郭文秀 李麗莉 姜文鳳 程亞增 宋瑩瑩 崔洪瑩 呂素洪 于毅 門興元
關鍵詞:入侵害蟲;番茄潛葉蛾;危害風險;監測預警;綜合防治
番茄潛葉蛾Tuta absoluta(Meyrick),隸屬鱗翅目(Lepidoptera)麥蛾科(Gelechiidae),又名番茄麥蛾、番茄潛麥蛾(tomato leafminer、SouthAmerican tomato leafminer)。該蟲寄主廣泛,可為害茄科、豆科、十字花科以及禾本科等在內的9科40余種植物,包括番茄、馬鈴薯、茄子、辣椒、煙草等經濟作物,其中最嗜食番茄。它主要以幼蟲潛食葉肉、蛀食果實等,引發作物早衰、誘發次生病害,導致果實腐爛、減產減收,嚴重發生時番茄減產80%~100%,是番茄產業極具毀滅性的害蟲之一。
番茄潛葉蛾起源于南美洲,于2006年被發現入侵西班牙東部,并以平均每年800km的擴散速度在歐洲、非洲、中東和亞洲迅速傳播,現已入侵103個國家和地區。我國于2017年8月首次發現番茄潛葉蛾入侵新疆伊犁地區。隨后,該蟲迅速擴散至云南、貴州、四川、廣西、湖南等地,目前已在我國西北、西南、華北、華中13個省份發生,并在局部地區暴發成災,進一步擴增趨勢明顯。
山東省是番茄潛葉蛾潛在的高適生區。近期調查發現,番茄潛葉蛾已在山東省部分地區番茄生產中發生危害,對山東省番茄產業的健康發展構成潛在巨大威脅。遏制該蟲進一步擴散蔓延已成為當務之急,為此,本文在分析番茄潛葉蛾對山東省番茄危害風險的基礎上,綜述番茄潛葉蛾的形態特征、為害特點、監測預警技術及防控措施,并提出相應的對策建議,以期為山東地區該蟲的識別、監測預警和精準防控提供一定參考。
1番茄潛葉蛾對山東省番茄產業的危害風險
山東省是我國最大的番茄產區,產量約占全國的27%。作為重要的大宗蔬菜之一,番茄的生產情況直接影響到全省乃至全國的蔬菜安全。番茄在山東省內各地區均有大面積種植,栽培模式多樣,有早秋保護地/拱棚、越冬保護地、早春日光溫室、越夏拱棚及露地栽培等,基本實現了番茄的周年生產,這為番茄潛葉蛾的種群繁殖、擴散與再定殖提供了絕佳的寄主條件。
番茄潛葉蛾繁殖力強,世代重疊嚴重,傳播擴散速度快,環境適應性和成災性極強,所入侵地區番茄產業無不損失嚴重。在荷蘭,該蟲危害導致番茄產量下降,引起的經濟損失每年約500萬~2500萬歐元;在伊朗,該蟲被防治后仍能造成番茄產量損失約10%,每年經濟損失達3500萬美元:土耳其每年用于防治該蟲的化學控制費用約為1.6億歐元等。據統計,山東省2020年番茄栽培面積9萬多公頃,年產值約為150億~200億元,如若按照10%~20%損失計算,該蟲將造成番茄產業每年至少15億~30億元的經濟損失。
番茄潛葉蛾入侵危害番茄除造成直接經濟損失外,每一生長季殺蟲劑的應用次數也會較以往增加15次左右。高頻次大量用藥不僅對授粉昆蟲和自然天敵產生不利影響,而且誘發高抗藥性種群的出現,同時引發預料不到的后果,如次要害蟲的大暴發,由此所帶來的種植業風險、消費者風險以及環境風險等都是不容忽視的問題。
因此,必須充分認識到番茄潛葉蛾擴散暴發對山東省番茄生產構成的重大威脅,迅速開展監測預警和科學防控,做到發生區域重點監控,遏制擴散,未發生區域早監測、早發現、早防控,切實保障番茄生產安全。
2番茄潛葉蛾形態特征與為害特點
番茄潛葉蛾為小型蛾類昆蟲,一個世代要經歷卵、幼蟲、蛹和成蟲4個階段。卵呈圓筒狀,長0.2~0.4 mm,初產時為乳白色,近孵化時為橘黃色。幼蟲共4齡,隨著齡期增長,體色由奶黃色或奶白色變成綠色、黃綠色,背部偶呈粉紅色;明顯特征為前胸背板后緣具有2條棕褐色眉形斑紋。蛹呈圓筒狀,長5~6mm,隨著生長發育,蛹的顏色逐漸加深,由翠綠色漸變為棕綠色、棕色,近羽化時為灰色。成蟲體長6~7mm,翅展8~10mm,淡灰色、灰色或棕褐色,鱗片銀灰色,前翅具黑色斑點:觸角絲狀,足細長具有灰白色與黑褐色相間的橫紋:腹部紡錘形,雌蟲較雄蟲更為明顯,腹面具“八”字形黑色斑紋,腹部末端具馬蹄形短毛叢。
在南美洲,番茄潛葉蛾每年發生10~12代,成蟲將卵產于植株頂梢葉片背面、正面或嫩莖上,少部分產在幼果和果萼上。幼蟲孵化后潛入葉片或果實,取食番茄組織,發育至老熟后吐絲下垂,在土壤中(1~2cm)化蛹,亦可在潛道內、葉片表面皺褶處或果實中化蛹,常常結一薄薄的絲繭。
幼蟲是為害番茄的主要蟲態,齡期越大,取食量越多。葉片被害時,被害部位初期為半透明的細小潛道或潛斑,隨著幼蟲生長,形狀不規則的潛道或潛斑逐漸變寬變大,呈窗戶紙樣,并留有黑色糞便,嚴重影響葉片的光合作用,致使葉片逐漸皺縮,甚至枯萎。果實被鉆蛀部位通常位于果萼與果實、葉片與果實、果實與果實相接的隱蔽處,鉆蛀后造成孔洞、畸形,易被病菌感染而腐爛,嚴重影響果實的商品價值。
3監測技術
番茄潛葉蛾近距離傳播主要通過成蟲飛行,風力有助于其加速擴散蔓延,遠距離傳播主要借助番茄(果實、藤蔓、種苗、運輸機械與工具、包裝箱具、包裝物、填充物等)運輸等。因該蟲體積小,不易發現,因此通過技術手段實現早期監測對于控制該蟲的擴散與危害極為重要。目前,番茄潛葉蛾的監測手段主要包括燈光/色板監測和性誘監測等。
3.1燈光/色板監測
燈光與色板監測均是利用昆蟲的趨光性誘捕成蟲進行預測預報,其首要前提是明確被監測昆蟲的敏感波長及趨向性。研究發現番茄潛葉蛾對黑/藍紫燈光的趨向性較強。在380~460nm不同波長的藍紫光燈光誘捕器中,380nm的紫外光誘捕到的番茄潛葉蛾數量是其他4種波長的3.11~10.92倍,可作為燈光監測番茄潛葉蛾的最佳光源。色與光是密不可分的,光是色彩的來源和感知色彩的必要條件,色是光的具體顯現。番茄潛葉蛾對不同顏色色板的趨向性與對光源的趨性基本一致,對深色色板(黑、藍、紅等)的趨向性強于淺色色板(白、黃等)。因此,黑/紫外光燈或黑/藍色板均可以用來監測番茄潛葉蛾種群。
3.2性誘監測
性誘監測主要是利用番茄潛葉蛾雌蛾釋放的性信息素監測雄蛾的發生動態,具有操作簡便、專一性強、對天敵傷害小等優點,已被廣泛應用于番茄潛葉蛾的監測預警。番茄潛葉蛾性信息素包括主要組分(3E,82,11Z) -十四碳三烯乙酸酯和次要組分(3E,82) -十四碳烯醇乙酸酯,兩種組分以主要組分單獨使用或主要組分和次要組分混合使用(95:5、91:9或90:10)均可實現有效監測。相較而言,兩個組分混合的性信息素誘芯不僅誘集效果更優,而且在高溫環境中持續時間更長。番茄田中每公頃懸掛4~5個誘捕器即可起到很好的監測作用。
目前,國內已商品化的番茄潛葉蛾性信息素誘芯主要有4種,分別由中國科學院動物研究所、青島羅素生物科技有限公司、北京中捷四方生物科技股份有限公司、北京水光科技有限公司生產,均為單一主要組分,誘集作用顯著,但不同產品誘捕效果之間仍存在差異。盡管利用性信息素監測獲取的雄蛾數據不一定表明作物受損,但通過監測數據評估種群發生數量并據此預測危害程度對于防控決策的制定也是極為必要的,可以單個誘捕器周誘捕雄蟲量進行判斷,1~3頭屬輕度危害,4~30頭屬中等危害,大于30頭則屬重度危害。
4防控措施
番茄潛葉蛾的防治應以種群精準測報為基礎,綜合應用農業防治、物化誘殺、生物防治和應急化學防治等措施,確保將害蟲控制在經濟允許水平之下,達到經濟效益、生態效益和社會效益的一致。
4.1農業防治
農業防治是創造一個不利于害蟲發生而有利于天敵充分發揮控害作用的環境條件.主要措施包括通過篩選、培育抗性品種以及通過輪作、灌溉、施肥等栽培管理措施來抑制其種群增長。
4.1.1抗性品種番茄潛葉蛾抗性植物品種的研究主要集中在番茄上。人工培育的番茄品種中絕大部分均對番茄潛葉蛾易感,僅有幾種表現為中抗,對番茄潛葉蛾抗性較強的多為野生品種。番茄對番茄潛葉蛾的抗性主要與基因型、葉片和根莖毛狀物密度及分泌的化合物有關。Guruswamy等對多毛番茄Solanum habrochaites20種基因型進行抗性評價,發現對鱗翅目害蟲具有抗性的以色列LA1777以及具高酚及高密度毛狀物的印度EC620343番茄表現出抗番茄潛葉蛾潛力,其中LA1777能夠顯著抑制番茄潛葉蛾的種群增長速度,并降低其繁殖力,在其上繁殖的低齡幼蟲死亡率高達63.33%,該品種對番茄潛葉蛾的田間抗性值得進一步研究。除篩選抗性品種外,轉野生番茄抗性基因的番茄品系也已成功構建并實現商業化,轉Bt殺蟲基因的番茄也已被證實可顯著提高番茄潛葉蛾幼蟲死亡率,降低葉片的潛道數量,是防治番茄潛葉蛾種群的潛在手段。
4.1.2栽培管理利用栽培管理措施促進植物健康生長以提高植株耐蟲害的能力,也是低成本控制番茄潛葉蛾的策略之一。研究發現,施用腐植酸、蚯蚓糞肥及添加促生細菌,能夠提高番茄對番茄潛葉蛾的抗性,顯著延緩番茄潛葉蛾的生長發育,降低番茄潛葉蛾對植株的危害。同時,減少氮肥使用量也能夠降低植株上番茄潛葉蛾的存活率,延緩其生長發育,降低種群數量以減輕危害。此外,通過與非茄科類作物進行輪作,打斷番茄潛葉蛾生活史,能夠有效抑制種群增長。極端高溫會影響番茄潛葉蛾的生長發育和存活,35℃條件下番茄潛葉蛾卵的存活率僅為11%,孵化的幼蟲無法正常發育,因此可結合栽培模式,在夏季通過高溫悶棚措施減少蟲源,同時應及時清除周邊雜草,減少番茄潛葉蛾的喜好寄主植物,抑制種群擴散與轉移。
4.2物化誘殺
物化誘殺主要采用燈光、色板誘殺番茄潛葉蛾成蟲,利用性信息素誘殺雄蟲或干擾雌雄交配,減少成蟲產卵量,進而降低子代種群數量。以上措施可協同作用,有效壓低成蟲數量。
4.2.1燈光/色板誘殺
利用燈光誘捕器可以誘捕大量番茄潛葉蛾成蟲以降低子代種群數量,誘捕效果與光源及懸掛高度等因素相關。藍紫光對番茄潛葉蛾的誘捕效果普遍優于其他光源。在溫室番茄中,將波長380nm紫外光LED燈誘捕器置于地面,50d內日均誘蛾量高達253.2頭,其中雌蛾占比81.4%,在誘集到的所有雌蛾中有84%以上的個體為抱卵雌蟲。燈光誘捕器能夠同時誘殺番茄潛葉蛾雄蟲與雌蟲,雌蛾占比約50%以上,在防治番茄潛葉蛾中能夠起到重要作用,但效果也受蟲口密度等因素影響。通常,在害蟲種群密度較低時,燈光誘殺能夠明顯降低番茄潛葉蛾的為害,而在種群密度較大時,燈光誘殺卻無法達到降低番茄潛葉蛾為害的目的,其防控效果是有限的。
不同顏色色板對番茄潛葉蛾的誘殺效果也不盡相同。已有研究結果發現,在不放置性誘芯時,藍色和白色色板對番茄潛葉蛾的引誘效果最好:然而,亦有研究顯示,黑色色板的誘蛾數量明顯多于其他顏色(藍色、白色和黃色)的色板。而在放置性誘芯時,色板顏色不同對番茄潛葉蛾的引誘效果亦不相同,誘集效果由高到低為紅色、藍色、黃色和綠色、白色。
4.2.2性信息素誘殺/交配干擾
利用性信息素誘芯與誘捕器搭配可大量誘捕雄蟲起到防控作用,誘捕效果與性信息素劑量、誘捕器類型、顏色、懸掛高度等因素相關。大劑量性信息素誘芯(0.8mg)對雄蟲的誘捕效果優于0.5mg標準劑量誘芯,因此,在危害較嚴重的地塊,推薦大劑量誘芯,而在危害較輕的地塊可用標準劑量誘芯。在與誘芯搭配的誘捕器類型中,三角形誘捕器效果較優,且使用簡易。三角形誘捕器中使用深色粘蟲板(如黑、紅、綠、藍色)要比淺色粘蟲板(白、黃色)更能吸引雄蟲。通常,誘捕器的懸掛高度應考慮害蟲的發生部位與植株高度,然而研究發現,番茄潛葉蛾誘捕器不必隨植株生長而調整懸掛高度,誘捕器懸掛越低,誘捕效果反而越好,直接置于地面效果最好,這可能與成蟲具有田間地面上求偶交配的習性有關。
此外,田間高密度地懸掛高劑量性信息素產品,能夠迷向干擾番茄潛葉蛾雌雄交配,稱為“迷向法”。該方法主要是通過人為釋放高濃度性信息素,鈍化番茄潛葉蛾雄蟲嗅覺系統,迷向干擾雄蟲對雌蟲的搜索定位,降低交配幾率,減少后代發生量以達到防控目的。在密閉溫室中,以初始劑量30g/hm2恒定速率排放4個月以上,能夠成功干擾成蟲交配[72]:隨機散布1000個性信息素釋放誘芯能夠使成蟲數量減少93%以上,葉片蟲害率減少57%~85%,果實損害率降低62%~89%。然而,該方法的成功應用要求較高的封閉環境.需進行良好的隔離,防止已交配雌成蟲的遷入也是保證防控成效的必要條件。
4.3生物防治
生物防治是利用有益生物或其他生物控制或者消滅害蟲的方法。番茄潛葉蛾的生物防治包括從原產地引入天敵,保護和利用人侵地已有天敵,人工釋放天敵和生物源農藥等,主要包括赤眼蜂、姬小蜂、繭蜂、姬蜂等寄生性天敵,以及捕食蝽、瓢蟲、步甲、草蛉、蠼螋、蜘蛛等捕食性天敵,此外白僵菌、綠僵菌、蘇云金芽胞桿菌等病原微生物以及寄生性線蟲也可以用來防治番茄潛葉蛾。
4.3.1天敵昆蟲番茄潛葉蛾寄生性天敵應用最為廣泛的主要為卵寄生蜂——赤眼蜂,如暖突赤眼蜂(Trichogramma achaeae)、卷蛾分索赤眼蜂與短管赤眼蜂,其對番茄潛葉蛾卵的寄生率達87%以上,其中暖突赤眼蜂高達100%,溫室條件下釋放27d后可使番茄植株葉片、果實損害率減少91.74%。以上赤眼蜂在南美洲已被納入番茄潛葉蛾的生物防治方案并得以成功應用。除赤眼蜂外,還有對幼蟲具有寄生作用的姬小蜂科天敵,如芙新姬小蜂(Neochrysocharis formos)、長腹伲姬小蜂(Necremnus artynes)及潛葉蛾伲姬小蜂也被認為是番茄潛葉蛾生防的良好候選種類,尤其是芙新姬小蜂在田間對番茄潛葉蛾的總致死率達61%~92%,應用潛力巨大。捕食性天敵中研究應用最多且成功的主要為煙盲蝽(Nesidiocoris tenuis)與短小長頸盲蝽(Macrolo-phus pygmaeus)。煙盲蝽偏好取食番茄潛葉蛾1齡幼蟲,短小長頸盲蝽主要取食番茄潛葉蛾卵,在溫室中分別釋放兩種天敵,均能夠有效控制潛葉蛾的發生為害,顯著降低作物葉片及果實受害率。
4.3.2病原微生物昆蟲病原真菌中已發現控害效果較好的菌株,如白僵菌Beauveria bassLanaQu-B912可使番茄潛葉蛾卵死亡率高達80%,3齡幼蟲致死率達68%:綠僵菌Metarhizium anzso-pliae Qu-M558菌株可使卵死亡率達60%;綠僵菌M. anisopliae var. anisopliae(Metschnikoff)Sorokin還被發現對蛹具有較強的殺滅作用,但目前尚未有針對番茄潛葉蛾的商業化產品。商業化生產Bacillus thuringiensLs var.kurstaki和B.thuringiensLs var. aLzawa是研究較多的蘇云金芽胞桿菌亞種,對1~3齡幼蟲控效良好,能夠顯著減少番茄潛葉蛾對作物的危害。國內學者對Bt防治番茄潛葉蛾也開展了相關研究,發現Bt G033A對番茄潛葉蛾各齡幼蟲均具有較好的毒殺活性,室內與田間對幼蟲的校正死亡率達95%以上。
4.3.3寄生性線蟲寄生性線蟲是一類適用于鉆蛀性及土棲性害蟲防治的生物天敵,對番茄潛葉蛾也表現出極高的致死效果。目前,室內評價已篩選出多種高毒力線蟲種類,在3h內即可致死63%~86%的幼蟲對幼蟲的致死率為100%。線蟲具有主動搜索害蟲的能力,葉面噴施后線蟲能夠鉆入潛道內尋找并寄生幼蟲,在施用劑量25時,S.carpocapsae、S.feltiae對幼蟲的致死率分別為85.7%和100%。番茄潛葉蛾幼蟲具有落地化蛹習性,S.carpocapsae、H bacteriophora線蟲對掉落到土壤中的幼蟲致死率分別為100%、96.7%。盡管目前尚未見有關線蟲對番茄潛葉蛾蛹的敏感性及防控效果報道,但基于線蟲能夠寄生其他鱗翅目害蟲的蛹,如小地老虎、草地貪夜蛾等,因此,開展利用線蟲防治番茄潛葉蛾地下蟲態(老熟幼蟲與蛹)控制效果及持續性研究,可能為番茄潛葉蛾落地化蛹隱蔽蟲態的控制、世代重疊羽化成蟲數量的降低提供新策略。
4.3.4植物源提取物此外,國外對利用植物源提取物防治番茄潛葉蛾也進行了大量研究,發現鷓鴣花屬植物Trichilia pallida
Swartz( Meliaceae)水浸提取物、藿香薊Ageratum conryzoides的正己烷提取物均對番茄潛葉蛾幼蟲具有一定的毒性:印楝Azadirachta indica種子的乙醇提取物和麻瘋樹Jatropha curcus種子的石油醚提取物處理4d時,對卵的致死率分別為25%、18%,對幼蟲的致死率高達100%;胡椒屬Piper amala-go var. Medium提取物不僅具有較好的殺蟲活性,還可延長幼蟲期及蛹期。目前,國內對于番茄潛葉蛾植物源農藥的研究與開發仍屬空白,這些研究成果可為該方面工作的開展提供有價值的參考。
4.4化學防治
目前,化學防治仍是控制番茄潛葉蛾的主要手段。化學防治具有效果快、使用簡便等優點,是有效控制突發性和暴發性害蟲、減少作物損失最主要的手段。然而,因番茄潛葉蛾隱蔽發生(成蟲晝夜潛伏、幼蟲潛食和蛀食、落地化蛹等)和隱匿為害(潛葉、蛀果、蛀梢等),需頻繁用藥,盡管如此,也仍無法獲得理想的防治效果。化學藥劑的不合理使用導致番茄潛葉蛾已對多種類型殺蟲劑產生抗性。如在南美洲,已發現對有機磷、擬除蟲菊酯、阿維菌素、殺螟丹、甲胺磷、茚蟲威呈低水平抗藥性,對幾丁質合成抑制劑呈高水平抗藥性,對多殺霉素、二酰胺的抗藥性呈增強趨勢。在歐洲,該蟲也被檢測出對擬除蟲菊酯、茚蟲威、多殺霉素、二酰胺的抗藥性。入侵我國的新疆種群也已被監測到對氯蟲苯甲酰胺、高效氯氰菊酯的抗藥性。因此,必須篩選出防治入侵我國番茄潛葉蛾種群的有效藥劑。截至目前,我國學者已篩選出乙基多殺菌素、阿維菌素、氯蟲苯甲酰胺、甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽、甲氧蟲酰肼、蟲螨腈、氯蟲腈、溴蟲腈等可作為防控番茄潛葉蛾危害的有效藥劑。
5對策與建議
番茄潛葉蛾剛被發現入侵山東省,其入侵途徑尚不清楚。在山東省氣候條件下,其田間主要擴散傳播方式也不清楚,這給制定合理、有效和安全的綜合防控措施造成極大阻礙。因此建議開展以下工作。
5.1加強蟲情監測,嚴防入侵擴散
在山東省番茄主產區,以番茄為重點,兼顧周邊茄子、馬鈴薯、辣椒等茄科作物,開展番茄潛葉蛾發生的調查研究:對已發生地區進行重點監控,加強其他未發生地區的蟲情監測。同時對番茄潛葉蛾入侵區域追本溯源,明確該蟲的入侵途徑,阻斷進一步的入侵與擴散。加強宣傳培訓力度,充分利用現場講解、發放明白紙、新媒體等手段,使農技人員和廣大農戶認識該蟲的形態特征、生物學特性和應急防治措施,提高防范意識;對已受害的番茄棚進行有效防控,控制蟲源,遏制進一步擴散。
5.2加強暴發成災機制研究,研發高效實用關鍵防控技術
番茄潛葉蛾幼蟲具有“潛食”特性,老熟幼蟲落地化蛹也同樣具有隱蔽性,化學藥劑很難徹底有效防控,加之長期依賴化學防控已經產生抗藥性、食品安全及環境污染問題,因此迫切需要結合山東省氣候與番茄栽培模式,明確其發生規律與擴散途徑,研究制定科學有效的綠色防控技術體系,從而有效控制番茄潛葉蛾種群,減少其暴發成災的風險,保障番茄安全生產。