王致能 ,劉功朋 ,張玉燭 ,黃志農(nóng) ,劉 洋 ,朱國奇
(1.湖南糧食集團(tuán),湖南 長沙 410000;2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué),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(hù)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(shí)也是湖南農(nóng)業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)和優(yōu)勢糧食作物,近40年來稻谷產(chǎn)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(chǎn)量有了質(zhì)的飛躍。然而,近幾年來水稻蟲害發(fā)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(chǎn)量和質(zhì)量帶來了很大的損失。據(jù)統(tǒng)計(jì),湖南省因稻田蟲害導(dǎo)致的糧食減產(chǎn)至少有100萬t/a。為了控制水稻蟲害,不得不提高化學(xué)農(nóng)藥的使用量和用藥次數(shù),雖然在一定程度上控制了稻田害蟲的發(fā)生,保障了糧食產(chǎn)量,但是帶來的負(fù)面效應(yīng)也相當(dāng)明顯,例如污染環(huán)境、破壞生態(tài)平衡、糧食品味降低等。因此,探索一條無污染、綠色環(huán)保的蟲害治理之路已成為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。
生態(tài)防控技術(shù)是指以“預(yù)防為主、綜合防治”為指導(dǎo)思想[1],努力擺脫對化學(xué)農(nóng)藥的依賴,探索采用農(nóng)業(yè)、生物、化學(xué)、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(xiàng)技術(shù)正逐步應(yīng)用于水稻害蟲的防治當(dāng)中。
20世紀(jì)60年代,國際上興起一種新的害蟲防治對策,聯(lián)合國糧農(nóng)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(xué)術(shù)討論會,提出了合理運(yùn)用化學(xué)、生物、物理等防治措施,經(jīng)濟(jì)、安全、有效地控制病蟲危害。1986年,在全國第二次農(nóng)作物病蟲害綜合防治學(xué)術(shù)討論會上,提出了有害生物防治應(yīng)從農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)總體出發(fā),制定病蟲生態(tài)防控策略,將有害生物控制在經(jīng)濟(jì)損害允許水平之下。稻田害蟲生態(tài)防控不是單一的防控措施,涉及范圍包括檢疫防治、農(nóng)業(yè)防治、生物防治、化學(xué)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(yǎng)鴨的傳統(tǒng)習(xí)慣,稻鴨共育主要是利用鴨子與水稻之間的相互作用關(guān)系來控制田間害蟲[4],并且取得了良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。1991年,日本借鑒中國的稻田養(yǎng)鴨技術(shù)而創(chuàng)建稻鴨共作系統(tǒng),1999年在日本國內(nèi)全面推廣;1992年韓國也開始研究和推廣稻鴨共作系統(tǒng);越南、緬甸、菲律賓、馬來西亞等國也紛紛推廣該項(xiàng)技術(shù)。80年代末,在傳統(tǒng)稻田養(yǎng)鴨技術(shù)的基礎(chǔ)上結(jié)合新型生態(tài)防控措施[5],使我國水稻害蟲的防控進(jìn)入了新的發(fā)展階段。近年來,專家們提出了各種稻田害蟲生態(tài)防控措施,沈君輝等[6]通過在稻田中養(yǎng)殖魚、鴨、蟹、蛙等動物,發(fā)現(xiàn)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(jié)果發(fā)現(xiàn)赤眼蜂對稻縱卷葉螟和二化螟的防治效果也很好;還有報(bào)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(xiàng)技術(shù)不僅使“湘米”獲得了較高產(chǎn)量,而且受到了專家及農(nóng)戶的好評。
二化螟、稻縱卷葉螟和稻飛虱是水稻生產(chǎn)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(fā)生比較嚴(yán)重,受危害的水稻表現(xiàn)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(qiáng),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(yán)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(yán)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?zé)糇蠲舾?。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(xiàn)為直接刺吸水稻莖葉中汁液,產(chǎn)卵時(shí)刺傷水稻組織,傳播和誘發(fā)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(kuò)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(shù)已相當(dāng)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(tài)防控技術(shù)。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(jié)肢動物,其分布范圍極廣,種類繁多,在農(nóng)田中,蜘蛛能捕食農(nóng)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(qiáng)等優(yōu)良生物學(xué)特性,是稻田害蟲的重要天敵[9]。
通過人工方法在室內(nèi)大量繁殖赤眼蜂,在蟲害發(fā)生前期將赤眼蜂釋放到稻田中,以彌補(bǔ)稻田中赤眼蜂數(shù)量的不足,促使蟲害在大量發(fā)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(xù)繁殖建立種群,這樣才能達(dá)到持續(xù)控制稻田害蟲的目的。董本春等[10]研究發(fā)現(xiàn),赤眼蜂對二化螟的平均防治效果達(dá)到50%以上;相關(guān)文獻(xiàn)表明,赤眼蜂對二化螟和稻縱卷葉螟的防控效果均達(dá)到顯著水平。
人們的過量捕殺和化學(xué)藥劑的大量使用,致使田中蛙類已經(jīng)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(rèn)識到構(gòu)建稻蛙共作系統(tǒng)也是一條經(jīng)濟(jì)效益高且綠色環(huán)保的生產(chǎn)模式。人工繁殖一定數(shù)量的變態(tài)蛙,在秧苗移栽后3~5 d將變態(tài)蛙均勻地放養(yǎng)到田間,并適當(dāng)補(bǔ)充一些蛙類食物。該技術(shù)要注意稻田生境的調(diào)控,特別是水稻曬田時(shí)給蛙提供足夠的水源,另外要重視為蛙在田間越冬創(chuàng)造適宜條件,這是稻蛙共作系統(tǒng)持續(xù)發(fā)展的先決條件,同時(shí)也可節(jié)省部分來年補(bǔ)充稻田蛙源的開支。喬志剛等[11]田間調(diào)查發(fā)現(xiàn),養(yǎng)蛙稻田的害蟲比未養(yǎng)蛙稻田平均可減少46 只/m2。
稻鴨共育技術(shù)發(fā)展到今天已相當(dāng)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(yǎng)鴨子應(yīng)注意:(1)選擇田塊地點(diǎn)、水稻品種及鴨子品種;(2)選擇合理水稻種植密度;(3)進(jìn)行科學(xué)的飼養(yǎng)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(fā)現(xiàn),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(shù)量增多1.66倍和2.61倍。楊治平等[4]試驗(yàn)結(jié)果表明,稻鴨共育小區(qū)的第四、第五代稻飛虱蟲量比對照小區(qū)減少了47.2%和72.8%。
大田周圍的非作物生境對調(diào)控天敵和害蟲數(shù)量也能起到一定的作用,可通過優(yōu)化稻田和非作物生境的景觀來調(diào)節(jié)害蟲與天敵的相互關(guān)系,達(dá)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(dāng)人工栽培或季節(jié)變化時(shí),往往導(dǎo)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(yàn)結(jié)果表明,害蟲的取食多傾向于有近緣關(guān)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(jié)構(gòu)來控制作物害蟲的過渡生存或誘殺害蟲,Van Emden等[16]研究發(fā)現(xiàn),稻田邊上的雀麥草能誘集遷入的麥稈蠅。同時(shí),非作物生境也能為害蟲天敵的生存創(chuàng)造有利條件,黃志農(nóng)等[17]研究發(fā)現(xiàn),稻田周圍的非作物生境為蜘蛛等害蟲天敵的生存發(fā)展提供了有利條件。
為了單純追求高產(chǎn),農(nóng)戶往往對水稻施用過量的氮肥,這不僅造成資源的浪費(fèi),而且增加了稻田害蟲的危害程度。張玉燭等[18]研究發(fā)現(xiàn)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(nóng)等[18]研究表明,害蟲在田間的分布數(shù)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(yán)重。在水稻高產(chǎn)栽培中堅(jiān)持合理施肥,控制水稻田間的施氮量也是減少病蟲害發(fā)生的一種有效方法。
隨著工業(yè)的發(fā)展,出現(xiàn)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(xué)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(shù)量,降低田間蟲卵量、蟲口密度和水稻害蟲大規(guī)模發(fā)生的可能性,而且這些“燈”是利用現(xiàn)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(diǎn)。顏日紅等[19]調(diào)查發(fā)現(xiàn),殺蟲燈能減少稻田中的害蟲基數(shù),降低防治成本。在害蟲頻繁發(fā)生時(shí),一盞殺蟲燈一晚上能殺死500 g的害蟲。據(jù)黃志農(nóng)等[17]在湘陰縣植保站調(diào)查的結(jié)果表明,安裝殺蟲燈的區(qū)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(tài)防控技術(shù)是從農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的整體出發(fā),創(chuàng)造一個(gè)良好的生態(tài)環(huán)境,綜合治理有害生物,充分發(fā)揮作物、天敵、環(huán)境等因素的綜合效益,將病蟲危害損失控制在經(jīng)濟(jì)允許水平以下,在不影響產(chǎn)量的前提下,把病蟲防治所產(chǎn)生的副作用控制到最低限度。目前,稻田害蟲生態(tài)防控技術(shù)已取得了有效防控成效,生態(tài)防控的優(yōu)勢進(jìn)一步體現(xiàn)出來。羅淑萍等[20]研究表明,有機(jī)水稻生產(chǎn)方式所產(chǎn)生的綜合效益最大,化學(xué)防治田付出的綜合代價(jià)最大;黃毅斌等[21]對稻-萍-魚體系的研究表明,該體系魚產(chǎn)量達(dá)4 000~9 800 kg/hm2,稻田減少化肥用量和農(nóng)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(shù)所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益是化學(xué)防控?zé)o法實(shí)現(xiàn)的,且創(chuàng)造的效益是長期的。
我國發(fā)展戰(zhàn)略正朝著單純追求數(shù)量向數(shù)量與質(zhì)量并重轉(zhuǎn)變,加強(qiáng)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全管理已成為農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)工作的重要方面。2001年,我國正式加入世界貿(mào)易組織(WTO),世界各地的糧食等農(nóng)產(chǎn)品紛紛涌入中國市場,使國內(nèi)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量面臨著嚴(yán)峻地挑戰(zhàn),故發(fā)展綠色稻米、有機(jī)稻米是提高我國農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)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(hù)和改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境,迎合世界消費(fèi)趨勢具有重要意義。
綠色產(chǎn)品、有機(jī)產(chǎn)品的生產(chǎn)過程離不開生態(tài)防控技術(shù),有機(jī)稻米的生產(chǎn)過程更需要稻田害蟲生態(tài)防控技術(shù)的緊密配合。因此,形成一套標(biāo)準(zhǔn)化的生態(tài)防控技術(shù)對提高水稻的產(chǎn)量和質(zhì)量都具有重大意義,其發(fā)展前景非常廣闊。
[1] 桑賢強(qiáng),倪奇鋒,吳偉強(qiáng),等.優(yōu)質(zhì)無公害稻米生產(chǎn)中病蟲草害生態(tài)防控技術(shù)[J].上海農(nóng)業(yè)科技,2008,(4):105-106.
[2] 李培夫.農(nóng)作物病蟲無公害防治研究進(jìn)展(上)[J].世界農(nóng)業(yè),1999,(7):36-37.
[3] 李培夫.農(nóng)作物病蟲無公害防治研究進(jìn)展(下)[J].世界農(nóng)業(yè),1999,(8):33-34.
[4] 楊治平,劉小燕,黃 璜,等.稻田養(yǎng)鴨對稻鴨復(fù)合系統(tǒng)中病、蟲、草害及蜘蛛的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2004,24(12):2757-2760.
[5] 黃志農(nóng),文吉輝,徐志德,等.稻田養(yǎng)鴨與殺蟲燈對水稻三大害蟲的防控效果[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué),2009,(11):61-65.
[6] 沈君輝,王敬宇,劉光杰,等.我國稻田養(yǎng)殖防蟲除草的研究概況[J].植物保護(hù),2004,30(3):10-13.
[7] 杭德龍,焦兆文,趙有文,等.稻田釋放赤眼蜂防治一代二化螟研究[J].農(nóng)業(yè)災(zāi)害研究,2011,1(1):28-30.
[8] 羅守進(jìn).稻飛虱的研究[J].農(nóng)業(yè)災(zāi)害研究,2011,1(1):1-13.
[9] 王洪全,顏亨梅,楊海明,等.中國稻田蜘蛛生態(tài)與利用研究[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué),1996,(5):68-75.
[10] 董本春,李曉光,高德宇,等.螟黃赤眼蜂防治水稻二化螟的研究[J].植物保護(hù),2001,27(4):45-46.
[11] 喬志剛,李學(xué)軍,聶國興,等.稻田養(yǎng)殖美國青蛙試驗(yàn)[J].水產(chǎn)科學(xué),2000,19(5):13-14.
[12] 朱鳳姑,豐慶生,諸葛梓.稻鴨生態(tài)結(jié)構(gòu)對稻田有害生物群落的控制作用[J].浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2004,16(I):37-41.
[13] 禹盛苗,金千瑜,歐陽由男,等.稻鴨共育對稻田雜草和病蟲害的生物防治效應(yīng)[J].中國生物防治,2004,20(2):99-102.
[14] Liss W J,Gut L J.Perspectives on arthropod community structure,organization and development in agricultural crops[J].Annual Review of Entomology,1986,31:455-478.
[15] AltieriM A.Ethno-science and biodiversity:key elements in the design of sustainable pestmanagement systems for a small farmers in developing countries[J].Agriculture Ecosystems&Environment,1993,46:257-272.
[16] Van Emden H F.The role of uncultivated land in the biology of crop pesls and beneficial insects[J].Scientific Horticulture,1965,17:121-136.
[17] 黃志農(nóng),張玉燭.水稻有害生物生態(tài)調(diào)控的理論與實(shí)踐[J].作物研究,2006,(4):297-307.
[18] 張玉燭,王凱榮,劉見平,等.稻米質(zhì)量安全控制技術(shù)研究與示范[J].作物研究,2006,(4):287-296.
[19] 顏日紅,黃賢華,蔡方義.應(yīng)用農(nóng)作物殺蟲燈殺蟲的生態(tài)效果[J].中國植保導(dǎo)刊,2004,(7):32-33.
[20] 羅淑萍,黃壽山,梁廣文,等.水稻害蟲治理措施的綜合評價(jià)[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2008,19(12):2731-2737.
[21] 黃毅斌,翁伯奇,唐建陽,等.稻-萍-魚體系對稻田土壤環(huán)境的影響[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2001,9(1):75-76.