酿酒有机高粱病虫害防治研究进展
2023-01-21彭远松尹大宽刘国文
彭远松,李 嘉,尹大宽,刘国文
(泸州老窖股份有限公司,四川泸州 646000)
高粱是白酒酿造的主要原料,高粱支链淀粉含量高、蛋白质含量适中、脂肪含量低,含适量单宁、灰分及粗纤维等,相对于其他淀粉质原料来说结构较疏松,蒸煮后易被酿酒微生物利用。以高粱为原料生产白酒不仅出酒率高,而且所产白酒醇厚浓郁、香正甘洌,是酿酒的首选原料[1]。为满足消费者对绿色、健康的需求,贵州茅台、泸州老窖等名酒企业先后建立有机高粱基地,推出了有机白酒[2-3],目前,国内经认证的有机高粱基地主要集中在贵州遵义、毕节,四川泸州等地区。病虫害防治是有机高粱种植中的重要难点与关键控制点,采取有效的病虫害防治措施,提高有机高粱的产量和质量,对于提升有机高粱种植的效益,促进农民增收、农业增效十分重要。本文对已报道的有机高粱病虫害特点及防治方法进行了综述,并对今后有机高粱病虫害的综合防治提出了合理化建议与对策,以期为酿酒有机高粱病虫害综合防治提供参考与借鉴。
1 高粱种植中常见病虫及危害
高粱病虫害种类较多,汪远宏等[4]报道四川高粱穗部害虫达54 种,较普遍发生的病害主要有黑穗病、炭疽病、纹枯病等,虫害主要有高粱螟虫、蚜虫、小地老虎、黏虫等,其中鳞翅目害虫为绝对优势种,是为害和防治的主要因素和对象。
1.1 炭疽病
炭疽病是高粱的主要病害之一,以禾生炭疽病[Colletotrichum graminicola(Ces.)Wils.]最为常见,植株感病后一般减产10 %左右,严重者可全穗无收[5]。病菌随种子或病残体越冬,翌年在田间萌发后侵染发病,该病可发生于高粱各生育阶段,在夏季高温多雨季节显著发生,以危害叶片为主,也可侵染茎杆、穗梗和籽粒[6],造成高粱叶片逐渐枯萎、枯死,叶鞘发红,茎秆和穗轴干枯,籽粒干瘪等,选择抗病品种,综合施策是防治该病最经济最有效的措施[7]。王燕飞[8]报道,炭疽病在病害发生初期采用0.5%大黄素甲醚水剂能有效防治;杨秀伟等[9]报道炭疽病发病初期可用波尔多液160 倍液喷雾防治,每12~15 d喷1次,共喷2~4次。
1.2 纹枯病
高粱纹枯病主要发生在生育后期,多经土壤传播,其传播以菌核脱落后掉入土壤中进行,危害部位多在叶鞘,开始在地面2~3 个节间,严重时向上部叶鞘发展,叶鞘受害后,叶片很快干枯,造成穗枯,籽粒瘦瘪,病斑呈椭圆形或不规则环形,中间褐色,边缘紫红色[10]。纹枯病在高粱收获后要及时处理带病秸秆,减少菌源。
1.3 黑穗病
高粱黑穗病属真菌性病害,主要有丝黑穗病、散黑穗病、坚黑穗病等类型,其中丝黑穗病最常见,对作物损害尤为严重。丝黑穗病抽穗后病株较矮,整个穗子变成菌瘿,不结实,抽穗前病穗的下部膨大,苞叶紧实,内有白色棒状物,抽穗后散出大量黑色粉末[11]。黑穗病发生普遍,主要通过种子或土壤带菌传播,发现后要及时拔除病株并带出田块集中处理,防治主要采取选用抗病品种、实施多年轮作等农业防治手段,也可用0.5 %波尔多液兑水800倍液喷雾防治[12]。
1.4 小地老虎、蝼蛄、蛴螬
地下害虫是危害高粱苗期的主要害虫,主要种类有小地老虎、蝼蛄、蛴螬等,它们大部分时间在土壤中生活,昼伏夜出,主要咬食种子、幼苗叶片和根茎,造成断苗缺窝。小地老虎属于鳞翅目夜蛾科,以幼虫危害为主,幼虫在3 龄以前多群集于植株心叶或幼嫩部位危害,4 龄以上幼虫可咬断幼苗基部嫩茎[10]。蝼蛄属于直翅目蝼蛄科,初孵若虫有群集性,3 龄后方才分散为害。蛴螬属于鞘翅目金龟甲总科,有假死性,对光敏感,趋腐性较强。目前对地下害虫的防治方法主要有灯光诱杀、毒饵诱杀等,其中性诱剂对高粱小地老虎有较好的防治效果,但对蝼蛄、蛴螬等其他地下害虫没有防效。王小勤等[13]研究表明0.3%印楝素800 倍液、0.5%苦参碱1000倍液、0.5%藜芦碱500倍液喷施和浸根方式对地下害虫都具有较好的防治效果,均可用于苗期地下害虫的防治,施药方式上浸根的防治效果要优于喷施方式,而且持效性更明显。
1.5 蚜虫
高粱蚜虫属于吸食性害虫,主要是高粱蚜、玉米蚜等[14],高粱蚜以吸食汁为生,多以成蚜、若蚜群集在高粱叶片背面由下往上为害,分泌大量蜜露,滴落在下部叶片和茎上,油光发亮,称为“起油株”,严重影响植株光合作用及正常生长[15]。玉米蚜多群集于心叶或穗部为害,分泌蜜露,产生黑色霉状物。蚜虫多发于苗期和抽穗灌浆期,苗期发生为害较轻,中后期为害重,使受害叶片发红、焦枯,并逐渐向上部叶片蔓延直至穗部,具有暴发快、繁殖快、发生严重、虫口基数大等特点。
1.6 黏虫
黏虫[Mythimna separata(Walker)]属于鳞翅目夜蛾科害虫,主要危害叶片,多出现于高粱苗期,低龄幼虫多在基部叶背面取食,五六龄进入暴食阶段,严重时将高粱叶片茎秆全部食光,具有迁飞性、暴食性、群聚性等特点,成虫昼伏夜出,对糖醋液趋性强,产卵具有趋枯性[16]。
1.7 玉米螟
玉米螟(Ostrinia furnacalis)属鳞翅目螟蛾科害虫,是高粱的主要害虫,整个苗期都被玉米螟不同龄期幼虫所危害,以孕穗期至开花期这一时段发生尤为严重,主要危害高粱穗柄部位[17]。幼虫主要为害心叶,危害后的叶片呈排状孔,高粱孕穗后期集中于穗颈和茎杆为害,蛀入后造成植株折断,危害处及叶鞘变为红褐色,籽粒干瘪,导致减产,前人发现玉米螟对糯性高粱的危害高于粳性高粱[18]。
1.8 高粱条螟
高粱条螟[Proceras venosatum(Walker)]俗称钻心虫,属鳞翅目螟蛾科,初孵幼虫群集于心叶内啃食叶肉,使被害叶呈现网状小斑或不规则小孔,三龄开始蛀茎为害,蛀入早的咬断生长点造成枯心苗,蛀入迟的造成茎杆中空,遇风倒折或枯死[16]。成虫昼伏夜出,以老熟幼虫在高粱茎杆内越冬。高粱条螟第1 代幼虫是危害高粱的关键世代,3 龄幼虫前为最佳防治时期,可减轻第2代危害[19]。
1.9 粟穗螟
粟穗螟(Mambava bipuntellaRegonot)属鳞翅目螟蛾科,成虫在抽穗至灌浆期高粱穗产卵,初孵幼虫可取食扬花至蜡熟期的高粱穗,在扬花期多从颖壳缝隙钻入或蛀入颖花内栖息取食,二龄期始吐丝黏结残花和粪便成小苞,二龄后大多转粒为害,在乳蜡熟期多从籽粒顶部蛀入取食和栖息并吐丝黏结粪便于孔口处,三龄后为害取食籽粒并吐丝结网形成虫苞[20]。粟穗螟以滞育幼虫越冬,越冬是粟穗螟年生活史中的薄弱环节,由于入冬幼虫只有随寄主收获转移至房屋内才能安全越冬,成为次年的初次虫源,所以选晴天“随打随收”高粱,使收获的高粱穗不在农舍内外堆放过夜,阻止幼虫进入有效越冬场所,可大大压低越冬虫源基数[21]。
1.10 桃蛀螟
桃蛀螟[Conogethes punctiferalis(Guenée)]是高粱穗部害虫的主要虫种,属鳞翅目螟蛾科,成虫在抽穗扬花期将卵分散地产在高粱穗上,初孵幼虫先蛀入幼嫩籽粒内,用粪便或食物残渣封住洞口,在其中蛀食,三龄前幼虫一般都在籽粒内蛀食为害,吃空一粒再转到另一粒中,三龄后吐丝粘结粪便和小穗,形成中空的苞块,在苞块通道内栖息穿行和取食,严重时可把高粱籽粒蛀食一空。桃蛀螟不仅影响高粱产量,而且幼虫排出的粪便,还会使高粱穗受到污染,导致穗部出现霉变,严重影响高粱的品质[22-23]。
2 有机高粱主要病虫害防治方法
2.1 防治原则
有机高粱病虫害防治原则应坚持“预防为主,综合防治”的原则,采用农业防治、物理防治和生物防治的综合防治措施,确保有机高粱生产达到“高产、优质、高效、低耗、安全”的目的。
2.2 农业防治措施
选用抗病抗虫品种是控制病虫害的重要途径,也是最经济有效的方法,比如国窖红一号、红缨子、泸州红等优质酿酒专用高粱品种具备品质好、抗性强、易栽培性好、酿造性能佳等特点。种子在播种前2~3 d选晴天晒种1 d,采用1%生石灰水溶液浸种消毒后用清水洗净沥干播种,适当稀播,注重培育壮苗。研究表明高粱漂浮育苗,高粱种子不与土壤接触,可以大大减轻土壤病菌对秧苗的危害,可以培育出无病、苗高均匀一致的壮苗,秧苗根系繁盛,整齐度优良,不存在缓苗时间并且可以有效地减少大田病害的发生[24-25]。推广分带轮作技术,合理间套作,保持农业生态多样性,创造有利于病虫害天敌生存的环境。刘国文等[26的研究表明,高粱轮作土豆等作物,加大行间套种空间,增加光照及通风性,与常规种植相比,蚜虫和螟虫的发生率明显降低;王福琪等[27]采取“绿肥-高粱//红薯”宽窄行有机栽培技术,不仅高粱单产增加20.5 kg/667 m2,而且减少了病虫害发生,提高了高粱对环境的适应性。上年收获后及时清除秸秆和田间杂草,减少附着虫卵,深翻耕土地灭茬,消除病残体和越冬场所,减少初侵染源。
2.3 物理防治措施
2.3.1 杀虫灯
利用鳞翅目螟蛾科、夜蛾科等害虫的趋光性,在有机高粱基地每50~80 亩安装1 盏频振式杀虫灯或太阳能杀虫灯诱杀成虫,减少田间落卵量,降低虫口基数。杀虫灯具有杀虫谱广、诱虫量大、相对成本低的特点,对螟虫、黏虫、蝼蛄、地老虎等多种害虫具有较好的防治效果,是夜间防治趋光性害虫最有效的手段。尹德惠[28]等对5盏频振式杀虫灯15 d 的诱虫量进行统计,共诱杀害虫4762 头,其中高粱条螟1006 头,高粱黏虫968 头,平均单灯15 d累计杀虫952.4 头,平均单灯每天杀虫63.5 头,诱杀效果显著。
2.3.2 色板
利用昆虫的趋黄色习性,在田间悬挂黄板诱捕蚜虫、高粱芒蝇等害虫,每667 m2挂黄板20~25张。
2.3.3 糖醋液
利用害虫的趋化性,按糖、醋、酒、水(3∶4∶1∶2)的比例配制糖醋液,每667 m2摆放5~10 盘诱杀成虫,可用于黏虫、地老虎、苗期螟虫的防治[29]。
2.4 生物防治措施
2.4.1 天敌防治
利用七星瓢虫、草蛉、食蚜蝇、寄生蜂等捕食性和寄生性天敌,能有效控制蚜虫和鳞翅目害虫的发生发展,比如七星瓢虫防治高粱蚜,赤眼蜂防治高粱螟虫等[30]。赤眼蜂是一种卵寄生性昆虫,对防治玉米螟有很好的效果,王连霞[18]的研究表明,松毛虫赤眼蜂能有效防治高粱田玉米螟,当玉米螟田间卵块1~2 块/100 株时(最佳防治时期)释放松毛虫赤眼蜂进行防治,放蜂量3.5万头/667 m2,放蜂2次,第一次放蜂1.5 万头,7 d 后第二次放蜂2.0 万头,每667 m2放蜂3 点,平均防治效果达到65.29%;张继红等[31]的研究表明,松毛赤眼蜂不仅显著降低了高粱叶片及穗部的被害率,而且增加了田间生物多样性,提高了天敌的丰度,增产、增收效果显著。在害虫产卵期,悬挂寄生蜂卵卡5~10枚/667 m2,每代放2~3 次,每次放8000~10000 头,间隔时间5~7 d,可以防治螟虫、黏虫、草地贪夜蛾等[32]。
2.4.2 微生物防治
微生物防治是利用病原微生物通过侵染、释放毒素和酶等方式来控制害虫,常见的药剂有白僵菌、苏云金杆菌(Bt)、核多角体病毒、枯草牙孢杆菌等,白僵菌、Bt 可防治老地虎、玉米螟等害虫,在高粱心叶末期每公顷1.5~3 kg 的Bt 乳剂制成颗粒剂撒放或兑水450 kg 喷雾防治玉米螟[33-34]。赵应等[15]通过采取100 亿芽孢/克苏云金芽孢杆菌乳油稀释500 倍+1000 亿枯草芽孢杆菌防治高粱蚜虫,药后7 d虫口减退率和防效分别为77.27%和72.33%。
2.4.3 性诱剂
性诱剂通过诱杀(捕)和干扰害虫正常交配,降低害虫种群密度,控制虫害过快繁殖,不接触植物,没有农残之忧,对益虫和天敌不会造成危害,具有专一性,对玉米螟、二化螟、小地老虎、桃蛀螟、条螟等都具有非常好的效果并且持续稳定。张志东等[35]报道,性诱剂在齐穗期后7 d 和14 d 对高粱穗部螟虫的防效分别为83.31%和81.58%,高粱移栽后1 d、3 d、7 d 对小地老虎的防效分别为97.39 %、96.81 %和96.67 %;王小勤等[36]开展了不同诱芯种类、诱捕器不同悬挂高度和不同放置密度的性诱剂对酿酒专用高粱鳞翅目害虫的诱捕效果研究,研究发现同种害虫的不同诱芯诱集效果相当,每666.7 m2放置1 个诱捕器并处于离地面1.5~2 m 的高度诱集害虫效果最好;张志东等[37]采用性信息素迷向技术对高粱鳞翅目害虫进行防控,研究表明应用性信息素技术对高粱鳞翅目害虫有较好的效果,防效和迷向率高于60.00%,其中,高粱农药区的百株虫量和虫穗率均显著高于性信息素技术处理区域。
2.5 生物农药
2.5.1 印楝素
印楝素是从印楝树中提取的植物性杀虫剂,是世界公认的广谱、高效、低毒、易降解、无残留的杀虫剂,能驱杀100 多种害虫,对鳞翅目、鞘翅目及半翅目的害虫有特效。前人选择印楝素防治高粱蚜虫、黏虫、螟虫、地下害虫等均具有比较理想的效果。陈宗华等[38]用0.3%印楝素乳油防治高粱条螟的试验表明,500 倍液和750 倍液药后3 d 防治效果分别为83.33 %和80.93 %,药后7 d 的防治效果分别达92.69 %和88.86 %;刘汉伦[19]对0.3 %印楝素乳油防治高粱条螟和水稻二化螟药效试验表明,0.3%印楝素乳油500倍液防治高粱条螟和二化螟,药后3 d 防治效果分别为83.3%和80.95%(虫口减退率分别为82.48%和78.95%),药后7 d 的防治效果分别达92.69 %和95.65 %(虫口减退率分别为92.96 %和94.74 %);姜红等[39]对0.3 %印楝素乳油不同剂量防治高粱虫害效果的试验研究,表明印楝素对条螟和黏虫等均有较好防治效果,对鳞翅目害虫的防效优于同翅目,药物浓度对产量的影响大于药剂品种对产量的影响,浓度均以600 倍液较为适宜;赵应等[15]通过对0.5%苦参碱、0.3%印楝素、100亿芽孢/克苏云金芽孢杆菌(Bt)、5%阿维菌素4 种生物农药对蚜虫的试验,研究结果表明,施用0.3%印楝素500 倍液对有机高粱蚜虫防治效果最好,对蚜虫的最终防控效果达到了79.57%。
2.5.2 藜芦碱
黎芦碱是以天然植物藜芦为原料制成的植物源杀虫剂,具有触杀和胃毒作用,移栽前3~5 d 喷施可以防控地下害虫,拔节期、始穗期选用0.5 %藜芦碱500~800 倍液防控蚜虫、条螟、玉米螟、黏虫、桃蛀螟、二化螟、粟穗螟、草地贪夜蛾等鳞翅目害虫[32]。姜培跃等[40]采用0.5 %藜芦碱500 倍液加1000 亿枯草芽孢杆菌防治蚜虫,药后1 d、3 d 和7 d对高粱蚜虫的防治效果分别为90.31%、84.33%和80.39%,防治效果显著;李鹤鹏[41]研究了几种生防药剂对高粱中后期螟虫的防治效果,结果表明,心叶喷施0.5 %黎芦碱40 mL/667 m2在对食叶性螟虫、蛀茎害虫(玉米螟)的防效、产量及防治成本方面均优于Bt、球孢白僵菌等药剂,可以有效防控高粱中后期螟虫。
2.5.3 除虫菊素
除虫菊素是世界上最常用的植物源杀虫物质,是作用于钠离子通道的神经毒素,能够快速击倒害虫,是目前见效最快的植物源农药之一。汪家秀[42]对1.5%除虫菊素水剂、0.3%印楝素乳油、0.6%苦参碱水剂3 种生物农药对高粱黏虫的防效进行试验研究,结果表明1.5 %除虫菊素水剂效果最好,600 倍液施药后7 d 对高粱黏虫的防治效果为80.2%;穆元相等[43]研究施用不同浓度1.8%虫菊·苦参碱对有机高粱蚜虫的防治效果,结果表明1.8 %虫菊·苦参碱稀释300~800 倍对高粱蚜虫的防治效果均较好,都达到85 %以上,其中1.8 %虫菊·苦参碱300 倍液3 d 虫口减退率为88.4%,防治效果为90.5%,7 d 虫口减退率为84.3%,防治效果为89.9 %,能够有效控制蚜虫对有机高粱的危害;陈德飞[44]的研究表明,除虫菊素对高粱玉米螟具有较好的防治效果,1.5 %除虫菊素水剂1000 倍液药后7 d防治效果为86.77%。
2.5.4 苦参碱
苦参碱是广谱杀虫剂,具有胃毒和触杀作用,在移栽前3~5 d 喷施0.5 %苦参碱500~800 倍液能防控地下害虫,在拔节期、始穗期可选用0.5%苦参碱500~800 倍液防控蚜虫、条螟、玉米螟、黏虫、桃蛀螟、二化螟、粟穗螟、草地贪夜蛾等鳞翅目害虫。赵应等[15]采取0.5 %苦参碱500 倍液+1000 亿枯草芽孢杆菌防治高粱蚜虫,药后7 d 虫口减退率和防效分别为78.65%和70.68%;姜红等[39]的研究表明0.5%苦参碱600 倍液对条螟和黏虫等均有较好防治效果,第2次用药虫口减退率为100%。
2.5.5 鱼藤酮
鱼藤酮具触杀、胃毒、生长发育抑制和拒食作用,杀虫持效期较长,可用于蚜虫、螟虫、黏虫等害虫的防治[45],姜培跃等[40]采用5%鱼藤酮悬浮剂500倍液加1000 亿枯草芽孢杆菌防治蚜虫,药后3 d 和7 d 对高粱蚜虫的防治效果分别为80.47 %和78.40%,防治效果显著。
2.5.6 植物免疫诱导剂
植物诱抗剂,本身对病菌无杀灭作用,但能够诱导植物自身对外来有害生物侵害产生反应,提高免疫力,产生抗病性。选用植物免疫诱导剂碧护(0.136 %赤-吲乙-芸苔可湿性粉剂)或S-诱抗素进行浸种,可以增强高粱幼苗抗性,移栽前3~5 d、拔节期和孕穗期用枯草芽孢杆菌搭配氨基寡糖素、碧护、S-诱抗素中的任一植物免疫诱导剂进行喷叶,防治炭疽病[32]。林君等[46]的研究发现,喷施0.3 %印楝素乳油600 倍液和0.1 %S-诱抗素水剂300 倍液组合后,高粱茎杆部受鳞翅目害虫为害率2.37%,防效可达75.31%,断颈率为6.0%,每穗活虫数为0.07头。
3 小结
在高粱种植中,病虫害是影响产量和质量的主要因素,抓好病虫害防治是高粱种植中非常重要的技术环节。有机高粱的病虫害防治应以农业防治和理化诱控为主,根据病虫害发生情况,在病虫害发生初期交替选用印楝素、苦参碱、藜芦碱、鱼藤酮等符合GB/T 19630 有机产品标准的生物药剂进行防控,以村社或有机农场为生产单元进行有机生产管理,通过测报灯、性诱监控、田间调查等措施,及早做好虫情预测预报,开展有机高粱病虫统防统治。杜玉婕等[47]采用病虫害监测+农艺措施+理化诱控+生物药剂防控等全程绿色防控措施在高粱基地推广应用,绿色防控成效明显,总体防治效果达88.18%,与农民自防措施对比,提高了14.67%,病虫害平均损失率下降到4.48%,增产28.28 kg/667 m2。
在生产过程中应加强有机高粱基地病虫防治指导和监管检查,做好绿色防控技术示范应用,杜绝使用违禁药剂,开展多层次的技术培训,引导和增强农户有机生产意识。在有条件的地方,可将区域内作物全部纳入有机生产管理,在有机地块边界设置有效的隔离带,禁止平行生产,在我国南方地区土地分散且地块较小,提倡水改旱连片种植有机高粱,降低有机生产管理难度。有机高粱基地应当加强主要病虫调查和防治试验研究,针对当地主要害虫的习性,研究制定相应的绿色防控方案,形成一套酿酒高粱有机生产技术标准,按照该标准对农户进行指导,确保有机高粱达到有机产品标准,实现高产、高效,促进农户增收和有机高粱产业的健康发展。