甘蔗螟虫生态防控技术研究进展

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  摘 要:甘蔗螟虫是常见的甘蔗害虫之一,其幼虫的危害会造成甘蔗大量减产。長期以来,主要依赖农药防控甘蔗螟虫,造成农药面源污染严重,螟虫抗药性增加,严重影响了甘蔗产业的可持续发展。该文综述了甘蔗螟虫生态防控的主要技术手段,介绍了甘蔗螟虫物理调控、性诱、生物制剂和生物防治的具体措施,以及应用该模式替代农药防控甘蔗螟虫面临的问题及解决对策,并提出了全方位、全时空的甘蔗螟虫生态防控模式,以期为甘蔗螟虫防控提供一条新的途径。
  关键词:甘蔗螟虫;生态防控;生物防治;生物制剂
  中图分类号 S435 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2021)17-0127-04
  Review of Sugarcane Borer Ecological Control Techniques
  ZHANG Xianghui et al.
  (Guangdong AIB Polytechnic College, Guangzhou 510507, China)
  Abstract: Sugarcane borer is the common sugarcane pest which causes severe damage to sugar cane cultures during its larval phase. For a long time, pesticide-dependent control is the main way to sugarcane borer which influences the sustainable development of sugarcane industry. This paper summarizes the technical means of sugarcane borer ecological control. It enumerates concrete measures of physical control, sexual attraction, biological preparation and biological control. The paper also evaluates the feasibility and problem of using the ecological control model to replace pesticide-dependent model. And it puts forward the all-round and full-cycle ecological control model of sugarcane borer. It can provide a new reference to sugarcane borer control.
  Key words: Sugarcane borer; Ecological control; Biological control; Biological preparation
  甘蔗是重要的糖料作物,被广泛用于蔗糖加工和甘蔗燃料乙醇产业[1],目前对原料甘蔗的需求越来越大。甘蔗种植周期长,生长环境复杂,且植蔗区长期连作,螟虫危害日趋严重,在甘蔗整个生长期均有可能发生[2]。螟虫会造成甘蔗苗期枯心,受害率在10%~30%,严重时可达50%;中后期造成螟害节,造成甘蔗减产,对甘蔗产业的可持续发展造成了严重的威胁[3]。目前,甘蔗螟虫的繁殖主要靠化学药物防控[4-6],但甘蔗中后期施药困难且化学药剂对环境产生严重污染,从而制约了甘蔗产业的可持续发展。灯诱、性诱、生物制剂、赤眼蜂生物防治等生态防控手段正发挥着越来越重要的作用[7-12]。为了更好地了解甘蔗螟虫生态防控,本文概述了目前甘蔗螟虫生态防控相关进展及其应用前景。
  1 我国甘蔗螟虫生态防控的主要手段
  根据甘蔗螟虫防控机理的不同,可以将其分为物理防控、化学防控、生物防控等。
  1.1 物理防控 常见的物理防控手段,如灯光诱杀,主要利用甘蔗螟虫的趋光性,常用的有黑光灯和频振式杀虫灯[39]。李超峰等[13]等通过对甘蔗条螟和白螟对灯诱都有效果。林明江[14]等研究表明,不同种类的甘蔗螟虫对光敏感度不同,条螟>二点螟>黄螟;条螟、二点螟雄蛾的趋光率大于雌蛾。
  1.2 生物防控
  1.2.1 性诱 性诱剂应用于实际生产中的时间较短,距今仅40余年,但性诱剂在甘蔗螟虫监测和系统控制技术中发挥着越来越重要的作用。性诱剂主要作用于甘蔗螟虫成虫[15]。研究发现,采用迷向法和诱杀法性诱技术防治甘蔗螟虫,甘蔗枯心率在5%以下,枯梢率在10%以下,效果达到或优于化学防治,可减少至少50%的农药施用量[16-17]。许汉亮等[18]等利用化学药剂、性诱剂、农业防治进行螟虫绿色防控技术集成,与对照3%呋喃丹+农业防治相比,发现采用综合防治的螟虫防控效果显著高于单纯使用2次农药防治的效果。
  1.2.2 生物制剂 生物制剂作为一种环保、低毒的杀虫剂,能有效抑制甘蔗螟虫的繁殖。刘磊等[19]研究表明,绿僵菌生物制剂可以有效杀死甘蔗螟虫,且效果与化学试剂相同。在甘蔗生长的中后期,可利用Bt、核型多角体病毒、白僵菌、绿僵菌等生物制剂适时喷雾控螟[20]。李文凤等[21]用螟虫性诱剂新型诱捕器、阿维菌素·苏云金杆菌和虫酰肼等生物制剂进行田间试验,结果表明,性诱剂结合生物制剂对螟害枯心率和螟害株率的防效显著高于农药对照处理。绿僵菌的不同菌株种类和接种剂量与甘蔗3-4龄若虫的感病性密切相关[28]。对若虫的致死率最大的接种剂量为1×108个/mL。胡玉伟等[37]利用球孢白僵菌在室内对2种甘蔗螟虫开展生测实验,各种浓度白僵菌对2种甘蔗螟虫均有致病效果,其中甘蔗二点螟幼虫相比甘蔗条螟更快被侵染并死亡,白僵菌对不同甘蔗害虫有显著性差异。   1.2.3 生物防治 “以虫治虫”“以菌治虫”的甘蔗螟虫生物防治在各地應用[21],如赤眼蜂、红蚂蚁、蔗螟寄生蝇、苏云金杆菌等[22-23]。赤眼蜂对甘蔗螟虫的防治效果明显[24]。广东珠海红旗农场坚持18年放蜂防治蔗螟,将甘蔗枯心苗率和死尾率控制在2%以下[25];我国引入古巴蝇防治甘蔗螟虫,并在室内繁殖成功[26]。在云南发现拟丛毛寄生蝇,并人工繁殖成功。广西蔗区小范围内投放试验后发现,古巴蝇对甘蔗螟虫的寄生率达40%~80%,在田间寄生率达50%[27]。适时释放古巴蝇和赤眼蜂到蔗地,各蔗地的枯心率和螟害节率平均在5%、10%以下[29]。此外,还有捕食性天敌如猎蝽、红蚂蚁、青翅蚁形隐翅虫、布甲、黄足肥螋等[30-32]。有些捕食性天敌对甘蔗螟虫的控制效率较高。放蜂区的螟害株率和平均每株虫孔、蛀道数显著低于对照区[33],但株高、甘蔗茎粗、甘蔗糖分、产量高于对照区[34],经济效益提高。黄赤眼蜂防治甘蔗螟虫的效果显著。放蜂+性诱对甘蔗螟虫的防控效果优于单一放蜂和常规防治[36]。
  1.2.4 抗螟蔗种 林兆里[35]对19种不同甘蔗品种进行了抗螟性评价,螟害节率、螟害指数、枯梢率、蛀道数、蛀道长度和羽化率6个指标可作为甘蔗抗螟性的评价指标;单茎重损失量、蔗糖分损失量是评价甘蔗受损的最佳指标。
  2 甘蔗螟虫生态防控存在的问题
  2.1 防控手段单一 对于甘蔗螟虫的防控,现主要以药剂和生物防控结合为主。常见的防控方法包括:性诱剂作用于甘蔗螟虫成虫、化学药剂毒杀、灯诱等方法。由于化学防治的高效性,故实践生产中偏好依赖化学防治。但单一的化学防控模式,螟虫会产生抗药性。且单一的防控方式只能针对某一特定虫龄的甘蔗螟虫,时效性强。一旦错过最佳防治期,杀螟效果会很差。
  2.2 防控技术推广力度不够 农户对于农业技术的可得性决定了其采纳意愿是否能够转化为行为。技术资源因素对农户采纳生态农业模式具有重要影响,一方面与农户能否获取充足的农业生产技术有关,另一方面与农户获取农业生产技术的渠道数量和通畅性有关。基层农技推广是科技成果转化的“最后一公里”,由于岗位教育和知识更新不足,基层农技人员面临着技术瓶颈。加之基层人员配备不足,很多农技人员常身兼多职,且基层农技人才流失和部分岗位人员的变动性大,导致基层防控技术推广力度不够。
  2.3 农户技术接受率低下 由于农户生态防控的意识不够,且化学防治高效实惠,故农户偏好依赖化学防治,对新技术有一定的排斥。另外,农户接受和采纳甘蔗螟虫生态防控措施受到教育文化程度、性别、土地经营规模、家庭农业劳动力状况等多因素的综合影响。农村务农人员老龄化现象越来越严重,也造成农户技术的接受率低下。
  3 对策建议
  3.1 建立全方位、全时空的甘蔗螟虫生态防控模式 针对甘蔗螟虫生物防控中的有效生物因子:光、性诱剂、生物制剂、生物防治等4大因素,可采取建立全方位、全时空的甘蔗螟虫生态防控模式对甘蔗螟虫进行防治,以降低呋喃丹等高毒化学药剂的使用,减少农业面源污染以及病虫害抗药性的产生,实现甘蔗产业绿色可持续发展。甘蔗螟虫属变态发育的昆虫,整个生育期经过卵、幼虫、蛹、成虫等阶段。对甘蔗危害最严重的时期为幼虫时期,针对其各阶段的生长、发育特点,选择适宜的生物防控因子。
  3.1.1 卵期防控 针对甘蔗螟虫卵期防控,主要采取发放赤眼蜂卡,进行生物防控。由于为赤眼蜂是螟虫卵寄生,蜂卡在其卵期或甘蔗螟虫成虫发生初期进行投放才具有较强的防控作用。实践中,蜂卡投放往往滞后投放,错过了最佳防控时期,导致赤眼蜂生物防控效果不明显。
  3.1.2 幼虫防控 甘蔗螟虫幼虫根据虫龄的不同,其危害性和危害范围也有所不同。针对这一特性,可投放甘蔗螟虫寄生蝇,如大螟拟丛毛寄蝇[22]、古巴蝇[29]等以虫治虫的方法;也可以喷施绿僵菌[28]、白僵菌[37]、苏云金杆菌[21]等生物菌液进行生物防控,通过采用“以菌治虫”的方式对甘蔗螟虫幼虫进行防控。
  3.1.3 蛹期防控 甘蔗螟虫进入蛹期,可利用辐射以达到雄螟不育,达到控制甘蔗螟虫的种群数量的目的。目前,已经发现用60Co辐射甘蔗黄螟雄性后期蛹,会使雄蛾不育性增加,卵孵化率仅0.9%,但对羽化后雄蛾的交配不产生影响。此外,也有通过利用化学药剂来干扰或破坏害虫的生殖细胞,使其达到不育。还可以使用劣势或杂交的品种,使其达到不育,达到控制甘蔗螟虫数目的目的。
  3.1.4 成虫防控 甘蔗螟虫进入成虫阶段,雌、雄螟蛾交配产卵。此时,可通过雌雄螟蛾的趋光性[14]、性信息素引诱[15]等对特定品种和性别的螟虫进行诱杀,破坏甘蔗螟虫种群性别比例,使其无法交配,达到控制甘蔗螟虫数量的目的。
  3.1.5 选育抗螟虫的甘蔗品种 除了在甘蔗的不同生长时期相应抗螟虫之外,选择抗螟虫的甘蔗品种也是生态控螟的重要手段。龚恒亮等[38]研究发现,不同的甘蔗品种,在不同的发育阶段对螟虫的抗性不同。其中,泰糖1号、崖城57-423等64份材料在苗期表现出较高的抗螟虫性;泰糖1号、崖城75-423、NCO376等在中后期对螟虫表现出较高的抗虫性。同时,通过转基因技术将Bt基因转入甘蔗,使其获得抗螟性。
  3.2 政府重视,加大投入力度 政府需要加大对基层农技推广人员进行技术培训和投入。一是给予县级农业部门考核与用人的权利,加强岗位与农技人员的匹配度,丰富农技人员队伍;二是建立考核和监督机制,促使基层农技人员主动做好对农民的技术服务工作;三是基层与对口高校建立农业服务合作,可以进行农技人员专项培训,技术交流及其他对应的技术服务,避免基层农技人员因技术瓶颈和职业倦怠造成人才流失;四是与省市农业院校加强技术合作,开展深度对接,探索“科研+示范基地+农技推广体系+新型经营主体”成果转化模式,培育以新型农业经营主体为辐射点的科技示范户,加快农业研发科技成果辐射带动作用,实现科技兴农、富农;五是加强甘蔗产业建设,提供更多的就业岗位,吸引年轻人从事农业。   3.3 提高农户环保意识 一是通过宣传加强农户环保意识。可通过以村为单位,每个农技人员负责一村,有针对性地为农户提供技术服务。二是拓宽技术培训的路径。为农户提供加强技术培训更多的技术接受途径,包括微信、APP、网课等形式,有效地提高农户对新技术的接受水平。
  4 展望
  长期利用化学药剂除甘蔗螟虫,虽然可以迅速、直接地杀灭螟虫,但是甘蔗螟虫的天敌也会同时被杀害。长此以往,化学药剂会对害虫的抗药能力进行筛选,造成遗留下来的螟虫的抗药性越来越强。如果还是依赖化学药剂杀除,就需要投入更多农药或者研发药性更强的农药,从而会对环境产生危害。甘蔗螟虫生态防控可以全方位、全时空地对甘蔗螟虫进行防控,而且植蔗区生物多样性得以增加。甘蔗螟虫生态防控是实现甘蔗持续性高产的重要保障。但是目前尚未真正实现全时空、全方位地生态杀虫。随着人们对无公害食品的要求越来越高和环境保护意识的日益增强,甘蔗螟虫生态防控在甘蔗螟虫防治方面的作用日益凸显,对于促进蔗糖业可持续发展也具有重要意义。
  基金项目:2017年、2019年广东省普通高校青年创新人才类项目(2017GKQNCX040、2017GKQNCX051);2016年校级课题(xyzd1608);2020年校级优秀青年学者项目(XJXZ1909)。
  作者简介:张祥会(1984—),男,山东冠县人,硕士,讲师,研究方向:热带作物栽培及病虫害防控。 通讯作者  收稿日期:2021-05-18
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  (责编:张宏民)
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