李捷+李慶亮+張未仲等
摘要:對國內(nèi)外果樹害蟲生態(tài)防控技術(shù)(植物抗蟲性、不同作物間作、昆蟲信息素、生物防治)應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了評述,并針對生態(tài)防控技術(shù)存在的問題提出了建議,為果樹害蟲生態(tài)防控提供了思路。
關(guān)鍵詞:果樹害蟲;生態(tài)防控;應(yīng)用現(xiàn)狀;發(fā)展前景
當(dāng)前,植物檢疫、農(nóng)業(yè)防治、抗性品種選育、生物防治、物理機(jī)械防治和化學(xué)防治等手段是主要病蟲害防控手段,由于防治效果、使用成本等因素,我國田間病蟲防控以化學(xué)防治為主。我國農(nóng)藥的生產(chǎn)和使用量非常大,國內(nèi)農(nóng)藥企業(yè)的總產(chǎn)量都在百萬噸以上。但隨著化學(xué)農(nóng)藥的使用隨之而來的是大量的安全問題,如環(huán)境污染、土壤退化、3R ( 3R,Resistance,Residue,Resursence,即抗性、殘留、再增猖獗)等。
作為世界第一水果生產(chǎn)大國,我國果品出口率只有1%~2%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界平均水平,而農(nóng)藥殘留超標(biāo)是主要的制約因素[1]。早在上世紀(jì)90年代,美國、瑞典、比利時等國對自己國家生產(chǎn)的水果進(jìn)行農(nóng)藥殘留檢測,檢出率低于10%,超標(biāo)率低于5%[2]。2000年,愛爾蘭對蘋果進(jìn)行農(nóng)藥殘留檢測發(fā)現(xiàn),檢出率為59.5 %,而超標(biāo)率為0[3]。而我國主要蘋果產(chǎn)區(qū)的蘋果果實中的樣品農(nóng)藥殘留的檢出率為96.08%,農(nóng)藥殘留超標(biāo)率為13.07%。因此建立果園蟲害綜合生態(tài)防控體系非常有必要,果園作為一個生態(tài)系統(tǒng),通過對植物抗蟲性、果園間作、昆蟲信息素、生物防治等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行科學(xué)調(diào)控,實現(xiàn)果園蟲害的可持續(xù)控制,維護(hù)果園生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定,減少化學(xué)農(nóng)藥使用量,是目前我國果業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。
1果樹害蟲生態(tài)防控技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
1.1植物抗蟲性
在害蟲綜合治理過程中,抗蟲品種的合理使用是最關(guān)鍵的技術(shù),也是最經(jīng)濟(jì)有效的技術(shù)。種植具有抗蟲性的品種后,在防治害蟲過程中不需要增加額外的成本,同時能夠減少化學(xué)農(nóng)藥的投入和使用,并有可能逐步代替化學(xué)農(nóng)藥,進(jìn)而減少化學(xué)防治手段帶來的環(huán)境污染和食品安全等問題。早在19世紀(jì)后期,就有了法國使用抗葡萄根瘤蚜的品種遏止了根瘤蚜的危害,進(jìn)而挽救葡萄釀酒業(yè)的的成功案例。近年來不斷有關(guān)于果樹抗蟲性相關(guān)研究的報道。如目前對葡萄根瘤蚜最為有效的防控措施是使用抗根瘤蚜葡萄砧木,研究表明5BB、SO4、1103P、河岸葡萄 580以及甜冬葡萄等品種對根瘤蚜表現(xiàn)出較強的抗性[4]。蘋果綿蚜嚴(yán)重危害造成的蘋果減產(chǎn)[5],已經(jīng)影響了我國的蘋果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。選育具有抗性的蘋果品種是一項有效防治蘋果綿蚜的措施,20世紀(jì)30年代Lindlye發(fā)現(xiàn)蘋果品種Winter Majetin能抗蘋果綿蚜。目前國內(nèi)外已經(jīng)在不同蘋果品種上研究了蘋果綿蚜的發(fā)育速率、繁殖力、存活率以及為害率,為選用抗性品種提供了依據(jù) [6-7]。棗樹上使用茉莉酸甲酯誘導(dǎo)樹體抗蟲性反應(yīng)后,日本龜蠟蚧的取食和消化受到了明顯抑制[8]。蒙古扁桃葉片用 MeJA 處理后,黃褐天幕毛蟲出現(xiàn)生長發(fā)育受到抑制、食物利用率降低、死亡率增高等[9]現(xiàn)象。
1.2果園不同作物間作
通過增加果園植被覆蓋和植物種類,進(jìn)而使果園生態(tài)呈現(xiàn)多樣性,增加天敵的種類和數(shù)量,是目前對果園害蟲進(jìn)行生態(tài)防控的有效方式之一。
草本植物可為天敵昆蟲提供良好的蜜源和棲息場所,可增強果園生態(tài)系統(tǒng)對農(nóng)藥的耐受性,并且擴(kuò)大生態(tài)容量。因此在果園增加不同類型的植物對于建立昆蟲群落多樣性,同時對于天敵種類和數(shù)量有著巨大作用。目前在蘋果園種植的植物種類以豆科牧草為主,嚴(yán)毓驊發(fā)現(xiàn)果園種植紫花苜蓿與夏至草、泥胡菜結(jié)合,能夠增加小花蝽的種群數(shù)量[10-11]。馮建國發(fā)現(xiàn)果園間作三葉草和紫花苜蓿后,天敵數(shù)量相對于清耕園明顯增加,而蚜、螨及金紋細(xì)蛾等害蟲數(shù)量減少[12]。伊興凱發(fā)現(xiàn)梨園生草后,增加了果園生物多樣性,保護(hù)了害蟲天敵(蜘蛛、食蚜蠅等)[13]。盧向陽研究發(fā)現(xiàn)在栗園種植黑麥草的針葉小爪螨種群密度明顯降低,而捕食性天敵栗真綏螨的種群數(shù)量增加[14]。宋備舟研究發(fā)現(xiàn)通過在梨園間作芳香植物(薄荷、孔雀草等)可以控制梨園害蟲(梨木虱、康氏粉蚧等),增加天敵數(shù)量(瓢蟲、食蚜蠅等),且對梨園主要害蟲與天敵相互關(guān)系具有調(diào)節(jié)作用[15]。在柑桔園中種植新羅頓豆后,捕食性螨類的種群密度明顯增加,對柑桔葉螨能夠起到較好的控制效果[16]。
果糧間作能改變系統(tǒng)的生物種群結(jié)構(gòu),使系統(tǒng)生物
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種群增多,動物種群中益蟲種群增多,增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性。果園間作小麥、油菜,捕食性天敵草蛉增加134%,瓢蟲增加100%[17]。蘋果園間作小麥、花生,可提高天敵種群數(shù)量[18]。
但是也有研究表明,果園間作生草后,并沒有增加天敵數(shù)量,對主要害蟲沒有起到控制的作用,這可能與當(dāng)?shù)亟涤炅坑幸欢P(guān)系[19]。
1.3昆蟲信息素
昆蟲信息素是同種個體間傳遞信息的化學(xué)物質(zhì),作為第2代殺蟲劑的昆蟲信息素具有用量非常小、活性高,只針對靶標(biāo)而對其他生物基本無影響等優(yōu)勢。昆蟲信息素主要用于蟲情調(diào)查、干擾交配、直接誘殺等方面進(jìn)行害蟲防治。目前國內(nèi)外信息素作為商品銷售的已有60余種,而目前國內(nèi)使用較多的有10多種,主要用于鱗翅目害蟲如食心蟲、蘋小卷葉蛾、舞毒蛾等[20]。
1.3.1蟲情調(diào)查將合成的昆蟲性信息素化合物制成適當(dāng)劑型,選擇合適的誘捕器,于成蟲發(fā)生期之前放置于田間,逐口調(diào)查誘蟲量,根據(jù)誘蟲量的變化情況確定成蟲羽化高峰,從而做出蟲情發(fā)生預(yù)測,以指導(dǎo)化學(xué)防治等工作。此法既可監(jiān)測成蟲群體的發(fā)展趨勢,對害蟲的發(fā)生期、發(fā)生量進(jìn)行預(yù)測,幫助判斷施用殺蟲劑的時間;也可用于害蟲分布區(qū)域調(diào)查,特別是判斷檢疫害蟲的發(fā)生范圍,這對于防止蘋果蠢蛾、美國白蛾等重要檢疫害蟲的疫區(qū)擴(kuò)散情況調(diào)查有重要意義。國內(nèi)外目前已有百余種昆蟲的檢測誘芯產(chǎn)品,國內(nèi)的類似產(chǎn)品也有80多種。
1.3.2干擾交配干擾交配技術(shù)又名迷向法,指將大量含有合成性信息素的載體,置于害蟲大量發(fā)生的大田或林間,使性信息素組分彌漫于大氣中,從而干擾破壞雌雄蛾有效交配,降低交配率,達(dá)到減少下一代幼蟲數(shù)量的目的[21]。曾有人用此法防治舞毒蛾,取得了良好效果,在日本已有斜紋細(xì)蛾等11種交配信息攪亂劑獲得登記[22]。葡萄小卷蛾(Lobesia botrana)是歐洲的大害蟲,德國BASF公司通過試驗證明利用葡萄小卷蛾的信息素( E7,z9-12:Ac) 散發(fā)器進(jìn)行干擾交配,能夠很好地控制葡萄小卷蛾[23]。荷蘭TNO塑料橡膠研究所J.J. de Vlieger等報道,1990、1991和1992年在西班牙用交配干擾技術(shù)防治蘋果蠹蛾,效果與化學(xué)防治的結(jié)果相當(dāng)。1992年在荷蘭進(jìn)行了利用蘋果蠹蛾和卷葉蛾信息素同時防治兩種害蟲,防治效果與化學(xué)防治區(qū)相當(dāng)。
1.3.3直接誘殺在田間設(shè)置大量性信息素誘捕器引誘雄蛾,再采用粘膠板、水盆或與殺蟲劑結(jié)合等方法殺滅誘集到的雄蛾,造成雌雄比例失調(diào),減少雌雄交配幾率,降低下一代蟲種群密度,進(jìn)而達(dá)到防治害蟲的目的[24]。
1.4生物防治
1.4.1微生物農(nóng)藥微生物農(nóng)藥靶標(biāo)特異性強,環(huán)境友好度高,不易產(chǎn)生抗藥性,是目前國內(nèi)外綠色有機(jī)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)病蟲害防治的主要武器。微生物殺蟲劑包括昆蟲病原細(xì)菌殺蟲劑、昆蟲病原真菌殺蟲劑、微孢子殺蟲劑、昆蟲病毒殺蟲劑等。目前研究和使用較多的是蘇云金芽孢桿菌Bt毒素,其對40多種害蟲有著較好的防治效果,特別是鱗翅目害蟲,如棉鈴蟲、斜紋夜蛾、小地老虎等 [25]。而防治昆蟲病原菌主要是真菌,如白僵菌、綠僵菌、擬青霉菌、座殼孢菌、多毛菌等。但是由于微生物農(nóng)藥在儲存和使用過程中存在著較多的問題,例如,見效慢、防效不穩(wěn)等,因此篩選環(huán)境相容性好、見效快的微生物農(nóng)藥是科研工作著今后努力的方向。
1.4.2植物源農(nóng)藥利用植物的根、 莖、 葉、 花、 果、 種子或者提取其活性物質(zhì)制成的對有害生物有一定活性的物質(zhì)稱之為植物源農(nóng)藥。人類采用植物控制蟲害有著悠久的歷史,目前已報道的有2 400余種植物能夠?qū)τ泻ι锲鸬揭欢ǔ潭鹊目刂?,而具有殺蟲活性的植物就有1 000多種。萬壽菊的不同有機(jī)溶劑的提取物對不同葉螨的卵都有一定生物活性[26];苦楝種核提取物對柑桔全爪螨的不同蟲態(tài)均有很強的生物活性,并且對二斑葉螨成螨、卵也有較強的觸殺及驅(qū)避活性;川楝中的川楝素對咀嚼害蟲具有胃毒作用與拒食作用[27];魚藤酮是傳統(tǒng)的植物源殺蟲劑,其防治譜較廣,達(dá)800余種害蟲[28];14種唇形科植物精油提取物對朱砂葉螨具有熏蒸和忌避的防治效果[29]。
1.4.3天敵利用天敵防治害蟲大致分為2種方法:一是人工飼養(yǎng)天敵形成規(guī)模后投放在田間,進(jìn)行害蟲防治;二是通過人工手段吸引天敵定居在目標(biāo)地塊,進(jìn)而達(dá)到防控害蟲的目的。第1種方法多應(yīng)用于設(shè)施栽培,而第2種方法更多地應(yīng)用于田間、果園和林地等場合。寄生蜂是目前生物防治中應(yīng)用較廣、效果顯著的重要天敵。對于斑潛蠅來說,寄生是最好的也是唯一的生物防治方法。我國對赤眼蜂進(jìn)行了較為深入的研究,目前赤眼蜂在防治果樹害蟲蘋小食心蟲、梨小食心蟲、尺蠖過程中有著很好的防治效果,對害蟲卵的寄生率達(dá)60%~90%。此外,瓢蟲是目前研究較多的天敵昆蟲,其種類繁多,目前記載的天敵瓢蟲種類有100多種。孫興全等(1994)研究發(fā)現(xiàn)在大棚內(nèi)施放異色瓢蟲防治草莓蚜蟲效果良好,異色瓢蟲防治棉蚜(瓜蚜)也很理想[30]。天敵防治的關(guān)鍵主要是加強農(nóng)業(yè)栽培措施、引進(jìn)或移植外地天敵,以及選擇釋放天敵的時間。在果園四周或行間種植蜜源植物或牧草,增加生物多樣
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性,又有利于天敵的棲息活動,從而提高害蟲天敵的越冬及繁衍活動能力,有效地維持果園生態(tài)平衡。
2問題與展望
針對目前我國果樹生產(chǎn)過程中害蟲防治存在的諸多問題,也是為了響應(yīng)我國綠色植保的需求,進(jìn)行果樹害蟲生態(tài)防控將是我國果樹產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必要條件,同時也將為食品安全和環(huán)境穩(wěn)定提供有力保障,這也是我國綠色植保發(fā)展的必然趨勢。因此,可以看出果園害蟲生態(tài)防控技術(shù)研究和推廣前途廣闊,大有可為!我國果樹害蟲生態(tài)防控技術(shù)必將會是未來果品生產(chǎn)中的重中之重。同時,我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略,已經(jīng)從數(shù)量的增加向數(shù)量與質(zhì)量并重轉(zhuǎn)變,提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量,并加強其安全管理已成為我國農(nóng)村工作的重要部分。隨著加入WTO,我國果品的生產(chǎn)和銷售面臨著各國涌入果品的挑戰(zhàn),特別是果品質(zhì)量,為了提高我國水果產(chǎn)品的國際市場競爭力,同時為了保證食品安全和改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境,生產(chǎn)綠色果品和有機(jī)果品已經(jīng)成為我國果品市場的重要出路,也是今后的唯一方向。這就需要采用果樹害蟲的生態(tài)防控技術(shù),特別是有機(jī)果品的生產(chǎn)過程。因此,對于不同的樹種,分別形成一套行之有效、標(biāo)準(zhǔn)化的生態(tài)防控技術(shù)非常有必要,而且發(fā)展前景非常廣闊。
目前我國果樹害蟲生態(tài)防控技術(shù)面臨著很多問題,如對果樹害蟲全面開展生態(tài)防控技術(shù)進(jìn)行控制依然存在著很多問題,主要原因是缺乏對目前相關(guān)技術(shù)和成果的集成及相應(yīng)的配套技術(shù)的提出和實施,同時目前我國在這方面的研究基礎(chǔ)較為薄弱。這就需要國家能夠組織大型攻關(guān)項目為生態(tài)防控技術(shù)的研究提供一個好的導(dǎo)向,加大對生態(tài)防控技術(shù)基礎(chǔ)研究項目的經(jīng)費投入,展開各個部門的合作,優(yōu)先開展一些重大基礎(chǔ)問題的研究:如果樹抗蟲資源的挖掘、抗蟲分子機(jī)理的研究、植物源殺蟲物質(zhì)的開發(fā)和利用、天敵—害蟲互作的分子機(jī)制、天敵控害作用的評價方法、作物生物多樣性與天敵控害功能、昆蟲信息素的開發(fā)和利用等基礎(chǔ)科學(xué)的研究。同時加強生態(tài)防控新產(chǎn)品、新技術(shù)的研發(fā),加快配套技術(shù)、全程協(xié)調(diào)控制技術(shù)的研究和集成。
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基金項目:山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院博士研究基金項目(YBSJJ1307)
(收稿日期:20140710)