1987年-2018年我国小麦主要病虫害发生危害及演变分析
2020-12-28黄冲姜玉英李春广
黄冲 姜玉英 李春广
摘要 本文總结分析了1987年-2018年我国小麦病虫害发生危害及其演变情况。蚜虫、麦蜘蛛、吸浆虫、地下害虫和赤霉病、条锈病、纹枯病、白粉病是当前我国小麦上的主要病虫害。2011年-2018年这8种病虫害的发生面积为4 416.45万~6 051.42万hm2,占小麦全部病虫发生面积的74.89%~86.07%。通过防治,每年挽回小麦产量损失307万~2 136万t,占全国小麦总产的3.60%~18.44%,平均年挽回损失1 134.94万t,占全国小麦总产的1056%,其中1987年-1990年、1991年-2000年、2001年-2010年和2011年-2018年经防治后平均挽回损失分别为59813万、1 056.42万、1 2728万和1 612.35万t;防治后每年仍造成小麦产量损失220万~640万t,占全国小麦总产的1.97%~6.52%;平均年实际损失346.95万t,占全国小麦总产的3.23%,其中1987年-1990年、1991年-2000年、2001年-2010年和2011年-2018年分别实际损失378.11万、337.31万、355.50万和316.90万t。2000年以来,受气候变化、耕作制度变迁和品种更替等因素影响,我国小麦主要病虫害发生演变呈现小麦赤霉病重发频率提高、发生区域呈北抬西扩趋势,蚜虫上升为黄淮海麦区最重要的害虫,小麦纹枯病、白粉病、麦蜘蛛和地下害虫等小麦常发性病虫害发生相对平稳,小麦条锈病、吸浆虫等病虫害发生趋降,新发病虫害在局部麦区扩散危害等特点,并针对性地提出构建小麦病虫害自动化监测预警体系、研究小麦病虫害长期灾变规律、集成和完善小麦病虫害综合防控技术等建议措施。
关键词 小麦; 病虫害; 发生危害; 产量损失; 发生演变
中图分类号: S 435.12
文献标识码: A
DOI: 10.16688/j.zwbh.2019437
Abstract Based on data of more than 30 years (1987-2018), the occurrence, damage and evolution of wheat pests and diseases in China were summarized and analyzed in the paper. Aphids, wheat spiders, midges, underground pests and wheat head blight, stripe rust, sharp eyespot and powdery mildew are the main diseases and insect pests on wheat in China. The occurrence area of these eight diseases and insect pests ranges from 44.164 5 million hm2 to 60.514 2 million hm2 during 2011-2018, accounting for 74.89% to 86.07% of the total occurrence area of wheat diseases and insect pests. Through prevention and control, the annual loss of wheat yield was 3.07 million to 21.36 million tons, which accounted for 3.60%-18.44% of the total wheat production in China. The average annual loss of wheat yield was 11.349 4 million tons, which accounted for 10.56% of the total wheat production in China. The average recovery losses after prevention and control were 5.981 3 million tons in 1987-1990, 10.564 2 million tons in 1991-2000, 12.728 million tons in 2001-2010 and 16.123 5 million tons in 2011-2018, respectively. The annual loss of wheat yield after control is still 2.2 million to 6.4 million tons, accounting for 1.97% to 6.52% of the total wheat production in China; the average annual actual loss is 3.469 5 million tons, accounting for 3.23% of the total wheat production in China, of which average 3.781 1 million tons, 3.373 1 million tons, 3.555 0 million tons and 3.169 0 million tons were lost in 1987-1990, 1991-2000, 2001-2010 and 2011-2018, respectively. Since 2000, affected by climate change, farming system change and cultivar replacement, the occurrence and evolution of main wheat diseases and insect pests in China have shown that the occurrence frequency of wheat scab has increased, the occurrence area has expanded northward and westward, and aphids have risen to be the most important pests in the Huanghuaihai wheat region, the occurrence of common wheat diseases and insect pests such as wheat sharp eyespot, powdery mildew, wheat spiders and underground pests, are relatively stable, the occurrence of wheat stripe rust, midge and other diseases and insect pests tends to decline, and the spread of new diseases and insect pests in local wheat areas is characterized. The paper also puts forward the construction of automatic monitoring and early warning system for wheat diseases and insect pests, the research of long-term catastrophe of wheat diseases and insect pests, and the integration and perfecting of comprehensive prevention and control technology and other suggestions and measures.
Key words wheat; diseases and pests; occurrence and damage; yield loss; occurrence evolution
小麦是我国主要的口粮作物,年均种植面积约2 500万hm2。保障小麦安全生产对保障国家粮食安全,特别是口粮安全具有重要意义。小麦赤霉病、条锈病、纹枯病、白粉病,蚜虫、吸浆虫、麦蜘蛛、地下害虫等病虫害是影响小麦高产优质的重要限制因素。随着气候变化、耕作制度变迁和品种更替,我国小麦病虫害发生危害出现新的特点[1-5]。本文分析了自1987年设立全国植保专业统计制度以来,我国小麦主要病虫害发生危害及其演变情况,探求小麦主要病虫害发生危害演替规律,以期为小麦主要病虫害监测防控提供科学依据。
1 小麦病虫害发生危害概况
1.1 发生概况
目前,我国小麦上主要的病虫害有54种[6],对小麦生产有较大影响并列入全国植保专业统计的有23种。1987年-2018年小麦病虫害年发生面积在2 962.45万~8 113.23万hm2,虫害发生面积大于病害发生面积,防治面积在2 058.39万~8 594.36万hm2,小麦主要病虫害总体呈上升趋势,但近年来发生稳中有降,仍维持在发生高位(图1)。其中,1987年-1990年、1991年-2000年、2001年-2010年和2011年-2018年病虫害平均发生面积分别为4 732.22万、6 510.68万、6 608.70万hm2和6 099.36万hm2,发生面积总体呈扩大趋势;防治面积分别为3 216.70万、5 741.59万、6 581.86万hm2和8 030.99万hm2,防治面积增加幅度更大(表1)。
蚜蟲、麦蜘蛛、吸浆虫、地下害虫和赤霉病、条锈病、纹枯病、白粉病是近期我国小麦上的主要病虫害,2011年-2018年这8种病虫害的发生面积为4 416.45万~6 051.42万hm2,占小麦全部病虫发生面积的74.89%~86.07%。近期,小麦主要害虫发生面积由大到小依次为蚜虫、地下害虫、麦蜘蛛和吸浆虫,其中蚜虫在黄淮海麦区维持偏重及以上发生程度,2011年-2018年平均发生面积为1 595.40万hm2,近年来发生呈下降趋势,2018年发生面积为1 298.89万hm2。病害发生面积由大到小依次为纹枯病、赤霉病、白粉病和条锈病,纹枯病和白粉病发生稳定,条锈病总体发生趋稳,但2015年-2018年发生波动大,赤霉病重发态势明显,2011年-2018年平均发生面积为454.47万hm2,其中2012年达994.91万hm2,2015年、2016年和2018年发生面积均超过610万hm2。
1.2 危害损失及植保贡献
对1987年-2018年32年的病虫害发生危害情况统计分析可知,通过防治我国每年挽回小麦产量损失307万~2 136万t(图1),占全国小麦总产的3.60%~18.44%,平均年挽回损失1 134.94万t,占全国小麦总产的10.56%。其中1987年-1990年、1991年-2000年、2001年-2010年和2011年-2018年经防治后平均挽回损失分别为598.13万、1 056.42万、1 272.83万t和1 612.35万t(表2)。防治后每年仍然损失小麦220万~640万t,占全国小麦总产的1.97%~6.52%;平均年实际损失346.95万t,占全国小麦总产的3.23%,其中1987年-1990年、1991年-2000年、2001年-2010年和2011年-2018年分别实际损失378.11万、337.31万、355.50万t和316.90万t(表2、图3)。小麦产量实际损失率自2004年以来一直维持在5%以下,全国每年因病虫造成小麦产量损失约350万t,不足全国小麦总产量的3.5%;通过防治可挽回小麦产量约1 100万t,超过全国小麦总产量的10%(图2)。
在小麦病虫害危害实际损失中,蚜虫、地下害虫、麦蜘蛛和吸浆虫4种主要害虫造成的实际损失在1987年-1990年、1991年-2000年、2001年-2010年和2011年-2018年分别占小麦病虫害实际损失的3329%、39.56%、39.57%和35.24%,平均为3687%,严重年份超过50%;赤霉病、条锈病、纹枯病、白粉病4种主要病害造成的实际损失分别占50.24%、39.19%、45.50%和48.95%,平均为4605%,严重年份超过60%。病害造成的实际损失超过虫害,8种主要病虫害实际造成损失占所有小麦病虫害的82.92%,挽回损失占89.73%(表3),可见,做好小麦以上8种主要病虫害的监测防控十分重要。
2011年以来,蚜虫、赤霉病、纹枯病、白粉病、麦蜘蛛、条锈病、地下害虫和吸浆虫8种主要病虫害,造成小麦产量实际损失占病虫害总损失的比率分别占22.46%、20.64%、15.90%、7.56%、6.38%、486%、4.10%和2.29%(表3)。在4种主要害虫中,1987年-2018年蚜虫造成的实际损失最大,平均为75.94万t,占21.89%;其中2011年以来平均造成71.19万t的小麦产量损失,分别占所有害虫、所有病虫害实际损失的63.74%和22.46%;其次为麦蜘蛛、地下害虫和吸浆虫。主要病害中,赤霉病造成的实际损失最大,平均为44.25万t,占12.75%;其中2011年以来平均造成65.40万t小麦产量损失,分别占所有病害、所有病虫害的42.16%和2064%;其次为纹枯病、白粉病和条锈病。蚜虫和赤霉病这2种病虫害造成的小麦产量实际损失占比超过40%,是目前小麦上最重要的病虫害。在过去32年的病虫害防治中,对防治害虫挽回的损失要大于对病害的防治,防治主要害虫挽回损失占全部挽回损失的51.17%,超过对主要病害防治挽回损失的3857%(表3)。
2 主要病虫害发生危害演变特点
随着气候变化,以及我国小麦种植制度更替、品种调整等,小麦病虫害发生危害也相应发生消长变化,一些病虫危害上升,一些病虫发生危害趋于平稳。小麦赤霉病因耕作制度、气候变化等影响,重发频率提高、发生区域北抬西扩,蚜虫上升为黄淮海麦区最重要的害虫,小麦纹枯病、白粉病、麦蜘蛛和地下害虫等常发性病虫害发生比较平稳,小麦条锈病、吸浆虫发生趋缓,仅在局部危害较重,一些新发病虫在局部地区造成危害。
2.1 小麦赤霉病重发频率提高,发生区域呈北抬西扩
小麦赤霉病是一种气候型流行性病害,受气候变化等因素影响,近年来该病害暴发频率提高,发生区域呈北抬西扩趋势[1-2]。在1987年-1990年、1991年-2000年、2001年-2010年和2011年-2018年小麦赤霉病发生面积占小麦病虫害总发生面积的比率分别为8.23%、5.82%、6.07%和8.94%(表4)。历史上长江中下游、江淮麦区为我国小麦赤霉病的常发区,全国常年发生面积在266.67万~333.33万hm2。2000年以来,小麦赤霉病在我国呈加重发生趋势,特别是2010年以来重发频率明显提高,2010年、2012年、2015年、2016年、2018年发生面积均超过550万hm2,2012年达到994.51万hm2(图3),重发频率达50%以上;1987年-2009年的23年间发生面积超过550万hm2的只有1年(1998年),重发年份病穗率达到60%以上[2-3]。重发范围也由以20世纪90年代的长江中下游、江淮麦区为主,近年来向北扩展到黄淮南部麦区,甚至黄淮北部麦区;2010年以来,遇适宜气候条件,赤霉病发生区域向西扩展到常年很少发病的甘肃南部、青海东部等地。
2.2 蚜虫上升为黄淮海麦区最重要的害虫
蚜虫是小麦病虫害中发生面积最大的害虫,占小麦病虫总发生面积的20%以上,是黄淮海麦区的主要害虫,河北、山东等地近年来维持偏重以上程度。1987年-1990年全国蚜虫发生面积约在1 100万hm2,20世纪90年代至21世纪初,全国蚜虫平均发生面积为1 500万hm2,2007年-2015年,年均发生面积1 688万hm2。1999年和2012年发生面积超过1 800万hm2,随后分别呈下降趋势,2018年发生面积为1 298.89万hm2(图3)。2011年以来全国278个蚜虫监测点平均百株蚜量为844.5头,低于2000年-2010年的1 488.9头/百株。河北、山东麦区局部地区田间平均百株蚜量在2 500~5 000头,高的达1万~2万头。
2.3 小麦纹枯病、白粉病、麦蜘蛛和地下害虫等常发性病虫害发生总体平稳
小麦纹枯病、白粉病、麦蜘蛛和地下害虫等小麦上的常发性病虫害发生相对平稳。1987年以来,纹枯病发生面积占小麦病虫总发生面积的比率呈上升趋势,1987年-1990年、1991年-2000年、2001年-2010年和2011年-2018年分别为5.59%、11.20%、12.50%和13.98%;白粉病发生面积占小麦病虫总发生面积的比率呈下降趋势,分别为14.23%、1156%、1089%和10.16%。由于小麦高肥水管理,小麦纹枯病和白粉病近年来仍维持高位发生状态,2000年以来发生面积分别维持在约800万hm2和650万hm2(图3、表4),2015年以来,发生呈下降趋势,2018年发生面积分别为779.12万hm2和544.03万hm2,发生程度分别维持偏重和中等发生。全国146个监测点2011年以来小麦拔节期纹枯病病株率在10%以下,平均为7.45%,低于2000年-2010年的13.41%;2011年以来乳熟期小麦白粉病平均病叶率为15.5%,低于2000年-2010年的21%。麦蜘蛛和地下害虫常年发生面积均在360万hm2,发生相对比较穩定,局部地区会出现高密度发生情况,2018年分别发生548.19万hm2和38265万hm2。2015年以来麦蜘蛛发生盛期平均单尺行长虫量在200头以下,低于2000年-2014年的平均单尺行长虫量的321.2头,局部重发田块平均单尺行长虫量约为1 000头。
2.4 小麦条锈病、吸浆虫等病虫害发生趋降
小麦条锈病一度是我国小麦上的重大病害,新中国成立后的1950年、1964年、1990年、2002年和2017年该病害在小麦主产区大流行,发生面积分别达644.44万、800万、656.72万、558.27万hm2和543.52万hm2。经采取调整核心越夏区种植结构、开展综合防控等措施,小麦条锈病得到较好治理。2006年-2016年小麦条锈病一直维持在中等及以下发生程度,其中2006年-2010年年均发生面积为278.38万hm2,全国215个监测点发生盛期(小麦拔节抽穗期)平均病叶率为12.9%;2011年-2016年年均发生面积进一步降低到177.81万hm2,发生盛期平均病叶率为10.3%;2018年发生面积163.41万hm2,平均病叶率为10.7%。但2017年受极端暖冬气候影响,条锈病在黄淮海麦区大流行,发生面积为54352万hm2(图3),平均病叶率为22%。小麦吸浆虫常年发生面积为200万hm2,近年来发生趋降,2014年发生面积降到200万hm2以下后连续轻发,2018年发生面积为96.36万hm2,明显轻于32年来的重发年份1994年的277.08万hm2;2000年-2006年发生盛期(小麦抽穗扬花期)平均百复网虫量为42.4头,2007年-2010年虫量上升,平均百复网虫量为137.1头,此后虫量呈下降趋势,2016年-2018年平均百复网虫量为19头,但在黄淮海麦区局部有高密度点片发生,平均百复网虫量高的在500~1 000头,最高达3 000头以上。
2.5 新发病虫害在局部麦区扩散危害
随着秸秆还田及轻简化生产等技术的推广应用,小麦病虫害也发生新的变化,近年来小麦茎基腐病Fusarium spp.、白眉野草螟Agriphila aeneociliella Eversmann、瓦矛夜蛾 Spaelotis valida Walker等新发病虫上升危害。白眉野草螟2010年在山东省莱州市首次发现,2011年以前未见明显为害,2012年-2016年在局部地块为害较重,造成缺苗断垄现象,严重的地块小麦苗全部枯死,2017年后发生趋于稳定并呈下降趋势。小麦茎基腐病发生面积逐年扩大,2018年在华北、黄淮麦区的山东、河南、河北等地发生94.46万hm2,河北病田率一般为10%~30%,是近年来发病最严重的一年,广平县发病田块平均病株率、侵茎率均为25%,辛集县侵茎率最高达98.9%;山东病田率一般在10%~50%,局部重发地区达60%以上,发病田病株率一般在4%~30%,重的达40%~80%,个别重发地块超过80%。河南周口平均病田率1.5%,平均白穗率01%,最高5%。
3 监测防控建议
3.1 构建小麦病虫害自动化监测预警体系
小麦病虫害种类多,发生范围广,除对产量影响外,赤霉病等对小麦品质也有重要影响,及时有效的病虫害监测预警是指导科学防控的前提。近年来,受各种因素的影响,我国一些地方基层植保技术服务体系受到削弱,植保专业技术人员严重不足,田间调查存在困难,对及时掌握重大病蟲害发生动态造成一定影响[7-8],必须借助现代信息技术,构建田间无人值守,能够实现自动监测预警的网络体系。随着信息技术,特别是物联网、移动物联网技术的发展,小麦赤霉病预报器等自动化、智能化监测工具得到研发,陆续用于小麦赤霉病的监测预警上[9-11],并向小麦条锈病、白粉病等其他病虫害延伸,为构建小麦病虫害自动化监测预警体系提供了技术支撑。构建这一体系,一是要研发适用于小麦蚜虫、麦蜘蛛等小麦害虫田间自动监测的工具,研建更多的小麦病虫害监测预警模型;二是要进一步研究预测模型的区域适应性,提高模型预警的稳定性、准确性;三是要科学规划田间监测网点,统一技术规范,实现小麦病虫害“一张图”监测预警。
3.2 研究小麦病虫害长期灾变等规律
一些轻简化耕作技术的推广应用,秸秆大量还田,小麦病虫害发生呈现新的特点,小麦赤霉病、条锈病等病虫害发生规律随之变化,病虫害发生出现更大的不确定性,加大了病虫害中长期精准预报的难度。为此,应加强气候变化、耕作模式变迁对小麦病虫害发生流行影响的研究,探索长期灾变规律,探明新形势下小麦流行性病害、迁飞性害虫的发生流行规律,找准关键预测因子;加强重大病虫害短期实时预警技术研究,解决小麦赤霉病等病虫害短期预报难题。
3.3 集成和完善小麦病虫害综合防控技术
保障国家粮食安全、农产品质量安全及农业生态安全对植物保护提出更高要求,农业绿色发展和农药减量也对病虫害防控技术要求越来越高。应加强精准测报指导下的轻简化绿色防控技术的研发,进一步加强小麦病虫害综合防控技术的集成和完善,综合利用栽培、农艺、科学用药等措施,提高小麦病虫害绿色防控水平,保障小麦提质增效。
参考文献
[1] 陈云, 王建强, 杨荣明, 等.小麦赤霉病发生危害形势及防控对策[J].植物保护,2017, 43(5):11-17.
[2] 黄冲, 姜玉英, 吴佳文, 等.2018年我国小麦赤霉病重发特点及原因分析[J].植物保护,2019,45(2): 160-163.
[3] 曾娟,姜玉英. 2012年我国小麦赤霉病暴发原因分析及持续监控与治理对策[J].中国植保导刊,2013, 33(4): 38-41.
[4] 黄冲,姜玉英,李佩玲,等. 2017年我国小麦条锈病流行特点及重发原因分析[J]. 植物保护,2018, 44(2):162-166.
[5] 黄冲,姜玉英,纪国强,等. 2017年我国小麦条锈病流行大尺度时空动态分析[J]. 植物保护学报,2018, 45(1):20-26.
[6] 中国农业科学院植物保护研究所, 中国植物保护学会.中国农作物病虫害[M]. 北京:中国农业出版社,2015.
[7] 李国钧,韩曙光,许渭根,等. 浙江省农业有害生物监测预警体系的建设与对策[J]. 浙江农业科学, 2016, 57(12):1946-1950.
[8] 刘芹,张凯雄,袁浩,等. 湖北基层病虫测报人员现状分析与对策建议[J]. 湖北植保,2017(6):7-8.
[9] 黄冲,刘万才.试论物联网技术在农作物重大病虫害监测预警中的应用前景[J].中国植保导刊,2015, 35(10):55-60.
[10]廖少龙,马呈瑞,巴晓林,等. 小麦赤霉病预报器试验效果[J]. 湖北植保,2019(2):25-26.
[11]崔章静. 关中小麦赤霉病的监测与预警[D]. 杨凌:西北农林科技大学, 2016.
(责任编辑:杨明丽)