前期發生的有翅棉蚜具有直接驅避作用，可減少棉株上的蚜蟲基數[45]。

1.3 改變田間小氣候，降低害蟲種群密度

通過間作而引起的棉田害蟲發生情況發生改變的因素是多方面的。間作生態系統在受光結構、通風、濕度、溫度方面與單作田相比存在明顯變化[58-59]。部分間作作物（如矮稈作物、果樹等）雖不會直接對棉田害蟲或天敵產生吸引或驅避的作用，但它們會對棉田的溫度、濕度、風速、光照等氣候因素產生較大影響[26,60-61]。而氣候因素（溫度、濕度、風速、光照等）是影響昆蟲種群數量變動主要外部條件之一[12,24]，勢必造成間作棉田害蟲種群與單作棉田的差異：一方面，直接作用于棉花害蟲的發育與存活而影響其種群密度；另一方面，通過影響天敵的種群密度、作物長勢等，間接地影響害蟲的發生。如，棉花與扁桃間作模式下與棉花單作種植模式下牧草盲蝽種群發生動態基本一致，種群數量和密度均無顯著差異，而由于間作棉田小氣候的改變，百株累計蟲量及棉鈴被害率在扁桃棉花間作模式下均顯著降低[26]。路獻勇等對棉花與糯玉米間作模式下蚜蟲種群數量的時序動態系統調查結果表明，單作間作田蚜蟲種群數量的時序變化趨勢基本一致，但在蚜蟲發生高峰期，間作田有翅蚜及無翅蚜數量均顯著低于棉花、糯玉米單作[30]。溫度和濕度也明顯影響棉盲蝽的種群增長，其中旬平均溫濕度是影響棉盲蝽種群增長的主要因素[62]。杏棉間作棉田較單作棉田的氣溫、地表溫度和風速明顯降低，空氣相對濕度提高[63]，使得杏棉間作棉田牧草盲蝽發生量顯著降低，且不利于棉薊馬和棉長管蚜種群在棉田的發生[24,44]。

1.4 間（套）作有利于控制棉花病害

棉花與其他作物合理間作，可以在有效控制棉田蟲害的同時，對棉花病害起到顯著的預防控制作用。其一，合理間（套）作可控制病毒傳毒媒介蚜蟲、煙粉虱等害蟲，在減少其對棉花直接取食為害的同時，又可以降低病毒病在棉田發生的風險；適當的寬幅間（套）作還可以在一定程度上起到阻隔氣流傳播病原菌在棉田傳播為害的作用。其二，間作作物自身的代謝物質可抑制病害。如：大蒜的根系分泌物可以直接或間接對棉花病害的發生起到抑制作用[36]，與大蒜間作棉田的棉花枯萎病和黃萎病較單作棉田均顯著減輕[39]；胡蘿卜根系分泌物對棉苗立枯病菌與很強的抑制作用，與胡蘿卜間作可有效減輕棉花立枯病的發病率[6]；毛苕子、沙打旺等根系分泌物能有效地破壞病菌氧化酶系統，擾亂病菌代謝過程，對棉花根腐病菌可起到抑制作用[6]。其三，與禾谷類作物輪作或合理的間（套）作，可減少棉花土傳病害的病原菌數量，降低病害發生與嚴重程度，實行小麥-棉花、甘藍-棉花、西瓜-棉花、甜瓜-棉花間作套種，對預防棉花爛鈴也有顯著效果[34,64]。另外，土壤線蟲是棉花枯萎病、黃萎病發生的重要誘因，而棉花與花生輪作可有效防治棉花南方根結線蟲，減少下一季棉花根結數量；同時，棉花是許多主要侵染花生的根結線蟲的非寄主植物，從控制根結線蟲的角度出發，棉花與花生輪作對2種作物都有益[65]。

2 棉田間（套）作生態防治病蟲害的局限和風險

棉田合理間（套）作可以顯著減少或控制病蟲害的發生，但棉田間（套）作模式在防控病蟲害方面的應用也存在一定的局限，不合理的間（套）作模式可能會增加病蟲害發生的風險（表1）。

2.1 時效有限，人工投入增加

可有效控制棉田害蟲發生的一些間（套）作模式也存在諸多限制因素。其一，棉田天敵增益持效期短。如：麥棉套作模式下，麥田能為天敵提供越冬場所和食源，增加棉田天敵基數，但麥收后隨著時間的延長，棉田增益作用減弱[54]；華北棉區多樣化套間作系統內，苗蚜和二代棉鈴蟲發生輕，但伏蚜和三代棉鈴蟲發生重，天敵和害蟲群落的生產力均增加，但天敵控害效能較差[51]。其二，通過種植害蟲誘集作物減少棉田害蟲人工投入往往加大。如：通過種植玉米誘集玉米螟、棉鈴蟲等產卵進行防治時，需要大面積連片種植玉米，并及時在棉鈴蟲、玉米螟發蛾盛期每天早晨5―6時捉蛾采卵，或玉米螟危害盛期過后拔除玉米株并帶出田外，才可達到有效防治的目的，否則會加重危害[6]；與苜蓿間作可有效誘集棉盲蝽，但要經常收割苜蓿以保持其旺盛的長勢，且需要大量噴施殺蟲劑處理苜蓿上的棉盲蝽[42]。其三，傳統間（套）作模式往往阻礙機械化的推行[66]。種、管、收全程機械化是作物生產的必然發展趨勢，傳統棉田間作套種不利于推行機械化，特別是增加了機械植保的難度。另外，對于間作誘集作物的品種、播種時間、種植方式也有較高要求。如棉田間作種植油菜誘集帶，主要是利用油菜上的蚜蟲等害蟲吸引和繁殖自然天敵，這既要求油菜上的植食性昆蟲不會為害棉花，發生數量盡可能大，又要求油菜與棉花的共生期盡可能短，以免影響棉花生長[2]。

2.2 為病蟲害發生提供有利條件，有可能加重某些病蟲為害

通過與其他作物間（套）作，調整作物布局，在增加物種多樣性，改變棉田天敵群落結構的同時，可能加重棉田病蟲為害。一方面，寄主植物資源質量的局部變化會嚴重影響整體的種群動態，一些作物可能對害蟲起到保護作用[17,67]，或者使田間通風透光條件變差，使田間小氣候更利于病蟲害的發生而導致其為害加重[60]。在新疆阿克蘇地區，紅棗與棉花間作時，棉花收獲后，棉葉螨可在棗樹落葉或樹皮縫隙中越冬，間作的棗樹給棉葉螨生存提供了有利條件，使得其越冬基數加大，發生危害日趨嚴重[46,60]；在山東東營市，棉花與冬棗間作模式給綠盲蝽提供了良好的食物來源，導致其為害加重[47-48]。另一方面，棉花病害的病原可以寄生多種寄主植物，當棉花與這些寄主作物間（套）作時，會增加棉花病害發生的風險。如黃萎病病原菌的寄主植物除棉花外，還有芝麻、豌豆、馬鈴薯、甘薯、甜菜、辣椒等，在棉花與這些作物實行間（套）輪作時，可能會增加病原生物群體數量，加重病害發生[68]。

2.3 作物群體結構復雜，增加了病蟲害防治難度

棉花間（套）作模式增加了田間作物物種多樣性，使棉田作物群體結構更為復雜，不同間作作物的生長性狀、抗藥性能、適用藥劑的種類等方面的差異，及其對害蟲在田間分布的影響，均是間（套）作棉田病蟲害防治應考慮的內容；不同作物病蟲的種類、耐藥性、防治方法和防治適期均存在差異，病蟲害防治時須對二者分開進行施藥，而且對害蟲來講，對其中一種作物施藥時，另一種作物便成為其避難場所，大大增加了間（套）作棉田病蟲害防治的難度[60]。如：對西瓜和棉花適用殺蟲劑的限制不同，使得棉花與西瓜間作系統的管理程序更為復雜[69]。棉花與冬棗間作，會加重棉盲蝽為害，且冬棗與棉花防治病蟲害對所施藥劑的毒性要求不同，不利于植保技術實施；此外，化學除草劑使用不當易對棗樹產生藥害，或是因除草不徹底造成田間雜草發生多且重，加重棉葉螨等害蟲的發生[60]。

3 展望

隨著對棉田生態環境的日益重視，基于棉田間作套種的棉花病蟲害生態治理備受關注。合理的間作套種可以通過保育或吸引天敵增加天敵數量、誘集或驅避害蟲、改變田間小氣候影響天敵和害蟲的生長發育，進而起到控制棉花蟲害的作用；也可以通過作物根系分泌物抑制病原生長繁殖進而控制棉花病害發生發展。但是，一方面間作套種只是棉花病蟲害綜合防治的手段之一，具有一定的時效性，需要配合不同的管理措施，如當病蟲害發生達到經濟閾值時，仍應結合化學防治方法進行有效控制；另一方面，間作套種增加物種多樣性的同時也增加了某些病蟲害發生的風險，需要引起足夠重視。為充分發揮棉田間（套）作對棉田病蟲害控制作用的優勢，規避其風險，針對我國棉花種植現狀及棉花病蟲害發生趨勢，今后應加強以下幾個方面的研究：

一是根據新形勢優化棉田種植模式。在充分考慮植棉區生態條件的基礎上，結合當前中國棉花種植正向規模化、機械化、智能化、信息化發展的趨勢，明確新型種植模式對田間病蟲害發生的影響，優化種植模式，篩選可以有效減少病蟲害發生、適于機械化種植和管理的寬幅間作和輕簡化種植模式，對輕簡化植棉和農藥減施具有重要指導意義。例如：蒜（麥）套種春棉改為蒜（麥）后直播早熟棉，一方面便于輕簡化、機械化栽培管理，另一方面通過縮短棉花生長期，減少病蟲危害棉花的機會；棉花花生寬幅等幅間作，由于幅寬加大，可以較好地解決難以實行機械化的問題，同時棉花因生態環境改善易于增產，若再實施棉花花生輪作，又可解決花生連作障礙問題。但是，這些新型種植模式會對棉田病蟲害發生帶來怎樣的影響有待深入研究。

二是針對棉花病蟲害發生現狀，優化作物品種布局。棉花和間（套）作作物均是間（套）作棉田經濟收益的來源，二者品種選擇，既要看經濟效益，還要看社會、生態效益。棉花病蟲害種類多、危害重，防治對象復雜多樣。利用作物抗性防治病蟲害是最為經濟、有效的手段，且可以減少化學農藥的使用，對生態環境友好。因此，應在保證棉花品質和產量的基礎上優先選育和應用兼具多種病蟲抗性的棉花品種，且應避免選擇對共有病蟲害敏感的作物品種進行間（套）作。而研究明確間（套）作作物對棉花病蟲害的抗性及其對棉田病蟲害發生的影響是優化田間作物品種布局的重要基礎。

三是做好病蟲害發生的風險評估，適時搭配有效管理措施進行防控。關注棉花與間作作物病蟲害種類的同時，也應考慮間作作物的品種類型及特性，注重棉花高產高效的同時也應考慮棉花對間作作物的影響，進行間（套）作田病蟲害發生風險評估。盡量避免選擇棉瓜、棉棗等不利于病蟲害控制的種植模式；針對不同間（套）作模式不同時期可能出現的病蟲害，統籌兼顧制定簡便有效的管理策略，采用選擇性殺蟲劑和殺菌劑，根據病蟲害發生經濟閾值適時進行防控是做好間（套）棉田病蟲害管控的關鍵。此外，針對不同的間（套）作模式，研制新型配套植保器械，也有助于間（套）作棉田病蟲害風險的防控。

四是深化相關機制研究。已有對間（套）作模式下病蟲害的研究主要集中于病蟲害發生量和發生程度的基礎調查，對病蟲害發生的機制尚不十分清楚；對于棉花病蟲害發生程度與寄主之間的關系研究，尚限于針對某種病害、蟲害或是某種寄主植物[70-72]。而且現有研究多集中于間（套）作作物對棉田病蟲害發生的影響，而是否也影響了棉花的抗病性、抗蟲性？這些都有待深入研究。把控宏觀，著手微觀，結合當前棉花生產方式的轉變和棉花病蟲害發生趨勢，研究新型高效植棉模式下不同寄主植物對不同棉花病蟲害產生影響的相關機制，對今后棉花病蟲害的綜合治理具有重要指導意義。