探索玉米草地贪夜蛾创新防控技术构建可持续治理体系

作者: 杜冰

草地贪夜蛾是玉米的一种主要害虫之一,它的特点是飞得快、繁殖快、吃得多,如果一旦被草地贪夜蛾为害,玉米就会大量减产。草地贪夜蛾很难被发现,所以对草地贪夜蛾的防治方法主要是“从小开始防治、从早开始防治”。据调查,草地贪夜蛾危害区域主要集中在我国黄淮海和长江以南的玉米种植区,给玉米生产带来严重损失。为保障国家粮食安全,农业农村部等部门高度重视并加强指导,但玉米草地贪夜蛾防控形势依然严峻。传统单一防治措施难以从根本上遏制其危害,亟须从害虫生物学特性出发,围绕监测预警、生物防治、化学防治、抗虫品种选育等领域,积极探索创新防控技术,并在此基础上构建可持续治理体系,从而实现玉米草地贪夜蛾的综合治理。

一、玉米草地贪夜蛾的生物学特性

1、形态特征

玉米草地贪夜蛾属鳞翅目夜蛾科,成虫前翅灰褐色,雌蛾前翅略呈四角形,外缘锯齿状,中央偏外侧有一个肾状斑。后翅白色,外缘有深色细线纹。雄蛾前翅近长方形,后翅淡灰褐色。玉米草地贪夜蛾幼虫体色随龄期变化而变化,初孵幼虫乳白色,头囊黑褐色,胸足及腹足黑色;中龄幼虫转变为绿色,背面有黑色纵条纹,亚背线白色,气门上方有宽黄色纵带,气门线黑色,腹面绿色;老熟幼虫体长35-45mm,头囊棕褐色,前胸背板黑褐色,胴体呈褐色、灰褐色或黑褐色。蛹红褐色,长18-20mm。卵乳白色,近球形,表面有放射状花纹。

2、生活史

玉米草地贪夜蛾在我国中南部地区1年发生4-6代,以蛹在土中越冬。成虫寿命约10-14天,雌成虫产卵量150-350粒。卵散产或成块产于寄主植物叶背,孵化时间3-4天。幼虫期分6龄,在玉米苗期主要危害叶片,玉米大田生长中后期蛀食叶片、花穗及果穗,取食玉米花粉及穗轴,破坏籽粒,造成严重减产。幼虫发育历时20-30天,老熟幼虫在植株上或土中结茧化蛹。蛹期7-12天。成虫在黄昏或夜间活动,受光趋性,白天则隐匿于寄主植物丛中。

3、地理分布

草地贪夜蛾起源于美洲热带和亚热带地区,目前已传播至非洲、亚洲、欧洲等60多个国家和地区。我国自2019年1月在云南发现后,迅速扩散至南方大部分玉米产区,并向北蔓延。该虫适宜25~32℃条件下繁殖,在 26-30℃温度范围内幼虫存活率最高,相对湿度65%-85%最适宜其发育。我国华南、西南、江南及淮河流域等玉米主产区均在其适生区,且冬季气温较高的南部地区该虫还能在田间越冬并持续为害,受气候变化及人为活动影响,其地理分布范围正不断扩大,且有向北部、东北等玉米新区扩散蔓延的趋势,对我国玉米生产构成新的潜在威胁。

4、寄主范围

玉米草地贪夜蛾寄主范围极广,全世界已知的寄主植物多达300多种,隶属76科。在我国已发现的寄主约100种,除玉米、高粱等禾本科作物外,番茄、菜豆、甘薯、大豆等多种蔬菜和大田作物均能受害。此外香蕉、烟草、棉花等经济作物也可受害。该虫还能取食多种杂草,如鬼针草、牛筋草、狗尾草等禾本科植物以及苋菜、藜、苦菜等阔叶杂草。广泛的寄主范围为其提供了充足的食物来源和栖身场所,使其能在不同季节和生境持续繁衍,加大了防控难度。

5、危害特点

作为一种迁飞性害虫,玉米草地贪夜蛾繁殖能力极强,扩散蔓延速度快。成虫趋光性明显,可随季风和气流远距离迁移。雌成虫寿命长,产卵量大。幼虫取食量惊人,3龄后为暴食期,6龄幼虫每头每天可食玉米叶片20cm2。在我国草地贪夜蛾最适应、最喜食的寄主植物是玉米,玉米全生育期均可受害,苗期食叶造成缺苗断垄,大田期蛀穗影响玉米籽粒品质。受害玉米株倒伏率高,穗轴被害处霉烂腐败,籽粒发育不良,出现“空壳果”,严重时可造成绝收。此外不少研究表明草地贪夜蛾不论是在室内人工筛选下还是在田间用药选择下均表现出对药剂明显的抗性进化能力,不科学轮换用药,很可能导致该害虫抗药性增强,更难防治。该虫在我国尚无天敌,加之寄主广、基数大,一旦暴发难以控制,是一种极难防治的新型入侵害虫,因此与其它害虫一样,有效控制该害虫最根本的思路还是综合防治。

二、玉米草地贪夜蛾的综合防治技术研究进展

1、农业防治

农业防治是玉米草地贪夜蛾综合治理的基础。通过合理调整播种期,可避开害虫发生高峰期。研究表明,相比常规播种,晚播10-15天可显著降低玉米草地贪夜蛾的危害程度。深翻、冬灌、晒田等耕作措施可破坏土壤中越冬蛹,减少虫源基数。诱蛾灯利用成虫趋光性诱杀成虫,每公顷布设2-4盏频振式杀虫灯,可有效降低田间虫口密度。此外,及时清理玉米田间杂草,去除虫源隐匿场所,推广套种复种,避免连作,轮作休耕,均可削减害虫种群数量。这些农业防治措施操作简便、成本低,是玉米草地贪夜蛾长效管理的重要手段。

2、生物防治

鉴于玉米草地贪夜蛾的生物学特性,采用生物防治措施更具可持续性和环境友好性。目前国内外均在积极发掘和利用该虫的天敌昆虫资源。如平腹小蜂、草地贪夜蛾赤眼蜂、茧蜂等寄生性天敌,螳螂、草蛉、食蚜蝇等捕食性天敌,白僵菌、绿僵菌等昆虫病原真菌,以及苏云金芽孢杆菌、稻瘟菌等微生物农药,均可有效抑制玉米草地贪夜蛾种群发展。此外,性诱剂利用害虫交配行为干扰其繁殖,进而控制田间虫口密度的上升。生物防治技术具有高度的专一性和安全性,是未来玉米草地贪夜蛾防控的主攻方向。

3、化学防治

化学防治是应对玉米草地贪夜蛾暴发危害的应急手段。通过筛选高效低毒、对天敌影响小的化学农药,制定科学用药方案,可在短时间内控制虫情蔓延。目前防治玉米草地贪夜蛾的常用化学农药有氯虫苯甲酰胺、溴氰虫酰胺、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐等。同时,各大农药公司也在积极开发新型杀虫剂。如氯虫酰胺类杀虫剂、生物源农药等,均表现出良好的防效和环境相容性。此外,提倡科学、合理、适度用药,优化施药时期、方法和剂量,采取化学农药与生物农药轮用策略,既可提高防治效果,又能避免害虫抗药性的发生。

三、玉米草地贪夜蛾防治新技术的研究与应用

1、基于信息物联网的玉米草地贪夜蛾监测预警系统

随着信息技术的飞速发展,物联网、大数据等现代信息技术正加速向农业领域渗透。将物联网技术应用于玉米草地贪夜蛾监测预警,可实现对虫情的实时动态监控和趋势预判。通过在玉米田间布设性诱剂诱捕器、温湿度传感器、视频监控设备等,并将其与无线传输模块相连,就能自动采集害虫发生数量、气象因素等关键数据。结合GIS空间分析、数理统计等手段,对获取的海量数据进行挖掘分析,构建玉米草地贪夜蛾发生动态模型,形成区域性虫情监测预警体系。农户可通过手机APP等终端,随时查询区域内玉米草地贪夜蛾发生程度和演变趋势,据此优化防控决策,做到未雨绸缪、精准施策。该系统的建立有利于提高监测时效性和覆盖度,减少人工查田成本,为政府和农户提供更加直观、快捷、智能的植保信息服务,是未来玉米草地贪夜蛾绿色防控的重要基础设施。

2、玉米草地贪夜蛾生物防治新技术

针对玉米草地贪夜蛾的生物学特性,开发高效环保的生物防治新技术是近年来的研究热点。通过优化人工饲料配方,改进饲养工艺,建立玉米草地贪夜蛾天敌昆虫的规模化工厂化繁育体系,形成固定放飞点,定期投放天敌,可有效抑制害虫种群数量,减缓其暴发为害风险。此外,筛选分离对玉米草地贪夜蛾具有专一杀伤力的昆虫病毒新菌株,深入研究其致病机理,开发新型病毒农药制剂;优化苏云金芽孢杆菌、白僵菌等生防微生物的发酵工艺,提高产芽孢水平和毒力,制备新型微生物杀虫剂;基于玉米草地贪夜蛾特异性信息素的精准识别与合成,研制高效引诱剂,均是生物防治领域的前沿方向。

3、玉米草地贪夜蛾化学防治新技术

化学防治是玉米草地贪夜蛾综合治理不可或缺的手段,开发安全高效新型化学农药是确保玉米稳产高产的关键。通过利用纳米技术合成新型纳米农药,可提高杀虫活性成分的稳定性和生物利用度,降低施药剂量和频次,减少农药残留和环境污染。研究杀虫活性物质的缓控释机理,开发缓释增效新制剂,实现农药减量增效。此外,还可采用计算机辅助药物设计、构效关系定量分析等现代方法,优化先导化合物结构,合成高效安全、对益虫天敌友好的新型杀虫剂。如氯虫酰胺类、茚虫威类化合物等,均表现出良好的杀虫谱和环境相容性,有望成为玉米草地贪夜蛾防治的“新贵”。新型化学农药的研发必须坚持减毒减害、提质增效的原则,强化药效、药残评价,加快新品种登记审批,以期为害虫绿色防控提供更多选择。

4、抗玉米草地贪夜蛾转基因玉米新品种选育

培育和推广抗玉米草地贪夜蛾玉米新品种是微生物防治最经济、最环保、最长效的途径。通过农杆菌介导法、基因枪法等技术手段,将苏云金芽孢杆菌、球形孢哌菌等昆虫病原微生物的杀虫基因导入玉米,可获得稳定遗传、对玉米草地贪夜蛾具有较强抗性的转基因玉米新品系。研究发现,转Cry1Ab、Cry1Ac、Cry1Ie、Cry2Ab等不同Bt基因的玉米品种对玉米草地贪夜蛾均表现出良好的抗性,尤其是转双价和三价Bt基因的品种,可显著降低害虫危害程度,大幅度减少化学农药施用量,有效保护玉米安全生产。同时还需加强抗性基因聚合和管理策略研究,巧妙搭配不同作用机制的抗虫基因,轮替种植非转基因玉米品种,构建农田植物隔离带,避免抗性丧失。此外还可利用全基因组选择技术,挖掘玉米种质资源中的抗虫位点,聚合培育兼具杂交优势和抗虫性状的常规玉米新品种,满足不同区域、不同农艺制度下的防控需求。

四、玉米草地贪夜蛾可持续治理策略探讨

1、建立政府主导、多方参与的区域防控体系

玉米草地贪夜蛾防控是一项复杂的系统工程,需要政府、科研机构、植保部门、农资企业、种植大户、普通农户等多方协同,构建“横向到边、纵向到底”的区域联防联控体系。政府要加强统筹规划和政策引导,制定区域性防控规划和应急预案,整合多方资源,形成防控合力。植保、农技等部门要做好监测预警、技术指导和应急处置等服务,加快适用新技术的示范推广。科研院所要聚焦防控难点,加强基础与应用研究,攻克关键核心技术。农资企业要加大高效低风险农药、生物防治产品的研发投入和市场供给。种植大户要带头践行绿色防控理念,示范推广新技术、新模式。广大农户要增强防控意识,主动学习掌握科学用药、综合防治等知识技能。

2、强化检疫监管,控制玉米草地贪夜蛾的传播扩散

玉米草地贪夜蛾极易随苗木、农产品运输等途径快速扩散。检疫部门要强化源头把控,完善检疫规程和技术标准,优化布控方案,做好重点区域、关键环节、高风险品种的抽检监测。对来自疫区的玉米种苗和农产品要严格检疫,发现玉米草地贪夜蛾要果断采取封锁、就地销毁等强制措施,坚决遏制其传播扩散。同时加大宣传力度,广泛普及检疫知识。在疫情暴发流行区,要限制或禁止疫区农产品调运,对传播媒介进行彻底清洗、消毒。在非疫区要严防死守,一旦发现可疑情况,要及时报告并采取应急处置。通过严格的检疫监管措施,切实降低疫病扩散风险,从源头上控制玉米草地贪夜蛾为害。

3、加强科技攻关,突破关键防治技术

科技是打赢玉米草地贪夜蛾防控攻坚战的根本保障。科研机构要加大科技攻关力度,在基础研究方面,深入研究玉米草地贪夜蛾的生物学特性、致害机制、抗药性发生规律等,阐明其暴发成灾的内在原因。在应用研究方面,重点聚焦监测预警、生物防治、化学防治等瓶颈难题,如利用物联网建立田间监测预警体系,选育高效安全的生物防治菌株,研发高效低风险化学农药,创制玉米草地贪夜蛾性诱剂,挖掘筛选抗虫新基因,培育抗虫玉米新品种等。同时加强防控技术集成优化,开展绿色防控模式创建与示范,引领带动广大农户采用先进适用技术,切实提高玉米草地贪夜蛾防治效能和效益。

4、开展技术集成与示范推广,提高防治效果

技术集成与示范推广是提升玉米草地贪夜蛾区域防治效果的关键举措。要因地制宜优选配套增效技术模式,强化农业防治、生物防治、理化诱控等新技术综合应用,建立多途径、全方位的绿色防控技术体系。在玉米主产区开展绿色防控示范区、示范园、示范户创建,集中连片推广玉米草地贪夜蛾综合防治技术模式。通过举办现场观摩会、技术培训班等,广泛宣传示范基地的成功做法和实用技术。积极探索政府补贴、技术托管等机制,引导农户积极投身防控。充分发挥基层农技推广体系作用,创新“互联网+科技推广”模式,利用新媒体开设在线课堂,实现优质防控资源共享共用,加快先进适用防控技术推广应用,提升区域防控效果和玉米生产效益。

5、加强国际合作,共同应对玉米草地贪夜蛾的入侵

玉米草地贪夜蛾是全球性检疫性害虫,亟需国际社会携手应对。要加强与国际组织的沟通协作,学习借鉴国外先进管理经验。与周边国家密切合作,建立信息共享、联防联控机制,开展区域协作,共同遏制玉米草地贪夜蛾跨境传播扩散。搭建国际学术交流合作平台,与发生严重国家开展联合攻关,在检测鉴定、监测预警、生物防治、化学防治、抗虫种质创制等领域加强科技合作,实现优势互补。引进国外先进适用技术,为我国玉米草地贪夜蛾绿色防控体系建设提供有力科技支撑。同时积极参与制定国际检疫准则和标准,推动建立国际联合防控机制,在更大范围内携手遏制玉米草地贪夜蛾在全球范围的危害,维护全球玉米产业安全。

综上所述,玉米草地贪夜蛾严重制约着我国玉米产业的可持续发展。深入研究其生物学特性,积极探索物联网监测、生物防治、化学防治、抗虫品种选育等领域的防控新技术,优化集成示范推广,是破解当前困局的必由之路。构建政府主导、多方参与的区域联防联控体系,加强检疫监管和国际合作,健全可持续治理机制,将为打赢玉米草地贪夜蛾防控攻坚战提供坚实保障。

(作者单位:461000河南省许昌市对外开放服务中心)

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