王致能 ,劉功朋 ,張玉燭 ,黃志農 ,劉 洋 ,朱國奇
(1.湖南糧食集團,湖南 長沙 410000;2.湖南農業大學,湖南 長沙 410128;3.湖南省水稻研究所,湖南,長沙 410125;4.湖南省植物保護研究所,湖南 長沙410125)
水稻是我國第一大糧食作物和主要口糧品種,同時也是湖南農業的支柱產業和優勢糧食作物,近40年來稻谷產量一直居全國首位,特別是雜交水稻的大面積推廣促使稻谷產量有了質的飛躍。然而,近幾年來水稻蟲害發生頻繁,尤其是“兩遷”害蟲(如稻飛虱、稻縱卷葉螟等),給水稻的產量和質量帶來了很大的損失。據統計,湖南省因稻田蟲害導致的糧食減產至少有100萬t/a。為了控制水稻蟲害,不得不提高化學農藥的使用量和用藥次數,雖然在一定程度上控制了稻田害蟲的發生,保障了糧食產量,但是帶來的負面效應也相當明顯,例如污染環境、破壞生態平衡、糧食品味降低等。因此,探索一條無污染、綠色環保的蟲害治理之路已成為農業可持續發展的必然選擇。
生態防控技術是指以“預防為主、綜合防治”為指導思想[1],努力擺脫對化學農藥的依賴,探索采用農業、生物、化學、物理等方法有效控制稻田害蟲的綜合防治措施。近年來,該項技術正逐步應用于水稻害蟲的防治當中。
20世紀60年代,國際上興起一種新的害蟲防治對策,聯合國糧農組織(FAO)稱為“有害生物綜合治理”(簡稱IPM)。1974年,我國召開了綜合防治學術討論會,提出了合理運用化學、生物、物理等防治措施,經濟、安全、有效地控制病蟲危害。1986年,在全國第二次農作物病蟲害綜合防治學術討論會上,提出了有害生物防治應從農業生態系統總體出發,制定病蟲生態防控策略,將有害生物控制在經濟損害允許水平之下。稻田害蟲生態防控不是單一的防控措施,涉及范圍包括檢疫防治、農業防治、生物防治、化學防治、物理防治等方面[2-3]。
水稻的種植歷史悠久,稻田的害蟲防控一直是人們盡力想解決的問題。在我國自古以來就有稻田養鴨的傳統習慣,稻鴨共育主要是利用鴨子與水稻之間的相互作用關系來控制田間害蟲[4],并且取得了良好的社會效益和經濟效益。1991年,日本借鑒中國的稻田養鴨技術而創建稻鴨共作系統,1999年在日本國內全面推廣;1992年韓國也開始研究和推廣稻鴨共作系統;越南、緬甸、菲律賓、馬來西亞等國也紛紛推廣該項技術。80年代末,在傳統稻田養鴨技術的基礎上結合新型生態防控措施[5],使我國水稻害蟲的防控進入了新的發展階段。近年來,專家們提出了各種稻田害蟲生態防控措施,沈君輝等[6]通過在稻田中養殖魚、鴨、蟹、蛙等動物,發現病蟲危害水稻的情況得到有效控制;鑒于赤眼蜂在玉米螟防治過程中取得良好效果,專家建議可利用赤眼蜂來防治水稻害蟲,結果發現赤眼蜂對稻縱卷葉螟和二化螟的防治效果也很好;還有報道稱利用性引誘劑、赤眼蜂、扇吸式高效誘蟲燈及益害蟲分離裝置也能有效地控制田間二化螟、稻縱卷葉螟和稻飛虱,該項技術不僅使“湘米”獲得了較高產量,而且受到了專家及農戶的好評。
二化螟、稻縱卷葉螟和稻飛虱是水稻生產中危害最大的三種害蟲。二化螟屬鱗翅目,螟蛾科,在長江流域以及南方各省發生比較嚴重,受危害的水稻表現出枯鞘、枯心、白穗、枯孕穗、蟲傷株等癥狀;二化螟白天躲在稻叢和雜草中,晚上出來危害水稻,并且趨光性強,對黑光燈很敏感[7]。稻縱卷葉螟屬鱗翅目,螟蛾科,是東南亞危害水稻較嚴重的一種遷飛性害蟲,幼蟲吐絲縱卷水稻葉尖,受危害的水稻葉片形成白色條斑,受害嚴重的稻田其葉片全部卷曲;稻縱卷葉螟成蟲白天藏在植株叢中,晚上出來活動,也有趨光性,且對金屬鹵素燈最敏感。稻飛虱屬同翅目,飛虱科,是危害我國水稻的首要害蟲,危害方式表現為直接刺吸水稻莖葉中汁液,產卵時刺傷水稻組織,傳播和誘發各種水稻病害;褐飛虱抗寒力弱,冬季因溫度低不能越冬,褐飛虱分為長翅和短翅兩種類型,長翅型適于遷移和擴散,短翅型則是定居繁殖,長翅型成蟲對光也有明顯的趨性[8]。
稻田中對害蟲起到明顯抑制作用的主要自然天敵有赤眼蜂、黑肩綠盲蝽、蜘蛛等。赤眼蜂屬膜翅目,赤眼蜂科,由于赤眼蜂是一種寄生性昆蟲,其幼蟲在螟蛾類的卵中寄生,取食卵黃,化蛹后引起寄主死亡。目前,赤眼蜂人工繁殖技術已相當成熟,因此利用赤眼蜂防治稻田中的害蟲成為一種有效地生態防控技術。黑肩綠盲蝽屬半翅目,盲蝽科,這種昆蟲的若蟲和成蟲主要以吮取稻飛虱和葉蟬的卵汁為生,被取食的卵隨即死亡,一只黑肩綠盲蝽一生(若蟲和成蟲)能取食稻飛虱卵200粒左右,是稻飛虱和稻葉蟬的重要天敵。蜘蛛屬節肢動物,其分布范圍極廣,種類繁多,在農田中,蜘蛛能捕食農作物的大部分害蟲,且蜘蛛具有性情兇猛、專捕活蟲、食量大、抗饑餓能力強等優良生物學特性,是稻田害蟲的重要天敵[9]。
通過人工方法在室內大量繁殖赤眼蜂,在蟲害發生前期將赤眼蜂釋放到稻田中,以彌補稻田中赤眼蜂數量的不足,促使蟲害在大量發生之前得到抑制。在放蜂的稻田中,可以引用外地赤眼蜂和本地赤眼蜂相互交叉釋放,最重要的是要注重釋放到田間的赤眼蜂能繼續繁殖建立種群,這樣才能達到持續控制稻田害蟲的目的。董本春等[10]研究發現,赤眼蜂對二化螟的平均防治效果達到50%以上;相關文獻表明,赤眼蜂對二化螟和稻縱卷葉螟的防控效果均達到顯著水平。
人們的過量捕殺和化學藥劑的大量使用,致使田中蛙類已經很少,國家早已明令禁止抓捕稻田中的蛙類。隨著對蛙類了解的不斷加深,人們逐漸認識到構建稻蛙共作系統也是一條經濟效益高且綠色環保的生產模式。人工繁殖一定數量的變態蛙,在秧苗移栽后3~5 d將變態蛙均勻地放養到田間,并適當補充一些蛙類食物。該技術要注意稻田生境的調控,特別是水稻曬田時給蛙提供足夠的水源,另外要重視為蛙在田間越冬創造適宜條件,這是稻蛙共作系統持續發展的先決條件,同時也可節省部分來年補充稻田蛙源的開支。喬志剛等[11]田間調查發現,養蛙稻田的害蟲比未養蛙稻田平均可減少46 只/m2。
稻鴨共育技術發展到今天已相當成熟,對控制田間的蟲害和雜草效果也較為明顯。在稻田中放養鴨子應注意:(1)選擇田塊地點、水稻品種及鴨子品種;(2)選擇合理水稻種植密度;(3)進行科學的飼養和田間管理,盡量保證鴨子食源豐富。朱鳳姑等[12]研究表明,稻鴨共育可以完全控制稻飛虱和雜草的危害,對二化螟和紋枯病有一定的抑制作用。禹盛苗等[13]研究發現,稻鴨共育10 d和42 d后,共育田水稻基部的稻飛虱、葉蟬的總量平均減少63.8%和77.3%,雜草平均減少50.6%和94.2%,蜘蛛數量增多1.66倍和2.61倍。楊治平等[4]試驗結果表明,稻鴨共育小區的第四、第五代稻飛虱蟲量比對照小區減少了47.2%和72.8%。
大田周圍的非作物生境對調控天敵和害蟲數量也能起到一定的作用,可通過優化稻田和非作物生境的景觀來調節害蟲與天敵的相互關系,達到控制稻田害蟲的目的。LissW J和Gut L J等[14]研究表明,害蟲在作物生境與非作物之間的遷移中,常常受到食物、寄主和人為的影響,當人工栽培或季節變化時,往往導致作物生境惡化和食物短缺,非生物生境則成為害蟲的避難場所。Altieri等[15]試驗結果表明,害蟲的取食多傾向于有近緣關系的植物,超過200種禾谷類害蟲可在稻田中的野生雜草上生存。另外,還有不少的研究表明可以通過改變非作物生境的植被組成和結構來控制作物害蟲的過渡生存或誘殺害蟲,Van Emden等[16]研究發現,稻田邊上的雀麥草能誘集遷入的麥稈蠅。同時,非作物生境也能為害蟲天敵的生存創造有利條件,黃志農等[17]研究發現,稻田周圍的非作物生境為蜘蛛等害蟲天敵的生存發展提供了有利條件。
為了單純追求高產,農戶往往對水稻施用過量的氮肥,這不僅造成資源的浪費,而且增加了稻田害蟲的危害程度。張玉燭等[18]研究發現稻田中的主要害蟲和天敵隨施氮量的增加而增多,而適量施肥可減輕病蟲害的危害程度。黃志農等[18]研究表明,害蟲在田間的分布數量,隨施氮量的增加而上升,相同品種施氮量越多,蟲量越大,受害程度就越嚴重。在水稻高產栽培中堅持合理施肥,控制水稻田間的施氮量也是減少病蟲害發生的一種有效方法。
隨著工業的發展,出現了各式各樣的殺蟲燈、誘蟲燈,這些“燈”都能利用水稻害蟲的趨光、趨波、趨色等生物學特性誘殺成蟲,從而有效地控制二化螟、稻縱卷葉螟、稻飛虱等害蟲的數量,降低田間蟲卵量、蟲口密度和水稻害蟲大規模發生的可能性,而且這些“燈”是利用現代物理的方法誘殺水稻害蟲,具有安全可靠、無污染等的特點。顏日紅等[19]調查發現,殺蟲燈能減少稻田中的害蟲基數,降低防治成本。在害蟲頻繁發生時,一盞殺蟲燈一晚上能殺死500 g的害蟲。據黃志農等[17]在湘陰縣植保站調查的結果表明,安裝殺蟲燈的區域,二化螟高峰期田間幼蟲量的密度平均減少85.69%,稻縱卷葉螟晚稻高峰期幼蟲量的蟲量平均減少75.82%,稻飛虱晚稻高峰期的蟲口密度平均減少81.49%。
稻田害蟲生態防控技術是從農田生態系統的整體出發,創造一個良好的生態環境,綜合治理有害生物,充分發揮作物、天敵、環境等因素的綜合效益,將病蟲危害損失控制在經濟允許水平以下,在不影響產量的前提下,把病蟲防治所產生的副作用控制到最低限度。目前,稻田害蟲生態防控技術已取得了有效防控成效,生態防控的優勢進一步體現出來。羅淑萍等[20]研究表明,有機水稻生產方式所產生的綜合效益最大,化學防治田付出的綜合代價最大;黃毅斌等[21]對稻-萍-魚體系的研究表明,該體系魚產量達4 000~9 800 kg/hm2,稻田減少化肥用量和農藥用量分別是50%~60%和30%~50%,水稻病蟲草害減少40.8%~99.5%。由此可見,稻田害蟲防控技術所產生的經濟效益、生態效益是化學防控無法實現的,且創造的效益是長期的。
我國發展戰略正朝著單純追求數量向數量與質量并重轉變,加強農產品質量安全管理已成為農業和農村經濟工作的重要方面。2001年,我國正式加入世界貿易組織(WTO),世界各地的糧食等農產品紛紛涌入中國市場,使國內農產品質量面臨著嚴峻地挑戰,故發展綠色稻米、有機稻米是提高我國農產品質量及市場競爭力的重要措施,對保證食品和人民身體健康安全、保護和改善農業生態環境,迎合世界消費趨勢具有重要意義。
綠色產品、有機產品的生產過程離不開生態防控技術,有機稻米的生產過程更需要稻田害蟲生態防控技術的緊密配合。因此,形成一套標準化的生態防控技術對提高水稻的產量和質量都具有重大意義,其發展前景非常廣闊。
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