我国茶园有害生物生物防治技术研究及应用
2022-05-24李兆群
摘要:生物防治是茶园有害生物绿色防控技术中的重要组成部分。经过50年的发展,我国茶园有害生物生物防治技术取得了较大的发展。文章综述了以虫(天敌)治虫、微生物防治、植物源农药防治等我国茶园有害生物生物防治技术的研究和应用进展,并对目前存在的问题及未来的研究方向进行了展望,以期为茶园有害生物生物防治技术的发展和推广应用提供参考。
关键词:茶树有害生物;生物防治;天敌;微生物防治;植物源农药;生物除草
Research and Application of Tea Pest Control Technology in China
LI Zhaoqun
Tea Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou 310008, China
Abstract: Biological control is an important part of "green" preventive and control technologies in tea plantation.After 50 years efforts, a great progress has been made in the biological control of tea pests. Researches and applications about the biological control of tea pest were summarized in this review. And, the current problems and developing direction were discussed. This paper would provide a reference for the development and application of tea pest biological control technology.
Keywords: tea pests, biological control, natural enemy, microbial control, botanical pesticide, biological weeding
生物防治是指利用有益生物或生物代谢产物控制有害生物的方法,具有持效性长、不易产生抗性和不污染环境等优点。国内学者针对茶园有害生物的生物防治技术开展了大量研究,在理论基础研究和田间应用方面均取得了较大的发展,形成了以虫(天敌)治虫、微生物防治、植物源农药防治以及生物除草等技术措施。本文对此进行简要的回顾与总结。
1 以虫治虫
我国利用天敌防治害虫的历史悠久,早在公元前304年,嵇含编著的《南方草木状》中就有关于应用黄猄蚁防治柑橘害虫的记录,这是国际上“以虫治虫”最早记录。茶树是多年生作物,茶园天敌资源非常丰富,主要分为捕食性天敌和寄生性天敌两大类。
茶园中常见的捕食性天敌主要有蜘蛛、捕食螨、瓢虫、草蛉、食蚜蝇、步甲、食虫蝽等,其中蜘蛛种群数量占茶园捕食性天敌总量的80%~90%[1],以狼蛛科、园蛛科、跳蛛科、球蛛科、皿蛛科、肖蛸科、管巢蛛科、蟹蛛科和漏斗蛛科种类较多。肖蛸科和漏斗蛛科是结网型蜘蛛,其余为游猎型蜘蛛。蜘蛛的食量较大,可以捕食茶园中的叶蝉、尺蠖、蚜虫等多种害虫。白斑猎蛛(Evarcha albaria)可以捕食低龄茶尺蠖和茶小绿叶蝉,其对茶小绿叶蝉成虫和若虫的日捕食上限分别为21.4只和26.9只[2]。三突花蛛(Misumenops tricuspidatus Fabricus)的亚成蛛对茶小绿叶蝉若虫和成虫的日捕食量分别为18.3只和17.3只[3]。草间小黑蛛(Erigonidium graminicolum Sundevall)对无翅型和有翅型茶蚜的日捕食量最高为48.11只和67.46只[4]。鞍形花蟹蛛(Xysticus ephippiatus Simon)对茶尺蠖低龄幼虫的日捕食上限达68只[5]。瓢虫和草蛉主要捕食茶蚜、蓟马和叶蝉等小型害虫。茶园异色瓢虫3龄幼虫对茶蓟马、茶蚜和茶小绿叶蝉的日捕食量分别为153.85只、136.99只和113.36只[6]。中华通草蛉(Chrysoperla sinica Tjeder)1~3齡幼虫对茶蚜最大日捕食量分别为74只、250只和714只[7]。
捕食螨是一类已商业化的茶树害虫捕食性天敌,其中胡瓜钝绥螨(Amblyseius cucumeris Oudemans)和巴氏钝绥螨(A. barkeri Hughes)已应用于茶树害螨的防治。释放胡瓜钝绥螨50 d后对茶橙瘿螨的防效可达81.4%[8],巴氏钝绥螨对茶跗线螨的控制作用可维持1个月,在30 d后的防治效果仍有67%[9]。茶园捕食性天敌在控制茶园害虫种群数量上起重要作用,需加强保护和利用。
茶园中的寄生性天敌主要是寄生蜂和寄生蝇。茶园中寄生蜂的种类丰富。茶小绿叶蝉寄生蜂主要有三棒缨小蜂(Stethynium empoascae Subba Rao)和微小裂骨缨小蜂(Schizophragma parvulas Ogloblin),其中三棒缨小蜂为优势种[10]。6月中旬至 7月上旬和10—11月是两种缨小蜂的发生高峰期,该时期的叶蝉自然寄生率平均可达40%~65%[11]。尺蠖原绒茧蜂(Protapantelesimmunis Haliday)(原名茶尺蠖绒茧蜂)和单白绵副绒茧蜂(Parapanteles hyposidrae Wilkinson)(原名单白绵绒茧蜂)是茶尺蠖和灰茶尺蠖主要的寄生性天敌,在4—6月的自然寄生率较高,条件适宜时对茶尺蠖幼虫的最高自然寄生率可达90%以上[12],在两种尺蠖的种群自然控制中发挥重要作用。茶毒蛾黑卵蜂(Telenomus euproctidis Wilcox)是抑制茶毒蛾种群数量增长的重要因素,也是茶毛虫卵期的优势寄生蜂[13]。茶园中常见的寄生蝇有日本追寄蝇(Exorista japonica Townsend)、伞裙追寄蝇(E. civilis Rondani)、红尾追寄蝇(E. xanthaspis Wiedmann)等,可以寄生茶尺蠖、茶蚕、大蓑蛾、茶毛虫等鳞翅目害虫。
2 微生物防治
微生物防治是指利用微生物或其代谢产物防治害虫的方法。与传统化学防治相比,微生物防治具有特异性强、持效性长、对天敌和环境安全、不易产生抗性等优点,但其效能发挥较化学农药慢,且防治效果受环境条件影响大。目前开发应用比较多的茶树病原微生物主要有昆虫病原病毒、昆虫病原真菌和昆虫病原细菌。
昆虫病原病毒指以昆虫为宿主的病毒,是一类蕴藏巨大应用潜力的生物防治资源,一直受到各国研究人员广泛关注。茶尺蠖核型多角体病毒(Ectropis oblique Nuclear Polyhedrosis Virus,EoNPV)和茶毛虫核型多角体病毒(Euproctis pseudoconspersa Nuclear Polyhedrosis Virus,EpNPV)是我国茶园应用较多的昆虫病原病毒。EoNPV是1977年由赵烨烽等[14]在我国首次发现,后经朱国凯等[15]鉴定确认为杆状病毒粒子的核型多角体病毒。早在1974年,贵州省中八农场就从田间的茶毛虫尸体浸出液中分离和鉴定出了EpNPV,并通过室内和田间试验证实了该病毒对茶毛虫的致病率为80%。
EoNPV和EpNPV两种病毒主要与Bt混用,并在我国大规模应用,取得了良好的经济和社会效益。EoNPV-Bt混剂宜在茶尺蠖或灰茶尺蠖第一代或第五代、第六代的1龄幼虫期喷施,其防治效果可达85%以上[16]。近年来,在EoNPV推广示范过程中,席羽等[17]发现不同地区的茶尺蠖对EoNPV的敏感性存在显著差异,推断低敏感性种群可能不是茶尺蠖,种间差异造成了敏感性差异。而后,姜楠等[18]对不同地区的茶尺蠖进行了鉴定,结果发现低敏感性茶尺蠖种群其实是茶尺蠖的近缘种灰茶尺蠖,由于两者的形态相似,导致农业生产中的混淆。此前从安徽和湖北分离得到茶尺蠖病毒分离株,对灰茶尺蠖、茶尺蠖的敏感性存在较大差异,其中灰茶尺蠖对湖北毒株较敏感,茶尺蠖对安徽毒株较敏感[19]。EpNPV-Bt混剂的田间示范结果显示,在第一代茶毛虫2龄左右进行1次防治,对茶毛虫的防治效果可达90%以上,并且具有很强的持效性,对下一代茶毛虫仍有90%防治效果[20]。在福建省内500余hm2茶园的示范结果显示,EpNPV“福建一号”毒株对茶毛虫的平均防治效果达88.3%,且持效期长达2~5年。
茶树害虫中报道的虫生真菌主要有白僵菌(Beauveria bassiana)和韦伯虫座孢菌(Aegerita webberi Faweett)。1987年吴光远等[21]从茶丽纹象甲僵虫中分离和鉴定出了白僵菌871菌株,该菌株对茶丽纹象甲防治效果可达80%以上。王定锋等[22-23]分别从角胸叶甲、大灰象甲和茶籽象甲中分离鉴定得到高致病力的白僵菌菌株。20世纪90年代,陈雪芬等从黑刺粉虱体内分离得到韦伯虫座孢菌,并在福建、浙江的茶园大面积应用,田间防效在70%以上,持效期可达2年以上[24]。在病害方面,多抗霉素对茶白星病具有一定的防治效果[25]。
昆虫病原细菌苏云金杆菌(Bacillus thuringiensis)和短稳杆菌(Empedobacter brevis)对鳞翅目害虫有较好防治效果,其中苏云金杆菌(简称Bt)在茶园中多以高毒力的Bt单剂或与昆虫病毒混剂的方式来防治茶尺蠖、茶毛虫、茶蚕等鳞翅目害虫。短稳杆菌是我国科研人员从田间自然死亡的斜纹夜蛾幼虫体内分离出的昆虫病原细菌,其主要杀虫活性成分是病原活体及其产生的毒素,对茶尺蠖、茶毛虫等多种鳞翅目害虫有较好的防治效果,且见效快。目前短稳杆菌已成为茶园鳞翅目害虫的主要生物防治措施之一,在我国茶区大面积推广应用[26]。
3 植物源农药防治
植物源农药是指利用植物组织及其次生代谢物加工而成的农药,具有对生态环境影响小、不易产生抗药性、开发成本低等优点。用于茶树病虫害防治的植物源农药主要有除虫菊素、苦参碱、鱼藤酮、印楝素、藜芦碱等。除虫菊素对茶蓟马、茶网蝽、茶小绿叶蝉和茶树害螨具有较好的防控效果[27-28]。苦參碱对茶尺蠖、灰茶尺蠖和茶毛虫2~3龄幼虫的防效可达80%以上[29]。鱼藤酮和藜芦碱对茶尺蠖10 d内的防治效果分别为92.36%~97.54%和77.36%~93.42%,对茶小绿叶蝉7 d内的防治效果分别为50.82%~55.56%和87.88%~91.02%[29]。印楝素杀虫谱较广,对茶小绿叶蝉、茶树害螨、茶尺蠖和茶卷叶蛾的田间防治效果均达80%以上,对茶丽纹象甲的室内杀虫效果可达95.56%[27,30-31]。植物源农药具有残效期短和发挥药效慢的缺点,因此,可以在靶标害虫发生后未达防治指标前提前施药,并结合间隔1周进行2次施药,来提高植物源农药的防治效果和持效期。
4 茶园生物除草
茶园生物除草是指利用不利于杂草生长的生物天敌来控制茶园杂草的方法。茶园中常见的生物除草技术主要有以草抑草和套间作抑草。以草抑草是一种传统茶园栽培管理技术措施,其主要指通过在茶行间人工种草,对行间进行覆盖,使得杂草无法获得充足的光照、水分、空间等生长条件,从而抑制杂草的萌发和生长。以草抑草不仅能够控制杂草生长,还能改善土壤结构和调节茶园生态。常用的草种有鼠茅草、紫花苜蓿、白三叶草、圆叶决明、黄花羽扇豆、茶肥1号等,其中以鼠茅草推广应用较为普遍[32]。鼠茅草种植时期一般为10月中旬前后,每公顷茶园行间播种15 kg左右的鼠茅草籽。次年3月上中旬,每公顷追施75 kg氮肥,促进其正常生长。种植鼠茅草抑草,不需要刈割,种植1次可循环生长3~5年,连续生草2年后杂草防效接近90%。
间套作抑草是指在幼龄或未封行茶园行间密集种植具有一定经济价值的作物来抑制杂草的发生。茶园中常见套间作作物有大豆、绿豆、花生、金钱草等。间套作抑草时,需要控制套间作作物旺盛生长,避免影响茶树生长。
5 使用防治技术时应注意事项
目前茶园中常用的生物防治技术有释放捕食螨、喷施生物农药和植物源农药等。生物防治技术产品均为生物或生物代谢产物,除前文所述优点外,也具有防治效果缓慢、控制有害生物的范围较窄、易受环境因素干扰、产品有效期短、质量稳定性较差等缺点,因此科学使用才可以起到扬长避短的作用,在使用生物防治技术时应注意以下事项。
一是在靶标害虫发生后未达防治指标前,提前使用生物防治技术,可以提高其防治效果。
二是在人工释放捕食螨防治茶树害螨时,应选择害螨发生初期,每公顷用量为60万~90万只,捕食螨释放后不要喷施农药。
三是短稳杆菌、病毒等微生物农药,宜选择在靶标害虫低龄期、温度为15~30 ℃、且湿度较大时使用,同时避免阳光直射和雨水冲刷。
四是利用植物源农药防治茶小绿叶蝉和茶蓟马时,可以间隔5~7 d连续使用2次,其中天然除虫菊素遇紫外线易分解,宜选择傍晚或阴天喷施。采用多抗霉素防治病害时,需在发病前期或初期,间隔7~10 d连续使用2次。
五是需选购正规厂家生产的生物防治产品。
6 总结与展望
我国茶园有害生物生物防治研究取得了很大的进展,部分技术已成功应用于产业推广,而目前仍然存在一些问题需要研究。一是虽挖掘了大量的天敌资源,但可规模化生产的种类有限,已商业化的产品尚不能完全满足生产实际的需求;二是研究多集中于茶小绿叶蝉、茶尺蠖、灰茶尺蠖、茶毛虫等茶树主要害虫,针对近年来区域性发生严重的害虫和病害研究较少;三是天敌昆虫和病原微生物等均为活体生物,其防治效果受环境因素、产品活力和批次等因素的影响,需针对不同类别的生物防治产品制定效果评价体系和质量控制标准或规范,对该行业的健康稳定发展具有重要意义。随着人们对美好生活的向往更加强烈,对茶叶质量安全的要求越来越高,茶园病虫草害生物防治也越来越受到重视,与之相关的研究将有力地促进我国茶园病虫草害生物防治水平,保障茶产业的健康发展。
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基金项目:国家重点研发计划(2021YFD1601100)、财政部和农业农村部:国家现代农业产业技术体系资助。
作者简介:李兆群,男,副研究员,主要从事昆虫化学生态学研究,E-mail:zqli@tricaas.com。