張祥會 馬曉曉 董斌 李春雨 閆志燁
摘 要:甘蔗螟蟲是常見的甘蔗害蟲之一,其幼蟲的危害會造成甘蔗大量減產。長期以來,主要依賴農藥防控甘蔗螟蟲,造成農藥面源污染嚴重,螟蟲抗藥性增加,嚴重影響了甘蔗產業的可持續發展。該文綜述了甘蔗螟蟲生態防控的主要技術手段,介紹了甘蔗螟蟲物理調控、性誘、生物制劑和生物防治的具體措施,以及應用該模式替代農藥防控甘蔗螟蟲面臨的問題及解決對策,并提出了全方位、全時空的甘蔗螟蟲生態防控模式,以期為甘蔗螟蟲防控提供一條新的途徑。
關鍵詞:甘蔗螟蟲;生態防控;生物防治;生物制劑
中圖分類號 S435 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731(2021)17-0127-04
Review of Sugarcane Borer Ecological Control Techniques
ZHANG Xianghui et al.
(Guangdong AIB Polytechnic College, Guangzhou 510507, China)
Abstract: Sugarcane borer is the common sugarcane pest which causes severe damage to sugar cane cultures during its larval phase. For a long time, pesticide-dependent control is the main way to sugarcane borer which influences the sustainable development of sugarcane industry. This paper summarizes the technical means of sugarcane borer ecological control. It enumerates concrete measures of physical control, sexual attraction, biological preparation and biological control. The paper also evaluates the feasibility and problem of using the ecological control model to replace pesticide-dependent model. And it puts forward the all-round and full-cycle ecological control model of sugarcane borer. It can provide a new reference to sugarcane borer control.
Key words: Sugarcane borer; Ecological control; Biological control; Biological preparation
甘蔗是重要的糖料作物,被廣泛用于蔗糖加工和甘蔗燃料乙醇產業[1],目前對原料甘蔗的需求越來越大。甘蔗種植周期長,生長環境復雜,且植蔗區長期連作,螟蟲危害日趨嚴重,在甘蔗整個生長期均有可能發生[2]。螟蟲會造成甘蔗苗期枯心,受害率在10%~30%,嚴重時可達50%;中后期造成螟害節,造成甘蔗減產,對甘蔗產業的可持續發展造成了嚴重的威脅[3]。目前,甘蔗螟蟲的繁殖主要靠化學藥物防控[4-6],但甘蔗中后期施藥困難且化學藥劑對環境產生嚴重污染,從而制約了甘蔗產業的可持續發展。燈誘、性誘、生物制劑、赤眼蜂生物防治等生態防控手段正發揮著越來越重要的作用[7-12]。為了更好地了解甘蔗螟蟲生態防控,本文概述了目前甘蔗螟蟲生態防控相關進展及其應用前景。
1 我國甘蔗螟蟲生態防控的主要手段
根據甘蔗螟蟲防控機理的不同,可以將其分為物理防控、化學防控、生物防控等。
1.1 物理防控 常見的物理防控手段,如燈光誘殺,主要利用甘蔗螟蟲的趨光性,常用的有黑光燈和頻振式殺蟲燈[39]。李超峰等[13]等通過對甘蔗條螟和白螟對燈誘都有效果。林明江[14]等研究表明,不同種類的甘蔗螟蟲對光敏感度不同,條螟>二點螟>黃螟;條螟、二點螟雄蛾的趨光率大于雌蛾。
1.2 生物防控
1.2.1 性誘 性誘劑應用于實際生產中的時間較短,距今僅40余年,但性誘劑在甘蔗螟蟲監測和系統控制技術中發揮著越來越重要的作用。性誘劑主要作用于甘蔗螟蟲成蟲[15]。研究發現,采用迷向法和誘殺法性誘技術防治甘蔗螟蟲,甘蔗枯心率在5%以下,枯梢率在10%以下,效果達到或優于化學防治,可減少至少50%的農藥施用量[16-17]。許漢亮等[18]等利用化學藥劑、性誘劑、農業防治進行螟蟲綠色防控技術集成,與對照3%呋喃丹+農業防治相比,發現采用綜合防治的螟蟲防控效果顯著高于單純使用2次農藥防治的效果。
1.2.2 生物制劑 生物制劑作為一種環保、低毒的殺蟲劑,能有效抑制甘蔗螟蟲的繁殖。劉磊等[19]研究表明,綠僵菌生物制劑可以有效殺死甘蔗螟蟲,且效果與化學試劑相同。在甘蔗生長的中后期,可利用Bt、核型多角體病毒、白僵菌、綠僵菌等生物制劑適時噴霧控螟[20]。李文鳳等[21]用螟蟲性誘劑新型誘捕器、阿維菌素·蘇云金桿菌和蟲酰肼等生物制劑進行田間試驗,結果表明,性誘劑結合生物制劑對螟害枯心率和螟害株率的防效顯著高于農藥對照處理。綠僵菌的不同菌株種類和接種劑量與甘蔗3-4齡若蟲的感病性密切相關[28]。對若蟲的致死率最大的接種劑量為1×108個/mL。胡玉偉等[37]利用球孢白僵菌在室內對2種甘蔗螟蟲開展生測實驗,各種濃度白僵菌對2種甘蔗螟蟲均有致病效果,其中甘蔗二點螟幼蟲相比甘蔗條螟更快被侵染并死亡,白僵菌對不同甘蔗害蟲有顯著性差異。
1.2.3 生物防治 “以蟲治蟲”“以菌治蟲”的甘蔗螟蟲生物防治在各地應用[21],如赤眼蜂、紅螞蟻、蔗螟寄生蠅、蘇云金桿菌等[22-23]。赤眼蜂對甘蔗螟蟲的防治效果明顯[24]。廣東珠海紅旗農場堅持18年放蜂防治蔗螟,將甘蔗枯心苗率和死尾率控制在2%以下[25];我國引入古巴蠅防治甘蔗螟蟲,并在室內繁殖成功[26]。在云南發現擬叢毛寄生蠅,并人工繁殖成功。廣西蔗區小范圍內投放試驗后發現,古巴蠅對甘蔗螟蟲的寄生率達40%~80%,在田間寄生率達50%[27]。適時釋放古巴蠅和赤眼蜂到蔗地,各蔗地的枯心率和螟害節率平均在5%、10%以下[29]。此外,還有捕食性天敵如獵蝽、紅螞蟻、青翅蟻形隱翅蟲、布甲、黃足肥螋等[30-32]。有些捕食性天敵對甘蔗螟蟲的控制效率較高。放蜂區的螟害株率和平均每株蟲孔、蛀道數顯著低于對照區[33],但株高、甘蔗莖粗、甘蔗糖分、產量高于對照區[34],經濟效益提高。黃赤眼蜂防治甘蔗螟蟲的效果顯著。放蜂+性誘對甘蔗螟蟲的防控效果優于單一放蜂和常規防治[36]。
1.2.4 抗螟蔗種 林兆里[35]對19種不同甘蔗品種進行了抗螟性評價,螟害節率、螟害指數、枯梢率、蛀道數、蛀道長度和羽化率6個指標可作為甘蔗抗螟性的評價指標;單莖重損失量、蔗糖分損失量是評價甘蔗受損的最佳指標。
2 甘蔗螟蟲生態防控存在的問題
2.1 防控手段單一 對于甘蔗螟蟲的防控,現主要以藥劑和生物防控結合為主。常見的防控方法包括:性誘劑作用于甘蔗螟蟲成蟲、化學藥劑毒殺、燈誘等方法。由于化學防治的高效性,故實踐生產中偏好依賴化學防治。但單一的化學防控模式,螟蟲會產生抗藥性。且單一的防控方式只能針對某一特定蟲齡的甘蔗螟蟲,時效性強。一旦錯過最佳防治期,殺螟效果會很差。
2.2 防控技術推廣力度不夠 農戶對于農業技術的可得性決定了其采納意愿是否能夠轉化為行為。技術資源因素對農戶采納生態農業模式具有重要影響,一方面與農戶能否獲取充足的農業生產技術有關,另一方面與農戶獲取農業生產技術的渠道數量和通暢性有關。基層農技推廣是科技成果轉化的“最后一公里”,由于崗位教育和知識更新不足,基層農技人員面臨著技術瓶頸。加之基層人員配備不足,很多農技人員常身兼多職,且基層農技人才流失和部分崗位人員的變動性大,導致基層防控技術推廣力度不夠。
2.3 農戶技術接受率低下 由于農戶生態防控的意識不夠,且化學防治高效實惠,故農戶偏好依賴化學防治,對新技術有一定的排斥。另外,農戶接受和采納甘蔗螟蟲生態防控措施受到教育文化程度、性別、土地經營規模、家庭農業勞動力狀況等多因素的綜合影響。農村務農人員老齡化現象越來越嚴重,也造成農戶技術的接受率低下。
3 對策建議
3.1 建立全方位、全時空的甘蔗螟蟲生態防控模式 針對甘蔗螟蟲生物防控中的有效生物因子:光、性誘劑、生物制劑、生物防治等4大因素,可采取建立全方位、全時空的甘蔗螟蟲生態防控模式對甘蔗螟蟲進行防治,以降低呋喃丹等高毒化學藥劑的使用,減少農業面源污染以及病蟲害抗藥性的產生,實現甘蔗產業綠色可持續發展。甘蔗螟蟲屬變態發育的昆蟲,整個生育期經過卵、幼蟲、蛹、成蟲等階段。對甘蔗危害最嚴重的時期為幼蟲時期,針對其各階段的生長、發育特點,選擇適宜的生物防控因子。
3.1.1 卵期防控 針對甘蔗螟蟲卵期防控,主要采取發放赤眼蜂卡,進行生物防控。由于為赤眼蜂是螟蟲卵寄生,蜂卡在其卵期或甘蔗螟蟲成蟲發生初期進行投放才具有較強的防控作用。實踐中,蜂卡投放往往滯后投放,錯過了最佳防控時期,導致赤眼蜂生物防控效果不明顯。
3.1.2 幼蟲防控 甘蔗螟蟲幼蟲根據蟲齡的不同,其危害性和危害范圍也有所不同。針對這一特性,可投放甘蔗螟蟲寄生蠅,如大螟擬叢毛寄蠅[22]、古巴蠅[29]等以蟲治蟲的方法;也可以噴施綠僵菌[28]、白僵菌[37]、蘇云金桿菌[21]等生物菌液進行生物防控,通過采用“以菌治蟲”的方式對甘蔗螟蟲幼蟲進行防控。
3.1.3 蛹期防控 甘蔗螟蟲進入蛹期,可利用輻射以達到雄螟不育,達到控制甘蔗螟蟲的種群數量的目的。目前,已經發現用60Co輻射甘蔗黃螟雄性后期蛹,會使雄蛾不育性增加,卵孵化率僅0.9%,但對羽化后雄蛾的交配不產生影響。此外,也有通過利用化學藥劑來干擾或破壞害蟲的生殖細胞,使其達到不育。還可以使用劣勢或雜交的品種,使其達到不育,達到控制甘蔗螟蟲數目的目的。
3.1.4 成蟲防控 甘蔗螟蟲進入成蟲階段,雌、雄螟蛾交配產卵。此時,可通過雌雄螟蛾的趨光性[14]、性信息素引誘[15]等對特定品種和性別的螟蟲進行誘殺,破壞甘蔗螟蟲種群性別比例,使其無法交配,達到控制甘蔗螟蟲數量的目的。
3.1.5 選育抗螟蟲的甘蔗品種 除了在甘蔗的不同生長時期相應抗螟蟲之外,選擇抗螟蟲的甘蔗品種也是生態控螟的重要手段。龔恒亮等[38]研究發現,不同的甘蔗品種,在不同的發育階段對螟蟲的抗性不同。其中,泰糖1號、崖城57-423等64份材料在苗期表現出較高的抗螟蟲性;泰糖1號、崖城75-423、NCO376等在中后期對螟蟲表現出較高的抗蟲性。同時,通過轉基因技術將Bt基因轉入甘蔗,使其獲得抗螟性。
3.2 政府重視,加大投入力度 政府需要加大對基層農技推廣人員進行技術培訓和投入。一是給予縣級農業部門考核與用人的權利,加強崗位與農技人員的匹配度,豐富農技人員隊伍;二是建立考核和監督機制,促使基層農技人員主動做好對農民的技術服務工作;三是基層與對口高校建立農業服務合作,可以進行農技人員專項培訓,技術交流及其他對應的技術服務,避免基層農技人員因技術瓶頸和職業倦怠造成人才流失;四是與省市農業院校加強技術合作,開展深度對接,探索“科研+示范基地+農技推廣體系+新型經營主體”成果轉化模式,培育以新型農業經營主體為輻射點的科技示范戶,加快農業研發科技成果輻射帶動作用,實現科技興農、富農;五是加強甘蔗產業建設,提供更多的就業崗位,吸引年輕人從事農業。
3.3 提高農戶環保意識 一是通過宣傳加強農戶環保意識。可通過以村為單位,每個農技人員負責一村,有針對性地為農戶提供技術服務。二是拓寬技術培訓的路徑。為農戶提供加強技術培訓更多的技術接受途徑,包括微信、APP、網課等形式,有效地提高農戶對新技術的接受水平。
4 展望
長期利用化學藥劑除甘蔗螟蟲,雖然可以迅速、直接地殺滅螟蟲,但是甘蔗螟蟲的天敵也會同時被殺害。長此以往,化學藥劑會對害蟲的抗藥能力進行篩選,造成遺留下來的螟蟲的抗藥性越來越強。如果還是依賴化學藥劑殺除,就需要投入更多農藥或者研發藥性更強的農藥,從而會對環境產生危害。甘蔗螟蟲生態防控可以全方位、全時空地對甘蔗螟蟲進行防控,而且植蔗區生物多樣性得以增加。甘蔗螟蟲生態防控是實現甘蔗持續性高產的重要保障。但是目前尚未真正實現全時空、全方位地生態殺蟲。隨著人們對無公害食品的要求越來越高和環境保護意識的日益增強,甘蔗螟蟲生態防控在甘蔗螟蟲防治方面的作用日益凸顯,對于促進蔗糖業可持續發展也具有重要意義。
基金項目:2017年、2019年廣東省普通高校青年創新人才類項目(2017GKQNCX040、2017GKQNCX051);2016年校級課題(xyzd1608);2020年校級優秀青年學者項目(XJXZ1909)。
作者簡介:張祥會(1984—),男,山東冠縣人,碩士,講師,研究方向:熱帶作物栽培及病蟲害防控。 通訊作者? 收稿日期:2021-05-18
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(責編:張宏民)