桑園害蟲及其防治藥劑和施藥器械研究進展

宋長貴 諶倫富 羅太明

(重慶市蠶業(yè)科學(xué)技術(shù)研究院，重慶 400700)

桑樹(Morusalba)是一種重要的多年生木本植物，其根、莖、葉、果均具有很高的經(jīng)濟價值和藥用價值[1-3]，特別是桑葉作為家蠶(Bombyxmori)最好的天然飼料，在實際生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛。桑樹的健康不僅關(guān)系著桑樹產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，也對蠶絲產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。但桑樹害蟲的發(fā)生常常給桑樹的生長造成嚴(yán)重影響，輕則降低桑枝、桑葉和桑椹的產(chǎn)量和品質(zhì)，重則造成桑園成片死亡[1，4-5]；加之，家蠶對桑葉中殘留的殺蟲劑極為敏感，因此由害蟲引起的桑樹健康問題一直是桑園治理關(guān)注的重點。近年來，隨著“東桑西移”工程的實施、果桑產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展、桑樹生態(tài)林的大面積種植等因素影響，桑樹害蟲的結(jié)構(gòu)也逐漸發(fā)生著改變，部分次生害蟲上升為主要害蟲，且危害程度逐年加重[6-9]。因此，了解主要害蟲的變化情況，掌握相應(yīng)的防治措施尤為重要。

目前，化學(xué)防治仍是桑園害蟲治理的主要手段之一。然而，長期連續(xù)使用單一的化學(xué)藥劑給害蟲治理帶來了嚴(yán)重的“3R”[抗性(resistance)、殘留(residence)、再猖獗(resurgence)]問題，并且對生態(tài)環(huán)境造成了不可忽視的影響[10]。近年來，隨著人們環(huán)保意識的增強，大量高毒有機磷農(nóng)藥在實際生產(chǎn)中被禁用，但新型可替換藥劑的研發(fā)卻往往存在藥效差及安全評估等滯后的現(xiàn)象，這就使得可用于桑園的高效、安全、環(huán)保類防治藥劑越來越少[11]。此外，在藥劑噴灑器械方面，桑園中使用的器械也普遍存在老舊、更新不及時等情況，因而伴隨發(fā)生農(nóng)藥浪費、農(nóng)藥殘留超標(biāo)、農(nóng)藥中毒等問題。本文從桑園害蟲種類及結(jié)構(gòu)變化、桑園害蟲防控藥劑及施藥器械等方面進行綜述，歸納總結(jié)不斷變化的主要害蟲種類及其影響因素、防治藥劑的發(fā)展情況及施藥器械的使用情況，以期為科學(xué)治理桑樹蟲害提供新的理論依據(jù)。

1 桑園主要害蟲種類及其結(jié)構(gòu)變化的影響因素

1.1 桑園主要害蟲種類

我國幅員遼闊，由于不同地區(qū)經(jīng)緯度、氣候、桑樹品種以及栽培管理措施等的差異，導(dǎo)致各地區(qū)的桑樹害蟲種群類別、數(shù)量及危害程度不盡相同[12]。據(jù)有關(guān)研究統(tǒng)計，我國已知的桑樹害蟲有630多種，主要害蟲有200余種，能危害成災(zāi)的約50余種，主要分布在昆蟲綱的鱗翅目(Lepidoptera)、鞘翅目(Coleoptera)、同翅目(Homoptera)、纓翅目(Thysanoptera)、雙翅目(Diptera)以及蛛形綱的蜱螨目(Arachnoidea)[2，10-11]。根據(jù)危害部位，可將桑樹害蟲分為芽葉害蟲、枝干害蟲、地下害蟲和桑椹害蟲4大類[1-2]。芽葉害蟲種類最多，主要代表為桑象蟲(Barisdeplanata)、桑螟(Diaphaniapyloalis)、野蠶(Bombyxmandarina)、桑薊馬(Pseudodendrothripsmori)、桑毛蟲(Porthesiaxanthocampa)、桑尺蠖(Phthonandriaatrilineata)、桑粉虱(Pealiusmori)和朱砂葉螨(Tetranychuscinnabarinus)[1，5，10，12]。枝干害蟲主要代表為桑天牛(Aprionagermari)、桑蛀蟲(Paradoxeciapieli)和桑梢小蠹蟲(Cryphalusexignus)[11，13]。地下害蟲主要代表為桑根癭蚊(Diplosisfasciata)、銅綠金龜子(Anomlacorpulenta)和華北螻蛄(Gryllotalpauunispina)[1-2，13]。桑椹害蟲主要代表為桑椹癭蚊(Diplosismoricola)[14-15]。

1.2 桑園害蟲結(jié)構(gòu)變化的影響因素

2006年，國家商務(wù)部正式組織實施“東桑西移”工程，我國蠶桑主產(chǎn)區(qū)逐漸由傳統(tǒng)的東部地區(qū)(環(huán)太湖流域的江蘇、浙江等)向西部地區(qū)(廣西、云南、貴州等)遷移[16]。西部地區(qū)桑園面積逐年增加，其中以廣西的桑園面積增加最多(桑園面積約16.7萬hm2，占全國桑園面積的近1/5)[6]。由于大量桑樹苗木從東部蠶區(qū)調(diào)入西部蠶區(qū)，廣西、云南等地桑園害蟲呈現(xiàn)出種類新發(fā)、數(shù)量高發(fā)和蔓延猖獗等趨勢，其中以桑螟、葉螨、粉虱和薊馬等害蟲最為典型[10]。

近年來，隨著桑椹及相關(guān)產(chǎn)品的保健價值越來越受到人們青睞，其經(jīng)濟價值也在不斷攀升，種植相同面積的果桑園經(jīng)濟收入可達葉用桑園的5～7倍[17]。隨著蠶桑產(chǎn)業(yè)的不斷轉(zhuǎn)型升級，果桑種植面積越來越大，并逐漸向產(chǎn)業(yè)化和規(guī)模化方向發(fā)展，其中四川省果桑種植面積超過7 330 hm2，湖北省達800 hm2[7，18]。果桑產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展的同時，果桑園病蟲害的結(jié)構(gòu)也在發(fā)生變化。種植果桑的主要目的是獲得高品質(zhì)的桑椹，在種植模式、品種選用、日常管理、病蟲害防治等方面均不同于傳統(tǒng)的葉用桑園。果桑相比葉用桑早春發(fā)芽抽枝時間更早，這為桑園越冬害蟲提供了更早的食物來源，使得桑園害蟲結(jié)構(gòu)隨之發(fā)生改變。果桑園害蟲呈現(xiàn)危害時間提前，危害周期延長，世代周期重疊嚴(yán)重等現(xiàn)象。桑椹癭蚊等已成為危害果桑園的主要害蟲[19-20]。

種植桑樹不僅可以收獲桑葉、桑椹和桑枝，還具有改善空氣質(zhì)量、保水固土防沙和綠化荒山等生態(tài)作用。據(jù)估算，每公頃桑園每年可吸收二氧化碳約50 t，釋放氧氣約36 t，蓄水量比無林地多300 m3，減少泥沙流失45 t[9，21]。正是由于桑樹優(yōu)越的生態(tài)治理能力，陜西省榆林市已建成2.55萬hm2的生態(tài)桑園，新疆庫爾勒地區(qū)也種植了467 hm2的生態(tài)桑園[22-23]。生態(tài)桑園和生態(tài)防護桑林在管理上不用進行伐條、疏芽、摘芯等操作，但這也為桑園害蟲提供了更長周期的食物來源，大面積種植也為桑樹害蟲的發(fā)生危害提供了有利條件。除此之外，藥用桑園、飼用桑園等種植面積近年來也在不斷擴大，這也為桑樹害蟲的防治帶來了新的挑戰(zhàn)[24-25]。

2 桑園害蟲防治藥劑的發(fā)展情況

2.1 桑園害蟲防治藥劑的發(fā)展歷史

栽桑養(yǎng)蠶在我國具有悠久的歷史，蠶農(nóng)在長期的生產(chǎn)實踐中總結(jié)了許多有效的防治措施來治理害蟲，如人工捕殺害蟲、深耕翻土治蟲、以蟲治蟲、藥物防蟲等[26]。其中桑園害蟲防治藥劑的發(fā)展歷史大體可分為3個階段：19世紀(jì)70年代以前的天然藥物防治時代，19世紀(jì)70年代至20世紀(jì)40年代的無機藥物防治時代，20世紀(jì)40年代至今的有機合成藥劑防治時代[27]。天然藥物防治時代，主要使用蒼耳、煙莖、桐油、屋灰、鰻鱺魚骨、魚腥水等具有殺蟲活性的動植物來防治桑園害蟲；無機藥物防治時代，主要使用食鹽、石灰、白礬、砒霜、硫磺、汞粉等來防治桑園害蟲[26]；有機合成藥劑防治時代初期，主要使用久效磷、磷胺、敵敵畏等來防治桑園害蟲[28]。有機合成藥劑自20世紀(jì)發(fā)明以來，因其高效、速效的特點，使其在控制農(nóng)作物病、蟲、草、鼠危害，調(diào)節(jié)植物生長，保證作物產(chǎn)量和品質(zhì)等方面起著不可替代的重要作用[10]。

有機磷類殺蟲劑是含磷類有機殺蟲劑的總稱，該類殺蟲劑具有品種多、殺蟲譜寬、適用范圍廣、在自然界中易分解、在高等動物體內(nèi)無累積毒性等特點，曾一度是世界范圍內(nèi)使用最廣的殺蟲劑[29]。有機磷類殺蟲劑的特性完全符合桑園用藥要求，自有機磷類殺蟲劑問世以來，該類藥劑便成了桑園的主打防治藥劑。然而，由于有機磷類農(nóng)藥連年大量使用，使得害蟲產(chǎn)生了嚴(yán)重的“3R”問題，同時對環(huán)境造成污染，一些曾經(jīng)在桑園大面積使用的高毒有機磷藥劑已經(jīng)被禁用[30]。查詢國家禁用和限用的農(nóng)藥名單發(fā)現(xiàn)，曾在我國桑園中使用的有機磷類殺蟲劑甲胺磷(2010年)、對硫磷(2010年)、甲基對硫磷(2010年)、久效磷(2010年)、磷胺(2010年)、樂果(2019年)等藥劑已被全面禁止生產(chǎn)、銷售和使用，毒死蜱(2013年)也被禁止在蔬菜上使用[31-33]。

2.2 桑園害蟲防治藥劑的現(xiàn)狀

由于家蠶與大部分桑園害蟲在分類水平上具有親緣性，都屬于鱗翅目昆蟲。因此，在桑園害蟲防治的過程中除考慮防效外，還應(yīng)重點考慮藥劑對蠶作的安全性?；诖?，桑園可用的殺蟲劑種類和數(shù)量極其有限。通過查詢中國農(nóng)藥信息網(wǎng)(http://www.chinapesticide.org.cn/)農(nóng)藥登記數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，登記作物為桑樹的殺蟲劑總共有83種，隸屬4大類別，其中有機磷類殺蟲劑數(shù)量最多，共79種，其次是氨基甲酸酯類2種，吡啶類1種，有機硫類1種(表1)。從表1可以看出，現(xiàn)階段能用于桑園的殺蟲劑主要為有機磷類殺蟲劑(所占比率超過95%)，共有7種(單劑3種，復(fù)配劑4種)，敵敵畏和辛硫磷為主要藥劑。

表1 登記對象為桑樹的殺蟲劑

2.3 桑園害蟲防治藥劑的篩選情況

現(xiàn)階段能用于桑園害蟲防治的藥劑主要為有機磷類，并且可用藥物的數(shù)量和種類都相對較少，究其原因主要有以下幾個方面：一是桑園自身特性決定只能選擇易分解、低殘留的防治藥劑(以有機磷類為代表)；二是許多曾經(jīng)使用的高毒有機磷類農(nóng)藥遭到禁用；三是過分依賴有機磷類防治藥劑，使得害蟲產(chǎn)生了很強的抗藥性，曾經(jīng)的“特效藥”失效或效果嚴(yán)重下降；四是桑園種植面積較少(葉用桑園面積僅有80余萬hm2[34]，約占我國農(nóng)作物播種面積16 600萬hm2[35]的0.5%)，桑園年用殺蟲劑量市場占有率低，不足以引起農(nóng)藥企業(yè)專門針對桑樹開發(fā)新的藥劑品種。

為保障蠶桑產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，我國蠶桑行業(yè)工作者也在不斷探尋桑園可用的替代藥劑。早期替代藥劑的研究多集中于有機磷類藥劑的互配，如開發(fā)的桑蟲凈、桑保清、保桑靈等[10，36-37]。有研究通過比對30種不同類型農(nóng)藥對家蠶的毒性測定，結(jié)果顯示蟲螨腈對家蠶的毒性較低[38]，并且在家蠶和桑樹害蟲之間存在較高的選擇性毒力，認(rèn)為蟲螨腈是一種理想藥劑[39]。王麗英等[40]研究發(fā)現(xiàn)40%桑寶(氨基甲酸酯類)乳油1 000～2 000倍稀釋藥液對桑螟、桑尺蠖等鱗翅目害蟲防治效果好，可在桑園中推廣應(yīng)用。周春濤等[41]比較了12種殺蟲劑對家蠶的殘留毒性和安全間隔期，結(jié)果顯示印楝素、苦參堿、蟲螨腈等對家蠶殘留毒性低的殺蟲劑可用于桑樹害蟲防治。陳偉國等[42]采用浸葉法測定了煙堿類殺蟲劑呋蟲胺對家蠶的毒性，結(jié)果表明該藥對家蠶高毒，建議在桑園及周邊不要使用該類藥劑。陳偉國等[43]比較了5種酰胺類殺蟲劑對家蠶的毒性，結(jié)果顯示酰胺類殺蟲劑對家蠶的經(jīng)口急性毒性均屬于劇毒級，建議在桑園不使用該類藥劑。盡管廣大科研工作者正努力尋找可替代有機磷的桑園害蟲防治藥劑，但目前藥物篩選的現(xiàn)狀仍主要依賴于已知的農(nóng)藥品種。因此，必須加強新藥篩選經(jīng)費的投入，自主開發(fā)或引進國外先進的農(nóng)藥品種；使用化學(xué)防治藥劑時要注意藥劑的交替使用，以減緩害蟲抗藥性的產(chǎn)生；加強無公害或基本無公害的植物源農(nóng)藥的研制和開發(fā)，增加可供選擇藥劑的種類，緩解桑園“無藥可用”的尷尬現(xiàn)狀，從而保障我國現(xiàn)代蠶桑產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[44]。

3 桑園害蟲防治施藥器械的使用情況

化學(xué)防治作為農(nóng)林業(yè)病蟲害防治的重要手段，其防治效果的好壞主要與化學(xué)藥劑、施藥器械、施藥技術(shù)及方法等有密切關(guān)系。2007年，我國成功超越美國成為世界第一大農(nóng)藥生產(chǎn)國和消費國，農(nóng)藥品種和農(nóng)藥劑型不斷豐富[45]。然而，我國的植保器械和施藥技術(shù)嚴(yán)重落后于發(fā)達國家，與我國高速發(fā)展的農(nóng)藥水平極不匹配，嚴(yán)重制約了我國植保行業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)生農(nóng)藥利用率低、農(nóng)藥殘留超標(biāo)、農(nóng)藥中毒、環(huán)境污染等一系列問題[46]。在我國小規(guī)模栽桑的蠶農(nóng)主要使用傳統(tǒng)的單管、壓縮、背負(fù)式或手提式噴霧器用于害蟲防治，規(guī)模較大的企業(yè)和莊園則主要使用背負(fù)式電動噴霧設(shè)備和高壓噴霧設(shè)備。調(diào)查顯示，桑農(nóng)在施藥過程中普遍采用單一機具噴灑不同類型藥劑，且機具多使用圓錐霧噴頭，這是造成農(nóng)藥浪費、農(nóng)藥殘留超標(biāo)、農(nóng)藥中毒的重要原因之一[47]。

為適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要，提高對病蟲害的防控能力，我國科研工作者圍繞現(xiàn)代植保機械與施藥技術(shù)開展了大量的科學(xué)研究，并取得了長足的進步。有報道顯示，在高壓噴霧機上加裝擺臂，噴霧射程可達20 m左右，極大地提高了噴霧覆蓋范圍，適用于大面積連片桑園使用[48]。河南萬豐農(nóng)林設(shè)備有限公司開發(fā)的YL60-2000L型風(fēng)送式噴霧機具有霧化效果好、射程遠等優(yōu)點[48]。虞崇江[10]將植保無人飛機噴霧器與傳統(tǒng)噴施器在桑園中進行比較試驗，結(jié)果顯示植保無人機具有防治效果好、節(jié)約農(nóng)藥用量、省時省力等優(yōu)點。除此之外，科研工作者還針對玉米等高桿作物研制了自走式高地隙噴霧機，成功解決了玉米粘蟲等害蟲的防治難題，這為桑園防治機具的開發(fā)提供了新思路[47]。除了噴霧機具的不斷升級，噴霧技術(shù)也在向靶向噴霧、防飄噴霧、恒壓噴霧、液壓噴霧和超低容量噴霧等方向不斷整合和發(fā)展[46-47]。但是，目前桑園中植保機械仍以小型手動為主，落后的低效機具和傳統(tǒng)的思維模式已不能滿足現(xiàn)代桑樹產(chǎn)業(yè)的需要，我們應(yīng)緊跟現(xiàn)代科技前沿，借鑒國內(nèi)外的成功經(jīng)驗，及時升級桑園植保器械和施藥技術(shù)，減少化學(xué)藥劑的使用量，提高對桑園害蟲的防治效率。

4 展望

隨著我國桑樹產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷壯大，桑樹害蟲危害已成為影響桑樹健康生長的重要隱患。在未來桑園害蟲的治理過程中，植保工作者應(yīng)充分利用遙感(remote sensing)、全球定位系統(tǒng)(global position system)、地理信息系統(tǒng)(geographic information system)、人工智能(artificial intelligence)和大數(shù)據(jù)(big data)等現(xiàn)代先進技術(shù)，建立屬于桑園的害蟲監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，及時掌握桑園害蟲的種類及危害情況，從而更好地指導(dǎo)桑園害蟲的防治[49-50]。同時，在桑園害蟲治理時應(yīng)遵循“預(yù)防為主，綜合防治”的植保方針，充分利用自然環(huán)境進行調(diào)控，輔以農(nóng)業(yè)防治、生物防治、化學(xué)防治以及物理防治等措施，建立適合桑園害蟲的防治系統(tǒng)，踐行“公共植?！薄熬G色植?！钡睦砟?，從而更好地保障桑樹產(chǎn)業(yè)和蠶絲產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。