广东农垦甘蔗主要病虫害绿色防控体系构建探析
时间：2023-03-27 09:35:05 来源：千叶帆 本文已影响人
吴如慧，陈士伟*，廖锡华，徐福生，郑乾坤，郑志坤，李华燕，吴文龙
(1广东农垦热带农业研究院有限公司，广东广州 511365；
2广东省农垦南亚热带作物科技中心，广东广州 510507；
3广东广垦糖业集团有限公司，广东湛江 524002；
4广东省湛江农垦科学研究所，广东湛江 524086；
5广东省广前糖业发展有限公司，广东湛江 524348；
6岭南师范学院，广东湛江 524048)
甘蔗(Sacchaarum officenarumL.)原产于热带或亚热带地区，属禾本科甘蔗属的经济作物[1]，是制糖和提炼乙醇的重要原料。我国是当今世界上仅次于巴西和印度的第3大蔗糖产地，蔗区主要集中在广东、广西、云南和海南等省区，构成了粤西、桂中南、滇西南和琼北地区的甘蔗优势区域[2-3]。甘蔗为高秆作物，生长周期长，随着近年蔗区种植面积扩大、复种率高、植期不统一等原因，蔗区大面积遭受病虫的侵害，甘蔗螟虫的侵害贯穿甘蔗的整个生长期，且不同年份、不同蔗区有所差异。目前甘蔗病虫害防控中对化学药剂过度依赖，甚至盲目使用，而化学药剂的长期使用，极易使病虫产生耐药性，导致主要病虫害再度肆虐；
也容易损害有益生物，破坏生态平衡并造成环境污染等，带来较大的负面效应。甘蔗病虫害的绿色综合防治，需根据广东农垦甘蔗生长实际情况和不同生长期各种病虫害的为害特征，本着“预防为主、综合防治”的植保方针，通过选用抗病虫品种、应用健康种苗、进行品种合理布局，以病虫监测预报为基础，根据现阶段植物保护的实际需求结合绿色防控关键技术，构建甘蔗生长全程病虫害绿色防控技术体系，以期达到有效防控甘蔗病虫害，确保甘蔗生产安全、农产品质量安全和农业生态环境安全，最后达到农药减量控害、甘蔗保产增效的目的，实现甘蔗产业可持续发展[4]。
甘蔗病虫害的发生贯穿播种至收获的各生长发育阶段，且具有发生早、分布广、防治难、危害重等特点[5-6]。当前全国甘蔗病害有60多种，害虫360多种[7]。主要病害有甘蔗凤梨病、赤腐病、黑穗病、梢腐病、褐条病、锈病、黄斑病、轮斑病、眼斑病、虎斑病、宿根矮化病、叶焦病、嵌纹病、黄叶病、白条病、霜霉病和线虫病等，重要虫害有甘蔗条螟、黄螟、二点螟、白螟、紫螟、绵蚜虫、蓟马、粉蚧、蔗龟、黑翅土白蚁、介壳虫、木蠹蛾和蔗根锯天牛等[6-7]。
1.1 广东农垦甘蔗病害发生现状
广东农垦蔗区属于中国大陆最南端，处于热带和亚热带地区，特有高温高湿的气候条件及长期连作致使病害日趋积累而加重[8]，严重制约蔗糖业的健康发展。据不完全统计，为害广东农垦甘蔗病害主要有30多种[9]。其中，甘蔗黑穗病是近年来为害广东农垦甘蔗最大的病害，特别是易感黑穗病的柳城06-135成为主栽品种后，黑穗病在蔗区普遍发生，少数蔗区发病率高达 70%～80%，宿根蔗田发病尤其严重，如果冬春季长期干旱而夏季雨水偏多时会造成黑穗病的流行[10]。甘蔗宿根矮化病是广东农垦蔗区影响甘蔗生产的主要病害，新植蔗、宿根蔗均有不同程度的发生，发生率普遍较高，主栽品种感病严重[11]。甘蔗生产最大的威胁来自于甘蔗病害，病害一旦发生，即使采用药物预防，收效也不理想，因病原入侵组织内部，致使甘蔗首先在生理上、组织上和形态上发生病理变化，随后就会出现各种病症，而一般杀菌剂无法进入甘蔗组织内部发挥作用。
1.2 广东农垦甘蔗虫害发生现状
据调查，广东农垦甘蔗平均螟害株率为84.35%，螟蛀节率为 38.12%，造成的产量损失一般为 5%～20%，严重的达20%以上，糖分损失0.5%～1.7%(绝对值)[12]，其中，甘蔗条螟为广东农垦蔗区目前对甘蔗产量危害最大的螟虫，1年内发生4～5代，甘蔗苗期被幼虫入侵为害生长点后，心叶枯死，形成枯心苗，在生长中、后期蔗茎被害，造成螟害节，破坏茎内组织，遇到大风常在虫口处折断，造成风折甘蔗，严重影响甘蔗产量、糖分。甘蔗黄螟在广东农垦蔗区年生6～7代，无明显休眠期，世代重叠，终年为害，通常在3～5月出现第1、2代造成甘蔗苗枯心，第3代后期迁移至蔗茎为害。绵蚜也是广东农垦蔗区的主要害虫之一，每年约可发生20代，一般以6～11月的危害性最为突出，严重危害时可造成产量下降、糖分下降，从而降低了宿根蔗萌芽和留种效果[13]。蓟马也是甘蔗作物上发生较为普遍的害虫，为害隐蔽，世代重叠，通常在5～8月发病加重。在局部蔗区发生蔗龟、白蚁、蔗根锯天牛和粘虫的为害。
2.1 绿色防控技术概述
随着绿色防控技术在甘蔗病虫害防控领域的广泛应用，有效缓解了甘蔗生长环境中的病虫害防控难题，并显著降低了化学药剂的使用量，进而有效提升农产品质量安全水平，促进农民增产增收。重视绿色防控技术应用示范点建设等工作，在有效提升农民群众对绿色防控技术整体认识程度的同时，为甘蔗产量增收等目标的有效实现奠定坚实的基础。绿色防控技术在甘蔗病虫害综合防治中的应用，在本质上是指通过采取生态控制、生物防治、物理防治、科学用药等措施，降低化学农药使用量、控制有害生物、减少生态污染，从而提高农作物质量有效产出。
2.2 广东农垦甘蔗有害生物绿色综合防控技术组织机构体系的构建
目前广垦农垦已建立一套成熟的且符合广东农垦甘蔗生产可持续发展的有害生物绿色综合防控技术组织机构体系(详见图1)：广垦研究院是热区作物有害生物绿色综合防控技术工作的最高领导机构，主要负责统领全局，发布预警预报信息及指导防治；
属地研究所负责各辖区甘蔗绿色综合防控技术指导工作；
农技站/农科所进行甘蔗病虫害的具体监测和防治工作。利用广东农垦统一高效的三级监测预警综合防控指挥体系(研究院本部-属地研究所-农技站/农科所)，摸清了广东农垦甘蔗主要病虫害的种类及发生规律，目前已在广东农垦建立10个甘蔗病虫害监测点，2021～2022年共发布了 19期甘蔗病虫害监测与防治简报，为广大企业和蔗农高效指导生产。
图1 广东农垦甘蔗有害生物绿色综合防控技术组织机构体系
2.3 绿色防控技术
2.3.1 选择抗病虫品种、应用健康种苗
为了避免因甘蔗品种过于单一、推广品种抗病虫力差而导致甘蔗病虫害普遍性爆发，严重影响甘蔗生产，广东农垦对糖蔗生产进行结构性调整，优化区域布局，使糖蔗种植面积逐渐向优势产区集中，还不断引进推广抗病性强的粤糖61号(粤糖 03-373)、海蔗 22号(粤糖 09-13)、桂糖 55号、桂糖08-1180等优质甘蔗品种，丰富蔗区品种结构。在引进优良甘蔗品种推广的过程中，结合脱毒健康种苗技术在垦区进行推广，以有效抑制宿根矮化病在蔗区的蔓延，保证甘蔗的正常生产。同时应用脱毒组培快繁技术对桂柳 05-136、桂糖49号等蔗区当家品种进行提纯复壮，使其能提高生产活力、提高产量，以满足广东农垦蔗区当前甘蔗生产。
2.3.2 病虫害的监测预报
准确及时的预测预报信息是制定病虫害防控措施的重要依据。广东农垦目前采用智能型虫情测报装备和性诱剂新型诱捕器结合人工田间调查对螟虫进行每天测报，对黑穗病、梢腐病、锈病、条螟、黄螟、二点螟、蔗龟、蔗天牛、蓟马、红蜘蛛、粉蚧等病虫害每周开展 1次数据踏查。充分利用物联网、微信、APP平台加强与监测站点技术人员的联系与沟通，由广垦研究院通过获取的图片、数据信息对甘蔗病虫发生趋势进行分析，根据预测预报结果，及时掌握病虫害动态，并通过监测预警及综合防控信息发布平台及时将防治建议发给种植户，为基地管理人员及广大蔗农综合防控甘蔗螟虫提供了虫情信息和技术支持。
2.3.3 生物防治
2.3.3.1 性诱剂应用技术
性诱剂对广东农垦甘蔗害虫主要有监测和防治 2方面的技术应用，目前该技术已日趋成熟。甘蔗害虫性诱剂智能测报技术主要是利用害虫性信息素的专一性结合智能虫情测报装备和人工计数诱捕器对螟虫、草地贪夜蛾等害虫进行发生趋势的预测预报，避免重大虫害的爆发，而造成蔗农经济严重损失。性诱剂甘蔗害虫的防治主要包括诱杀法和迷向法，诱杀法是利用诱捕器释放更高浓度的性外激素吸引雄虫将其杀死，水盆诱捕器具有低成本、操作简单易上手、推广性强，特别适合甘蔗生长前期的害虫防控。近年来，在广东农垦蔗区利用性诱剂开展条螟诱杀工作，防治效果良好。迷向法是在成虫盛发期害虫交配活动期间使用人工合成的性信息素干扰剂扰乱甘蔗害虫雌雄个体间的性信息联络，降低交配从而影响下一代虫口密度，达到防止害虫的效果。这个方法尤其有利于甘蔗生长发育中后期的害虫防治，而性诱剂迷向法对甘蔗条螟防控应用也是比较有效的，实施一次迷向防治的持效时间≥25 d，可有效控制下一代条螟成虫[14]。
2.3.3.2 赤眼蜂等天敌防控技术
天敌昆虫是一类寄生或捕食害虫，与害虫的发生期相对吻合，其高度的专一性和繁殖能力可以影响害虫发生、种群数量消长，对于维持生态平衡、保持物种多样性起了很大影响。研究表明：鞘翅目瓢虫科(大突肩瓢虫和双带盘瓢虫等)和鳞翅目螟蛾科(绿线食蚜螟)是甘蔗绵蚜虫的天敌。膜翅目赤眼蜂科、黑卵蜂科、姬蜂科、姬小蜂科以及茧蜂科等蜂类和双翅目寄蝇科(古巴蝇、亚马逊蝇等)与不同蔗螟存在寄生关系，而大头红蚂蚁、蚂蚁是蔗螟的捕食性天敌，啮食螟卵。国内外对甘蔗螟虫天敌——赤眼蜂研究较普遍，效果也较显著。
从20世纪 20年代开始，不少国家、地方政府、相关团体开展了大规模使用赤眼蜂(Trichogramma spp.)防治甘蔗螟虫的研究，但效果不理想且未投入大规模生产。我国于1958年在广东省顺德成立了国内首个赤眼蜂站，并陆续在各地区进行了赤眼蜂繁殖及其生物防治试验工作[15]，获得了明显的成效。赤眼蜂是一种专性卵寄生蜂，利用赤眼蜂防治螟虫的机理是在螟虫产卵高峰期通过大规模释放人工繁殖的赤眼蜂，成蜂在田间主动寻找寄主卵(害虫卵)，并把自己的卵产于螟虫卵内，在螟虫卵内吸取物质供自己生长发育，造成螟虫卵无法孵化，把螟虫杀死在卵态。赤眼蜂在螟虫卵内生长发育后羽化出成虫又可持续寄生越来越多的螟虫卵，从而实现防治螟虫的目的。螟黄赤眼蜂(Trichogramma chilonisIshii)是防治螟虫的优势赤眼蜂种，可寄生多种甘蔗螟虫卵[16]。广东平沙农场持续释放赤眼蜂防治蔗螟27年，广东红旗农场应用赤眼蜂防治18年，害虫虫口密度逐渐减少，害虫捕食者却逐渐增加，广东省丰收糖业公司2006～2007年使用赤眼蜂防治甘蔗螟虫，虫害率由42.75%降低到13.45%，减少了29个百分点；
枯心率从12.79%降低到5.23%，减少了7.6个百分点，防治效果更加显著。利用赤眼蜂不仅能够防治螟虫，而且不会产生抗药性，同时降低田间药剂的使用量和施用频率，从而减少了污染的问题，促进甘蔗糖业的可持续发展。
2.3.3.3 微生物防治技术
微生物防控技术涉及的内容较为多元化，其主要利用真菌、细菌、链霉菌等微生物做成苏云金杆菌、农用抗生素类制剂、病毒制剂、真菌制剂等进行绿色防控。在卵孵化初期喷施金龟子绿僵菌、球孢白僵菌、苏云金杆菌制剂以及多杀菌素、苦参碱、印楝素等生物农药，利用生物防治手段防治甘蔗地下害虫，以应用病原真菌防治蛴螬的研究较多。目前已有苏云金芽孢杆菌防治白螟幼虫、雷州多毛孢防治蔗褐木蠢蛾虫、绿僵菌防治黑色蔗龟的相关研究报道。研究院植保团队在2022年1月对广东农垦蔗区监测区越冬害虫(黏虫、地老虎、钻心虫等)调查显示：火炬农场调查947 hm2甘蔗地，越冬虫害为害面积为78.1 hm2，为害率为8.25%；
丰收糖业公司调查4507 hm2甘蔗地，越冬虫害为害面积为 292 hm2，为害率为6.48%；
华海糖业公司调查4760 hm2甘蔗地，越冬虫害为害面积为692 hm2，为害率为14.54%。对监测区喷施白僵菌与杀虫双混用后，发现平均枯心苗率为3.33%，相对防效为63.00%。微生物(如白僵菌)防治害虫环境友好、致病力强、作用持久，是广东农垦蔗区农业创新的重要研究内容，也是国家倡导化学农药减量减施的重要内容。
2.3.4 施用高效低毒农药
结合实际情况分析，绿色防控技术在甘蔗病虫害综合防控工作中虽然取得了非常不错的应用成效，但在实际运用时仍具有一定局限。在应用化学防治技术进行病虫害防控工作时，有关技术人员在保证施用的化学药剂应用的科学性与合理性的情况下，尽可能选取使用效能较高、残留较少的化学药剂，把绿色防控技术与化学防治技术加以有机融合，进一步提升甘蔗病虫害综合防治工作的绿色健康性。可在下种时或甘蔗生长前期，施用高效低毒杀虫剂来控制前期螟虫及地下害虫等；
在每年4～6月害虫发生初期选用含有噻虫嗪成分的药剂结合施肥培土进行防治蚜虫、蓟马等叶部害虫。在各蔗区推广应用一些新烟碱类的长效低毒杀虫剂防治蓟马、蚜虫等叶面害虫[17-19]，效果较显著。目前，化学防治的主要研发目标在于寻求最有效、低毒、最低风险的新型农药和最精准有效的施药方法。
2.3.5 农机化防控技术
对甘蔗病虫害农机化防控技术研究并加以应用推广，可更好地开展甘蔗病虫害综合防治与统防统治工作。广东农垦蔗区农机化防控技术主要包括利用展臂式的喷药机、小型自走式喷药机、小型撒施药肥机、无人机喷药、无人机喷洒螟虫性诱剂、无人机释放赤眼蜂等农机设备进行化学防治和生物防治。使用植保无人机喷洒螟虫性诱剂，开展性诱迷向螟虫的飞防应用，能够有效抑制害虫的危害，提升作业效果，保持蔗田生态平衡。针对传统人工放置螟虫性诱剂迷向管存在不足之处以及甘蔗高秆作物中后期作业困难、劳力短缺和作业效能低下问题，广垦研究院、广垦糖业集团公司联合广东省科学院南繁种业研究所在广东农垦蔗区探索条螟性诱剂微胶囊飞防迷向技术，性诱剂飞防比化学农药飞防的虫株率、枯梢率和虫节率分别相对降低23.83%、5.28%和5.93%，预测平均每公顷产量和每公顷含糖量分别高101.71 kg和13.45 kg，取得良好的综合防治效果。
2.3.6 示范推广
以广东省丰收糖业发展有限公司和广东省华海糖业发展有限公司的甘蔗产业基地(示范面积近3700 hm2)为载体，以农业机械化为抓手，以农业、生物和化学等防治技术措施相结合，推广适宜的绿色综合防控技术。通过示范推广，带动周边蔗农/户、农场、农业公司改变传统的病虫害防治理念和方法，科学使用化学农药，推动蔗田农药减量控害、促进高质量发展。
综上所述，在掌握广东农垦甘蔗生长主要病虫害的类型和分布规律之后，以精准病虫情测报高效指导防控措施为基础，抓住重点防治阶段，通过生物防治(性诱剂诱杀、性诱剂迷向、天敌寄生、天敌捕食、白僵菌)、高效低毒农药、农机化等高效科学的绿色防治措施相互协调应用，构建甘蔗生长全过程病虫害绿色防控体系，同时建立甘蔗病虫害绿色综合防控示范基地进行推广示范，实现了蔗区高产、优质、低成本、高效益，帮助蔗农降低经济损失，促进农业可持续发展。
在同一个蔗区通常是多种害虫混合出现，且世代重叠现象，防控难度较大，特别是到了甘蔗生长发育中后期，采取单一的防控措施无法取得理想效果，所以科技人员要在植保领域不断推陈出新，贯彻“预防为主，综合防治”的植保方针，从甘蔗产业的生态系统整体出发，根据不同垦区甘蔗作物——病虫——天敌的相互关系，充分发挥自然控制因素的作用，在选育高抗性甘蔗品种的同时，采用生物防治、物理机械防治、科学的化学防治等绿色防治手段，破坏病害、虫害发生的“温床”，而有利于甘蔗作物生长和天敌生长繁殖的条件，将病虫害控制在经济危害允许國值之内，探索生态优先和绿色发展的新路子，使甘蔗产业可一直持续稳步发展。
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