我國豇豆薊馬研究進展及綜合防控措施
來源: 聚展網2023-03-29 15:05:02 431分類: 軍警資訊
1 我國豇豆產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
1.1 豇豆種植情況豇豆 Vigna unguiculata L.，原產于西非，主要分布在熱帶和亞熱帶地區(qū)，包括亞洲、非洲、中南美洲以及南歐和美國部分地區(qū)，不少于45個國家有種植，面積約1450萬hm2，平均年產量620萬t 。在我國，豇豆俗稱角豆、帶豆、掛豆角，是熱帶和亞熱帶省份重要的經濟作物，主要種植區(qū)為海南、廣東、廣西、福建和云南，總種植面積超過67萬hm2，年產量約150萬t 。全國統(tǒng)計年鑒中，將豇豆單獨列出的僅有海南省。根據海南省統(tǒng)計年鑒數(shù)據，近5年來，海南豇豆平均每年種植面積2.17萬hm2，年產量55.1萬t，平均單產1700kg/667m2。其中，2022年為2.31萬hm2，年產量58.2萬t。 1.2 豇豆主要病蟲害問題 豇豆在生長過程中常受到病蟲害的侵害，如枯萎病、葉霉病、銹病、病毒病、薊馬、斑潛蠅、豆莢螟、蚜蟲、粉虱、葉螨等。我國南方溫暖潮濕的氣候環(huán)境加劇了病蟲害的發(fā)生和危害。近年來，隨著種植制度的變化和持續(xù)的化學用藥，薊馬和斑潛蠅等小型害蟲逐漸取代豆莢螟演替為豇豆上的主要害蟲，成為困擾豇豆產業(yè)發(fā)展的重要因素，也是農藥殘留問題的重要誘因之一。 薊馬是纓翅目 Thysanoptera 薊馬科 Thripidae 昆蟲，主要通過銼吸式口器吸食植物汁液，雌蟲還可以通過產卵器將卵產至幼嫩植物組織內，使植物褪綠成鐵銹色、花朵不能展開，嚴重影響農作物產量與品質。由于薊馬蟲體微小、世代周期短、繁殖力高、抗藥性強，尤其是其為害隱蔽，經常躲避在心葉、幼莢和花中，導致化學農藥防治難度增加且效果不理想，一旦發(fā)生，很難根除。從世界范圍看，豇豆上的薊馬種類主要有普通大薊馬（又名豆大薊馬）、花薊馬 、絲大薊馬 、小鬃薊馬、棕櫚薊馬 、黃胸薊馬 、煙薊馬和梳缺花薊馬等。從國內外報道的現(xiàn)狀看，國外（主要是非洲）研究最多的是絲大薊馬。我國和東南亞國家研究最多的是普通大薊馬。在我國，豇豆上的薊馬有4種：普通大薊馬、花薊馬、棕櫚薊馬和黃胸薊馬，其中普通大薊馬為優(yōu)勢種，該薊馬最早于1987年在我國臺灣大豆上報道其發(fā)生為害，1999年在福建被報道，之后在云南的柑橘和三葉草上采集到，但因未造成嚴重危害并未受到重視，直到對海南豇豆為害嚴重，制約了豇豆產業(yè)安全生產，才引起人們的廣泛關注和高度重視。在海南，普通大薊馬在冬季豇豆的整個生育期均可發(fā)生且維持在較高數(shù)量水平，花薊馬主要發(fā)生在豇豆開花/結莢期。近年來，普通大薊馬對豇豆造成的危害逐漸擴大，在氣候變暖的影響下，出現(xiàn)了為害持續(xù)時間延長、地理范圍北移和為害作物面積擴大等現(xiàn)象。2 我國豇豆薊馬的研究概況在 Web of Science 上檢索主題詞“cowpea thrips”，截止到2023年1月，全球共發(fā)表學術論文354篇，其中，收錄中文論文（帶有英文摘要）18篇。從中國知網（CNKI）檢索主題詞“豇豆薊馬”，截止到2022年11月，中國學者發(fā)表學術論文140余篇。從發(fā)表學術論文的角度比較，中國關于豇豆薊馬的研究占全球的40%。參與發(fā)表論文的機構有20余家，包括科研院所、高校、植保推廣和企業(yè)等部門。其中，發(fā)文量在10篇以上的機構依次為中國熱帶農業(yè)科學院環(huán)境與植物保護研究所、海南大學、華南農業(yè)大學和海南省三亞市南繁科學技術研究院。根據國內發(fā)表論文的資助項目看，支持豇豆薊馬研究和防治的項目主要包括國家科技支撐計劃、國家自然科學基金、國家重點研發(fā)計劃、國家星火計劃等國家級項目、海南省自然科學基金為代表的省部級項目以及地區(qū)和高校專項等項目。 綜合Web of Science 和中國知網中中國學者發(fā)表的相關論文，95%以上均以中文形式報道。從報道的內容看，主要分為4個主題：1）豇豆薊馬的基本生物學和發(fā)生規(guī)律。普通大薊馬作為豇豆上的優(yōu)勢種，其最適發(fā)育溫度為25~30℃。以三亞、陵水、樂東等為代表的海南地區(qū)，冬春季（當年12月至翌年3月）的溫度為薊馬的大量繁殖、暴發(fā)為害提供了有利條件，其發(fā)生高峰期在豇豆盛花期，且呈聚集分布。2）豇豆薊馬的抗藥性監(jiān)測。從文獻報道的結果看，目前豇豆薊馬對多種化學農藥產生了不同程度的抗性，且不同區(qū)域的抗性水平有差異，可選的有效藥劑越來越少。3）豇豆薊馬的藥劑篩選和田間防效。由于豇豆薊馬的抗藥性問題以及不同區(qū)域的用藥種類和施藥習慣的差異，多種化學農藥復配成為一些區(qū)域的主要用藥方式。4）豇豆薊馬的綜合防控技術。國內報道的措施主要包括：a.以田間除草、調節(jié)作物種植密度、加強水肥管理為主的農業(yè)防治；b.以防蟲網和粘蟲板為主的物理防治；c.以科學用藥為主的化學防治；d.以保護、繁殖、釋放優(yōu)勢天敵為主的生物防治。綜上可見，我國農業(yè)科研人員的研究主要是面向經濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求，以解決豇豆生產中的薊馬為害問題為目標，為種植戶提供技術指導，為農業(yè)部門決策提供參考。
3.1 農藝措施 農藝措施被認為是最經濟、最安全、且最容易聯(lián)合其他防治措施整合到有害生物綜合治理（integratedpest management, IPM）體系中的方法，也最容易被農民接受。合理間（輪）作以及調節(jié)種植密度和時間是農藝措施中最常用的害蟲治理技術。在豇豆薊馬的治理中，將豇豆與禾本科作物，如玉米和高粱間作，可營造不利于薊馬發(fā)生的環(huán)境從而顯著降低其田間密度。從實踐來看，高密度種植豇豆有利于薊馬發(fā)生，而豇豆與玉米按 1:1 行間作種植可獲得最低的害蟲發(fā)生密度。 種植抗蟲品種是有效治理豇豆薊馬的策略，且具有環(huán)境友好、低成本和可持續(xù)控害的特點，因而被認為前景廣闊。然而，抗蟲治理技術的核心是抗蟲種質資源的鑒定和篩選。非洲是世界上豇豆的主要種植區(qū)，種植歷史悠久，貢獻了90%以上的面積和產量，同時，非洲也有著豐富的種質資源，很多品種被鑒定對豇豆薊馬有著很好的抗性并用于薊馬防治實踐和遺傳育種。3.2 理化誘控技術 防蟲網遮擋是抵御外源薊馬種群進入露地栽培豇豆的一項簡易且實用的物理措施。從防治實踐看，該措施可分為2種，分別是半包圍式和全包圍式，前者是防蟲網沿著豇豆地外延圍一圈而上部敞露，后者是防蟲網將整個豇豆地沿著外圍和上端全部籠罩。防蟲網的高度一般為2~3m，60~80目（“目”指的是每英寸篩網上的孔眼數(shù)目，60目和80目對應的孔徑分別約為0.4mm和0.3mm）。防蟲網的支架材質主要是竹竿或鋼管。從薊馬的防治效果看，全包圍式優(yōu)于半包圍式。海南地區(qū)的研究表明，用80目防蟲網分別采取半包圍和全包圍式處理，豇豆采收期分別延長7d和14d，產量分別提高56.5%和50.1%。與全包圍防蟲網處理相比，半包圍防蟲網中豇豆葉綠素指數(shù)顯著升高。綜合考慮防治效果、經濟成本、作物長勢、豇豆產量、農事操作等，半包圍式更具有推廣應用潛力。 利用昆蟲的趨光性（視覺）和趨化性（嗅覺）特點開發(fā)出害蟲的引誘劑（attractants）和驅避劑（repellents）可用于害蟲的監(jiān)測和防治。研究發(fā)現(xiàn)，普通大薊馬對藍色和白色表現(xiàn)出強趨性，在豇豆種植期，按照離地面1.2m、每張間距13m懸掛不同顏色的誘蟲板（24cm×20cm），每隔7d更換1次，平均每張藍板上的薊馬數(shù)量達1000余頭，分別是白板和黃板的2倍和5倍。藍板被廣泛用于田間薊馬的監(jiān)測和防治。 昆蟲信息素，如聚集性信息素，因其具有物種特異性、低濃度高活性且對環(huán)境安全的特點，被廣泛用于害蟲監(jiān)測、大量誘殺和交配干擾防治。目前，超過300種昆蟲聚集信息素被鑒定，然而只有5種薊馬的聚集信息素被鑒定，分別為西花薊馬、花薊馬、棕櫚薊馬和2種為害豇豆的薊馬：絲大薊馬和普通大薊馬。研究表明，西花薊馬和花薊馬的聚集信息素的主成分相同，只是在一些組分的比例上存在差異，而同為大薊馬屬的絲大薊馬和普通大薊馬在聚集信息素的成分上迥異，表現(xiàn)出種間特異性。最近的研究表明，田間應用絲大薊馬聚集信息素可顯著增加其誘捕量。 基于寄主和非寄主植物信息化合物開發(fā)的引誘劑和驅避劑也被廣泛用于害蟲推-拉防治策略。豇豆揮發(fā)物 (E)-2-hexenal 對絲大薊馬具有顯著的驅避作用，有望開發(fā)成驅避劑用于該薊馬的綜合治理。非寄主植物檸檬香茅和印加孔雀草能夠顯著驅避絲大薊馬雌蟲，dihydrotagetone, (Z)-3-hexenyl acetate, limonene 和 (Z)-β-ocimene 為主成分的混合物發(fā)揮了重要作用。對于信息素的識別，昆蟲嗅覺系統(tǒng)起著關鍵作用。最近，鑒定出了普通大薊馬2個嗅覺蛋白基因（1個氣味結合蛋白 MusiOBP1 和1個化學感受蛋白 MusiCPS1），并明確了與配體（揮發(fā)物）的結合特性。3.3 生物防治技術 生物防治是減少或替代化學農藥使用的重要方法和路徑。大量證據表明，捕食螨和小花蝽是薊馬最重要的2類天敵。巴氏新小綏螨 Neoseiulus barkeri 是一種廣泛用于多種作物防治薊馬類害蟲的商品化捕食螨。最近一項試驗數(shù)據表明，在豇豆田以 400 頭/m2 的密度釋放巴氏新小綏螨對普通大薊馬的校正防效為59.7%。斯氏鈍綏螨 Amblyseius swirskii 對普通大薊馬若蟲也有很好的捕食能力。東亞小花蝽 Oriussauteri 因對普通大薊馬的高捕食率（45.3頭/d）和取食后的高繁殖力（95.4卵/雌）而有望用于該薊馬的田間治理。在對普通大薊馬的捕食試驗中，淡翅小花蝽 Orius tantillus 表現(xiàn)出與東亞小花蝽相似的捕食能力。南方小花蝽 O. strigicollis 不僅在捕食能力上與上述2種小花蝽相當，而且更適應豇豆薊馬的發(fā)生環(huán)境（熱帶地區(qū)）（未發(fā)表資料），目前已實現(xiàn)商品化，因而更具有應用前景。最近在我國海南發(fā)現(xiàn)的海島小花蝽Orius maxidentex Ghauri 為中國新記錄種，因其對高溫有較強的適應能力，對一些熱帶薊馬種類表現(xiàn)出控害優(yōu)勢。一些廣食性天敵昆蟲，如大草蛉、六斑月瓢蟲以及南亞大眼長蝽 和西沙大眼長蝽都對普通大薊馬表現(xiàn)出較強的捕食能力，且大眼長蝽屬天敵昆蟲在多獵物系統(tǒng)中偏好取食薊馬。側姬小蜂屬 Ceranisus 的某些種類是薊馬的優(yōu)勢寄生蜂，如 Ceranisus femoratus 是豇豆薊馬的優(yōu)勢寄生蜂，我們在海南豇豆地也發(fā)現(xiàn)一種寄生普通大薊馬的側姬小蜂屬 Ceranisus sp.寄生蜂（未發(fā)表資料）。蟲生真菌是薊馬類害蟲的另一類重要生防資源，已報道的有控害潛力的有球孢白僵菌、金龜子綠僵菌、玫煙色擬青霉和蠟蚧輪枝菌（根據蠟蚧菌的最新分類系統(tǒng)，Lecanicillium 歸到了新屬 Akanthomyces 中）等。研究表明，多個綠僵菌菌株對豇豆薊馬有潛在的應用前景。白僵菌對普通大薊馬和絲大薊馬也有較高的致病力。最近研究表明，Akanthomyces attenuatus 對普通大薊馬有較高致病力。蟲生真菌與其他防治措施協(xié)同應用可顯著增加對豇豆薊馬的防治效果，如綠僵菌可顯著增加信息化合物（異煙酸甲酯和鄰氨基苯甲酸甲酯） 對絲大薊馬的誘捕量， 白僵菌可顯著增加聚集信息素 (R)-lavandulyl 3-methylbutanoate 對絲大薊馬的誘捕量。另外，蟲生真菌與生物源殺蟲劑有很好的兼容性，并表現(xiàn)出對普通大薊馬的協(xié)同增效作用。3.4 化學防治技術及抗性治理化學農藥因其高效、速效、廣譜等特點成為害蟲防治的主要措施甚至是唯一措施。我國豇豆上登記的農藥品種很少，但有機磷、有機氯、擬除蟲菊酯、新煙堿以及多殺菌素類殺蟲劑被廣泛應用于豇豆薊馬的防治。一些高毒、選擇性差的殺蟲劑種類逐漸被禁用或限用，淘汰出市場，如某些有機磷和有機氯類殺蟲劑在我國蔬菜上已被禁用或限用。目前，多殺菌素類殺蟲劑因對薊馬成蟲和若蟲的高活性表現(xiàn)出對豇豆薊馬較高的防治效果，而螺蟲乙酯因其高殺卵活性對豇豆薊馬也有較好的防效（未發(fā)表資料），且兩者可協(xié)調配合使用。為了延長多殺菌素類殺蟲劑在防治豇豆薊馬上的使用壽命，將其與其他殺蟲劑進行復配是有效的方法之一。另外，將防治藥劑（乙基多殺菌素、噻蟲嗪）與農藥助劑進行混用可顯著提高對豇豆薊馬的防效和實現(xiàn)減施農藥的目的。田間藥效對比試驗表明，豇豆花瓣張開時（7:00－9:00am）施藥可增加藥劑與花內薊馬的接觸，從而實現(xiàn)增效。 害蟲抗藥性是化學防治的突出問題?？顾幮运奖O(jiān)測可為田間科學用藥提供理論依據和科學指導。抗藥性監(jiān)測數(shù)據表明，普通大薊馬對常用防治藥劑產生了不同程度的抗性且表現(xiàn)出地理差異性。普通大薊馬具有發(fā)育速率快、繁殖力強、世代重疊嚴重等顯著特點，這些特性也促進了田間藥劑選擇壓下抗藥性的形成和發(fā)展。因此，豇豆薊馬的抗性治理策略應作為必要選項整合到 IPM 實施方案中。抗性監(jiān)測、合理用藥以及種植抗蟲品種被認為是有效的薊馬抗性治理策略。
“毒豇豆事件”引發(fā)廣泛的媒體報道和社會關注，給我們的教訓和啟示是深遠的，其背后的原因值得深思和探討。當然，原因是多層次多方面的，其直接原因是農藥殘留超標。有文獻報道從加強農藥殘留監(jiān)測的角度進行了探討，本文從害蟲防治技術和安全用藥角度進行分析并提出建議。4.1 構建豇豆薊馬的 IPM 技術體系 化學防治豇豆薊馬是誘發(fā)“毒豇豆事件”的重要原因。從防治實踐來看，單一的化學防治措施難以實現(xiàn)理想的豇豆薊馬防治效果，因此，構建豇豆薊馬 IPM 技術體系勢在必行。基于現(xiàn)有的單項防治技術，并借鑒非洲豇豆薊馬防控技術，推薦的 IPM 技術方案為：以推廣種植抗蟲品種為基礎，發(fā)揮生物多樣性控害技術在害蟲防治中的作用，鼓勵農戶多樣化種植，與其他作物（如玉米、高粱）進行間作，營造不利于薊馬發(fā)生的環(huán)境；聚集性信息素與藍（白）色誘蟲板或蟲生真菌聯(lián)用進行種群動態(tài)監(jiān)測和大量誘殺；應用包括生物源農藥在內的薊馬生物防治（溫室或大棚淹沒式釋放應用天敵昆蟲/捕食螨進行防治），加強田間種群和抗藥性監(jiān)測，在防治指標（7頭/花）指導下適時合理選擇使用化學農藥，可在一定程度上實現(xiàn)減施增效，但需要注意農藥的混用和輪用以提高防效和延長藥劑使用壽命。4.2 加強基礎研究和防控技術產品開發(fā)目前，我國豇豆薊馬的發(fā)生規(guī)律、災變機理并不十分明確，且不同地區(qū)間存在差異，一些單項防治技術并不具有普適性，難以有效集成綜合防控技術體系；在非洲，許多能抗薊馬的豇豆品種被評價鑒定，在我國尚未有抗性品種的鑒定登記；普通大薊馬的聚集性信息素已成功鑒定，但未開發(fā)出商業(yè)化產品；盡管生物防治顯示出廣闊的開發(fā)應用前景，但害蟲生物防治的田間應用技術要求高，效果仍受到質疑，且可用的天敵種類十分有限、成本高昂；施藥器械限制了施藥技術的發(fā)展，有待開發(fā)霧滴更細、藥液沉積和附著更好的施藥器械等。因此，應加強對制約豇豆薊馬防控“卡脖子”問題的立項支持，引導基礎研究和綠色防控產品的一體化推進。針對不同區(qū)域的發(fā)生特點，建立分區(qū)治理策略和相應的綜合防控技術模式。 4.3 建立科學用藥和農藥監(jiān)管制度 目前，豇豆病蟲害的防治依然依賴于化學防治。豇豆是循環(huán)花序作物，這類作物的典型特點是花果同期，而豇豆薊馬主要發(fā)生在這一時期，主要為害花器。豇豆花瓣會在辰時（7:00－9:00）開放，這時施藥可最大限度地接觸到防治靶標（薊馬），以顯著提高防效。而在實際中，每日辰時也正是采摘豇豆的時辰，與最佳噴施農藥時間高度重疊，農戶通常在采摘豇豆后施藥，因而錯過了最佳施藥時間而導致防效不理想。此外，由于薊馬發(fā)育速率快、繁殖力強和易產生抗藥性等特點，現(xiàn)有的化學防治效果達不到農戶的心理預期，農戶完全忽視農藥安全間隔期和施用劑量要求，不斷增加施藥頻次（薊馬發(fā)生高峰期間隔一天1次）和劑量（推薦劑量的數(shù)倍）。高強度的田間藥劑選擇進一步促進了薊馬抗藥性的發(fā)展，形成惡性循環(huán)。另外，薊馬具有一定的跳躍和飛翔能力，可在不同田塊中遷移，造成化學防治后的逃逸行為。 針對上述現(xiàn)實問題，可從管理和政策上采取措施。一是農業(yè)主管部門牽頭制定發(fā)布《豇豆病蟲害化學防治行業(yè)標準》，尤其是針對豇豆生長特點和薊馬發(fā)生規(guī)律，提出科學用藥標準。通過政策引導、培訓宣傳、市場監(jiān)管等措施，建立科學合理的用藥制度；二是在豇豆主要種植區(qū)，將豇豆病蟲害化學防治納入統(tǒng)防統(tǒng)治社會化服務實施范圍，政府安排專項防治經費給予補貼并列入財政支出預算；三是及時修訂和嚴格執(zhí)行現(xiàn)行農藥管理領域相關法律法規(guī)，提高對違法銷售和違規(guī)使用農藥行為的懲罰力度，做到令行禁止，確保科學安全用藥。
作者：吳圣勇，謝文，劉萬才，雷仲仁，王登杰，任小云，張起愷，呂寶乾，賀振 ，唐良德。來源：《植物保護》
參考資料：
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