烟草病虫害绿色防控技术研究进展

作者: 石阳阳 胡锦文 吕培军

摘要 长期大量使用农药防治烟草病虫害导致烟叶农药残留增加,害虫抗药性增强,符合环保健康、可持续发展理念的绿色防控技术引起了关注。综述农业防控、理化诱控、生物防治、立体防治技术在烟草病虫害防控方面的研究进展,认为根据当地生态环境以及病虫害的种类和发生规律,集成并优化多重防控技术将成为我国烟区病虫害绿色防治的主要途径。

关键词 烟草;病虫害;绿色防控技术;多重防控

中图分类号 S 435.72文献标识码 A

文章编号 0517-6611(2022)14-0009-04

doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2022.14.003

开放科学(资源服务)标识码(OSID):

Research Progress on Green Prevention and Control of Tobacco Diseases and Pests

SHI Yang-yang,HU Jin-wen,L Pei-jun

(Danjiangkou Municipal Tobacco Monopoly Bureau,Danjiangkou,Hubei 442700)

Abstract The long-term extensive use of pesticides to control tobacco diseases and pests has led to the increase of pesticide residues in tobacco leaves and the enhancement of pest resistance.The green prevention and control technology in line with the concept of pro-environment,health and sustainable development has attracted attention.In this paper we reviewed the research progress of agricultural control,physical and chemical control,biological control,and dimensional control in tobacco disease and insect pest control.It is concluded that integrating and optimizing multiple control measures based on the local ecological environment,the types and occurrence rules of diseases and pests will become the main way of green prevention for tobacco diseases and pests of China.

Key words Tobacco;Plant diseases and insect pests;Green prevention and control technology;Multiple control

烟草作为一种经济作物在我国已经有将近400年历史,我国是烟叶生产和消费大国,烟草行业更是我国不可或缺的财政支柱[1]。烟草病虫害是降低烟叶质量和产量的重要因素之一。当前我国已经确认的烟草侵染性病害有68种,虫害有200种[2-3]。据统计[4],我国烟叶主产区由主要病虫害造成的年均经济损失超过12亿元,占所有损失的80%以上。目前烟草病虫害的防治以化学防治为主,我国的主要烟叶种植省份采购的农药中有96.7%是化学农药[5]。长期大量使用农药会造成“3R”问题,不利于烟草行业的可持续发展[6-7]。采用生态调控、理化诱控、生物防控措施以及提高用药精准性、科学性,降低农药残留是烟叶绿色生产的发展趋势。

绿色防控是指在保护农产品质量和农业生态环境安全的情况下,尽量减少使用化学农药,以农业防控为基础,优先采取生态调控、生物防治、物理防治和科学用药等绿色防控措施控制作物病虫害发展,提高作物抗病虫能力的技术。

确保烟叶生产提质增效,提高烟叶生产过程中的病虫害绿色防治效率势在必行。该研究概述了当前我国烟叶生产绿色防控技术的研究及应用状况,以期为大面积推广烟叶绿色防控技术提供参考依据。

1 农业防控技术

农业防控措施是一种最基础的烟草病虫害防治措施,包括选育种植抗病虫品种、翻耕整地、合理轮作、适时移栽、保健栽培、合理施肥、精准使用农药、田间管理等措施。

1.1 选育抗虫抗病品种 烟草对病虫害都有一定的天然抵抗力,选育并种植具有抗病抗虫特性的品种能够减少农药的使用,降低农药残留,是一种经济安全的防控病虫害的措施。自20世纪60年代,我国筛选出净叶黄[8]作为赤星病抗病育种的抗源亲本之后,其他病虫害抗性烟草品种陆续被选育出来并应用于生产。如革新3号对3种致病型黑胫病的抗性均较好[9],烟草品种G28抗根结虫病性较强[10]。在烟草病虫害发生严重的产区种植的复合抗病虫品种田间农艺性状较优,能在一定程度上减少经济损失[11-12]。研究表明,烟叶背茸毛密度、可溶性蛋白质含量和叶绿素含量低的品种对烟蚜抗性强[13],但是这些因素影响抗虫性的机制还有待研究。

1.2 翻耕整地

翻耕整地可以改善土壤结构,切断真菌、细菌传播途径,消除害虫繁殖场所[14-15]。同时深耕翻土能够将害虫虫卵及幼虫暴露在土壤表面或填埋于土壤深层,通过天敌捕食、高温暴晒、填埋窒息等方式降低虫口数量[16]。翻耕深度也会显著影响作物发病率。深翻不仅不利于抑制青枯病的发生,随着翻耕深度增加反而会使青枯病的发病风险增大[15]。研究表明,青枯病的发病率与土壤pH呈正相关,与土壤有机质、速效氮、有效态铁锰以及交换性镁含量呈显著负相关。翻耕配合施用生物质炭能显著降低青枯病发病率,这可能与生物炭改良土壤透气性及理化性质有关[17]。

1.3 合理轮作、套作 长时间种植单一作物会带来土壤养分失衡、病虫害盛行、烟叶产质量下降等问题。合理的轮作、套作模式不仅可以高效利用自然资源,提高田间生物多样性和复种指数,还能够在一定程度上提高土壤养分含量,改善作物品质[18]。“年中间作,年间就地轮作”模式能显著降低青枯病发病率,烤烟产量、产值也得到显著提高[19]。部分间作植物的分泌物还具有杀菌抑虫、诱导植物产生防卫反应的作用,如大蒜[20-21]、玫瑰花[22]在生长代谢过程中能够通过根系分泌一些具有杀菌效果的有机代谢产物,如二烯丙基二硫醚、烯丙基甲基二硫醚和苯并噻唑能抑制黑胫病菌菌丝生长或者释放醇类和酯类等有机物质诱导烟草叶片产生防卫反应蛋白来增强抗病性。菽麻[23]分泌的杀线虫活性物质和茼蒿[24-25]分泌的茼蒿素对害虫具有毒杀、拒食作用。间套作模式不仅可以发挥“物理屏障”的作用阻碍或延缓昆虫介体和病菌传播[26-30],还能够通过改善田间昆虫种群结构,丰富田间生物多样性,保护天敌昆虫[31]。

1.4 保健栽培

适时移栽无病壮苗是防止病虫害发生和传播的重要举措之一[32],有利于降低烟株根茎类病害发生率[33-34]。控施氮肥、增施磷钾肥及中微量元素肥料,能提高作物的抗病抗虫性。研究表明,烟株抗病抗虫性的提高可能是烟叶吸收的钾元素增多使细胞壁增厚所致[35-36]。郑世燕等[37]研究表明,增施Mo提高烟草抗青枯病能力效果最好,其次为Ca。这可能是因为Mo在氮素代谢中发挥了重要作用,使植物体内的POD、CAT、PPO和抗坏血酸酶活性提高,提高了抗病性;而Ca可能是通过提高植物细胞壁稳定性,降低多聚半乳糖醛酸酶活性增强抗病性。研究表明,增施硫酸锌提高烤烟对花叶病毒病的抗性机理可能是硫酸锌激活烟株产生了应激反应,降低了过氧化物同工酶活性[38-39]。有机肥提供的养分更加协调稳定,合理施用有机肥和绿肥能够改善烟叶化学成分协调性,提高抗病性,提升感官评吸质量和烟叶的产质量[40-43]。

除此之外,良好的栽培及田间管理措施也是绿色生产必需的。于会泳等[44]研究发现,烟草团棵期发病率与起垄高度和种植深度有关,垄高40 cm、深度为6 cm时发病率最低。保持田间通风透光状况良好,及时清理田间杂草、烟杆残体等废弃物也有助于预防病虫害的发生。

1.5 精准使用农药

近年来,由于科学用药理念和技术宣传不到位导致烟农盲目使用剧毒和高残留的农药。据统计[45],由于滥用农药和施药器械选择、操作不到位等原因造成农药利用效率只有30%,剩余农药分布在土壤、空气和水体中,造成环境污染。而精准施药技术可以在减少30%~50%农药用量的情况下使农药利用率提高至80%,减少环境污染。针对不同的病虫害和烟株不同生育期的特性精准施药是烟叶绿色生产的一大重要举措。

2 理化诱控技术

效率高、环保无毒、无残留、操作简单是物理诱控的特点,其中应用较为广泛的有杀虫灯诱杀、色板诱控、食诱、地膜和防虫网防控措施。化学诱控中使用比较广泛的是昆虫信息素诱控,目前这些理化防控措施在国内已经大面积推广应用[8]。

2.1 杀虫灯

杀虫灯诱杀害虫是使用较多的绿色防控措施之一,其原理是利用昆虫的趋光性和趋波性。在使用太阳能杀虫灯的42 d内,每台杀虫灯日均诱杀害虫可达109头,其中以鳞翅目和鞘翅目昆虫为主,对有益天敌影响较小[46]。杀虫灯可以减少成虫数量,使落卵量降低30%~40%,抑制幼虫对烟叶的危害[32]。

2.2 色板诱控

利用不同害虫对不同颜色诱板的趋性诱杀是色板诱杀的原理。应用比较广泛的有黄色和蓝色诱板,黄色诱板用于诱杀烟蚜和烟粉虱等害虫,应用范围最广,而蓝板用来诱杀蓟马[5]。由于色板使用量逐年增加,为了避免对环境造成二次污染,国内已经开发出利用玉米淀粉等可降解材料制作的黄板,但是由于其成本较高,目前还没有推广使用[7]。

2.3 地膜及防虫网防控 育苗全程使用防虫网能有效隔离害虫,防止害虫和病害的传播[47]。李淑君等[48]通过研究苗床期不同措施对蚜虫及病虫害防治效果发现,40目防虫网效果最好。地膜栽培防止蚜虫和病害的效果优于裸地栽培,其防效为50%左右。

2.4 食诱

食诱优点在于材料易得、成本低、环保,通常用于预测虫害发生状况和防治害虫[49],食诱材料中应用最多的是糖醋液,其诱杀对象包括烟青虫、斜纹夜蛾、小地老虎、棉铃虫等。研究发现,糖、醋、酒、水的比例为6∶3∶1∶10时对田间害虫诱杀效果最好[50],发酵后糖醋液的诱捕作用会增强[49]。此外,基于害虫对食物或者其挥发物的偏好,通过调配天然提取或人工合成的挥发物研发得到的多种植物源引诱剂在田间害虫防治中也发挥了重要作用[51],如“烟叶宝”是一种烟叶蛾虫食诱剂,对田间鳞翅目害虫有较好的防治效果[52],是目前唯一推广使用的食诱剂。

2.5 昆虫性信息素诱控

性信息素也称为性外激素,其化学结构复杂、具有特定性。近年来,性诱剂在昆虫诱杀、迷向、干扰昆虫行为、监测种群动态分析以及区域性调查方面取得了良好的应用效果[53-54]。据统计[55],全球利用性诱剂防治有害昆虫的作物面积已经突破6 400万hm2。广安市前锋区在推广水稻、玉米生产绿色防控措施中发现二化螟性诱剂对水稻二化螟平均防控效果可达81.79%,与常规使用化学药剂防效相当,生态效益突出[56]。

3 生物防治技术

生物防治是指利用自然界的生物或其代谢产物防治病虫害,目前生物防治技术包括天敌昆虫防治、微生物菌剂防治、使用植源性农药以及采用基因工程技术抗病抗虫。

3.1 天敌昆虫防治

利用天敌昆虫防治病虫害是一种常见的生物防治措施,保护本地天敌昆虫或者田间释放人工饲养的天敌昆虫都能够有效防治病虫害的发生和蔓延。烟蚜茧蜂、丽蚜小蜂、赤眼蜂、瓢虫、草蛉、蠋蝽是典型的天敌昆虫,其中烟蚜茧蜂和赤眼蜂应用最为广泛[5,47]。赤眼蜂防治鳞翅目害虫效果显著,如烟青虫和斜纹夜蛾,释放赤眼蜂30万头/hm2可使虫口减退率达到25.6%[57]。烟蚜茧蜂防治技术目前已经形成了成熟完善的技术体系在全国推广。李晓宇等[58]对汉中烟区烟蚜茧蜂防控效果评估发现,释放烟蚜茧蜂的处理使烟蚜数量得到了有效控制。但是当烟蚜茧蜂在室内扩繁至第七代时,其僵蚜量明显下降,种群出现明显的退化现象,因此在生产应用中要注意适时采取必要的复壮措施恢复烟蚜茧蜂扩繁效率和质量[59]。

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