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“草地贪夜蛾” 那些事儿 | JIA 专访农业昆虫学家吴孔明院士

2020-03-14 05:53:29       来源:中国农业科学微平台    作者:JIA

  

  Photo@Donald Hobern

  https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Spodoptera_frugiperda1.jpg

  草地贪夜蛾,原生于美洲热带和亚热带地区,目前已发展成为全球性的重大农业害虫。近年来相继入侵非洲和亚洲的多个国家和地区。自2018年12月中旬侵入我国以来,一年多时间蔓延至我国26个省 (市、自治区),对玉米、小麦、高粱、甘蔗等重要农作物的生产构成严重威胁。

  草地贪夜蛾还曾被中央一号文件点名关注,农业农村部近日也印发了《2020年全国草地贪夜蛾防控预案》的通知,持续推进草地贪夜蛾防治,有效遏制大面积暴发成灾,努力夺取小康之年粮食和农业丰收。

  这“幺蛾子”的危害为何如此之大?今年在我国有可能会大量发生吗?我们采取的应对措施以及对草地贪夜蛾进行了哪些研究?近日,JIA 特邀农业昆虫学家、JIA副主编吴孔明院士讲述 “草地贪夜蛾” 那些事儿。

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  吴孔明,中国工程院院士,农业昆虫学家,现任中国农业科学院党组副书记、副院长、直属机关党委书记。长期从事农业害虫监测预警与防治技术、转基因植物的生态安全与风险管理技术研究工作。相关成果先后获国家科技进步奖二等奖2项、三等奖1项。在Science、Nature等国际SCI源刊物发表研究论文200余篇。

  1.和其它重大农业害虫相比,草地贪夜蛾有哪些特点?

  农业害虫的种类众多、各有特点,但在现代农业生产体系下,危害最为严重的是鳞翅目害虫。草地贪夜蛾属于鳞翅目害虫中危害性最强的种类,是真正的“幺蛾子”和“王中王”。

  草地贪夜蛾的主要特点可以总结为:

  一是寄主植物种类多。草地贪夜蛾幼虫可以取食300多种植物,覆盖了绝大多数的农作物,尤其嗜好取食农作物的幼嫩生长点和繁殖器官,对产量影响大。

  二是具有很强的迁飞能力室内飞行磨测定个体自主飞行距离能超过150公里,我们2019年在自然环境下观测到草地贪夜蛾跨越我国南海和渤海的迁飞活动,可以形成区域性的突发生物安全事件。

  三是繁殖潜力大。草地贪夜蛾单头雌蛾产卵量为500-1000粒,因为其属于没有原生地专性天敌控制的外来有害生物,后代在我国能以百倍的速率增长。

  四是抗药性强草地贪夜蛾由于长期接受化学农药的选择压,已对有机磷、拟除虫菊酯、氨基甲酸酯和烟碱等类型的化学农药已经产生了抗性,目前高防效的农药种类少,如连续使用亦会很快产生抗药性,防治难度大。

  五是物种生存竞争力强。草地贪夜蛾具有捕食行为,它会将与其竞争食物资源的其它鳞翅目害虫甚至一部分天敌昆虫驱赶离开或者吃掉,在农业生态系统物种竞争过程中占有显著的优势。

  

  图片来源于网络

  2.草地贪夜蛾在国外的发生危害情况怎样?

  草地贪夜蛾原生于美洲热带和亚热带地区,主要在中美洲以及南、北美洲的热带地区周年发生,但可以通过迁飞进入其它地区,向北可达加拿大安大略省和魁北克地区,向南可达智利和阿根廷北部地区。

  2016年1月,非洲尼日利亚和加纳首次发现草地贪夜蛾,很快蔓延至贝宁、圣多美和普林西比、多哥等国。到2017年8月扩散至安哥拉、博茨瓦纳、布隆迪等撒哈拉以南的28个非洲国家。2018年5月,也门和印度发现草地贪夜蛾的危害,随后迅速扩散至孟加拉国、老挝、斯里兰卡、缅甸、泰国、中国和日本等亚洲国家,目前已经到达澳大利亚。

  

  草地贪夜蛾世界分布及入侵过程示意图

  吴孔明院士供图

  在北美洲和南美洲,美国、巴西和阿根廷等国家主要采用种植Bt作物的措施控制草地贪夜蛾的发生和危害。

  草地贪夜蛾入侵非洲后对非洲粮食安全产生重大影响。据联合国粮农组织 (FAO) 报道,草地贪夜蛾2018年在12个非洲国家的危害导致玉米损失达1770万吨,相当于数千万人一年的口粮。

  基于草地贪夜蛾对全球粮食安全的威胁,FAO于2019年12月发起全球草地贪夜蛾防控行动,旨在动员组织各方力量,建立全球合作机制,有效控制草地贪夜蛾的发生危害和降低向新地区的扩散风险。

  3.草地贪夜蛾2019年入侵我国后迅速扩散到20多个省市,是否做到了及时发现并采取了有效手段?

  我们于2017年开始从事草地贪夜蛾的研究工作,并根据迁入路径的风险分析判断将由缅甸进入我国。自2018年3月开始在中缅边境的云南瑞丽市、澜沧县和江城县建立了监测试验点,监测结果显示草地贪夜蛾是于2018年12月11日首次迁入我国。进而中国农业科学院于2019年1月与全国农业技术推广中心建立联合工作机制,把种群监测和防治技术研究成果及时用于服务支撑全国草地贪夜蛾的防控工作。

  

  

  图片来源:JIA草地贪夜蛾专题文章 |

  "吴孔明院士团队证实草地贪夜蛾首次迁入并定殖中国的过程"

  

  草地贪夜蛾幼虫危害确认地

  吴孔明院士供图

  4.草地贪夜蛾危害哪些主要作物?对我国主粮生产有何影响?

  草地贪夜蛾在美洲分化出玉米型和水稻型二个生物型,前者嗜好玉米,后者喜食水稻。

  对入侵中国各地种群的分子鉴定已证实为玉米型,实验室食性生物学的研究也显示幼虫取食水稻只能发育至高龄阶段而不能完成生活史。因此,草地贪夜蛾对中国水稻构成危害的风险很小,但可以取食危害玉米、小麦、大麦、高粱、甘蔗、大豆、花生、油菜、向日葵、香蕉、蔬菜等多种农作物。在种群密度较低的情况下,主要危害玉米,但当种群密度较大或者没有玉米的情况下,将对小麦等作物生产造成影响。

  

  草地贪夜蛾入侵首次确认地点的田间危害情况

  吴孔明院士供图

  5.今年是草地贪夜蛾入侵后定殖的第一年,有可能会大量发生吗?我们应采取哪些应对策略?

  外来有害生物的发生发展过程包括入侵定殖暴发三个阶段。2019年草地贪夜蛾完成了在中国的入侵和定殖过程,2020年始将进入暴发危害阶段。就外来有害生物发生动态的一般规律而言,当摆脱原生地自然生态控制效应进入一个新的适宜栖息地后,其种群的发生量是原生境的5-10倍。因此,今年我国草地贪夜蛾的防控工作形势十分严峻,面临重大挑战。

  

  草地贪夜蛾迁飞规律

  吴孔明院士供图

  害虫的防治策略源于对害虫生物学习性与发生规律的认识、可使用的防治技术和经济社会的接受性。我国草地贪夜蛾的防控工作要采取“两步走”的策略,在近年内实施以化学防治、物理防治、生物防治和农业防治为主的综合防治技术体系,旨在解决短期内生产上草地贪夜蛾危害的应急管控问题,避免出现粮食安全问题。然后,要通过现代农业信息技术和生物技术的创新与应用,力争在3-5年的时间内构建和实施以精准监测预警、迁飞高效阻截和作物抗性利用为核心的综合防治技术体系,实现低成本、绿色可持续控制目标,满足中国农业生产高质量发展和社会生态文明建设的战略性需求。

  6.您的科研团队对草地贪夜蛾进行了哪些方面的研究?是否形成一个完善的防治体系?

  我们科研团队一直从事棉铃虫等迁飞性害虫的种群监测与控制技术的研究工作,利用过去20多年建立的迁飞害虫科研平台,与相关专家合作开展了草地贪夜蛾的迁飞规律、灾变机制、监测预警与控制技术的研究工作。

  我们的研究表明,草地贪夜蛾在中国的周年发生区主要在一月份日均温度10°C等温线以南的区域,包括海南、广东、广西、云南和福建等省的热带、南亚热带地区。此外,缅甸、老挝、越南和孟加拉等南亚、东南亚国家亦是草地贪夜蛾的周年发生区,这些国家产生的草地贪夜蛾种群春季以后可随东亚和印度季风迁入中国的南部地区。

  因此,控制南方周年发生区的繁衍种群和国外迁入种群是全国性防控工作的关键着力点,要通过春季成虫迁飞的源头管控,最大限度地减少向长江流域及其以北地区的迁飞数量。

  种群监测预警是应急防控工作的基础,可采用性诱捕、灯光诱捕和田间调查3种方法。性诱捕具有很强的灵敏性,适合种群发生早期低密度下的监测工作,也可通过测量精巢推断雌蛾的生殖发育和产卵动态。

  由于草地贪夜蛾的趋光性明显低于棉铃虫等夜蛾类害虫,灯光诱捕的方法不够灵敏,但可用于高密度下的种群监测,其优点是可以通过解剖雌虫卵巢判断虫源迁入迁出性质和产卵动态。

  草地贪夜蛾具有较强的迁飞行为,飞行活动多是在作物冠层以上的空中进行。因此,与诱捕其它害虫时灯光发射到作物冠层高度不同,草地贪夜蛾的灯诱装备要把灯光发射到作物冠层以上的空中。通过成虫性诱和灯诱的方法可以对田间种群发生进行短期预测,生产上依据短期预测结果及时启动田间实际发生情况的调查工作,并基于调查数据指导防控实践。

  田间应急防控工作可采用灯光诱杀、化学防治、生物防治和嗜好作物诱杀防治等手段。灯光诱杀成虫可降低产卵量,1头雌虫的产卵量大约500-1000粒,杀死1头未产卵的成虫,相当于保护了一亩地的作物。如果田间作物上的种群数量显著超过防治指标,就要尽快喷施氯虫苯甲酰胺、甲维盐或乙基多杀菌素等高效化学农药。

  由于3龄以后的幼虫进入暴食阶段且抗药性显著增强,卵期和1-2龄幼虫期是施药防治的最佳时间。为延缓草地贪夜蛾的抗性发展,不要连续施用相同杀虫机制的化学农药。

  Bt和白僵菌、绿僵菌等微生物农药具有保护生态环境的优点,但防效较低、速效性差,适用于种群低密度或者高湿等利于疾病流行的环境。

  天敌昆虫对草地贪夜蛾种群有很大的调控功能,需要加以保护利用。由于入侵定殖的草地贪夜蛾为玉米型,其主要选择玉米产卵,可在小麦等其它作物田的周边种植玉米诱集带吸引成虫产卵,然后喷施化学农药集中消灭。

  7.最近炒的沸沸扬扬的沙漠蝗是否会入侵我国?您的科研团队是否布置了监测预警措施?

  沙漠蝗广泛分布于南美洲、北美洲、非洲及亚洲,主要发生于北非、东非、西亚和印巴地区的热带荒漠河谷与绿洲地带。

  历史上,我国科学家曾在云南省和西藏自治区记载沙漠蝗的分布,但未发现严重危害的现象。从地理位置上,天山山脉、昆仑山脉和喜马拉雅山脉构成的天然屏障阻隔了我国新疆和西藏地区与印度、巴基斯坦等西南亚邻国的昆虫迁移活动。

  沙漠蝗可能到达与印度相连的我国西藏南部低海拔河谷地带或者通过中缅边境进入云南,但这些热带亚热带地区高湿的自然环境不适合沙漠蝗种群的发生与危害。因此,沙漠蝗入侵我国并对农业生产构成影响的风险较低。

  沙漠蝗和草地贪夜蛾都来自于非洲,它们迁入我国的路径是一样的。我们现在也在利用中缅边境草地贪夜蛾迁入监测平台监测沙漠蝗的入侵,如发生入侵我们会及时发现并向有关部门提供入侵信息。

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责任编辑:程明
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