江幸福 劉悅秋 張蕾 程云霞 宋琳琳
摘要
綠肥作物不僅能夠提供地肥、改善土壤結(jié)構(gòu),而且還可以提供優(yōu)質(zhì)飼料,對我國農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)安全具有重要意義,也是我國實現(xiàn)化肥減量、保持農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的重要途徑之一。我國綠肥種質(zhì)資源豐富,綠肥害蟲種類較多,但有關(guān)綠肥害蟲研究的基礎(chǔ)目前還較為薄弱,一些主要綠肥作物以及綠肥與主栽作物不同配置模式下害蟲的發(fā)生種類與發(fā)生規(guī)律尚不清楚,相應的監(jiān)測與防控技術(shù)缺乏。本文在系統(tǒng)分析國內(nèi)外文獻的基礎(chǔ)上,結(jié)合國家綠肥現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系的研究進展,綜述了目前國內(nèi)外主要綠肥作物上害蟲發(fā)生的種類與規(guī)律、綠肥害蟲的風險評估、不同綠肥-主作物種植模式下害蟲發(fā)生規(guī)律與防控研究的現(xiàn)狀。針對國內(nèi)外綠肥害蟲防控研究的現(xiàn)狀及存在的問題,結(jié)合我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,提出了今后綠肥害蟲防控研究的主要方向。
關(guān)鍵詞
綠肥; 害蟲; 防控; 研究現(xiàn)狀; 發(fā)展趨勢
中圖分類號:
S 435.5
文獻標識碼: A
DOI: 10.16688/j.zwbh.2018325
Current status and development trends in the occurrence and
control of insect pests in green manure crops
JIANG Xingfu LIU Yueqiu ZHANG Lei CHENG Yunxia SONG Linlin1
(1. State Key Laboratory for Biology of Plant Diseases and Insect Pests, Institute of Plant Protection,
Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100193, China; 2. College of Landscape,
Beijing University of Agriculture, Beijing 102206, China)
Abstract
Green manure crops can not only provide soil fertilizer and improve soil structure, but also provide high-quality feedstuff, which is of great significance to the safety of agricultural and animal husbandry production in China. It is also one of the important ways to reduce chemical fertilizer and maintain the green development of agriculture in China. Although the germplasm resources of green manure are rich and many kinds of insect pests occurred in green manure crops, research foundation of green manure pests in China is relatively weak at present. Occurrence and regularity of pests in the main green manure crops were not clear and the corresponding monitoring and pest management were absent. Based on the systematic analysis of domestic and foreign literatures and the research progresses in the industrial technology system of modern agriculture, this paper summarized the species and occurrence regularity of the main pests on green manure crops, the risk assessment, and the current situation of pest occurrence and control under different green manure-main crop planting patterns. In view of the situation and existing problems in the research of green manure pest control, combined with the adjustment of agricultural industrial structure in China, we put forward the main direction in the research of green manure pest control in the future.
Key words
green manure; insect pest; pest control; research status; development trend
綠肥不僅能提供肥力、改善土壤結(jié)構(gòu)和生態(tài)環(huán)境、增加農(nóng)作物產(chǎn)量,而且還可以提供優(yōu)質(zhì)飼料,提高乳制品蛋白質(zhì)含量,是實現(xiàn)綠色農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的重要技術(shù)支撐,對保障國家糧食和畜牧業(yè)安全有重要意義[1-2]。
我國綠肥種質(zhì)資源豐富,包括豆科、禾本科、十字花科和菊科的多種作物[3]。其中豆科(紫云英Astragalus sinicus L.、苕子、大豆和苜蓿等)和禾本科綠肥受到病蟲害的威脅嚴重,為害較重的是蛾類、蚜蟲、薊馬和潛葉蠅類,而造成大面積毀滅性損失的則是黏蟲Mythimna separata、草地螟Loxostege sticticalis和甜菜夜蛾Spodoptera exigua等遠距離遷飛害蟲,這些遷飛害蟲均為多食性害蟲,取食量大,為害程度重,暴發(fā)性明顯,監(jiān)測預警和防治難度大,大發(fā)生年份受害地區(qū)的作物基本被吃光,且其在遠距離遷飛過程中,常常取食紫云英、苕子等綠肥作物的花蜜為其補充營養(yǎng)和能源物質(zhì)[4]。當前我國有關(guān)綠肥害蟲綜合治理的研究較少,一些主要綠肥害蟲的發(fā)生種類、為害規(guī)律和綜合防治技術(shù)等研究匱乏,綠肥與主作物不同種植模式下害蟲發(fā)生規(guī)律與防控技術(shù)的研究尚處于起步階段,綠肥產(chǎn)業(yè)的基層植保技術(shù)人員嚴重不足。本文綜述了國內(nèi)外主要綠肥作物害蟲的發(fā)生規(guī)律、天敵種群、主要綠肥害蟲綜合防治技術(shù)以及不同種植模式下綠肥害蟲發(fā)生轉(zhuǎn)移規(guī)律與防治等方面的研究進展,并結(jié)合國家綠肥現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系的建設(shè),提出了我國綠肥蟲害防控研究的主要方向與對策,以期為綠肥產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展提供技術(shù)支撐。
1 綠肥作物害蟲發(fā)生規(guī)律與防控技術(shù)研究進展
1.1 主要綠肥作物害蟲發(fā)生種類與防治方法研究
我國綠肥病蟲害的種類與發(fā)生規(guī)律調(diào)查的文獻大多發(fā)表于20世紀60-70年代,報道的綠肥病蟲害多是當時的主要綠肥品種紫云英、苕子等的病蟲害。不僅文獻數(shù)量不多,而且有關(guān)防治方法多以高毒藥劑化學防治為主,嚴重污染環(huán)境,屬于淘汰技術(shù)。同期國外基本上無綠肥病蟲害的研究報道。
20世紀60年代,李永禧[5]對廣西壯族自治區(qū)冬季綠肥(紫云英、苕子和茹菜)害蟲種類調(diào)查資料的分析表明,廣西地區(qū)冬季綠肥害蟲共有49種,其中重要害蟲15種,包括:紅蜘蛛、菜縊管蚜Lipaphis erysimi、小地老虎Agrotis ypsilon、黃條跳甲Phyllotreta spp.、潛稈蠅Melanagromyza sp.、斜紋夜蛾Spodoptera litura、棉鈴蟲Helicoverpa armigera、薊馬類、棉蚜Aphis gossypii、豌豆?jié)撊~蠅Phytomyza horticola、豆莢野螟Maruca testulalis、豆卷葉螟Lamprosema indicata、黏蟲。推薦的防治方法主要以有機氯和有機磷等高毒農(nóng)藥防治為主。黎國濤等[6]報道了廣東省留種冬綠肥害蟲的發(fā)生與防治情況,研究闡明了當時廣東省紫云英和苕子留種田的害蟲種類共有20多種,主要以薊馬、小地老虎和斜紋夜蛾為主,并對這3種害蟲不同月份的發(fā)生動態(tài)進行了調(diào)查。防治上推薦用藥也是高毒農(nóng)藥六六六。樓湳賢和蔣唐英[7]報道了浙江麗水縣紫云英花期的主要害蟲及其藥劑防治方法。指出蚜蟲、薊馬和潛葉蠅是紫云英田間花多莢少、種子產(chǎn)量下降的主要原因,其推薦的防治藥劑主要也是六六六、樂果等高毒農(nóng)藥。浙江省鄞縣姜山區(qū)農(nóng)技站對本地紫云英病蟲害調(diào)查表明,常年較嚴重發(fā)生的有地老虎、潛葉蠅等。隨氣候變化而暴發(fā)的有蚜蟲、薊馬等。為害紫云英嫩葉的蚜蟲只有槐蚜Aphis fabae一種,而為害紫云英花的薊馬有豆薊馬Taeniothrips disfolis和絲薊馬T. sjodali兩種[8]。70年代在湖北省大同湖農(nóng)場的紫云英上發(fā)現(xiàn)了一種當時的新害蟲——紫云英葉蜂Pachyprotasis sp. [9],但未鑒定到種。受害較重時每平方米紫云英上紫云英葉蜂幼蟲多達549頭,可將葉片食盡,僅留莖稈,嚴重影響綠肥生產(chǎn)。金國華[10]報道了浙江溫州一種為害苕子、紫云英等豆科冬綠肥的主要害蟲二帶根瘤象Sitona tibialis的生活史。嚴重為害時缺苗率達70%,開花結(jié)莢期為害幼莢可使紫云英種子近于絕產(chǎn)。
1.2 主要綠肥作物害蟲天敵發(fā)生種類研究
綠肥作物對天敵有較好的吸引與富集作用,這也是一般綠肥田的常發(fā)性害蟲種群指數(shù)增長受限而不需要化學防治的主要因素。我國天敵資源豐富,綠肥種植將有利于農(nóng)作物主要害蟲天敵的保護利用。
宋慧英[11]于1979,1980和1982年三年間對湖南省雙季稻田的綠肥紫云英上天敵昆蟲群落特征進行了研究,在紫云英上共調(diào)查到昆蟲種類8目25科43種,其中害蟲13種,益蟲(天敵和蜜蜂) 30種,分屬5目18科,天敵昆蟲29種。這些天敵與害蟲、害蟲之間以及天敵之間存在著相互依存和相互制約的關(guān)系,在紫云英田間占有不同的生態(tài)位。如從越冬生態(tài)位看,在泥土或近地面越冬的天敵主要有步甲類、隱翅蟲、瓢蟲和黑牛虻Tabanus atratus;在綠肥或稻樁上越冬的有紫云英潛葉蠅Phytomyza peniculatae和黑尾葉蟬Nephotettix bipunctatus等,多隱伏于紫云英稠密的莖際或葉叢中,齒角潛蠅Cerodontha denticornis在禾蔸葉鞘內(nèi),螟蟲主要在禾蔸莖稈內(nèi)越冬;還有一類是在害蟲體內(nèi)越冬的天敵,如螟蛉瘤姬蜂Itoplectis naranyae和黑尾姬蜂Ischnojoppa luteator可在二化螟Chilo suppressalis幼蟲體內(nèi)越冬,趨稻頭蠅Tomosvaryella oryzaetora可在黑尾葉蟬體內(nèi)越冬。
宗良炳等[12]對湖北省紫云英田害蟲天敵的調(diào)查表明,紫云英田內(nèi)的天敵種類豐富,共調(diào)查鑒定出天敵57種。其中寄生性天敵15種,分屬l目6科14屬;捕食性天敵42種,分屬2綱5目15科34屬。其中以黑脛突眼隱翅蟲Stenus macies、三突花蛛Misumenops tricuspidatus、龜紋瓢蟲Propylaea japonica、窄姬獵蠟Nabis stenoferus等的種群數(shù)量大,消長規(guī)律明顯,為紫云英田內(nèi)天敵優(yōu)勢種群。紫云英田內(nèi)天敵增長迅速,在翻耕前種群數(shù)量達到最高峰。因此,做好翻耕前紫云英田的天敵保護將對后茬作物害蟲的自然控制有重要作用。
2 主要綠肥對農(nóng)作物重大害蟲的風險評估
由于大多數(shù)農(nóng)業(yè)植食性害蟲具有多食性特點,綠肥作物通常是其潛在寄主。由于綠肥主要是在主作物種植的空閑時段種植與生長,這無疑會給害蟲提供潛在的食物鏈與棲息地。同時,大多數(shù)綠肥作物是蜜源植物,其花的氣味物質(zhì)與營養(yǎng)物質(zhì)會吸引害蟲與天敵昆蟲前去取食補充營養(yǎng),對于一些具有遠距離遷飛習性的害蟲而言,補充的營養(yǎng)不僅為其提供了飛行所需的能源物質(zhì),促進其遷飛為害,而且還會提高成蟲產(chǎn)卵量。因此,綠肥的大面積種植可能會延長害蟲的發(fā)生為害期,增加害蟲發(fā)生世代,促進遷飛性害蟲遷飛為害,從而有利于害蟲種群增長與暴發(fā)。開展以綠肥為橋梁的害蟲風險評估工作非常重要。
2.1 綠肥作物植株對害蟲發(fā)生的影響
盡管綠肥作物對于主作物害蟲以及與主作物共有的害蟲的發(fā)生具有潛在的風險,但目前對這方面的研究較少。黏蟲是綠肥與糧食作物共有的多食性遷飛害蟲,據(jù)早期的文獻報道,我國南方地區(qū)黏蟲有冬天為害紫云英和苕子的現(xiàn)象[5,13],而在紫云英和苕子田中設(shè)置黏蟲蛾的產(chǎn)卵枯草把,通過向草把上塞進新鮮的紫云英、苕子莖葉或沾上紫云英和苕子的植株浸出液可引誘黏蟲產(chǎn)卵,與紫云英相比,苕子莖葉可顯著引誘黏蟲蛾產(chǎn)卵[14]。我們實驗室利用紫云英、苕子和玉米苗飼養(yǎng)黏蟲,并觀察其生活史與種群增長特性,結(jié)果表明,與玉米苗相比,取食紫云英的黏蟲不能完成世代發(fā)育,而取食苕子的黏蟲可順利生長、發(fā)育和生殖,盡管其種群增長指標低于取食玉米苗的種群 (未發(fā)表數(shù)據(jù))。表明紫云英可能不是黏蟲適宜的寄主,而苕子可能是其潛在的寄主植物。
斜紋夜蛾Spodoptera litura也是一種為害綠肥、蔬菜、玉米和花生等作物的多食性害蟲,綠肥的大面積種植有可能會為斜紋夜蛾提供適宜的食物和避難所,從而影響其種群發(fā)生。在我國臺灣地區(qū),斜紋夜蛾是許多經(jīng)濟作物上的重要害蟲,而田菁Sesbania roxburghii Merr.、檉麻Crotalaria juncea L.和菜薹Brassica campestris L. var. chinensis是當?shù)氐闹饕G肥。為評估綠肥的種植對斜紋夜蛾種群發(fā)生為害的風險,研究人員以這3種綠肥為寄主植物建立了斜紋夜蛾種群生命表,明確了取食田菁的斜紋夜蛾成蟲的凈生殖率、內(nèi)稟生長率以及凈生長率高于檉麻和菜薹。用這些綠肥作物飼養(yǎng)斜紋夜蛾的高增長率表明其可以作為斜紋夜蛾潛在的繁殖場所。種群預測也顯示,斜紋夜蛾在S.roxburghii、檉麻和菜薹上能快速生長,從而帶來暴發(fā)風險。因此,在制定斜紋夜蛾區(qū)域防治方案的同時,應充分考慮區(qū)域內(nèi)綠肥對其種群增長的影響,科學評估使用綠肥作為養(yǎng)分來源與帶來害蟲潛在為害的風險[15]。
2.2 綠肥作物花器對害蟲發(fā)生的影響
大多數(shù)遠距離遷飛為害的農(nóng)業(yè)害蟲在遷飛過程中均需要取食植物的花粉或花蜜作為補充營養(yǎng)為其提供能量,昆蟲在遷飛過程中能否獲取充足的補充營養(yǎng)對其遷飛行為的完成至關(guān)重要,同時補充營養(yǎng)還對成蟲繁殖能力影響顯著。綠肥大多數(shù)是蜜源植物,綠肥與害蟲遷飛為害以及種群發(fā)生的關(guān)系目前主要體現(xiàn)在綠肥對黏蟲遷飛行為與發(fā)生為害的影響。1967年我國科研人員在田間調(diào)查黏蟲發(fā)生為害時發(fā)現(xiàn)云南省苕類綠肥田比小麥田中的黏蟲蟲口密度要大4倍。分析其原因認為是當?shù)剀骖惥G肥開花期正好與一代黏蟲成蟲盛發(fā)期相遇,成蟲趨向于取食蜜源植物的花蜜為其補充營養(yǎng),導致成蟲壽命延長、產(chǎn)卵量增加,同時由于綠肥田覆蓋度大,棵間小環(huán)境溫度比大氣溫度高,濕度也增大,有利于黏蟲發(fā)生[13]。
綠肥對黏蟲遷飛行為的影響主要體現(xiàn)在我國南方與長江中下游地區(qū)綠肥與越冬代黏蟲蛾補充營養(yǎng)的關(guān)系。南方(閩、粵、桂3省區(qū))是我國黏蟲重要的蟲源地和越冬代成蟲遷出地,而長江中下游(湘、贛、浙、皖、鄂、蘇、豫7?。┦丘はx遷飛的中轉(zhuǎn)地。在主要遷出地以及遷飛中轉(zhuǎn)地獲取充足的蜜源是黏蟲順利遷至遷入?yún)^(qū)域(為害區(qū))并開始繁殖的先決條件。每年春季從華南到江淮流域的遷飛期(2月底至4月中旬)是黏蟲全年種群數(shù)量增長的重要時間窗口。根據(jù)對黏蟲春季遷飛時間與蜜源植物花期、遷飛路徑與蜜源植物分布的吻合程度進行分析,光葉苕子是黏蟲遷出地重要蜜源植物之一,而遷飛中轉(zhuǎn)地的主要蜜源植物有紫云英和甘藍型油菜等。Spearman相關(guān)分析、回歸分析和生物學評價表明:稻田綠肥作物紫云英在長江中下游和華南稻區(qū)空前大規(guī)模推廣和連年種植是1966-1977年黏蟲頻繁特大暴發(fā)的關(guān)鍵因素,蜜源植物對黏蟲種群數(shù)量影響的重要性遠高于幼蟲期的寄主植物和氣象條件[16]。
2.3 綠肥輪作對后茬作物害蟲發(fā)生為害的影響
綠肥輪作對后茬作物病蟲草害發(fā)生的影響研究較多,也比較明確的是綠肥對后茬作物草害的抑制作用,這主要是由于大多數(shù)綠肥的化感作用所致[17-19]。我國南方冬季綠肥與水稻輪作是常見的種植方式,綠肥對后茬水稻病蟲草的影響是篩選綠肥與水稻輪作種植模式的重要依據(jù)。譚景艾等[20]報道,在江西紅壤稻區(qū),不同冬種綠肥(紫云英、油菜和馬鈴薯)對后茬早稻病蟲草發(fā)生及產(chǎn)量有不同的影響。不同冬種綠肥翻壓后,對水稻病蟲草發(fā)生種類無影響,但對紋枯病、鴨舌草Monochoria vaginalis和稗草Echinochloa crusgalli的發(fā)生程度有顯著影響,對二化螟和稻縱卷葉螟Cnaphalocrocis medinalis 發(fā)生量與發(fā)生程度無顯著影響。鑒于紫云英可抑制紋枯病和雜草發(fā)生,對水稻害蟲發(fā)生無顯著影響,提高水稻產(chǎn)量的綜合效益最好,建議選擇紫云英-水稻輪作模式。
在已發(fā)表的文獻中,研究者在研究綠肥對后茬作物害蟲發(fā)生的影響時得出了不同的結(jié)論,其中得出綠肥對后茬作物害蟲發(fā)生有利的認為,綠肥輪作實際上是延長了綠肥與后茬作物共有害蟲的食物鏈和繁殖場所,有利種群的持續(xù)增長,從而對后茬作物帶來威脅。如湖北省咸寧地區(qū)植保站在調(diào)查中發(fā)現(xiàn),該地紫云英留種田要到5月中下旬才能收獲,從而為越冬的水稻害蟲三化螟Scirpophaga incertulas、二化螟、葉蟬、地老虎和薊馬等提供有效食物與場所,這種蟲源田是造成后茬水稻害蟲災害的重要原因[21]。也有報道認為綠肥在改良后茬作物田土壤結(jié)構(gòu)的同時,也會降低其后續(xù)害蟲為害的風險,并且增加天敵種群的數(shù)量。如Sahito等[22]報道,在巴基斯坦田菁地后茬種植棉花時發(fā)現(xiàn),種植田菁不僅能有效改善土壤結(jié)構(gòu),而且對后茬棉花的刺吸式害蟲的種群數(shù)量有顯著的抑制作用,同時,還會增加棉花害蟲天敵的種群數(shù)量,從而對當?shù)孛藁ㄉa(chǎn)具有重要意義。
3 綠肥-主作物不同配置模式下害蟲發(fā)生與防控研究
隨著現(xiàn)階段我國綠色和有機農(nóng)業(yè)的推廣,綠肥一定程度地替代化肥作用凸顯,利用綠肥部分替代化肥、改良土壤結(jié)構(gòu)、提高肥力和改善生態(tài)環(huán)境的同時,綠肥與主作物不同配置模式下病蟲害發(fā)生情況也是篩選有益配置模式重要依據(jù)之一。目前,利用綠肥間套作調(diào)控其他作物病蟲害的防控技術(shù)研究得到重視,綠肥與不同作物配置模式下的害蟲發(fā)生規(guī)律與防控技術(shù)研究也得到發(fā)展。
3.1 綠肥-果(茶)園配置模式下害蟲發(fā)生與防控研究
果(茶)園里種植綠肥不僅能夠為果(茶)樹生長提供有機肥源,提高果(茶)品質(zhì),而且還可以改善果(茶)園生態(tài)系統(tǒng)與環(huán)境,但并不是所有配置模式都對果(茶)樹生長結(jié)實有利,除綠肥與果(茶)樹對肥力的競爭以外,綠肥-果(茶)園系統(tǒng)中的病蟲害發(fā)生與轉(zhuǎn)移規(guī)律也是重要的影響因素,即綠肥種植存在加重其與果(茶)樹共有病蟲害發(fā)生的可能。因此,果(茶)樹與不同品種的綠肥配置顯得尤為重要。目前,這方面的報道大多是果(茶)園間作綠肥有利于其害蟲天敵的增殖,從而利用天敵實現(xiàn)果(茶)園害蟲的生物防治。如陳漢杰等[23]報道蘋果園里種植毛葉苕子有利于蘋果主要害蟲葉螨的天敵東亞小花蝽Orius sauteri的春季繁殖,增加天敵種群數(shù)量,從而達到天敵對蘋果園害蟲(葉螨)的控制。而對蚜蟲為害較重的果園,配置三葉草更能吸引蚜蟲天敵(瓢蟲),促進其種群增長。因此,果園配置綠肥品種應根據(jù)果樹靶標害蟲發(fā)生的種類、天敵以及綠肥特性而定。
伊興凱等[24]調(diào)查研究表明,梨園不同生草方式(種植三葉草、苕子和自然生草)對梨園害蟲與天敵種群均有顯著的影響作用。以自然生草的害蟲種群數(shù)量最大,其后依次為種植三葉草、苕子和土壤清耕處理。但種植三葉草、苕子和自然生草對天敵種群有重要保護作用,最為顯著的是三葉草對梨園害蟲天敵的保護作用。因此,推薦該種梨園配置三葉草為佳。
李慧玲等[25]對綠肥-茶園節(jié)肢動物群落的物種豐富度和群落多樣性的調(diào)查表明,在茶行間作不同綠肥作物(鋪地木藍Indigofera spicata +羅頓豆Lotononis bainesii;圓葉決明Chamaecrista rotundifolia +白三葉Trifolium repens;白三葉+平托落花生Arachis pintoi)均能有效增加茶園節(jié)肢動物群落的物種豐富度和群落多樣性,提高捕食性天敵昆蟲、蜘蛛和寄生性天敵在茶園冠層群落的比率。不同綠肥處理間茶園冠層的節(jié)肢動物群落多樣性指數(shù)差異顯著,綠肥間作增加了茶園的生物多樣性,提高了害蟲天敵的種類和個體數(shù),從而有利于天敵對茶園害蟲的生態(tài)控制。進一步對福建雋永天香茶業(yè)公司茶洋有機茶基地調(diào)查表明,茶園間作不同綠肥對害蟲(假眼小綠葉蟬Empoasca vitis)及其天敵(纓小蜂)種群數(shù)量均有顯著的影響。盡管間作綠肥不能改變假眼小綠葉蟬的發(fā)生趨勢,但提高了茶園中天敵與害蟲的益害比。其中間作白三葉+圓葉決明的茶園益害比最高,可推薦為當?shù)夭鑸@較好的配置模式[26]。
為闡明茶園不同綠肥品種對茶樹害蟲的調(diào)控機理,谷明和林乃銓[27]利用Y 型嗅覺儀研究了假眼小綠葉蟬對不同綠肥揮發(fā)性物質(zhì)的行為反應。結(jié)果表明,羅頓豆、豬屎豆Crotalaria pallida Ait、鋪地木藍Indigofera spicata Forsk.、雜三葉Trifolium hybridum Linn.、黃槐決明Cassia surattensis Burm.、傘房決明Cassia corymbosa Lam.、圓葉決明等7 種綠肥揮發(fā)性物質(zhì)對假眼小綠葉蟬具有明顯的引誘作用,紫穗槐Amorpha fruticosa Linn.、翅莢決明Senna alata Linn.、小冠花Coronilla varia Linn.、木豆Cajanus cajan Linn.、紫花苜蓿Medicago sativa Linn.、白三葉等6 種綠肥的引誘作用不顯著,而多花玉蘭Yulania multiflora (M. C. Wang et C. L. Min) D. L. Fu表現(xiàn)出顯著的驅(qū)避作用。7 種對葉蟬有明顯引誘作用的綠肥中只有圓葉決明對葉蟬的引誘活性明顯高于茶梢。這些結(jié)果為合理篩選茶園綠肥品種提供了理論依據(jù)。
3.2 綠肥-小麥配置模式下害蟲發(fā)生與防控研究
小麥是我國重要的糧食作物之一,關(guān)于小麥與包括綠肥在內(nèi)的多種作物間作對小麥生產(chǎn)影響多數(shù)集中在與豆科作物間作,利用其固氮作用為小麥提供肥力,而有關(guān)間作對小麥病蟲害影響的研究較少,且缺乏系統(tǒng)性與理論性。Lopes等[28]收集了全世界小麥間作模式對病蟲害發(fā)生影響的文獻,共50篇,其中大多數(shù)研究結(jié)果表明,間作系統(tǒng)中害蟲的種群數(shù)量比單種的顯著降低,但天敵的發(fā)生(捕食和寄生性天敵)并沒有顯著增加,且國家、間作類型和研究對象不同所得的結(jié)論也不同。盡管如此,多數(shù)還是認為間作是減少小麥生產(chǎn)系統(tǒng)中殺蟲劑使用量的一種可行的做法,有利于天敵生物防治。
為闡明豌豆-小麥間作對小麥主要害蟲麥長管蚜和天敵種群的影響,Zhou等[29]設(shè)置了豌豆與小麥不同種植行比例,調(diào)查不同間作方式對害蟲與天敵的影響。結(jié)果表明,在麥長管蚜發(fā)生高峰期,盡管豌豆-小麥不同種植行比例間麥長管蚜無翅蚜的百株蚜量有所差異,但均極顯著低于單作田。麥長管蚜的主要天敵的動態(tài)變化趨勢基本一致,但間作模式下優(yōu)勢天敵瓢蟲類和蚜繭蜂類種群密度增加,豐富度明顯提高且多樣性指數(shù)增加。這說明豌豆-小麥間作不僅有效降低了麥長管蚜的種群數(shù)量,同時也增加了天敵控制害蟲的穩(wěn)定性和可持續(xù)性。
Xie等[30]通過同樣的思路研究了綠豆-小麥間作模式對小麥害蟲和天敵的影響,也得到了相似的結(jié)果。綠豆-小麥間作也能引起小麥蚜蟲密度下降,其中綠豆與小麥種植行比為1∶3時降幅最大,而小麥蚜蟲捕食性天敵瓢蟲、寄生性天敵的種群密度以及蚜蟲天敵種類多樣性均高于小麥單種田,但間作不影響天敵的種群均勻度和優(yōu)勢度指數(shù)。進一步分析間作引起小麥蚜蟲密度下降的原因得出,無論是無翅蚜還是有翅蚜均對寄主植物小麥的揮發(fā)物嗅覺趨性強于對小麥與綠豆混合物的氣味。這表明間作可能干擾了小麥蚜蟲對寄主的嗅覺定位。
3.3 綠肥-玉米配置模式下害蟲發(fā)生與防控研究
綠肥-玉米間作防控玉米病蟲草害的研究也越來越受到重視,然而這方面的文獻報道還較少。已有報道主要集中在這種間作模式有利于玉米田間的雜草防除[31-33]。呂仲賢等[34]報道,紅花苜蓿與玉米間作能夠有效降低玉米重要害蟲玉米螟的發(fā)生為害。間作方式下玉米上部的玉米螟幼蟲最少,而玉米單作各部的幼蟲數(shù)相當,說明間作對玉米后期玉米螟的影響較大,從而影響到玉米籽粒的飽滿度與產(chǎn)量。因此,間作模式配合化學防治可將玉米螟為害控制在經(jīng)濟允許損失水平以下, 從而為玉米螟的綜合治理,減少環(huán)境污染,提高農(nóng)業(yè)生態(tài)效益奠定良好基礎(chǔ)。周大榮等[35]報道夏玉米間作匍匐型綠豆能顯著提高玉米螟赤眼蜂對亞洲玉米螟的寄生率,從而很好地防控玉米螟。Belay等[36]報道,埃塞俄比亞采用鷹嘴豆-玉米間作的模式能夠在較低的害蟲(斑禾草螟Chilo partellus)密度下防治其對玉米的為害。在肯尼亞,用豌豆-玉米間作的模式也能顯著降低3種玉米蛀莖害蟲(Chilo partellus, Chilo orichalcociliellus, Sesamia calamistis)的為害,3種害蟲的種群數(shù)量下降15%~25%,而玉米產(chǎn)量增產(chǎn)27%~57%[37]。
3.4 綠肥-棉花配置模式下害蟲發(fā)生與防控研究
綠肥-棉花間作可增加棉田內(nèi)天敵種群,增加系統(tǒng)內(nèi)益害比。周昭旭等[38]報道,綠肥-棉花間作可增加棉田內(nèi)節(jié)肢動物益害比。其中益害比從大到小依次為:間作苜蓿棉田>間作毛葉苕子棉田>間作沙打旺棉田>間作箭筈豌豆棉田>對照棉田。由于益害比增大,天敵更加有效地控制害蟲種群的增長,特別是間作苜蓿棉田的調(diào)控作用優(yōu)于其他 3 種綠肥,被推薦為最佳間作模式。同樣,陳明等[39]報道,棉田內(nèi)間作綠肥可以影響棉田節(jié)肢動物群落結(jié)構(gòu)和動態(tài)。棉田內(nèi)間作豆科綠肥可以增加棉田節(jié)肢動物群落的物種數(shù),且其均勻度、豐富度、多樣性指數(shù)均大于單種棉田,但產(chǎn)生這一影響的作用機理還不清楚。
Vaiyapuri等[40]在印度泰米爾納德邦農(nóng)業(yè)研究站用3種綠肥(萬壽菊Tagetes erecta、胡麻Sesamum indicum、檉麻Crotalaria juncea)與棉花間作研究其對棉花害蟲種群的影響與防控作用進行了田間試驗,結(jié)果表明,萬壽菊-棉花間作顯著降低了棉花害蟲 (美洲棉鈴蟲Helicoverpa zea和棉象甲Anthonomus grandis)的發(fā)生為害,提高了棉花產(chǎn)量,而檉麻-棉花和胡麻-棉花間作模式對棉花害蟲的防控作用屬于中低水平。3種綠肥間作模式下棉田內(nèi)天敵種群不斷增加。美國加利福尼亞地區(qū)的種植戶采用苜蓿與棉花間作,將苜蓿作為誘集植物來誘殺棉花田中棉盲蝽也取得了較好的效果[41]。
3.5 綠肥-蔬菜配置模式下害蟲發(fā)生與防控研究
蔬菜作為我國重要的經(jīng)濟作物年年在同一地塊集中種植,越來越容易出現(xiàn)嚴重的病蟲害問題,而大量施用化學農(nóng)藥和化學肥料極易產(chǎn)生農(nóng)藥殘留,引起蔬菜質(zhì)量和食品安全問題。綠肥在蔬菜種植中可以發(fā)揮其肥效與病蟲害控制兩方面的功能。但目前這方面的研究還很少,且由于蔬菜的復種指數(shù)高,推廣綠肥間作困難較大。研究報道,檉麻與豇豆Vigna unguiculata (Linn.) Walp.間作一方面可提供肥力,同時還可作為誘集植物來誘殺豇豆上的豆莢野螟Maruca testulalis Geyer [42]。三葉草與甘藍間作可顯著減少蔬菜上重要害蟲小菜蛾在甘藍上的產(chǎn)卵量[43]。
4 綠肥害蟲防控研究發(fā)展趨勢
綜上所述,綠肥作物病蟲害研究還處于起步階段,主要綠肥病蟲害發(fā)生規(guī)律與防控技術(shù)還不十分清楚,以綠肥為橋梁的病蟲害的發(fā)生風險分析以及如何利用綠肥防控主栽作物病蟲害的研究也處于起步階段。因此,綠肥害蟲防控研究的未來任重道遠。隨著我國綠色農(nóng)業(yè)和有機農(nóng)業(yè)的推行與發(fā)展,農(nóng)藥和化肥雙減目標的實施,綠肥在農(nóng)業(yè)中的作用日趨重要,2017年國家建立了綠肥現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系,就綠肥的高效生產(chǎn)與利用,綠肥與主栽作物的配置與效益研究等開展重要攻關(guān)。因此,在綠肥蟲害防控方面,系統(tǒng)研究不同綠肥害蟲發(fā)生規(guī)律與防控技術(shù),保障綠肥作物與種業(yè)高效生產(chǎn),科學評估綠肥潛在的害蟲替代寄主的風險性以及如何將綠肥與主栽作物進行合理配置來防控主栽作物害蟲發(fā)生為害等一系列研究均是重要的發(fā)展趨勢。
4.1 加強綠肥害蟲發(fā)生種類基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫工作
系統(tǒng)研究我國不同區(qū)域不同主要綠肥品種上害蟲發(fā)生種類、為害特征以及監(jiān)測與防控技術(shù)等基礎(chǔ)工作,收集主要綠肥害蟲發(fā)生為害的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的整理、分析和歸納等數(shù)據(jù)庫,將是摸清我國主要綠肥品種害蟲發(fā)生為害的重要工作,有利于補充綠肥害蟲數(shù)據(jù)的前期空缺,為我國綠肥害蟲研究的政策制定及發(fā)展對策提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
4.2 加強綠肥本身害蟲防控及其對主作物害蟲風險評估研究
目前,我國綠肥本身害蟲的發(fā)生規(guī)律與防控技術(shù)研究基礎(chǔ)薄弱,綠肥制種田各種害蟲的防治指標缺乏,防治方法落后。因此,如何借助主栽作物害蟲或者共同害蟲的監(jiān)測、防治技術(shù),結(jié)合綠肥本身的經(jīng)濟損失允許水平,科學制訂不同綠肥種質(zhì)和不同害蟲的防治指標來指導防治意義重大。同時,由于綠肥本身為大多數(shù)多食性的主栽作物病蟲害提供了適宜的替代寄主或棲息場所,這有可能會帶來主栽作物病蟲危害加重的風險。因此,科學評估綠肥作物本身及其與主栽作物配置模式下的病蟲發(fā)生、轉(zhuǎn)移規(guī)律將是開展風險評估的重要工作,對于指導我國綠肥種植及其合理配置有重要參考作用。
4.3 利用綠肥防控主栽作物害蟲防控技術(shù)研究
綠肥與主栽作物的合理配置不僅體現(xiàn)在土壤肥力的增加與互補方面,而且還可以防控主栽作物病蟲害。但不同配置模式下病蟲害的發(fā)生、轉(zhuǎn)移的機理以及如何利用這些機理實現(xiàn)對主栽作物病蟲害的生物防控將是下一步重要的研究內(nèi)容。如利用害蟲趨向于在綠肥作物上產(chǎn)卵、棲息與取食補充營養(yǎng)發(fā)展農(nóng)藝操作或食物引誘劑防控技術(shù),利用綠肥作物的揮發(fā)物具有引誘、干擾害蟲行為的特性發(fā)展綠肥誘集帶或驅(qū)避劑防控技術(shù),或利用綠肥品種對害蟲天敵的引誘與保護作用發(fā)展主栽作物害蟲的天敵生物防治技術(shù)。
4.4 加強綠肥病蟲害植物保護技術(shù)培訓與政策傾斜
當前我國綠肥研究的專業(yè)技術(shù)人員主要集中在綠肥的肥效方面,綠肥植保方面的專業(yè)人員嚴重缺乏。因此,加強綠肥病蟲害防控技術(shù)培訓、綠肥病蟲害項目立項以及綠肥與植保交叉學科方面的政策均需國家大力傾斜,促進綠肥病蟲害防控的發(fā)展。
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