丁瑞丰, ANORBAYEV AZIMJON RAIMQULOVICH,阿克旦·吾外士*, 李海强, 潘洪生, 王冬梅, 李号宾
(1.新疆农业科学院植物保护研究所, 农业农村部西北荒漠绿洲作物有害生物综合治理重点实验室, 乌鲁木齐 830091; 2.乌兹别克斯坦植物检疫及植物保护研究所, 塔什干 11215)
中亚地区属于温带大陆性气候,降水稀少,蒸发强烈,由于当地土壤质地肥沃,光照资源丰富,是较为适宜棉花种植的区域。根据联合国粮农组织统计数据,2020年中亚五国棉花种植总面积为193.86万hm2[1]。中亚五国中种植面积最大、总产最高的乌兹别克斯坦棉花种植历史已逾2 000年,素有“白金之国”的美誉[2-3]。乌兹别克斯坦作为前苏联时期中亚的农业科研和教学中心,承担着中亚地区农业的科研与教学任务。作为前苏联棉花生产基地,为提高中亚地区棉花生产水平,前苏联以乌兹别克斯坦为中心开展了系统的棉花栽培及有害生物防治等方面的研究与应用,尤其是在棉花病虫害生物防治技术研究和应用领域取得了令世人瞩目的成就。目前,中亚地区一直沿用20世纪七八十年代的病虫害防治技术措施,虽然加入了一些新的技术措施,但原有技术体系没有改变。据不完全了解,目前乌兹别克斯坦主栽棉花品种共有29个,以本国自育非转基因棉花为主。当地棉花种植不同于我国新疆的“矮、密、早、膜”种植模式,采用露地栽培,根据不同棉花品种特点种植密度在8万～12万株/hm2之间。
中亚地区与我国新疆毗邻,棉田病虫害种类相似,加之棉田生物具有较强的区域适应性。为了解中亚地区棉花害虫种类,学习和借鉴其防治技术,本课题组先后与乌兹别克斯坦植物检疫及植物保护研究所、乌兹别克斯坦塔什干国立农业大学,就棉花病虫害及防治技术进行了20多年的合作研究。2000年至2019年间在乌兹别克斯坦的塔什干州、撒马尔罕州、安集延州、吉扎克州、锡尔河州和布哈拉州等地,与当地技术人员共同开展棉田病虫害调查和棉田天敌工厂化繁殖与释放等研究工作。为“一带一路”合作倡议背景下我国与中亚五国在农业领域的深入合作奠定了基础。本文对中亚地区棉田主要害虫的种类、为害特点和综合防治技术进行了分析总结,以期为我国西北荒漠绿洲生态区棉田的害虫防治策略提供参考。
1.1 蚜虫类
中亚地区为害棉花的蚜虫主要有棉蚜Aphisgossypii、豆蚜Aphiscraccivora、棉长管蚜Acyrthosiphongossypii、拐枣干蚜Xerophylaphisplotnikovi、桃蚜Myzuspersicae、苜蓿斑蚜Therioaphistrifolii、菜豆根蚜Smynthurodesbetae等,其中以棉蚜、豆蚜和棉长管蚜发生为害较为严重。据乌兹别克斯坦塔什干州多年调查结果,棉蚜占棉花蚜虫数量的75%～80%,豆蚜占15%～20%,棉长管蚜占5%～10%[4-5]。
1.1.1棉蚜
寄主植物达46种,除为害棉花外,还可为害甜瓜、黄瓜、南瓜和西瓜等作物。在中亚地区一年可发生20～26代。室内在温室大棚的蔬菜和花卉上以孤雌胎生蚜越冬,室外以卵在石榴、花椒等寄主上越冬。翌年4月,开始在杂草上繁殖为害,5月开始迁移至棉田为害,棉田发生高峰期在每年的5月下旬至6月下旬以及9月[6]。1980年-1985年间中亚地区棉蚜曾暴发造成严重危害[5]。
1.1.2豆蚜
分布于中亚各国植棉区,除为害棉花外,还可为害鹰嘴豆、豇豆、扁豆、绿豆、豌豆、花生、苜蓿、苦豆子、槐树等52种植物。在中亚地区一年发生12～15代,以卵在苜蓿、苦豆子或槐树上越冬。翌年3月中旬孵化,开始在苜蓿田取食为害,随着气候变暖,逐渐转移至其他植物取食为害,每年5月-6月是为害棉花的高峰期。在棉田群集于棉苗嫩梢、子叶或真叶反面吸食为害,造成多头株、棉花早期发育停止等[7-8]。
1.1.3棉长管蚜
20世纪50年代,在土库曼斯坦、乌兹别克斯坦及哈萨克斯坦南部发生,目前已扩散至中亚五国各植棉区。除为害棉花外,还为害绿豆、甘草、骆驼刺等植物[4-5]。以卵在棉秆、甘草和骆驼刺上越冬,翌年3月底4月初开始孵化,5月中旬迁入棉田为害,为害盛期为6月下旬至8月上旬。
1.2 蓟马类
中亚地区烟蓟马Thripstabaci(缨翅目Thysanoptera,蓟马科Thripidae),是发生数量最多,为害棉花最严重的种类。除棉花外,还可为害烟草、洋葱、番茄、马铃薯、甜菜、甜瓜等20多种作物[4-5]。在中亚地区一年发生7～8代。越冬场所为土缝、土表、土块及枯枝落叶下,翌年3月开始在田边杂草上取食繁殖,5月上旬转移至棉田为害[4-7]。
1.3 害螨类
中亚地区为害棉花的害螨有二斑叶螨Tetranychusurticae、Rhizoglyphushiacinti、土耳其斯坦叶螨Tetranychusturkestani,其中以前两种发生为害较为严重。
二斑叶螨属蜱螨目Acarina叶螨科Tetranychidae,是中亚地区棉田发生最为严重的害螨之一,一般年份可造成棉花产量损失6%～10%,危害严重时可造成棉花产量损失50%以上[5]。在中亚地区寄主植物达248种,其中杂草173种,乔木与灌木38种,农作物37种[5,8]。在中亚地区,5月15～20 d完成1代,夏季(6月-8月)8～12 d完成1代,根据当地气温及棉花品种不同,发生代数差异较大,乌兹别克斯坦中北部和哈萨克斯坦南部棉区一年发生12～15代,乌兹别克斯坦东南部的苏尔汉河州南部棉区一年可发生20代[4,7]。
二斑叶螨对不同棉花品种及不同寄主作物的适应性差异较大,在粗绒棉品种上一头可产卵100～160粒,可存活30～40 d;在细绒棉品种上产卵量40～50粒,存活10～15 d;杂草上产卵量在30粒左右,存活10 d以上[5-6,8]。
1.4 夜蛾类
中亚地区为害棉花的鳞翅目Lepidoptera、夜蛾科Noctuidae害虫种类较多,有棉铃虫Helicoverpaarmigera、苜蓿夜蛾Heliothisviriplaca、甜菜夜蛾Spodopteraexigua、黄地老虎Agrotissegetum、警纹地老虎Agrotisexclamationis、显纹地老虎Euxoaconspicua。此外,还有羽地夜蛾Agrotisobesa、黄毛夜蛾Triphaenapronuba和鲁切叶蛾Euxoatemera等,但发生为害相对较轻。
1.4.1棉铃虫
棉铃虫在中亚地区寄主植物达120余种,除为害棉花外,还为害玉米、番茄、苜蓿、花生、向日葵、胡麻、芝麻和多种蔬菜。20世纪80年代在乌兹别克斯坦苏尔汉河州、费尔干纳州、安集延州发生为害较为严重[4-5,7]。中亚北部棉区一年发生2～3代,南部棉区一年发生3～4代,以蛹在地下3～5 cm深处做土室越冬。棉田、玉米田、番茄田越冬居多[8-9]。
1.4.2苜蓿夜蛾
苜蓿夜蛾在中亚各国的分布及对棉花的为害仅次于棉铃虫。费尔干纳盆地及乌兹别克斯坦撒马尔罕州和塔什干州发生较重。寄主植物有棉花、苜蓿、甜菜、大豆、花生、向日葵、马铃薯、玉米等[5,8-9]。一年发生3代,以蛹在土中做茧越冬,第一代取食苜蓿茎秆及杂草。第二、第三代为害棉花,1～2龄幼虫取食棉叶,3龄以后取食蕾铃及花[5,9]。
1.4.3甜菜夜蛾
在乌兹别克语文献中所用学名为LaphygmaexiguaHb。在土库曼斯坦和乌兹别克斯坦均有分布,其在乌兹别克的卡拉卡帕克斯坦自治共和国、花剌子模州、布哈拉州、撒马尔罕州以南发生较重,在中亚地区可为害114种植物,其中包括70多种作物。对棉花、苜蓿、烟草、甜菜、鹰嘴豆、玉米、马铃薯及各类蔬菜为害较重[5,8-9]。
乌兹别克斯坦一年发生5～6代,土库曼斯坦一年可发生7代。3月中旬至秋末均可见其成虫,发育历期每代平均30 d左右。根据历史资料,甜菜夜蛾在中亚地区约每5年暴发一次,以蛹越冬。但近几年调查结果发现越冬蛹死亡率非常高,可能有极少数蛹可以羽化,但不足以形成一定的种群。至今没有可靠的调查数据说明该虫的越冬虫态。春季甜菜夜蛾幼虫取食幼嫩杂草、苜蓿等,逐渐迁移到作物田为害幼苗。夏季为害棉花叶片和生长点,个别情况下也为害棉蕾[5,8-9]。
1.4.4地老虎
地老虎类在中亚棉区分布范围广,发生数量较多。为害较为严重的有黄地老虎、警纹地老虎和显纹地老虎,其次为小地老虎Agrotisipsilon、Ochropleuraflammatra和八字地老虎Xestiac-nigrum等[4-8]。
1.4.4.1黄地老虎
寄主有苜蓿、玉米、棉花、小麦、大麦、甜菜、马铃薯、萝卜、各种蔬菜等多种作物、树苗和多种杂草。中亚地区一年发生3代,南部棉区少数发生4代。均以老熟幼虫在5～10 cm土下越冬,以向阳田埂居多。越冬场所多在苜蓿地、马铃薯地、甜菜地及撂荒地。越冬幼虫于3月中下旬上升至土表开始化蛹,4月上旬达化蛹盛期,蛹期1个月左右。越冬代成虫盛期在4月中旬至5月初,5月上旬达产卵盛期。第一代幼虫为害期在5月中下旬。第一代成虫羽化盛期在6月中旬至6月下旬。第二代成虫羽化盛期在8月上中旬。10月下旬第三代老熟幼虫进入越冬场所越冬。
1.4.4.2警纹地老虎
分布于中亚全部农区,寄主有马铃薯、玉米、苜蓿、棉花、甜菜、萝卜、大白菜等多种作物。中亚各国一年发生2代,以老熟幼虫在土中越冬,越冬深度4～7 cm。乌兹别克斯坦中南部及土库曼斯坦翌年3月中旬开始化蛹,4月上旬为化蛹盛期,羽化高峰在5月上旬至5月下旬。第一代幼虫在5月中下旬为害苜蓿、玉米、马铃薯和棉花等作物,第一代成虫羽化在6月上中旬。第二代幼虫主要为害苜蓿、玉米、甜菜和马铃薯等作物,第二代成虫羽化盛期在7月上中旬。10月下旬以老熟幼虫入土越冬。
1.4.4.3显纹地老虎
主要为害玉米、甜菜、番茄等作物。有时也为害棉花,历史上曾有过发生为害严重的年份,如1976年春和1977年春,显纹地老虎分别在乌兹别克斯坦费尔干纳州、塔什干州暴发,对棉花造成了严重危害[5]。在中亚地区一年发生1代,以卵在土壤表层、杂草下或土缝中越冬。越冬卵于翌年3月下旬至4月上旬开始孵化。1～2龄幼虫先取食杂草,4月中旬至5月上旬,3～4龄幼虫侵入农田为害作物幼苗。5月上中旬开始入土化蛹,5月下旬至6月上旬开始羽化,6月中旬达羽化高峰。成虫多聚集在杂草下越夏,9月中旬越夏成虫开始取食补充营养,10月上中旬产卵越冬。
1.5 盲蝽
中亚地区为害棉花的盲蝽主要是苜蓿盲蝽Adelphocorislineolatus和牧草盲蝽Lyguspratensis,属半翅目Hemiptera盲蝽科Miridae。
1.5.1苜蓿盲蝽
是为害棉花的主要盲蝽,在中亚地区发生数量及为害程度均大于牧草盲蝽。苜蓿盲蝽寄主植物有160余种,除为害棉花外,还为害苜蓿、向日葵等多种作物以及多种杂草[5,8,10]。在中亚地区一年发生3～4代。每年9月下旬,末代成虫在越冬寄主上产卵,以卵在苜蓿、杂草、棉花茎秆内越冬。翌年4月上旬孵化出第一代若虫,5月上旬开始羽化出成虫[4-5,8,10]。
1.5.2牧草盲蝽
寄主植物有50余种,除为害棉花外,还为害苜蓿、甜菜、油菜、萝卜、向日葵、胡萝卜和白菜等多种作物及枣、梨等果树[8,10]。中亚地区牧草盲蝽一年发生3～4代。以成虫在枯枝落叶下和树皮内越冬,翌年3月中、下旬成虫出蛰,在各种杂草或早春作物上取食。3月下旬至4月上旬产卵繁殖,将卵产在植物的幼嫩组织内,如嫩茎、叶柄、花柄等处。5月份开始侵入棉田,在棉花整个生长季节均可为害[5,8,10]。
1.6 蝗虫
蝗虫主要发生在新开垦的棉田以及荒漠过渡带棉田,传统棉区蝗虫种类并不多,棉田常见的种类有:摩洛哥戟纹蝗Dociostaurusmaroccanus、东亚飞蝗Locustamigratoriamigratorioides、意大利蝗Calliptamusitalicus、旱地星翅蝗Calliptamusturanicus、黄胫戟纹蝗Dociostauruskraussinigrogeniculatus[4-6]。
1.7 蟋蟀
棉田蟋蟀发生数量较大,为害较为严重的是田蟋Grylluscampestris,发生较轻的有沙漠黑蟋Melanogryllusdesertus和特兰树蟋Oecanthusturanicus[4]。田蟋和沙漠黑蟋以老熟若虫在地表土缝内越冬,一年发生1代;特兰树蟋以卵在芝麻、骆驼刺、甘草等寄主植物茎秆内越冬,一年发生1代。
1.8 其他害虫
1.8.1Platyedravilella
Platyedravilella属鳞翅目Lepidoptera麦蛾科Gelechiidae,分布于中亚地区所有棉花种植区域。形态特征与棉红铃虫非常相似,生活史及为害方式不同[4-6]。一年发生2代。在乌兹别克斯坦布哈拉州每年4下旬至5月初,越冬代成虫开始在药蜀葵Althaeaofficinalis上产卵,第一代幼虫在药蜀葵上取食为害。棉花蕾期至初花期,第一代成虫开始羽化,将卵产在棉株顶端,卵单产。初孵幼虫取食棉株顶端幼嫩叶片,逐渐从棉株顶端或生长点钻入棉秆5～8 cm处为害,不为害棉秆木质化部分[8]。
1.8.2欧洲玉米螟
欧洲玉米螟Ostrinianubilalis(Hübner)属鳞翅目Lepidoptera草螟科Crambidae,多食性钻蛀害虫,中亚各农区均有分布,在费尔干纳盆地发生数量较多。寄主有玉米、高粱、棉花、大麻、马铃薯、向日葵、辣椒等作物和苍耳、稗草、狗尾草、芦苇等杂草。在玉米、高粱等喜好寄主缺乏的情况下才为害棉花,以幼虫钻蛀棉花茎秆、蕾、铃为害。属于棉田的次要害虫[5]。
1.8.3温室白粉虱
温室白粉虱Trialeurodesvaporariorum属同翅目粉虱科 Aleyrodidae。中亚地区温室白粉虱从1970年开始侵入棉田,目前分布于中亚地区所有植棉区。寄主植物有黄瓜、茄子、番茄、辣椒、豆类、白菜、萝卜、芹菜、棉花等农作物,还可为害花卉、果树、杂草等植物[5,8]。在乌兹别克斯坦南部及土库曼斯坦,温室白粉虱主要在温室内越冬,露天环境下仅有4%可以越冬。大田作物生长季节温室白粉虱在室外可繁殖7～8代,春秋季在温室大棚内繁殖4～5代,一年可繁殖11～13代。一般情况下在棉田繁殖3～4代,7月底棉田温室白粉虱数量急剧下降,8月份开始棉田很少发现[9]。
中亚地区棉花害虫防治采取以生物防治为主的综合防治策略。在保护利用自然天敌的基础上,田间释放规模化人工繁殖的天敌昆虫,以达到控制棉田害虫发生与为害的目的,其他相应防治措施的实施均以减少对天敌的杀伤为前提进行。
2.1 农业防治
1)清理棉田。棉花采收后,将棉秆连根拔除,秋冬季清除棉田残枝落叶,实施秋耕冬灌,压低棉田土壤中的越冬虫口基数。
2)轮作倒茬。棉花与苜蓿或玉米轮作,以棉花与苜蓿轮作为主。最近几年增加了小麦种植面积,开始逐步实施棉花与小麦轮作措施。
3)提倡覆膜栽培。当地棉花以露地栽培为主，苗期害虫为害严重，棉田覆膜栽培可增加土壤温湿度，利于棉苗快速生长，减少地老虎等地下害虫对苗期棉花的为害[12]。
2.2 物理防治
目前乌兹别克斯坦大面积使用的是配制发酵液诱杀棉铃虫成虫。发酵液的配制方法如下:在10 L水内加入300 g白砂糖、400 g苹果干和15 g蜂蜜配制成混合液,将配制好的混合液用温火煮30 min,关火后使其逐渐冷却。冷却期间加入14 g酵母,在常温下放置5～6 h,即可完成发酵液配制。将液体发酵液按每罐200 g装入塑料罐内,以每公顷10罐的密度挂在棉田周围,可诱杀棉铃虫成虫,也可用于害虫预测预报。
2.3 生物防治
乌兹别克斯坦棉花害虫生物防治,采取自然天敌保护利用和田间释放人工繁殖天敌昆虫的措施[13-14]。
自然天敌保护利用有以下3种措施,一是秋冬季保留田边、果园、林带内杂草、老树皮及枯枝落叶,为天敌昆虫安全越冬提供场所；
二是保护早春开花杂草、棉花与苜蓿邻作,为天敌昆虫提供春季食物来源和繁衍寄主条件；
三是控制棉田化学农药使用面积和使用量,乌兹别克斯坦政府规定农户使用化学农药的面积不得超过棉花种植面积的20%,并且不能连片使用,以此减轻春夏季农药对自然天敌的伤害程度[5,11,13-15]。
乌兹别克斯坦实现了人工繁殖天敌利用产业化。根据棉花分布情况,在全国建立了布局合理、科学有效的天敌昆虫繁殖基地和生物防治技术推广应用体系。由塔什干国立农业大学生物防治中心和国家植物保护研究所负责天敌昆虫资源开发、人工繁殖技术研究以及天敌生产技术指导,并提供全国各天敌工厂所需的天敌种源。全国共建立了870多个天敌工厂,遍布棉花主产区的各个州、县。各天敌工厂负责天敌生产计划的制定、天敌昆虫的扩繁和销售,并承担天敌释放的技术指导工作[15-19]。全国80%以上的天敌工厂属于国有企业,由各州、县植保站监督管理;其余近20%的天敌工厂由私人投资建设运营,政府予以资金补贴。在乌兹别克斯坦,天敌昆虫大规模生产和应用作为一项重要的植保措施由政府给予政策支持,在政府相关部门的统一管理下实施,政府要求所有种植户和农场每年必须购买天敌昆虫,并按规定时间释放,释放天敌昆虫的面积不得低于棉花种植面积的80%。乌兹别克斯坦目前实现批量人工繁殖的天敌昆虫有暗黑赤眼蜂Trichogrammapintoi、麦蛾茧蜂Habrobraconhebetor和普通草蛉Chrysoperlacarnea,每年生产赤眼蜂5 t、麦蛾茧蜂50亿头、草蛉25亿头,此外还繁殖丽蚜小蜂Encarsiaformosa和猎蝽,但是繁殖规模和使用面积较小。
乌兹别克斯坦注重天敌资源的引进和开发利用。近年来,从以色列引进了一种针对温室白粉虱的寄生性天敌,已在田间定殖,并形成了稳定的种群。每年从田间回收后在新的棉区释放,对温室白粉虱起到了较好的防治效果。从荷兰引进的捕食蝽和捕食螨防治棉蚜和害螨也取得了较好的效果。
2.3.1赤眼蜂的应用
乌兹别克斯坦赤眼蜂资源丰富,已发现有24种,棉田常见种类有:暗黑赤眼蜂、广赤眼蜂Trichogrammaevanescens、食胚赤眼蜂Trichogrammaembryophagum、卷蛾赤眼蜂Trichogrammacacoeciae和显棒赤眼蜂Trichogrammasemblidis,其中,暗黑赤眼蜂实现了工厂化繁育和田间释放。
在赤眼蜂的人工繁育技术研发方面,乌兹别克斯坦已研究出一整套较为先进完善的工厂化繁殖工艺技术和设备。以麦蛾Sitotrogacerealella卵作为暗黑赤眼蜂的中间寄主,按工艺流程所需设备主要包括:麦蛾饲料消毒处理设备、麦蛾饲养与机械化收蛾设备、麦蛾产卵及收卵设备、麦蛾卵繁蜂机具、寄生卵发育和贮藏设备等。为保证赤眼蜂产品质量,乌兹别克斯坦国家植物保护研究所和塔什干国立农业大学生物防治中心每年秋季从田间采集暗黑赤眼蜂蜂种,经室内扩繁后保存作为下一年的蜂种,并在蜂种的繁殖过程中利用寄主转换进行蜂种的复壮,以免连续多代用麦蛾卵繁殖引起蜂种在田间的适应性和寄生能力下降[20-21]。
人工繁殖和田间释放的暗黑赤眼蜂可寄生棉铃虫、地老虎、苜蓿夜蛾、甜菜夜蛾和其他鳞翅目害虫的卵。为了防治黄地老虎及其他鳞翅目害虫,于春季黄地老虎产卵期(3月-4月),在路边、棉田田埂、水渠边、林带等区域杂草上,以及麦田、苜蓿田、早春蔬菜田释放暗黑赤眼蜂。采取释放成蜂的方法,按5万～6万头/hm2,间隔5～7 d释放1次,共释放3次。防治棉铃虫则在其产卵初期放蜂,采用专业机械设备将刚羽化的成蜂均匀释放在棉田内,第一代按6万、8万、6万头/hm2(共20万头/hm2)的量释放3次,间隔期 5～7 d;第二代、第三代按每代释放3次,每次5万～6万头/hm2,间隔期仍为 5～7 d[22]。
2.3.2麦蛾茧蜂的应用
乌兹别克斯坦研究出麦蛾茧蜂人工繁殖用于防治棉田棉铃虫等鳞翅目幼虫的技术。以大蜡螟Galleriamellonella为麦蛾茧蜂的中间寄主,利用人工饲料饲养大蜡螟,待其幼虫发育至化蛹前,将种蜂与幼虫按一定比例接入繁蜂器皿,在适宜条件下,每头大蜡螟幼虫可繁殖约20头麦蛾茧蜂。麦蛾茧蜂繁殖具有一套生产线,生产线包括加工大蜡螟幼虫饲料的设备、大蜡螟和茧蜂繁殖发育的人工气候箱、大蜡螟幼虫筛选器具、折纸机、茧蜂回收及茧蜂数量测定设备、茧蜂成蜂机械化收集设备等,一条生产线在一个生产周期可生产约500万头茧蜂。近几年,为提高茧蜂繁殖效率,降低生产成本,塔什干国立农业大学生物防治中心研发了麦蛾茧蜂幼虫人工饲料,目前处于试用阶段[23-24]。
麦蛾茧蜂主要寄生棉铃虫3～6龄幼虫,于棉铃虫2～3龄幼虫期在田间释放成蜂。放蜂量取决于田间棉铃虫幼虫数量,一般放蜂量按照雌蜂与棉铃虫幼虫1∶10的比例。如果田间棉铃虫幼虫发生数量较大,可按1∶5的比例放蜂。如果田间棉铃虫幼虫数量少,则按1∶15的比例放蜂。每代棉铃虫幼虫期放蜂3次,间隔7～8 d。当棉铃虫百株幼虫量超过7～8头时,不再释放天敌昆虫,需要采取化学防治措施[22]。
2.3.3草蛉的应用
乌兹别克斯坦棉田常见草蛉有普通草蛉Chrysoperlacarnea、大草蛉Chrysopapallens、白线草蛉Chrysopaalbolineata等,人工繁殖和田间释放的草蛉为普通草蛉。以麦蛾卵和低龄幼虫、大蜡螟卵和低龄幼虫进行草蛉人工繁殖。草蛉繁殖有整套繁殖工艺和配套机械设备,其中包括草蛉幼虫饲养设备、饲料自动添加器、草蛉蛹(茧)收集机具、草蛉成虫产卵箱、草蛉卵收集机具等。近年来,为提高草蛉繁殖效率,降低生产成本,塔什干国立农业大学生物防治中心研发了草蛉成虫人工饲料,配制了草蛉成虫补充营养液并形成了产品[25]。
繁育和释放的普通草蛉主要用于控制棉蚜、蓟马、棉铃虫、棉叶螨和苜蓿盲蝽。
控制棉蚜,每年3月上中旬,当每平方米杂草上有2头蚜虫(即20 000头/hm2蚜虫)时,即在棉田田埂、水渠边、林带等区域的杂草上释放,数量按草蛉卵与蚜虫1∶100的比例释放3～4日龄草蛉卵(灰卵)。4月中下旬,棉田蚜虫发生初期,按草蛉卵与蚜虫 1∶1的比例释放草蛉卵,每10 d释放1次,共释放2次。5月下旬,针对棉花蚜虫按1∶100的比例释放1次草蛉成虫。
棉田蓟马发生初期,在棉田按草蛉与蓟马 1∶1的比例释放草蛉卵,每10 d释放1次,共释放2次。
当棉田10 m2有棉铃虫卵1～2粒或低龄幼虫达到2头时,按草蛉与棉铃虫卵 1∶5或草蛉与棉铃虫幼虫1∶1的比例释放草蛉卵,每10 d释放1次,共释放2次。
针对棉花叶螨,5月上旬释放1次草蛉卵。8月份以后,视棉田叶螨发生情况,按草蛉卵与叶螨1∶10或1∶20的比例释放草蛉卵,共释放2次,间隔10 d。如果有必要,每隔10 d,按500～1 000粒卵/hm2的量继续释放草蛉卵。
针对苜蓿盲蝽若虫,按草蛉卵与苜蓿盲蝽若虫1∶10或1∶20 进行释放。共释放2次,间隔10 d。如果有必要,每隔10 d,按500～1 000粒卵/hm2的量继续释放草蛉卵。
2.3.4丽蚜小蜂的应用
乌兹别克斯坦丽蚜小蜂Encarsiaformosa人工繁殖技术,所用寄主植物有烟草、番茄等,首先在烟草上繁殖温室白粉虱,然后用温室白粉虱繁殖丽蚜小蜂。田间应用,根据棉田温室白粉虱发生程度,每百平方米释放丽蚜小蜂20～30头[26]。
2.4 化学防治
乌兹别克斯坦政府严格控制化学农药的使用,要求农户使用化学农药的面积不得超过20%,并且不能连片使用,只允许在释放天敌昆虫后防治效果较差的区域点片使用。农户购买和使用化学农药,要提前向当地植保站申请,植保站技术人员调查认为虫量达到化学指标、确需使用化学农药后,才允许农户购买并按规定用量使用(表1),并且每次喷洒化学农药时要有植保站技术人员现场监督指导[27-28]。
表1 乌兹别克斯坦棉田害虫(螨)防治指标与药剂用量
3.1 我国棉田优势综合防控技术的输出与应用
中亚地处亚欧大陆的中心地带,是沟通亚欧之间交通的必经之路,随着我国与中亚地区贸易量的增长和“一带一路”合作倡议的提出,使得我国新疆和中亚五国成为“一带一路”倡议的重要合作区域。中亚地区与中国新疆气候条件相近,都具备干旱区农业绿洲的基础生态条件[29],棉田节肢动物群落结构以及害虫发生特点具有一定的相似性,棉花病虫害防治技术有较强的借鉴价值。虽然前苏联对中亚地区棉花病虫害防治技术进行了较深入的研究,特别是在棉花害虫天敌规模化繁殖及应用方面,形成了一套比较成熟的技术措施。但苏联解体后,中亚地区对棉花害虫综合防治技术研究缓慢,对于当前棉田害虫综合防控的新技术、新方法的应用较为匮乏,尤其是实验室设备和试验手段基本停留在20世纪90年代。近年来乌兹别克斯坦农业专家及农业企业对我国无人机施药技术表现出浓厚的兴趣,我国可在此方面与乌兹别克斯坦开展深入合作研究。
未来在已有的合作基础上,借助“一带一路”合作倡议构想的推进,共建有害生物绿色防控联合实验室进行研究。针对中亚五国棉田害虫综合防控的薄弱环节,将我国棉田害虫综合防控的成熟技术进行输出和应用,将有利于双方在害虫综合防治方面的研究和交流,与我国新疆植棉区域进行互补,实现双赢[30]。
3.2 学习借鉴乌兹别克斯坦棉田害虫生物防治技术
长期以来,中亚五国的棉田害虫综合防治策略建立在生物防治的基础上,其在天敌扩繁和应用方面已进行了大量的试验和应用,积累了较多的经验。乌兹别克斯坦通过人工扩繁赤眼蜂和麦蛾茧蜂,在棉田进行常年释放,使得棉田有较大的种群基数,释放赤眼蜂和麦蛾茧蜂的防治效果分别在40%～50%和30%～40%,核算为人民币成本分别在12～15元/年·hm2和18～20元/年·hm2;在棉田棉蚜发生初期,即点片发生时利用普通草蛉对棉蚜进行控制,防效可达30%～40%,防治成本约为人民币50～60元/年·hm2。
新疆作为我国最大的省级行政区,占我国国土面积的六分之一,是我国最大的商品棉生产基地。近年来随着新疆农业生产的迅速发展,单纯依靠化学农药防治害虫已无法完全满足生产需求,同时会带来害虫抗药性上升、环境污染和杀伤自然天敌等一系列问题,因此未来对于棉田害虫生物防治策略的需求不可估量[31]。我国新疆地区的科研人员针对棉田害虫生物防治技术与乌兹别克斯坦进行了长期合作交流,就草蛉、赤眼蜂和茧蜂等棉田天敌的扩繁和应用技术开展研究,取得了一定成绩。针对新疆棉田的生物防治,应在发掘本地区优势种昆虫资源的基础上,深入研究天敌昆虫对棉田害虫的控制作用,借鉴中亚五国已有的研究方法和经验,科学发展棉田害虫生物防治技术。
3.3 共同推进棉花重大害虫区域性综合防控技术进步
据统计,2020年我国棉花皮棉产量为1 865 kg/hm2[32],为中亚五国平均单产的2倍。中亚五国在棉田害虫综合防治方面,多采用以生物防治为主的技术,在生态调控、物理防治和化学防治方面的研究和应用较为落后,并没有形成相应配套的害虫综合防治体系。棉田害虫综合防治作为农业生产的一项重要举措,对于农业可持续发展具有重要意义。针对中亚五国在综合防治技术上的缺失,我国在害虫预测预警、化学农药减施增效、生态调控、转基因作物应用、有害生物演替规律、无人机遥感技术以及重大害虫区域性防控技术等方面均进行了全面深入的研究,广泛将生物技术与信息技术应用于棉田综合防治,集成各项防治策略,建立系统的棉田害虫综合防治体系,因地制宜地发展棉田害虫综合防治技术[33]。双方作为植棉大国,未来应进一步加强交流,共同推进棉花产业的健康发展。
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