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與美國對比分析草地貪夜蛾在我國的危害發展趨勢

時間: 分類:農業論文 瀏覽次數:

摘要:草地貪夜蛾是一種重大入侵害蟲,自入侵云南以來,迅速在我國傳播,對我國的食品安全構成了嚴重威脅。文章通過對比中國與美國之間氣候條件、耕作模式、轉基因玉米種植、農民認知情況、農藥使用水平等因素分析了草地貪夜蛾將在我國的危害發展趨勢,以提

  摘要:草地貪夜蛾是一種重大入侵害蟲,自入侵云南以來,迅速在我國傳播,對我國的食品安全構成了嚴重威脅。文章通過對比中國與美國之間氣候條件、耕作模式、轉基因玉米種植、農民認知情況、農藥使用水平等因素分析了草地貪夜蛾將在我國的危害發展趨勢,以提高農業工作者對防治草地貪夜蛾的重視程度,進一步為我國防治草地貪夜蛾的工作提供理論依據。

  關鍵詞:草地貪夜蛾;中美對比;發展趨勢;防治差異

草地學報

  草地貪夜蛾俗稱秋黏蟲Spodopterafrugiperda(J.ESmith),屬鱗翅目Lepidoptera夜蛾科Noctuidae灰翅夜蛾屬Spodoptera,是一種原產于北美洲和南美洲地區的雜食性害蟲(Storeretal.,2010),由于美洲與非洲之間頻繁的跨海貿易往來(Goergenetal.,2016;Chapmanetal.,2017),草地貪夜蛾在2016年傳入非洲,在非洲西南部大爆發,在隨后的兩年時間繼續向東部蔓延,于2018年7月在印度被發現,相繼蔓延到泰國、斯里蘭卡、孟加拉、緬甸、越南、老撾等國家(郭井菲等,2018;劉剛,2019),并于2018年年底傳入我國云南(姜玉英等,2019)。

  草地貪夜蛾的入侵給當地的糧食生產系統造成巨大的壓力。在非洲玉米主產國中,草地貪夜蛾最高每年可導致2060萬噸的玉米產量損失,占該區域總產量的53%,考慮到其同時可以為害甘蔗、水稻等農作物,已計算出在撒哈拉以南的非洲地區草地貪夜蛾每年經濟損失高達130億美元(Dayetal.,2017),給當地的經濟和糧食安全問題造成了巨大的負面影響。

  玉米是草地貪夜蛾危害的主要農作物之一,中國是世界上玉米生產和消費第二大國家(農業農村部市場預警專家委員會,2018),據世界糧農組織(FAO)數據查詢系統可知,2017年中國玉米種植面積約為4242.93萬hm2,總產量為2592.34萬噸。

  玉米不僅是加工程度最高的糧食作物,提供口糧資源和飼料資源,更是優良的工業原料。因此,保持玉米的正常供給,對促進我國經濟健康發展有著極為重要的意義。草地貪夜蛾的入侵和擴散,對我國的玉米產業將造成重大影響。同時,草地貪夜蛾寄主植物高達353種,主要危害禾本科、菊科和豆科植物(Montezanoetal.,2018),也將會導致水稻、小麥、高粱、甘蔗、棉花、大豆和花生等其他糧食和經濟作物的產量和質量下降。

  美國位于草地貪夜蛾的發源地美洲大陸,和我國大部分地區處于同一緯度,作物生長的氣候條件類似,在防治草地貪夜蛾方面有著較長的歷史和豐富的經驗(BowlingandFlinchum,1968;Pitre,1986;BrookesandBarfoot,2017),早在1797年,SMITHJ.E等人就記載了草地貪夜蛾在美洲地區的發生(趙勝園等,2019),但近年來,關于草地貪夜蛾對美國玉米種植造成嚴重危害的新聞鮮有報道,因此有人可能會認為,草地貪夜蛾在我國的危害程度將不會嚴重。

  鑒于該外來種在非洲和南亞的為害程度,如果不能及時采取有效措施加以控制,其可能成為威脅中國糧食安全生產的毀滅性害蟲。因此,我們結合相關資料文獻,對比分析了中美兩國之間的玉米種植與草地貪夜蛾防治水平的差異,以此推測草地貪夜蛾在我國的為害發展趨勢,以期為我國進一步防控草地貪夜蛾提供理論依據。

  1在我國迅速傳播危害現狀

  草地貪夜蛾傳入我國云南省后,中國熱帶地區也成為了該蟲的蟲源地,為保障我國糧食生產安全穩定,農業農村部緊急召開全國草地貪夜蛾防控工作視頻會議,全面安排部署草地貪夜蛾防控工作;各級農業農村部門積極貫徹習近平同志重要指示精神和李克強總理等中央領導同志批示要求,組建團隊對草地貪夜蛾進行防控;中央財政緊急安排農業生產救災資金5億元支持地方組織開展草地貪夜蛾防控。

  農業農村部發布關于印發《全國草地貪夜蛾防控方案》,要求進一步落實糧食安全省長責任制,建立部門指導、省負總責、縣抓落實的防控機制,堅決遏制草地貪夜蛾暴發成災,贏得全年糧食和農業豐收主動權。由于草地貪夜蛾遷飛性強,繁殖速度快,截止到7月5日,草地貪夜蛾已經在全國20個省區市1128個縣被發現,累計發生面積831萬畝(中國網,2019),并繼續在我國糧食主產區蔓延擴散。

  該蟲對處于各個生長期的玉米均可危害,在沒有防治的玉米田,一只幼蟲便可危害整顆植株。草地貪夜蛾的擴散路線與我國的玉米種植帶高度重合(吳秋琳等,2019),這將使我國玉米產業面臨極大的威脅,造成養殖業飼料原材料嚴重不足,進而影響家畜家禽的產量;以及以玉米為原材料工業產品成本大幅提高。尤其在經過與美國持續的貿易戰、非洲豬瘟的沖擊后,畜牧行業可能將迎來飼料短缺這一新的挑戰。

  2中美對比分析草地貪夜蛾將在我國嚴重發生的原因

  2.1與美國相比,南亞東南亞季風氣候利于草地貪夜蛾迅速傳播

  風是導致草地貪夜蛾長距離遷飛的主要因素之一,適宜條件下,草地貪夜蛾一晚可遷徙幾百千米(Westbrooketal.,2016),和美國相比,中國的氣候條件更適合草地貪夜蛾迅速的大面積傳播。

  北美大陸面積遠遠小于歐亞大陸,冬季的冷高壓和夏季的熱低壓都不明顯,故季風也不明顯(潘東勛和何玉啟,2003),美國的玉米種植區域主要集中在五大湖以南的平原地區,氣候類型為溫帶大陸性濕潤氣候,這種氣候的風向和風力的季節變化不像溫帶季風氣候那樣明顯,因此給草地貪夜蛾提供的遷飛動力較小。我國比鄰世界上最大的海洋太平洋,因此海陸季風比其他任何地區都強,和處于同緯度的美國地區相比(馬鶴年和丁一匯,1996),中國同時受到東亞季風和印度季風的影響(黨建濤,2007),在中國的昆蟲遠距離遷飛中,這些季風起主導作用(Reynoldsetal.,1999;封傳紅等,2002;包云軒等,2009;謝杰,2009;LarsenandPedgley,2010)。

  入夏以來,孟加拉灣暖濕氣流不斷加強,盛行的西南季風將成為草地貪夜蛾從緬甸遷入我國南部地區的重要環境動力,因此我國將面臨著豐富的遷入性蟲源;同時,隨著副高北抬、西南季風增強、雨帶北移,草地貪夜蛾成蟲由南方大量遷入長江中下游及黃淮海地區,危害我國玉米的主產區。

  在風的作用下,草地貪夜蛾成蟲3-5d就能從華南地區遷飛至東北地區,這為草地貪夜蛾向我國北方區域性遷飛提供了良好的條件,冬季時,北方的草地貪夜蛾將回遷至我國南方溫度在零度以上的地區,從而積累了豐富的蟲源地。因此和美國相比,草地貪夜蛾在我國有更多的蟲源地和更好遷飛條件,更可能在短時間內大爆發。

  2.2與美國相比,我國農業耕作模式利于草地貪夜蛾傳播為害

  耕作模式的差異對玉米的產量和病蟲害的發生有極大的影響(楊長成等,2013;師靜云和曹曉云,2017),20世紀20年代初,美國已經建立起一個相當完整而龐大的以農業科研、推廣、教育三位一體的農業科教體系。美國擁有耕地30億畝,僅有96萬人將農業作為第一職業(李若原,2010),其中以農業大戶為主,大部分農戶的耕地面積在3000畝以上,再加上美國具有完備的農業法規體系,健全的農藥市場管理體制,職業農民多元化的培訓體系、完善的信息化體系。

  因此當地農民受教育程度高,新的技術和研究成果通過教育可以很快的被接受和推廣(史潔,2014),迄今為止,全美應用IPM(病蟲害綜合防治)面積占整個作物面積90%以上。美國在玉米上的保護性耕作系統發展為集耕作、秸稈覆蓋、輪作、覆蓋作物、病蟲害防治等技術結合在一起的綜合性生產系統,在面對草地貪夜蛾為害時,可做到統一規劃,同時進行,大面積治理,在害蟲發生時易切斷蟲源地,降低大區內蟲口基數,大大降低了草地貪夜蛾對玉米產量的影響。

  和美國相比,我國是典型的小農經濟型農業,據統計,全國小農戶數量占到農業經營主體的96.1%以上,小農戶經營耕地面積占總耕地面積的87%(阮文彪,2019),農民人均耕地面積僅為1.4畝。因人均耕地面積較少,地理、水文等自然條件的限制,我國耕地破碎化程度高,不同地區間種植模式差異較大。

  以玉米種植為例,中國玉米種植區域包含北方春播玉米區、黃淮海平原夏播玉米區、西北灌溉玉米區、西南山地玉米區、南方丘陵玉米區、青藏高原玉米區六大區域。其中,北方春播玉米區和黃淮海平原夏播玉米區共占全國玉米產量的60%,而西南山地玉米區和南方丘陵玉米區只分別占總產量的3%和5%(國家統計局,2018),因此這些地區多以小農戶經營模式為主。

  再加上隨著城鎮化發展,農村勞動者離開農村謀求更高的經濟收入,如此一來,農村剩余勞動力整體呈現出“老齡化”、“女性化”和“受教育程度低”等問題。在病蟲害防治方面,由于地形復雜,不便于機械化操作,小戶大多依靠傳統的施藥方式每天只能噴灑0.33~0.4ha,相比較大戶無人機施藥方式每天可噴灑農藥33.33~40ha,防治效率很低,面對突然入侵我國的草地貪夜蛾,小農戶很難第一時間制定良好的解決方案,農戶之間的用藥水平及環境因素差異,使得其種植區域蟲害發展程度存在差異,難以統一對害蟲進行規模化的綜合防治,極易導致草地貪夜蛾在玉米種植區域內迅速傳播,區域間隨季風遷飛擴散。

  2.3和美國相比,我國非轉基因玉米品種更利于草地貪夜蛾傳播

  轉基因玉米是全球種植面積第二大轉基因作物,尤其在抗蟲和抗除草劑方面發揮著重要的優勢。自1996年轉基因玉米首次在美國商業化種植以來,其種植面積增長迅速,19年間增長了300倍。目前,美國和巴西有85%的農民種植轉基因玉米,其已被證明是一種控制草地貪夜蛾種群發展和為害的有效防治措施(Waquiletal.,2014)。

  2017年美國轉基因作物的種植面積達到7500萬ha,其中轉基因玉米種植面積占玉米種植總面積的93%(張彥琴等,2016),雖然因轉Bt抗蟲基因作物的廣泛運用,加上當地農民每周常噴灑Bt殺蟲劑控制非轉基因玉米和蔬菜上的草地貪夜蛾,使得草地貪夜蛾對表達蛋白為Cry系列蛋白的(例如Cry1Fa、Cry1Ac、Cry1A.105、Cry1F)等轉基因玉米產生了一定的抗性(Storeretal.,2012),但對表達蛋白為vip系列的(如vip3Aa19e、Vip3Aa20)抗性頻率很低(Bernardietal.,2015),因此轉Bt基因玉米仍是國外控制草地貪夜蛾的主要手段(Burtetetal.,2017)。

  2.4與美國相比,我國農民對草地貪夜蛾的認知水平是導致其大面積發生的重要原因與美國專業化的農民對草地貪夜蛾的認知、防控相比,我國農民對草地貪夜蛾的認知和防控還處于較低的水平,這是導致草地貪夜蛾暴發的重要原因。

  3總結與展望

  草地貪夜蛾是一種世界性、遷飛性和毀滅性的重大害蟲,縱觀美國防治草地貪夜蛾的歷史,其現代高效農業的種植模式對草地貪夜蛾進行統防聯防,大量種植轉基因玉米,用藥科學且保護天敵,農民長期與草地貪夜蛾斗爭,積累了豐富的防控經驗,草地貪夜蛾的為害在美國得以有效控制。

  和美國相比,我國玉米的種植布局為草地貪夜蛾提供了豐富的食物資源,明顯的季風氣候為其種群區域性遷移和周年繁殖為害提供了良好的自然條件,同時,由于我國轉基因玉米尚未商業化,農民在防治草地貪夜蛾上經驗尚淺,需要大量使用化學農藥用于草地貪夜蛾的應急防控,這會對本土天敵產生不利影響,進一步增強草地貪夜蛾的抗藥性,為今后的防控工作增加了阻力。

  由此可見,草地貪夜蛾在我國的危害趨勢依舊嚴峻,我們農業工作者切不可掉以輕心,需貫徹落實好“政府主導、屬地管理、聯防聯控”防控工作機制,力爭將草地貪夜蛾帶來的危害損失率控制在5%,實現“蟲口奪糧”。

  相關刊物推薦:《草地學報》是中國科學技術協會主管、中國草學會主辦、中國農業大學草地研究所承辦的草學領域高級中文學術刊物。

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