煙草病蟲害綠色防控技術(shù)研究進(jìn)展

石陽陽，胡錦文，呂培軍

(丹江口市煙草專賣局，湖北丹江口 442700)

煙草作為一種經(jīng)濟(jì)作物在我國已經(jīng)有將近400年歷史，我國是煙葉生產(chǎn)和消費大國，煙草行業(yè)更是我國不可或缺的財政支柱。煙草病蟲害是降低煙葉質(zhì)量和產(chǎn)量的重要因素之一。當(dāng)前我國已經(jīng)確認(rèn)的煙草侵染性病害有68種，蟲害有200種。據(jù)統(tǒng)計，我國煙葉主產(chǎn)區(qū)由主要病蟲害造成的年均經(jīng)濟(jì)損失超過12億元，占所有損失的80%以上。目前煙草病蟲害的防治以化學(xué)防治為主，我國的主要煙葉種植省份采購的農(nóng)藥中有96.7%是化學(xué)農(nóng)藥。長期大量使用農(nóng)藥會造成“3R”問題，不利于煙草行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。采用生態(tài)調(diào)控、理化誘控、生物防控措施以及提高用藥精準(zhǔn)性、科學(xué)性，降低農(nóng)藥殘留是煙葉綠色生產(chǎn)的發(fā)展趨勢。

綠色防控是指在保護(hù)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境安全的情況下，盡量減少使用化學(xué)農(nóng)藥，以農(nóng)業(yè)防控為基礎(chǔ)，優(yōu)先采取生態(tài)調(diào)控、生物防治、物理防治和科學(xué)用藥等綠色防控措施控制作物病蟲害發(fā)展，提高作物抗病蟲能力的技術(shù)。確保煙葉生產(chǎn)提質(zhì)增效，提高煙葉生產(chǎn)過程中的病蟲害綠色防治效率勢在必行。該研究概述了當(dāng)前我國煙葉生產(chǎn)綠色防控技術(shù)的研究及應(yīng)用狀況，以期為大面積推廣煙葉綠色防控技術(shù)提供參考依據(jù)。

1 農(nóng)業(yè)防控技術(shù)

農(nóng)業(yè)防控措施是一種最基礎(chǔ)的煙草病蟲害防治措施，包括選育種植抗病蟲品種、翻耕整地、合理輪作、適時移栽、保健栽培、合理施肥、精準(zhǔn)使用農(nóng)藥、田間管理等措施。

煙草對病蟲害都有一定的天然抵抗力，選育并種植具有抗病抗蟲特性的品種能夠減少農(nóng)藥的使用，降低農(nóng)藥殘留，是一種經(jīng)濟(jì)安全的防控病蟲害的措施。自20世紀(jì)60年代，我國篩選出凈葉黃作為赤星病抗病育種的抗源親本之后，其他病蟲害抗性煙草品種陸續(xù)被選育出來并應(yīng)用于生產(chǎn)。如革新3號對3種致病型黑脛病的抗性均較好，煙草品種G28抗根結(jié)蟲病性較強(qiáng)。在煙草病蟲害發(fā)生嚴(yán)重的產(chǎn)區(qū)種植的復(fù)合抗病蟲品種田間農(nóng)藝性狀較優(yōu)，能在一定程度上減少經(jīng)濟(jì)損失。研究表明，煙葉背茸毛密度、可溶性蛋白質(zhì)含量和葉綠素含量低的品種對煙蚜抗性強(qiáng)，但是這些因素影響抗蟲性的機(jī)制還有待研究。

翻耕整地可以改善土壤結(jié)構(gòu)，切斷真菌、細(xì)菌傳播途徑，消除害蟲繁殖場所。同時深耕翻土能夠?qū)⒑οx蟲卵及幼蟲暴露在土壤表面或填埋于土壤深層，通過天敵捕食、高溫暴曬、填埋窒息等方式降低蟲口數(shù)量。翻耕深度也會顯著影響作物發(fā)病率。深翻不僅不利于抑制青枯病的發(fā)生，隨著翻耕深度增加反而會使青枯病的發(fā)病風(fēng)險增大。研究表明，青枯病的發(fā)病率與土壤pH呈正相關(guān)，與土壤有機(jī)質(zhì)、速效氮、有效態(tài)鐵錳以及交換性鎂含量呈顯著負(fù)相關(guān)。翻耕配合施用生物質(zhì)炭能顯著降低青枯病發(fā)病率，這可能與生物炭改良土壤透氣性及理化性質(zhì)有關(guān)。

長時間種植單一作物會帶來土壤養(yǎng)分失衡、病蟲害盛行、煙葉產(chǎn)質(zhì)量下降等問題。合理的輪作、套作模式不僅可以高效利用自然資源，提高田間生物多樣性和復(fù)種指數(shù)，還能夠在一定程度上提高土壤養(yǎng)分含量，改善作物品質(zhì)。“年中間作，年間就地輪作”模式能顯著降低青枯病發(fā)病率，烤煙產(chǎn)量、產(chǎn)值也得到顯著提高。部分間作植物的分泌物還具有殺菌抑蟲、誘導(dǎo)植物產(chǎn)生防衛(wèi)反應(yīng)的作用，如大蒜、玫瑰花在生長代謝過程中能夠通過根系分泌一些具有殺菌效果的有機(jī)代謝產(chǎn)物，如二烯丙基二硫醚、烯丙基甲基二硫醚和苯并噻唑能抑制黑脛病菌菌絲生長或者釋放醇類和酯類等有機(jī)物質(zhì)誘導(dǎo)煙草葉片產(chǎn)生防衛(wèi)反應(yīng)蛋白來增強(qiáng)抗病性。菽麻分泌的殺線蟲活性物質(zhì)和茼蒿分泌的茼蒿素對害蟲具有毒殺、拒食作用。間套作模式不僅可以發(fā)揮“物理屏障”的作用阻礙或延緩昆蟲介體和病菌傳播，還能夠通過改善田間昆蟲種群結(jié)構(gòu)，豐富田間生物多樣性，保護(hù)天敵昆蟲。

適時移栽無病壯苗是防止病蟲害發(fā)生和傳播的重要舉措之一，有利于降低煙株根莖類病害發(fā)生率。控施氮肥、增施磷鉀肥及中微量元素肥料，能提高作物的抗病抗蟲性。研究表明，煙株抗病抗蟲性的提高可能是煙葉吸收的鉀元素增多使細(xì)胞壁增厚所致。鄭世燕等研究表明，增施Mo提高煙草抗青枯病能力效果最好，其次為Ca。這可能是因為Mo在氮素代謝中發(fā)揮了重要作用，使植物體內(nèi)的POD、CAT、PPO和抗壞血酸酶活性提高，提高了抗病性；而Ca可能是通過提高植物細(xì)胞壁穩(wěn)定性，降低多聚半乳糖醛酸酶活性增強(qiáng)抗病性。研究表明，增施硫酸鋅提高烤煙對花葉病毒病的抗性機(jī)理可能是硫酸鋅激活煙株產(chǎn)生了應(yīng)激反應(yīng)，降低了過氧化物同工酶活性。有機(jī)肥提供的養(yǎng)分更加協(xié)調(diào)穩(wěn)定，合理施用有機(jī)肥和綠肥能夠改善煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性，提高抗病性，提升感官評吸質(zhì)量和煙葉的產(chǎn)質(zhì)量。

除此之外，良好的栽培及田間管理措施也是綠色生產(chǎn)必需的。于會泳等研究發(fā)現(xiàn)，煙草團(tuán)棵期發(fā)病率與起壟高度和種植深度有關(guān)，壟高40 cm、深度為6 cm時發(fā)病率最低。保持田間通風(fēng)透光狀況良好，及時清理田間雜草、煙桿殘體等廢棄物也有助于預(yù)防病蟲害的發(fā)生。

近年來，由于科學(xué)用藥理念和技術(shù)宣傳不到位導(dǎo)致煙農(nóng)盲目使用劇毒和高殘留的農(nóng)藥。據(jù)統(tǒng)計，由于濫用農(nóng)藥和施藥器械選擇、操作不到位等原因造成農(nóng)藥利用效率只有30%，剩余農(nóng)藥分布在土壤、空氣和水體中，造成環(huán)境污染。而精準(zhǔn)施藥技術(shù)可以在減少30%～50%農(nóng)藥用量的情況下使農(nóng)藥利用率提高至80%，減少環(huán)境污染。針對不同的病蟲害和煙株不同生育期的特性精準(zhǔn)施藥是煙葉綠色生產(chǎn)的一大重要舉措。

2 理化誘控技術(shù)

效率高、環(huán)保無毒、無殘留、操作簡單是物理誘控的特點，其中應(yīng)用較為廣泛的有殺蟲燈誘殺、色板誘控、食誘、地膜和防蟲網(wǎng)防控措施。化學(xué)誘控中使用比較廣泛的是昆蟲信息素誘控，目前這些理化防控措施在國內(nèi)已經(jīng)大面積推廣應(yīng)用。

殺蟲燈誘殺害蟲是使用較多的綠色防控措施之一，其原理是利用昆蟲的趨光性和趨波性。在使用太陽能殺蟲燈的42 d內(nèi)，每臺殺蟲燈日均誘殺害蟲可達(dá)109頭，其中以鱗翅目和鞘翅目昆蟲為主，對有益天敵影響較小。殺蟲燈可以減少成蟲數(shù)量，使落卵量降低30%～40%，抑制幼蟲對煙葉的危害。

利用不同害蟲對不同顏色誘板的趨性誘殺是色板誘殺的原理。應(yīng)用比較廣泛的有黃色和藍(lán)色誘板，黃色誘板用于誘殺煙蚜和煙粉虱等害蟲，應(yīng)用范圍最廣，而藍(lán)板用來誘殺薊馬。由于色板使用量逐年增加，為了避免對環(huán)境造成二次污染，國內(nèi)已經(jīng)開發(fā)出利用玉米淀粉等可降解材料制作的黃板，但是由于其成本較高，目前還沒有推廣使用。

育苗全程使用防蟲網(wǎng)能有效隔離害蟲，防止害蟲和病害的傳播。李淑君等通過研究苗床期不同措施對蚜蟲及病蟲害防治效果發(fā)現(xiàn)，40目防蟲網(wǎng)效果最好。地膜栽培防止蚜蟲和病害的效果優(yōu)于裸地栽培，其防效為50%左右。

食誘優(yōu)點在于材料易得、成本低、環(huán)保，通常用于預(yù)測蟲害發(fā)生狀況和防治害蟲，食誘材料中應(yīng)用最多的是糖醋液，其誘殺對象包括煙青蟲、斜紋夜蛾、小地老虎、棉鈴蟲等。研究發(fā)現(xiàn)，糖、醋、酒、水的比例為6∶3∶1∶10時對田間害蟲誘殺效果最好，發(fā)酵后糖醋液的誘捕作用會增強(qiáng)。此外，基于害蟲對食物或者其揮發(fā)物的偏好，通過調(diào)配天然提取或人工合成的揮發(fā)物研發(fā)得到的多種植物源引誘劑在田間害蟲防治中也發(fā)揮了重要作用，如“煙葉寶”是一種煙葉蛾蟲食誘劑，對田間鱗翅目害蟲有較好的防治效果，是目前唯一推廣使用的食誘劑。

性信息素也稱為性外激素，其化學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、具有特定性。近年來，性誘劑在昆蟲誘殺、迷向、干擾昆蟲行為、監(jiān)測種群動態(tài)分析以及區(qū)域性調(diào)查方面取得了良好的應(yīng)用效果。據(jù)統(tǒng)計，全球利用性誘劑防治有害昆蟲的作物面積已經(jīng)突破6 400萬hm。廣安市前鋒區(qū)在推廣水稻、玉米生產(chǎn)綠色防控措施中發(fā)現(xiàn)二化螟性誘劑對水稻二化螟平均防控效果可達(dá)81.79%，與常規(guī)使用化學(xué)藥劑防效相當(dāng)，生態(tài)效益突出。

3 生物防治技術(shù)

生物防治是指利用自然界的生物或其代謝產(chǎn)物防治病蟲害，目前生物防治技術(shù)包括天敵昆蟲防治、微生物菌劑防治、使用植源性農(nóng)藥以及采用基因工程技術(shù)抗病抗蟲。

利用天敵昆蟲防治病蟲害是一種常見的生物防治措施，保護(hù)本地天敵昆蟲或者田間釋放人工飼養(yǎng)的天敵昆蟲都能夠有效防治病蟲害的發(fā)生和蔓延。煙蚜繭蜂、麗蚜小蜂、赤眼蜂、瓢蟲、草蛉、蠋蝽是典型的天敵昆蟲，其中煙蚜繭蜂和赤眼蜂應(yīng)用最為廣泛。赤眼蜂防治鱗翅目害蟲效果顯著，如煙青蟲和斜紋夜蛾，釋放赤眼蜂30萬頭/hm可使蟲口減退率達(dá)到25.6%。煙蚜繭蜂防治技術(shù)目前已經(jīng)形成了成熟完善的技術(shù)體系在全國推廣。李曉宇等對漢中煙區(qū)煙蚜繭蜂防控效果評估發(fā)現(xiàn)，釋放煙蚜繭蜂的處理使煙蚜數(shù)量得到了有效控制。但是當(dāng)煙蚜繭蜂在室內(nèi)擴(kuò)繁至第七代時，其僵蚜量明顯下降，種群出現(xiàn)明顯的退化現(xiàn)象，因此在生產(chǎn)應(yīng)用中要注意適時采取必要的復(fù)壯措施恢復(fù)煙蚜繭蜂擴(kuò)繁效率和質(zhì)量。

拮抗細(xì)菌、真菌、放線菌以及部分昆蟲病原菌是微生物防治措施中普遍用到的菌種。芽孢桿菌、多黏類芽孢桿菌、假單胞菌、木霉菌和鏈霉菌菌屬通過產(chǎn)生一些揮發(fā)物或分泌物抑制病原菌菌絲生長和孢子萌發(fā)，從而對赤星病、黑脛病等真菌病害產(chǎn)生拮抗作用。目前生防菌研究較多的是木霉菌，海洋木霉的多個屬種表現(xiàn)出了抗菌性和潛在的除草活性，其提取物對煙草赤星病、黑脛病和青枯病病原菌具有較強(qiáng)的抑制作用。假單胞桿菌PA2101和PG3402對煙草根黑腐病和黑脛病的防效優(yōu)于甲基硫菌靈，其防病機(jī)理以及與煙株的共生互作的機(jī)制還需進(jìn)一步研究。淡紫擬青霉能顯著降低煙草根結(jié)線蟲病發(fā)病率且防效高于阿維菌素、阿維·丁硫。此外，部分昆蟲病源微生物如蘇云金桿菌、綠僵菌、白僵菌等對煙青蟲、煙蚜及地下蟲等都具有良好的防控效果。馮玉元利用白僵菌防治小地老虎，結(jié)果表明，白僵菌對小地老虎的校正死亡率為98.2%。

植源性農(nóng)藥是指從植物某些部位提取的活性物質(zhì)或有效成分，包括按照其結(jié)構(gòu)進(jìn)行人工合成的化合物及衍生物。研究表明，苦參堿、煙堿、藜蘆、苦皮藤素、大蒜油、洋蔥油、魚藤酮等植物的提取物對煙蚜具有較好的毒殺或防控作用。0.5%苦參堿水劑連續(xù)施用2次后對煙青蟲防效可超過99%，1.5%除蟲菊酯可使煙青蟲危害株率降低12%。趙歡歡等研究發(fā)現(xiàn)，泰國變種印楝和泰國香檸處理對斜紋夜蛾卵巢細(xì)胞系SL-1細(xì)胞增殖具有明顯的抑制作用。李曉東等研究表明，印楝素通過抑制PTTH和蛻皮甾類的合成、分泌及轉(zhuǎn)運過程抑制幼蟲生長，而鬧羊花素-Ⅲ則通過降低表皮水溶性蛋白質(zhì)合成來抑制生長。山蒼子油中的檸檬醛和黃皮種子提取物中的黃皮新肉桂酰胺B具有毒性，能促進(jìn)SL細(xì)胞凋亡，麻楝果實提取物沒食子酸乙酯等對煙草青枯病菌具有中等程度的拮抗活性，苦豆子和苦地膽提取物對TMV增殖抑制率可達(dá)62.76%和83.92%，作為新型植物源農(nóng)藥具有較好的開發(fā)前景。此外，噴施部分植物提取液也能起到抗病效果，如噴施苦參提取液稀釋液對赤星病防治效果可達(dá)81%。噴施商陸鮮汁稀釋液使煙草TMV病株率和病情指數(shù)均明顯下降。

1986年P(guān)owell等將煙草普通花葉病病毒外殼蛋白質(zhì)()基因轉(zhuǎn)入煙草植株，獲得了能穩(wěn)定遺傳的抗TMV煙株，之后病毒的基因、衛(wèi)星RNA、反義RNA以及復(fù)制酶基因等相繼被利用并培育出TMV、PVY、CMV等轉(zhuǎn)基因煙草新品種。基因工程技術(shù)也被用于培育其他病害的抗性煙草并取得了一定的成效。王月琳等利用海島棉基因獲得的轉(zhuǎn)CUT1-GbNPR1載體的轉(zhuǎn)基因煙草對赤星病、炭疽病和低頭黑病病菌具有較高抗性。羅小英等將-雙價基因轉(zhuǎn)入煙草，獲得了一種對黑脛病菌和赤星病菌抗性較強(qiáng)的轉(zhuǎn)基因煙草。張麗芳等將煙草叢頂病毒、煙草脈扭病毒、煙草脈扭病毒伴隨RNA和煙草叢頂病衛(wèi)星RNA的目的基因?qū)霟熑~，采用組培技術(shù)培育出了抗煙草叢頂病轉(zhuǎn)基因煙草，但是其抗病性和遺傳穩(wěn)定性還需進(jìn)一步研究。劉志靜等將具有猝滅植物青枯病菌群體感應(yīng)信號分子功能的基因轉(zhuǎn)入煙草，獲得具有較強(qiáng)青枯菌抗性的品種。

抗蟲轉(zhuǎn)基因煙草培育中使用最多的外源抗蟲基因是蘇云金桿菌殺蟲晶體蛋白基因和豇豆中的蛋白酶抑制基因。田穎川等將蘇云金桿菌定點突變后的δ-內(nèi)毒素基因整合到煙草染色體中，毒蛋白基因在煙草體內(nèi)成功表達(dá)，賦予了轉(zhuǎn)基因煙草抗煙青蟲特性。劉春明等將豇豆胰蛋白酶基因轉(zhuǎn)入煙草發(fā)現(xiàn)，其葉片上棉鈴蟲死亡率較高，轉(zhuǎn)基因煙草具有抗蟲性。李芳等將新疆野生櫻桃李中分離克隆出的抗病基因1，導(dǎo)入煙草后，煙草W38對南方根結(jié)線蟲抗性顯著提高。

4 立體防治技術(shù)

煙草病蟲害的綠色立體防治技術(shù)是基于當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)氣候環(huán)境，根據(jù)病蟲害發(fā)生狀況與環(huán)境之間的關(guān)系采用多種防控措施，充分發(fā)揮自然因素的調(diào)控作用，將不同生物種群組合在一起，豐富物種多樣性，形成以天敵防治為主，農(nóng)業(yè)防治、物理防治和生物防治為輔的全方位、多角度的病蟲害安全防治體系，從而達(dá)到提高煙葉病蟲害防治效率、降低農(nóng)藥用量的目的。目前關(guān)于煙草病蟲害的立體防治措施的研究較少，蔣水萍等采用釋放天敵、噴施生物農(nóng)藥、布置誘捕器和殺蟲燈等防治方法結(jié)合在一起的立體防控技術(shù)防治煙青蟲、煙蚜和斜紋夜蛾，結(jié)果表明立體防控技術(shù)對三大害蟲具有較好的防治效果。王夸平等研究表明，將不同種類天敵、高效低毒的生物農(nóng)藥以及高效的預(yù)測預(yù)報體系等集成整合在一起對煙草蟲害進(jìn)行立體防控可以提高防控效果。

5 展望

當(dāng)前煙草病蟲害的防治措施中農(nóng)藥防治發(fā)揮著重要作用，但是長期使用農(nóng)藥容易造成環(huán)境污染、降低煙葉品質(zhì)、產(chǎn)生抗藥性、煙葉農(nóng)藥殘留嚴(yán)重等問題。推廣煙草病蟲害的綠色防控技術(shù)是可持續(xù)發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)的要求。但是目前綠色防控技術(shù)單一，推廣面積小，未能得到政府和社會的足夠重視。因此，根據(jù)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境以及病蟲害的種類和發(fā)生規(guī)律集成并優(yōu)化多重防控措施，降低綠色防控成本是未來我國煙區(qū)病蟲害綠色防治的主要途徑。