病虫害生态控制模式及应用

近年来, 由于受气候、种植制度、栽培方式、生态环境和品种多样化等因素的综合影响, 水稻病虫害暴发频繁, 呈稳定性大发生, 危害程度加重, 防控压力增大, 严重威胁水稻生产安全。2010 年全国水稻重大病虫害偏重发生, 发生面积 8 880 万 hm2•次,比2009年增加近4%; 其中, 虫害发生6 347万hm2•次,病害发生 2 533 万 hm2•次, 对粮食安全造成极大影响[1]。同时, 当前我国农村劳动力结构发生重大变化,尤其是中西部经济欠发达地区, 有文化的青壮年劳动力都外出务工, 剩下来的劳动力多为妇女、老人和儿童。由于劳动力的匮乏以及文化水平的限制,病虫害防治过分依赖化学药剂, 农药的滥用和过量使用现象普遍, 造成环境污染, 也使稻谷中农药残留超标, 威胁食品安全。针对这种现象, 通过对传统优秀农业植保技术的挖掘、提高以及现代科学技术的发展、应用, 西南稻作区的病虫害防控虽然仍以化学防治为主, 但在实际生产实践中, 以农业、物理和生物防治为关键技术的生态防控技术正在被广泛应用并进行示范推广, 逐渐显现出病虫害防治和减少农药施用的优势。因此, 本文总结并梳理了当前西南稻作区主要的稻田病虫害生态防控模式, 并分析了各种模式的应用成效, 以期为水稻病虫害的生态综合防控提供依据。

1西南稻作区病虫害发生特征

西南稻作区位于东经 97°21′~109°35′, 北纬21°8′~34°19′。行政区划上包括云南、贵州、四川 3个省, 涉及 398 个县、区、市。全区土地总面积占全国陆地总面积的 11.0%。近年来, 西南稻作区水稻病虫害发生较重, 一是迁飞性害虫稻飞虱、稻纵卷叶螟大发生, 迁入虫量大、降虫范围广、田间虫量高; 二是一代二化螟在早栽田危害重, 枯鞘率高; 三是稻瘟病偏重发生,在老病区和感病品种种植区发生较重, 发病品种较多, 穗瘟病在高海拔稻区和晚栽晚熟的稻田蔓延速度 较 快 , 尤 以 优 质 稻 、 超 级 稻 发 病 最 重[2]。2007—2010 年, 西南稻作区农作物病虫害发生面积呈波动式上升的趋势, 2010 年发生面积达 2 808.6万 hm2•次[3]。就云南、贵州和四川 3 省而言, 贵州农作物病虫害发生面积扩展较快, 2010 年较 2007 年发生面积扩大 142.5 万 hm2•次。

1.1主要病害

西南稻作区水稻的主要病害有稻瘟病(Pyriculariaoryzae) 、 纹 枯 病 (Rhizoctonia solani) 、 白 叶 枯 病(Xanthomonas campestris pv. oryzae) 、 稻 曲 病(Ustilaginoidea oryzae) 、黑条矮缩病 (Rice black-streaked dwarf virus)等[4]。2010 年, 西南稻作区纹枯病发生 640 万 hm2, 比上年增加近 8%; 稻瘟病发生462.5 万 hm2, 比上年增加约 5%。而 2010 年由于传毒介体多、毒源充足等因素影响, 南方水稻黑条矮缩病发生明显重于 2009 年, 高达 41.9 万 hm2, 比上年增加 2.9 倍[5]。其中, 贵州、云南东南部出现重发区, 病害显症高峰期的见病田占当地种植总面积的5%~15%, 病丛率一般 5%~10%, 中晚稻区甚至出现多处点片绝收情况[6]。

1.2主要虫害

西南稻作区的主要虫害有稻飞虱(Rice Delpha-cidae)、二化螟(Chilo supperssalis Walker)、稻纵卷叶螟(Cnaphalocrocis medinalis Guenee)、稻秆潜蝇(Chlorops oryzae Matsumura)等[7]。最近两年稻水象甲(Lissorhoptrus oryzophilus Kuschel)开始传入, 此外, 福寿螺(Ampullaria gigas Spix)的传入又重新成为一个大问题[8]。2010 年, 西南稻作区稻飞虱和稻纵卷叶螟分别发生 871 万 hm2•次和 709 万 hm2•次,分别比上年增加 6.2%和 2%。西南东部偏重至大发生, 西南中北部中等至偏重发生。而二化螟发生 476万 hm2•次, 比上年减少近 2%, 西南中北部中等至偏重发生, 略轻于上年。

2西南稻作区病虫害生态防控模式

针对目前我国农作物病虫害主要依赖化学防治措施带来的病虫抗药性上升、病虫暴发几率增加以及农产品质量安全隐患等问题, 农作物病虫害的环境友好型防控技术和模式得到较快发展。当前, 西南稻作区病虫害生态防控技术主要包括杂糯间作的品种多样性防控模式、稻鸭共作的生物多样性防控模式以及一些生物防控技术。当然, 稻田病虫害的综合防控还需采取生态调控、生物防治、物理防治和科学用药等环境友好型措施的综合应运。

2.1杂糯间作的品种多样性防控模式

2.1.1模式设计与技术关键

间作是指在同一田地上于同一生长期内, 分行或分带相间种植两种或两种以上作物的种植方式。杂糯间作, 即杂交稻和糯稻间作, 技术操作方法简单易行, 防治稻瘟病效果和增产效果明显。通常水稻秧苗在 4~5 月从苗床人工移栽到大田, 净栽的传统移栽方式为双行宽窄条栽方式, 即每两行秧苗为一组, 行距为 15 cm, 株距 15 cm; 组与组之间的距离为 30 cm。移栽时, 不同品种可同时移栽, 也可在主栽品种移栽后 1~3 d, 补套间栽品种。

2.1.2稻瘟病防控效果

1998—2002 年, 杂糯间作技术在云南省的 40 个县进行了大规模推广, 推广面积 34 740 hm2。2002年西南农业大学在云南设置的 40 个调查点实收产量结果表明[9]: 净栽稻瘟病发病率为 5%~100%, 平均为 30.21%, 病情指数为 0.004~0.674, 平均为0.160 5; 混栽稻瘟病发病率为 1.02%~31.8%, 平均为 12.85%, 病情指数为 0.002~0.424, 平均为 0.056 5;混栽与净栽相比稻瘟病平均发病率和病情指数分别下降 57.46%和 64.79%(图 1)。

2.1.3模式特点及推广应用问题

该技术简单易行, 不仅可以减少稻瘟病的发生,还可以因此降低农药成本, 提高经济效益, 减少对环境的负面影响。但水稻品种混合间栽, 在实际生产过程中增加了劳动量, 在劳动力缺乏的西南传统地区, 成为限制其推广应用的问题之一。而且不同品种的组合搭配并不是随意的, 并且还需要了解品种有关株高、生育期、抗病虫害等方面的背景。一般来说, 品种间的抗性遗传背景、株高等差异较大的组合混合间栽, 防病效果相对较好。

2.2稻鸭共作的生物多样性防控模式

2.2.1模式设计与技术关键

稻鸭共作是指将水稻种植与鸭子养殖组合在一起, 稻田为鸭子提供栖息地及草、虫等饵料, 鸭子通过踩踏和捕食等活动控制稻田有害生物, 促进稻田生态系统养分循环。在水稻移栽前 10 d 左右, 每公顷准备鸭苗 225 只, 水稻移栽 15 d 后放到稻田让其自然觅食生长, 可每天每只鸭用 50~100 g 饲料补饲。提倡放养细绿萍, 将频振式灭虫灯诱捕的害虫倒入田间喂养鸭, 增加鸭的食物来源。

2.2.2主要虫害防控效果

一般来讲, 稻鸭共作对纹枯病的防控效果较好[10],放鸭区纹枯病的病蔸率、病株率、病情指数可减少56.0%、57.74%和 26.46, 基本可以控制纹枯病的危害(图 2a); 但对稻瘟病的防控效果不一, 同时目前对水稻其他病害如条纹叶枯病、矮缩病等开展研究较少。同时, 综合文献发现, 稻鸭共作能有效控制稻田稻飞虱和叶蝉的数量[11], 防除效果可达 64.85%~94.97%, 基本可以达到化学杀虫剂的作用(图 2b);但对稻纵卷叶螟、螟虫和其他害虫的防治效果不一,有待进一步研究。

2.2.3模式特点及推广应用问题

稻鸭共作模式是目前比较成熟的对水稻病虫草害都有防控效果的生态防控模式, 能有效改善稻米品质, 提高稻米施用安全, 但水稻产量有所下降。另一方面, 稻鸭共作模式需要一定的硬件设施, 且对农户种稻和养鸭技术都有一定要求。其次, 稻鸭共作必须要大面积进行才能降低成本; 同时, 需要有稳定的稻米和肉鸭销售渠道保障, 尤其是 9 月上旬水稻灌浆, 必须全部起鸭, 对销售渠道压力较大。

2.3 生物防控技术

2.3.1昆虫性信息素诱杀二化螟

从二化螟越冬代和主害代始蛾期开始, 田间设置二化螟性信息素, 每 0.067 hm2放 1 个诱捕器, 内置 1 个诱芯, 每代更换 1 次诱芯, 诱捕器高出水稻植株顶端 30 cm。集中连片使用, 可诱杀二化螟成虫,降低田间落卵量和种群数量。调查结果表明, 该技术对二化螟有较好的防控效果, 对第 1 代、越冬 1代和下年第 1 代二化螟的平均捕杀量可以分别达到10 头•d 1、26 头•d 1、15 头•d 1。不同诱捕器的捕杀效果差异较大, 以水盆诱捕效果最好(图 3)。

2.3.2生物农药防治技术

目前, 施用生物农药还只是稻田病虫害防控的辅助措施。30%苯醚甲环唑•丙环唑乳油能有效防治水稻纹枯病、稻粒黑粉病、稻曲病等水稻中后期病害, 水稻破口前 5 d 和齐穗期各用 1 次, 每次 225mL•hm 2, 比常规用药(井冈霉素)防治水稻纹枯病防效平均提高 50.70%、稻曲病防效平均提高 57.42%,同时促进稻穗灌浆均衡, 提高结实率。四川省江油市农业局植保植检站 2008 年试验表明该生物农药防治技术能促进水稻增产 5%~10%。用苏云金杆菌、阿维菌素于二化螟和稻纵卷叶螟的卵孵化盛期进行防治, 有良好防治效果, 尤其是水稻生长前期, 使用苏云金杆菌可有效保护稻田天敌, 维护稻田生态平衡。调查表明, 3 种生物农药(藜芦碱、鱼藤酮和阿维菌素)对水稻卷叶螟的虫口数减退率均在 60%以上, 其中药后 7 d 的防效最高(图4a); 对褐飞虱的虫口减退率为 36.2%~78.6%(图 4b)。

2.3.3植物性驱虫剂

在稻田虫害发生比较严重的时期, 可以喷洒一些纯植物制剂, 对水稻害虫进行驱赶或触杀。水稻生产上常用的有辣椒素、苦皮藤素等, 是植物的活性成分, 对害虫有刺激性并可在口器中产生苦味或灼烧感, 起到杀虫和拒食驱虫的作用。另外, 农户也可自制生物农药苦楝树叶水、烟叶的茎秆来防治螟虫、稻苞虫和稻飞虱, 用鱼藤水兑桐油来防治螟虫和卷叶虫等。

2.3.4天敌保护利用技术

采用配置农田生物多样性的方式, 使天敌自然形成, 实现害虫的全生物防治, 如以稻虱缨小蜂和黑肩绿盲蝽防治迁飞性害虫稻飞虱; 以螟卵啮小蜂防治水稻土著性害虫三化螟; 通过田埂上种豆, 双抢期间田埂上放置草把, 创造有利于蜘蛛等天敌栖息、繁殖和越冬、越夏场所来进行防治。

3讨论

世界上 12%的农药用在水稻生产上, 但不幸的是, 几十年来水稻病虫草害危害的面积并没有因为化学稻作方式而减少, 许多传统的和一些新的病虫害仍在不断爆发。20 世纪 80 年代以来, 人们开始对化工农业进行反思, 并逐渐认识到, 发展生态农业和有机农业是实现农业生产可持续发展的必由之路。

近年来, 西南稻作区通过挖掘传统稻作经验、开发新的病虫害防控技术等途径, 根据不同地区的实际情况, 发展出多种多样行之有效的环境友好型稻田病虫害防控技术, 并取得显著成果。首先, 许多水稻品种本身就具有一定的抗病抗虫特性。其次,一些科学的耕作制度也具有显著控病虫效果, 例如多系品种和多品种合理比例、合理空间布局进行混栽与净栽相比, 可以降低稻瘟病的平均发病率42.78%; 通过合理稀植、平衡施肥可以降低孕穗期纹枯病病苗率 55%; 而通过深水灌田、及时犁翻板田等措施可以降低二化螟虫口基数 80%以上。第三,通过增加生物多样性、利用自然天敌等手段, 例如稻田养鸭, 对农田杂草的控制率可达到 98.8%(450只•hm 2), 同时可减轻二化螟、纹枯病的发生量和发病程度约 50.0%。第四, 一些物理手段, 例如杀虫灯,可以减少二化螟发生量 51.3%~57.2%, 减少稻纵卷叶 螟 发 生 量 57.8%~69.4%, 减 少 稻 飞 虱 发 生 量31.9%~49.7%。第五, 通过生物农药, 例如 30%苯醚甲环唑•丙环唑乳油能有效防治水稻纹枯病、稻粒黑粉病、稻曲病等水稻中后期病害, 比常规用药(井冈霉素)防治水稻纹枯病平均提高 50.70%, 防治稻曲病防效平均提高 57.42%等。

当然, 在各地推广中, 还应结合本地区的地理、气候、水文、生物乃至经济实力、农民接受能力等条件, 合理、科学地选取、组合适宜于本地区的水稻病虫害防控措施, 才能达到有效防控的目的。