韓芳濱,韓露露,于廣威
(1.新疆農業大學 農學院;2.農業農村部西北荒漠綠洲農林外來入侵生物防控重點實驗室,新疆 烏魯木齊 830052;3.青島羅素生物技術有限公司,山東 青島 266104;4.濰坊科技學院,山東 壽光 262700;5.海南阿羅多甘農業科技有限公司,海南 白沙 572800)
我國的茶葉貿易已有千余年的歷史,隨著新式茶飲產業持續發展,茶葉需求和實有茶園面積逐年增長。我國茶葉出口量總體呈現穩定發展、逐年上升的趨勢[1]。然而當今我國茶葉走向世界之路并不是一帆風順,而且在出口方面仍然出現了不少問題,農藥殘留、金屬元素污染、有害生物污染等問題日趨嚴重[2],是制約我國茶葉出口、影響我國茶葉國際競爭力的主要原因。出口單價低、利潤薄的問題,導致難以惠及茶產業出口升級發展。
從以上問題能看出我國茶產業的綠色轉型勢在必行,而茶產業的綠色轉型離不開茶科技的發展,現階段我國茶園對機械自動化的應用還處于滯后狀態。在“十四五”期間,我國將逐步提高茶園機械化、智能化,名優茶機采等技術的運用及裝備研究和發明,這對我國進出口貿易有重要意義,為社會帶來較高的經濟價值。帶動我國鄉村經濟發展,為脫貧攻堅的奠定基礎,將智慧農業和IPM農業相結合,可以達到節省人工的目的,并有效解決勞動力短缺的問題,能夠發揮一定的社會價值。同時可構建綠色無污染的生態友好型茶園,實現水土保持、凈化空氣、生物多樣性等生態價值。
根據《2021中國茶葉進出口貿易分析報告》,綠茶仍是我國茶葉出口的主導茶類。約70萬年前,海南白沙一顆隕石的造訪,為當地的土壤帶來多達五十種豐富的礦物質,加之白沙得天獨厚的生態地域優勢和附近村落接近的原生態自然環境,形成了一種質量極為優異無污染的白沙有機綠茶。針對海南省白沙縣的農業發展,政府和相關部門設置了因地制宜的管理措施,例如將白沙茶園與旅游觀光結合作為支柱產業之一。現如今,白沙綠茶已成為中國國家地理標志產品[3],帶動了農戶全面脫貧,實施鄉村振興戰略。而海南屬我國四大茶區之一華南茶區,根據研究學者的調查結果,已確定海南茶樹害蟲(螨)100種,白沙縣茶樹害蟲總計約35種[4],隨著時間流逝,還不斷有新種類被發現。
研究海南茶樹蟲害對海南白沙茶產業的綠色健康發展有重要意義。本文主要針對海南與海南白沙縣易發生的茶樹害蟲及其為害特性、防治方法進行綜述,為構建茶園病蟲害綠色防控生態體系,使茶園可持續,高質量發展提供依據。
通過在海南省白沙黎族自治縣五里路有機茶園和芳香村兩地的綠茶茶園的調研,經監測主要有:吸汁類害蟲(螨)、食葉類害蟲、鉆蛀類和地下害蟲。
主要包括茶蚜、假眼小綠葉蟬、茶橙癭螨等。茶蚜,半翅目蚜蟲科,在海南一年發生25代以上,世代重疊,無明顯越冬現象。以成蟲、幼蟲聚集為害茶樹枝梢、嫩葉,導致芽葉細弱,翻卷蜷縮,黃化粗老、無光澤,嚴重時幼芽枯竭停止伸展。同時排泄“蜜露”,導致茶煤病發生,影響葉片正常光合作用,后使茶葉品質和產量嚴重下降。
假眼小綠葉蟬,半翅目葉蟬科,在海南一年發生13代以上,在海南各階段蟲態均可發生越冬現象。若蟲和成蟲吸食茶樹汁液窒礙養分運輸,茶樹受害后癥狀從失水到產生紅脈隨后出現焦邊最后干枯。此外,受其為害后的芽葉在后面的生產過程中極脆弱并且易碎,加工后產生焦糊氣味,使得茶葉的成品率降低[5]。
茶橙癭螨,屬蜱螨目癭螨科,1年可發生25代,與假眼小綠葉蟬一樣其幼蟲、若蟲、成蟲亦會吸取茶樹汁液,但是在早期螨蟲量少時為害不顯著,當螨蟲發生量較多時被為害的樹葉脈呈紅色,葉片失綠無光澤,嚴重時芽葉萎縮、枯竭,并伴有褐色的銹斑,甚至造成落葉,使茶樹長勢衰弱,給茶葉的產量和品質帶來巨大的損失[6]。
主要包括灰茶尺蠖、茶卷葉蛾、茶毛蟲等。灰茶尺蠖,鱗翅目尺蠖蛾科,在海南一年發生6代以上,以蛹在茶園越冬。以幼蟲咬食葉片進行為害。三齡前的幼蟲一般取食嫩葉的葉肉和其表皮;3齡幼蟲自葉緣取食使葉片邊緣凹凸不齊;四齡幼蟲食葉后僅留葉片主要莖脈;4齡后食量大大增加可將嫩葉和成葉全部食盡[7]。
茶卷葉蛾,鱗翅目卷葉蛾科,在海南一年發生4-6代,低齡幼蟲具有趨嫩性,藏在嫩葉卷成的蟲苞中。啃食葉肉后僅剩下表面的皮,被害葉有透明枯斑。隨蟲齡增大食葉量增加,后期蟲苞卷葉數可多達數十葉,此時,成葉、老葉同樣被蠶食殆盡,食完一苞便轉結新苞為害。
茶毛蟲,鱗翅目毒蛾科,在海南一年發生4—5代,幼蟲喜歡群集。在三齡之前,通常可以看到10至100只幼蟲聚集在葉子背面。受損葉片的上表皮為網膜狀呈半透明色;三齡后以群分別轉移到各上部枝葉間,啃食造成葉片缺刻;五齡后對食葉量要求劇增,啃食葉片、芽葉、甚至樹皮等,并將葉片咬食殆盡,茶毛蟲的發生不僅僅對茶葉產量和品質有影響,倘若人體直接接觸茶毛蟲的蟲體,將會引起皮膚紅腫發癢,對茶農的身體也會造成傷害[8]。
主要包括咖啡木蠹蛾、茶天牛、黑翅土白蟻等。咖啡木蠹蛾,鱗翅目木蠹蛾科,在海南一年發生2代以上,主要以幼蟲蛀食為害。幼蟲孵化后即蛀入梢內并逐步向下蛀食,形成長達30~60厘米的“蛀環”。幼蟲通常不會在一條枝干上,且會轉移到另一條枝干上柱害使得1頭幼蟲可蛀害3至5個大枝干。由于枝干收到為害導致茶樹的輸導組織受損,造成上部分的芽葉凋謝萎縮,其枝條則變得枯竭且容易折斷[9]。
茶天牛,鞘翅目天牛科,每二年至二年以上發生一代,幼蟲在皮下取食,約1至2天后進入木質部,然后從下蛀成隧道,蟲道上下相通,大而彎曲,可深達幾十厘米。被害后的茶樹樹干或根部上部生長發育差,一半或全部茶樹逐漸枯死,即使通過臺刈處理,亦難萌發新枝[10]。
黑翅土白蟻,等翅目白蟻科,蟻群主要以茶樹的根為食,蟻道通向上部并逐漸蛀食樹皮、淺木質層等。根莖受害后形成一個細小的圓錐形或蜂窩狀,造成樹勢衰退,枝干易折[11]。
綠色防控在白沙已經得到一些應用,目前主要以物理防治、生物防治、農業防治為主。
現階段白沙縣最常用的物理防治技術為人工捕殺、采摘修剪、誘蟲板和誘蟲燈,天敵友好、精準高效是未來物理防治技術的主要發展方向[12]。
例如使用人工捕殺法摘除帶有卵塊、蟲囊的枝葉和冬、春季挖除越冬蟲蛹等。可以針對茶麗紋象甲、茶尺蠖、茶蓑蛾等行動緩慢、體型較大、易于發現并捕捉、或有群居習性并且為了抵御天敵侵襲呈現假死性的茶樹害蟲[13]。及時采摘鮮葉可以防止茶蚜、葉蟬和螨類和病害的蔓延擴展。茶樹的嫩葉極易受病原侵襲,適用于蟲害盛發期,多用于自有小面積茶園。
殺蟲燈適用于整個蟲害發生期,能夠有效控制茶園蟲口基數。分為頻振式殺蟲燈、黑光燈、高壓汞燈等,主要針對羽化期的等鱗翅目害蟲如茶尺蠖,半翅目害蟲如葉蟬,鞘翅目害蟲如金龜子。安裝運行時間為3月底至4月初,吊燈高度是根據樹的高度來確定的,一般情況下,接蟲口距離茶樹樹冠約65cm。燈具間距最好控制在100m左右,頻振式殺蟲燈單燈控制面積為每兩公頃1盞,太陽能滅蟲燈單燈每公頃裝1盞[14]。各區域茶園要針對茶園害蟲發生和周邊生態情況計劃開關誘蟲燈時間,這是由于不同種類的昆蟲趨光時間和峰值不同,主要目的是為保護當地茶樹害蟲的天敵。一般為天黑后兩小時為宜,兩小時后為天敵昆蟲活動時間。
色板誘殺適用于對顏色有明顯趨向性的昆蟲。茶小綠葉蟬、粉虱、蠟蟬等對黃色具有趨性,單色誘蟲板誘殺效果顯著、但需人工更換,成本高、天敵誘殺量大,可能污染環境。針對以上問題,天敵友好型誘蟲板走進人們的視野,采用雙色圖案,黃色誘殺葉蟬,紅色拒避天敵,并采用降解材料制造基板,避免環境污染。色板誘殺效果又與顏色、板高、板數和天氣條件等因素有關。板高一般設置于高于茶蓬表面為好。色板設置的數量375塊/hm2,色板應當與地面保持垂直,高于樹冠5cm—10cm,每50d更換一次。色板應迎風而設,風雨較大時沒有誘殺效果。于4月初安裝,棋盤式布局。
性信息素誘殺技術是利用雌雄蟲之間獨特的信息化合物進行對害蟲的防治,通過誘捕器和性信息素的結合誘殺昆蟲,此技術專一性很強并且對環境友好、操作方便。除去誘芯本身的原因,外部因素例如誘捕器的形狀對誘捕效果有很大的影響,在海南兩地茶園通過對不同形狀的誘捕器對茶樹害蟲的誘集影響研究,實驗結論證明船型誘捕器對茶小綠葉蟬等茶園害蟲的誘集量最高.部分桶形誘捕器會因為海南降水和臺風氣候問題導致積水,使誘芯浸水。三角形誘捕器密閉性較高,所以在連續降雨時通風受限,使得粘蟲板受潮,在高溫環境下又會造成返潮喪失粘性,最后導致粘蟲的效果下降很多。目前,我國為灰茶尺蠖性信息素誘殺技術在茶樹害蟲防治中應用最為廣泛,研究者從對藥物劑量到緩釋載再到篩選誘捕器,誘捕器懸掛高度、誘捕器間距的控制,制定出一整套針對灰茶尺蠖的誘殺技術。田間試驗防治效果超60%,且被實際運用至全國各地[15]。
實驗中發現五里路茶園較芳香村茶園誘蟲量少,原因可能是因為園區內生態環境良好,茶園合理密植,為天敵提供了良好的棲息環境。對茶園內的農業防治通過人工如選育、清理、合理施肥灌溉等措施提高茶樹的抗病蟲害能力,降低病蟲害發生概率,達到茶園綠色管理的效果。具體實施方法如下:
2.2.1 選育優良品種和良好的生長環境。應選擇抗性、長勢、質量、產量條件都相對較好且適合當地氣候土壤條件的茶樹品種,按照適合間距進行栽培。選擇茶園用地時,盡可能的選生荒地,因為其土壤中的危害茶樹的病菌和蟲卵相對較少、生態環境相對穩定。研究表明,小葉種對茶餅病、茶白星病、茶云紋葉枯病的抗性一般比大葉種強[16]。
2.2.2 合理有效的管理茶園。定期清理茶園可以為茶樹提供一個獨立穩定的環境,減少茶樹病蟲害發生。“科學灌溉、合理施肥”,根據茶樹不同時期的需水量和當地氣候差異,合理安排茶園灌溉次數和水量。按茶樹不同時期的需肥量施肥,例如:為了增強茶樹對茶橙癭螨的抗性,可以適量增加氮肥的用量;適量增加過磷酸鈣用量,對紅蜘蛛的防治有一定作用。“合理密植、及時采摘”,保持合理的株距,提高茶園通風透光率,促進秋冬土壤栽培和施肥。“翻耕整地,合理修剪”,落葉層和表層土壤中的蟲卵、蛹和越冬害蟲被犁入土壤深處,導致害蟲機械死亡或第二年無法出土,以此達到殺滅害蟲的目的。冬季來臨時運用石硫合劑等進行封園,可以防止病蟲害入侵,有效控制病蟲害的繁殖發育。
2.3.1 利用天敵進行防治。目前,我國已發現茶樹害蟲天敵1100種[17]。在運用害蟲天敵進行防治時,需要了解當地天敵資源、周圍的生境,仔細了解當地受害茶樹的癥狀、病蟲害的種類。可利用捕食螨和寄生蜂將其釋放到茶園中可以有效地防止病蟲害的發生。如釋放捕食性螨蟲時茶樹單葉上螨蟲數量小于2時較好,釋放約20袋/667m2;釋放蚜蟲、繭蜂、瓢蟲等天敵時,蚜梢率大于6%時較好。除去昆蟲類天敵以外,還有其他食蟲動物也能發揮一定作用,例如在茶林和茶園中飼養禽類如鵝、雞,對茶園的病蟲害能起到一定的抑制作用。飼養數量為每畝25~30只為益。
2.3.2 昆蟲病原病毒防治。利用以害蟲為宿主的一類病毒進行對害蟲的防治措施,其種類之多收到國內外研究員的廣泛關注。現階段,我國茶園應用較多的昆蟲病原病毒是茶尺蠖核型多角體病毒,感染病毒的幼蟲會倒掛在樹枝上。且此病毒對宿主也具有專一性,這避免了田間的中性昆蟲和天敵昆蟲被誤殺[18]。
2.3.3 通過增加茶園及周邊區域的植被來改善茶園環境。使得整個茶園環境形成一個相對完整的生態系統,然后利用不同物種相互制約的關系,使得茶園的自然調控能力增強,從而保持茶園生態系統的平衡。例如種植蜜源植物、行道樹等有益措施為天敵提供良好的繁殖和棲息場所。
2.3.4 安裝生物信息對抗與智能蟲害防治系統。研究人員在海南白沙建立了“人工智能+綠色防控創新實驗室”,對白沙縣茶園害蟲進行種群檢測和綠色防控。現階段,國內外許多專家學者將人工智能技術應用于現代農業。通過信息技術與智能設備的結合,在農業生產經營流程中實現信息認知、快捷辨識、智慧監測等新模式,推動中國農業從數字化向智能化發展[19]。
據統計,在示范推廣過程中,60%的生態茶園可不使用藥物控制害蟲種群密度。當蟲害發生時我們要抓住防治的黃金時期,選擇生物(植物、微生物、動物)、礦物質農藥等高效、低毒、低殘留,有利于生態環境穩定的農藥進行防治。施藥標準嚴格按照《農藥安全使用標準 GB4285》、《農藥合理使用準則 GB8321》執行。在病害發生初期和蟲卵孵化高峰期,應根據癥狀優先選用除蟲菊、白僵菌、核型多角體病毒、多抗霉素等植物源、礦物源農藥,如防治蚜蟲、薊馬、葉蟬、蓑蛾。病蟲發生較重時,應使用高效低殘留農藥,如戊唑醇、醚菌酯、苯醚甲環唑、甲維鹽等進行應急處理,同時注意交替使用農藥[20]。對于開放式茶園,為了降低黑刺粉虱、螨類等害蟲的蟲口基數可以在秋季封園時準時噴1遍0.3~0.5波美度石硫合劑[21]。從可持續發展觀來思考,應當逐步減少化學防治技術的使用,從源頭上控制茶葉農殘,將化學防治對生態環境的影響降到最低,按照“無公害”“安全”“綠色”的茶園標準,將對人類和自然不利的因素控制在安全允許范圍內,開展茶園的綠色防控措施。
白沙綠茶已成為當地特色品牌,現階段,海南白沙茶園主要以生物防治和物理防治兩種方式防治害蟲,茶旅結合的方針以及綠色防控技術使得白沙當地的茶產業得以茁壯成長,針對綠色防控技術的應用為其帶來的影響筆者總結了以下三點。
白沙茶農在長期采茶的過程中,積累了豐富的防治經驗,但是部分茶園擔心農藥殘留會影響茶葉的質檢,所以面對茶園病蟲害采取放任不管的措施,導致茶園收入受到嚴重影響。綠色防控在控制有害生物的種群數量上具有突出的優勢,針對具體某一類或某一種的有害生物,通過設置與其相對應的害蟲性信息素的誘芯和裝置,僅需微量誘劑即可達到大量捕捉的效果,有效減少有害生物的蟲口基數。同時,通過性信息素對有害生物雌性或雄性進行大量誘殺,使其下一代繁殖受到嚴重影響,長期使用即可有效控制有害生物的種群數量,從源頭根除病蟲害。
在防控茶園病蟲害過程中,仍存在不少茶農,為追求產量而大量噴施農藥,導致吡蟲啉、啶蟲脒等一批水溶性農藥嚴重超標,同時,由于部分茶農獲取信息途徑有限,對于國際國內禁用的農藥如:草甘膦、硫丹等仍在進行使用。化學農藥的濫用帶來了嚴重后果:害蟲的抗藥性增強、對天敵等環境友好型生物大量被殺傷、生態環境被污染、茶葉農殘嚴重超標、損害飲茶者的健康。而綠色防控技術的應用,有效的降低了過量化學農藥的噴灑以及大量農藥噴灑對環境造成的污染,維護了當地自然環境的和諧。
綠色防控與技術不僅能有效的消除病蟲害、減少化學農藥的使用、降低對生態環境的不良影響,而且提高了茶葉的品質和產量,保證茶農收入為鄉村振興產業提供了依據,白沙五里路所在的有機茶園規模已擴大至約300畝,預計到2025年,全縣茶園總面積達到2萬畝,茶葉產值達1.5億元以上,為社會創造了更好的經濟效益,促進了茶葉產業的轉型升級和中國茶葉產業的可持續發展。
海南因為長年氣候的溫暖潮濕且有利于動植物繁殖,害蟲在此環境下也更易于出現,由此在茶樹病蟲害防治過程中,必須遵循綠色植保理念,穩定加強對茶樹病蟲害的綠色防治技術體系集成研究。
在理論技術上,響應國家政策實現“智慧茶園”的建設。將防治技術與AI識別、物聯網、害蟲遠程監測平臺結合運用,這需要農業科研部門進行研發、茶樹生物農藥研發以及產品的新成果推廣與應用。我國四十年來對茶樹的有害生物防控取得了巨大進步,現階段看來各個防治方法還存在不足。例如物理防治中的色板誘殺,一些顏色易吸引天敵和中性昆蟲,這就使得茶園中的天敵數量減少,茶園生態系統遭到破壞,蟲害更易于發生。誘蟲板等誘蟲道具也是農田中的污染來源之一,所以研究誘蟲板的精細化應用和可降解環保材料是重要的課題。性信息素誘殺作為新興的技術擁有諸多優點,但也不乏存在一些問題,例如防治害蟲的專一強也就代表了單一性強,不能兼治其他害蟲,在實際運用時對農園的面積也有較高的要求。茶樹的生物防治雖對比以前已經取得很大突破,但大部分研究集中在茶尺蠖、茶毛蟲、茶小綠葉蟬等,對于一些特定區域發生的害蟲則研究較少,同時在實際生產中天敵資源和病原微生物也易受環境影響。通過以上關注的問題可知,智能、生態友好、高效是今后的植保研究的主要方向。
在實踐應用上,要以“預防為主,綜合防治”的理念為主,遇到病蟲害時要及時并采取科學合理的措施,隨時接收新技術新知識。植保技術在不斷的更新迭代,許多茶農雖然經驗豐富但對缺乏新技術的學習,則導致濫用或過量施用農藥的實例增加,亦或者是注重農殘而不去施撒農藥導致茶園受害。這時對基層工作者的培訓就尤為重要了,定期培訓相關工作人員對于積極推行茶園的綠色生態經營極其重要。對于產品需要按照無公害茶園產品要求,進行綠色防控示范建設。政府等有關部門應制定并宣傳推廣針對措施。如此一來集合多方面的力量才能保證茶葉的產量和質量,全面帶動茶農們的增收致富,解決茶園面臨采茶工斷層、老齡化以及用工成本日益上漲、種植無規劃、產品質量參差不齊等問題。促使白沙茶產業實現全面綠色轉型擬,使中國的茶產業加快走上健康可持續發展的道路。