黄脊竹蝗在中国的发生及防控技术
2022-04-22李红梅王珺雅卓富彦朱景全涂雄兵张国财BELINDALuke
李红梅,王珺雅,卓富彦,朱景全,涂雄兵,张国财,BELINDA Luke
(1. 中国农业科学院植物保护研究所/农业农村部-CABI生物安全联合实验室,北京 100193;2. CABI东亚中心,北京 100081;3. 东北林业大学,哈尔滨 150040;4. 全国农业技术推广服务中心,北京 100125;5. CABI 英国埃格姆,TW20 9TY)
黄脊竹蝗Ceracris kiangsuTsai隶属于直翅目蝗总科 Acridodea,网翅蝗科 Arcypteridae,竹蝗亚科Ceracrinae,竹蝗属Ceracris,因背脊有一条黄带而得名。分类地位曾经存在一定争议,1929年,蔡邦华将黄脊雷蓖蝗Rammeacris kiangsu(Tsai) 归为竹蝗属,并命名为黄脊竹蝗C. kiangsuTsai[1]。1951年,Willemse根据形态特征,认为Rammeacris应归为雷蓖蝗属。随后,国内学者也认可其分类地位变更,在《中国动物志·昆虫纲直翅目蝗总科》中采用此观点[2]。因而,国内早期有关黄脊竹蝗的报道和研究中有些指代的是黄脊雷蓖蝗。
黄脊竹蝗在我国南方被称为竹蝗、跑枯子、花棒标、花鸡子、蚌鸡子等,为害以毛竹Phyllostachys heterocycla(Carr.) Mitford cv.pubescens为主的刚竹属Phyllostachys和青皮竹Bambusa textilisMcClure为主的箣竹属Bambusa中各主要竹种,还可取食玉米Zea mays、水稻Oryza sativa、高粱Sorghum bicolor、芭蕉Musa basjoo、粽叶芦Thysanolaena maxim和棕榈Trachycarpus fortunei等5科20余种植物[3]。黄脊竹蝗为害时间长,可造成严重损失,被跳蝻或者成虫啃食过的竹叶呈现缺刻状,甚至仅留粗枝;被害竹的竹纤维遭受到严重破坏,便失去经济价值;新竹被害即枯死,壮竹在 2~3年内不发新笋;大发生时,受害的竹林如火烧一般。黄脊竹蝗主要分布于中国广东、江苏、浙江、安徽、陕西、湖南、湖北、江西、福建、广西、四川、重庆、云南等13个省(市)[4,5]。
黄脊竹蝗主要为害竹林,大发生时也可迁入农田为害。2020年6月下旬至7月,黄脊竹蝗在云南与老挝丰沙里省边境地区迁入我国云南江城县,此次虫情在林地的发生面积占近80%,在农田及周边占20%左右[6]。为有效应对黄脊竹蝗灾害,进一步做好监测预警和防治技术储备工作,本文对黄脊竹蝗在我国的发生概况、研究进展和防治方法等进行了系统总结,为黄脊竹蝗的综合防控提供参考依据。
1 黄脊竹蝗的发生概况
黄脊竹蝗是我国历史上的林业害虫,最早记录始于湖南省《益阳县志》,因黄脊竹蝗分布广、取食量大、为害重等特点,曾被称为“中国森林第二大害虫”,严重影响竹子生产。在我国南方林木上的为害仅次于马尾松毛虫。
黄脊竹蝗在我国年发生一代,以卵在土壤中越冬;翌年 4—5月开始孵化。多数情况下在竹林为害,当食物缺乏时可为害禾本科农作物。据报道,黄脊竹蝗在广东、广西、江西、湖南、浙江及重庆等竹区先后暴发成灾,严重影响当地竹产业的发展,并有逐年加重的趋势[7]。2005年,江西黄脊竹蝗发生面积高达2.92万hm2,损失数千万元[8]。2014—2017年,安徽省舒城县黄脊竹蝗年均发生面积约为53.33 hm2;到2018 年,发生面积暴涨3倍,高达173.34 hm2[9]。2018年,湖南省常德市鼎城区发生严重为害时,仅钱家坪的发生面积就达2400 hm2,成灾800 hm2,直接经济损失480多万元[10]。
2 黄脊竹蝗严重暴发的原因
20世纪70年代中期,我国云南省勐腊县曾暴发黄脊竹蝗为害。当时该地区是原始的刀耕火种耕作模式,森林生态被破坏、天敌数量较少[11]。2005年,张贤开等[12]研究黄脊竹蝗的产卵地和生态因子的关系,发现其产卵地必须具备综合多生态因素,而光照是最重要的因素。只有竹林和植被稀疏,地面透光度大,光照强的地方才是成虫产卵的首选之地。2015年10月至2016年3月,资源县平均气温比常年偏高1~3 ℃,4—7月气温比常年偏高2~3 ℃,温暖的气象条件有利于黄脊竹蝗孵化、生长和增殖,夏季持续高温干旱,有利于黄脊竹蝗发生,暴发成灾[13]。特别是高温干旱年份,黄脊竹蝗取食量增大,灾害更加严重。福建省长汀县黄脊竹蝗蝗灾的发生与当地一定月份的气温、降雨量和日照时长密切相关[14]。此外,除了气象因素外,竹林粗放的管理也引发竹蝗大规模暴发为害,造成大面积竹林死亡[15]。
2020年6—7月,在云南省普洱市江城县的勐烈镇牛倮河自然保护区和黄姜岭等中老边境线最早监测发现黄脊竹蝗从老挝迁入我国,严重发生区域蝗虫密度超过 200 头/m2。此次云南省的黄脊竹蝗以入境的虫源为主,绝大多数源自老挝,少部分来源于越南[6]。因此,不但要关注黄脊竹蝗在国内的发生情况,还需要关注其在周边国家的发生动态。近年来,黄脊竹蝗在老挝的琅勃拉邦省、华潘省和丰沙里省等地严重为害[16],其原因是当地过渡开垦林地,扩大了黄脊竹蝗产卵适宜场所,增加了虫源基数,最终造成暴发,甚至影响到了我国的云南省。东盟各国也同样高度重视中老边境的黄脊竹蝗灾情。泰国农业部总干事认为,黄脊竹蝗偏好凉爽的天气,几乎不可能迁移到炎热潮湿的泰国;因此,泰国发生灾情的可能性较低(www.nationthailand.com/news/30390677)。
3 黄脊竹蝗的主要防治措施
国内外学者对黄脊竹蝗已经开展了大量的研究工作,提出了虫源地调控、挖掘虫卵、化学防治及生物防治等策略。在防治技术方面,早期注重利用黄脊竹蝗的趋泥行为,利用人尿来进行诱集以及大量使用化学药剂进行防控。近年来,可持续防治理念逐渐深化,生物农药和生防天敌的研究与应用越来越广泛。本文从物理防治措施、化学防治措施和生物防治措施等3方面进行归纳总结。
3.1 物理防治措施
依据黄脊竹蝗对产卵地选择的规律,余罕浪等[17]提出了查清黄脊竹蝗集中产卵地,即采用源头控制的方法。陈世群等[17]在重庆市缙云山利用冬、春季节发动群众人工挖卵62.4 kg,消灭虫源地12个,控制虫害面积67 hm2。《广州日报》2006年4月10日刊载广宁县每天近1000人次上山挖蝗卵,收购和销毁卵7500 kg。诸多学者从成蝗的活动行为着手明确虫源地和产卵地。研究发现黄脊竹蝗7—8月顺风迁飞,可在顺风方向竹林中找到产卵地,而逆风方向竹林中找不到产卵地[17]。在成虫交配的高峰期设置模拟产卵地,也是行之有效的方法[18]。遥感和雷达监测技术也在蝗虫的监测预警方面发挥了重要作用。Gómez等[19]基于一款土壤湿度产品,应用机器学习方法对沙漠蝗Schistocerca gregaria的繁殖区进行定位。利用遥感影像数据对土壤水分、温度等生境条件进行反演,分析蝗卵孵化与土壤水热的关系,对蝗卵孵化动态进行预警[20-22]。吴彤等[23]构建了基于LAI的东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis(Meyen)发生面积预警模型。此外,在跳蝻上竹前,在毛竹上涂抹粘虫胶,使跳蝻被粘住后因饥饿而死[24]。这种根据产卵地特征采取挖掘虫卵的方法,虽然可以减少对环境的污染,并有效的保护天敌,但是受生态因子的影响和地理环境的制约,推测出的产卵地在翌年展开挖蝗虫卵费时费力,且挖出的卵数量有限。由于农村的壮年劳动力有限,在没有机械帮助的情况下很难及时有效地完成这项工作。鉴于此,黄脊竹蝗的防治策略需要从大局着眼,谋划切实有效的防治方法十分重要。
3.2 化学防治措施
根据黄脊竹蝗的习性,1~2龄跳蝻不上竹为害,3龄跳蝻上竹为害,成虫的活动范围更大。孵化盛期10 d之后是防治的关键时期,即在跳蝻出土后 1~3 d进行防治,此时跳蝻活动能力和抗药能力均较差[25]。李盛等[26]采取在集中产卵地小面积注射杀虫双20 mL/株的方法可取得不错的效果。2%苏云金·氟虫腈悬浮剂6.7 mL/hm2地面喷雾,对1~2 龄跳蝻速效性好且持效期长,防效可达96%以上[27]。选用敌敌畏进行地面水剂喷雾,平均用药3 kg/hm2,杀虫率达98.6%[29]。朱遵福等[28]用3%高效氯氰菊酯微囊悬浮剂在竹杆上喷洒药环法防治跳蝻。药环宽度约为0.4 m,距地面0.8 m,跳蝻上竹经过药环触药而中毒死亡。因此,用药环法防治竹蝗省药、省工,且防治效果好。应用25%灭幼脲III号胶悬剂防治1~3龄黄脊竹蝗3000亩,20 d平均虫口减退率90%以上,防治的黄脊竹蝗产卵地很难找到残存跳蝻,取得了理想的防治效果[25]。20世纪90年代初,甲胺磷、氧化乐果和乙酰甲胺磷等三种农药原液,1~5 mL注射不同胸径的竹蔸,防治跳蝻,效果良好[29]。蝗蝻上竹后,采用花虫敌粉剂,用药37 kg/hm2,杀虫率达92.4%。对于成虫,烟剂是林业和竹林用的最为普遍的方法,采用敌马烟雾剂在高虫口区,用药30 kg/hm2,杀虫率达81%[30]。
利用喜食咸味和尿味的习性进行诱杀。朱朝华等[31]研究了利用处理过的人的尿液来防治蝗灾的发生,取得了一定的效果。在湘东,黄脊竹蝗3龄跳蝻至成蝗迁飞前,将毛竹锯成50~100 cm长的竹筒数段,一劈两开,留两头节,去中间节,先择晴天的上午将其投放到竹林中山谷部位,将事先准备好的新鲜人粪尿和18%的杀虫双水剂按照100:1的比例倒入竹槽中,每亩1~2个;在100 kg尿中加入2~3 kg 5%敌百虫粉拌匀,再用稻草浸透,在竹林中投放数堆诱杀,防治效果也很好[26,32]。取稻草或玉米芯,用清尿和晶体敌百虫以500:1的比例配成毒液浸泡2 h 后,45堆/hm2,堆放于林间或路旁诱杀成虫,隔3 d重新浸泡一次含药尿液,每堆每次诱杀成虫达16~343 头[30]。随着人民生活水平的提高,人尿的收集日益困难,寻找人尿替代物或筛选更具引诱活性的物质十分关键。奚月明等[23]研究了不同农药与碳酸氢铵溶液混合诱杀黄脊竹蝗,发现配方 10%甲维·吡虫啉可溶液剂+碳酸氢铵+水+白酒和配方 18%杀虫双+碳酸氢铵+水+白酒对黄脊竹蝗有较好的诱杀效果。
3.3 生物农药
生物农药不仅对人畜、环境、天敌等安全,而且可以在自然界自我繁殖从而极大地延长持效期。防治黄脊竹蝗大面积应用的生物农药有球孢白僵菌Beauveriabassiana、金龟子绿僵菌Metarrhizium anisopliae、微孢子虫Microsporidia、苦参碱Matrine和印楝素Azadirachtin等。
3.3.1 真菌和细菌类 根据发生的严重等级,采用不同的用药量。一般轻度发生时球孢白僵菌用药量为30~60 kg/hm2,中度发生时用药量75~150 kg/hm2[34]。田间杀虫试验采用每公顷喷洒1.5×1012绿僵菌孢子油剂,对3~4龄黄脊竹蝗 5 d的校正死亡率平均为99.3%[35]。在四川铜梁,通过野外笼罩和林间大面积应用杀蝗绿僵菌粉剂防治黄脊竹蝗试验,发现该药剂不仅能使黄脊竹蝗取食量和活动力逐渐减弱直至死亡,且防治效果稳定。防治后下一代虫大幅度降低,能达到理想的防治效果。此外,黄脊竹蝗感染蜡状芽胞杆菌Bacillus cereus后,遇高温高湿,24~48 h可出现死虫[34]。在林间调查发现了抱草瘟,也称蝗霉病Entomophthora grylliFres,被寄生的黄脊竹蝗发病时抱竹而死,尤以秋季气温高的条件下寄生率最高[24]。类产碱假单胞菌Pseudomonas pseudoaligenes是1991年从重庆歌乐山林场自然病死的黄脊竹蝗中分离到的一种新的病原菌,对黄脊竹蝗和草地蝗虫有较强的感染力[41]。目前,这两种菌在实际应用中未得到推广。
3.3.2 微孢子虫和植物源活性物质 黄脊竹蝗感染蝗虫微孢子虫Nosema locustae后,食量显著减少,发育停滞,15 d后开始出现死虫[34]。2008年,曾球根等[36]发现1.2%的苦参碱·烟碱乳油对跳蝻具有良好的杀虫效果。2012年在福建省沙县选用1.2%苦参碱·烟碱乳油800 倍液、3%高渗苯氧威乳油4000 倍液、1%苦参碱可溶性液剂1200倍液喷雾防治跳蝻,用药量均为600 mL/hm2,以及施放苦参碱·烟碱烟剂,用药量为15 kg/hm2,效果均达到90%,且三者之间无显著差异[37]。采用喷烟技术施放苦参碱类烟雾剂,用药量均为750 mL/hm2,防治黄脊竹蝗成虫,用药后2 d,防治效果均可达90%以上[38]。印楝素杀虫剂在环境中无残留,对非靶标生物安全。即使在较低浓度下,印楝素对东亚飞蝗、沙漠蝗、黄脊竹蝗和青脊竹蝗等具有显著的拒食活性,并兼有忌避活性、生长发育抑制作用和产卵忌避活性,在3~5 d内蝗虫就因饥饿而亡[39]。森得保主要成份为苏云金杆菌和阿维菌素,具有对天敌影响小,对人畜及动植物安全、无残留等特点;同时还兼具化学制剂作用迅速的优点,对跳蝻和成虫的效果都很好,近年来在害虫防治方面得到推广运用[40]。詹寿发[42]研究了大叶醉鱼草提取物对黄脊竹蝗不同发育期的跳蝻均具有毒杀活性,其杀虫效果随提取物的浓度提高而增大。
3.4 天敌昆虫
生物防治作为有害生物综合防控的重要组成部分,可以通过利用当地自然天敌资源以经济、环保的方式将害虫控制在经济损失允许水平之内。黄脊竹蝗的天敌很多,红头芜菁Epicauta ruficepsIlliger取食蝗卵,寄生蜂、寄生蝇寄生于蝗卵,可有效遏制竹蝗的为害。本文整理出10种天敌(表1)。
表1 黄脊竹蝗天敌昆虫名录Table 1 List of natural enemy insects ofCeracris kiangsu
在黄脊竹蝗的不同发育阶段均发现了不同类型的天敌。但是整体而言,天敌的自然寄生率和捕食率均有限,在黄脊竹蝗的暴发年份还不足以控制种群的数量。竹林内调查发现,松毛虫黑卵蜂可寄生黄脊竹蝗的卵,寄生率4.4%~5%;小寄生蝇可寄生跳蝻,寄生率为4.2%;追寄蝇可寄生黄脊竹蝗成虫,寄生率约11.4%[7]。竹林内多种鸟都可捕食黄脊蝗虫的跳蝻及成虫,常见的有小噪鸟、画鹛、燕子、喜鹊、黑脸噪鹛、竹鸡、乌鸦、白颊噪眉、画眉、黑脸噪眉、竹鸡、黑卷尾等捕食跳蝻和成蝗,尤以小噪鸟及画鹛捕食量大[7]。食虫蝽象、步行虫、食虫虻、蚂蚁可捕食跳蝻,螳螂、胡蜂捕食黄脊竹蝗成虫及跳蝻[24]。红头芜菁的幼虫可取食黄脊竹蝗蝗卵。有栽种泡桐Paulownia fortunei和桤木Alnus招引红头芫菁以防治黄脊竹蝗的研究[17]。在江西,只要竹蝗发生区栽种了泡桐,3年内即诱来了大量红头芜菁,4~5年后黄脊竹蝗不再发生[43]。这种方法的不利之处是受到地形因素的限制,如在陡峭山区难以实施,因此在推广中需要综合考虑。
4 讨论
黄脊竹蝗经常在竹林发生,农区的防控经验相对较少。农区的裸露地面大,因此,黄脊竹蝗一旦在农区大量暴发,其产卵的范围将会十分惊人。根据前人对黄脊竹蝗的防治经验,在林区跳蝻上竹前的防治十分关键,上竹后其抵抗力明显增强。对于农区,可借鉴林区的防治经验,同时做好行为监测。黄脊竹蝗暴发的面积大,难以准确地判定虫源地,需要在监测预警方面加强进一步研究。其次,根据其趋泥性和群集性,应使用生物杀虫剂混用化学药剂的配方进行防治。在选用生物农药防治时,气象因子可能是影响防治效果的主导因子,喷药时最好选择雨后、无风、湿度较大的阴天进行,此时叶片粘附药粉较牢固,能较长时间保持药效[44]。施放白僵菌粉时温度最好在 20~25 ℃,相对湿度在80%~90%或更高,在雨后施放效果更佳。如果连续降雨或喷药后一次性较大的降雨也可直接影响白僵菌孢子粉的附着,降低林间防治效果[34]。在防控操作方面,地面和空中的防治要相结合,充分发挥植保无人机灵巧、方便的特点,对于地面防控难以到达的区域进行有效地补充。
2020年6月底,黄脊竹蝗从老挝和越南迁飞入境我国云南,通过多方联合防控,基本做到应防尽防,未对农作物生长造成严重为害。鉴于此,笔者认为从长远角度来看,需要采取多部门的协作,在边境区域做好虫情的监测工作,最好能够与周边接壤的国家共同应对灾情,做为源头把控。利用遥感和雷达监测技术,提高蝗虫防控部门对蝗灾的监测预警能力,加强境外黄脊竹蝗发生趋势及其对我国的影响,重点做好监测工作,一旦迁入,立即启动防治预案。在做好国内外蝗情测报的同时,根据蝗情预测预报结果,采用绿色综合防控技术对黄脊竹蝗进行分类治理,确保我国粮食生产和森林资源的安全。