我國數(shù)字草原上的蝗蟲災害

我國數(shù)字草原上的蝗蟲災害

蝗蟲災害（蝗蟲災害）是影響農(nóng)業(yè)、林業(yè)和草地植被的全球生物危害。全世界約1/3的大陸,近100個國家或地區(qū)不同程度地受到蝗災威脅。世界已知蝗蟲1萬種以上。其中,對農(nóng)、林、牧業(yè)可造成為害的有300種左右,常年發(fā)生面積達4680萬km2。目前,在我國分布的蝗蟲有900種以上。其中,能對農(nóng)、林、牧業(yè)造成為害的有60種以上。在我國3000年以上歷史中有記載的蝗災就超過800次,給我國農(nóng)、牧業(yè)生產(chǎn)和人民生活造成過深重災難。因此,在我國歷史上,蝗災與水災、旱災并稱為三大自然災害。由于蝗蟲的高密度群居性,特別是飛蝗和沙漠蝗的遠距離遷飛,大面積發(fā)生,可造成巨大的經(jīng)濟損失。特別是對農(nóng)、牧業(yè)的為害更是十分嚴重。一般可造成糧食減產(chǎn)30%~70%,發(fā)生嚴重時甚至絕收。因此,從古至今,蝗災的發(fā)生都備受各國政府和公眾的高度關注,各國都把對蝗災的防控納入政府和決策機構的行動計劃之中。近年來,全球氣候變化異常頻繁,水熱季節(jié)性分配失調(diào),導致旱、澇災害交替發(fā)生,以及人類活動對自然資源的過度開發(fā)利用,造成生態(tài)條件與環(huán)境的破壞,過度放牧導致部分草場退化和沙化,給蝗蟲的發(fā)生繁衍創(chuàng)造了有利條件,加重了蝗災的發(fā)生頻率和發(fā)生程度。如1998年澳大利亞蝗蟲大發(fā)生,造成上百萬公頃草場被毀;2010年該國蝗蟲再次大暴發(fā),吃掉了維多利亞州高達1/4的農(nóng)作物,造成的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟損失高達20億澳元;2013年埃及大量蝗群飛往以色列,蝗蟲鋪滿約800hm2的沙漠;2013年馬達加斯加一半地區(qū)遭遇蝗蟲侵襲,嚴重為害當?shù)刂饕r(nóng)作物稻米的生產(chǎn)安全。我國1998~2001年間,東亞飛蝗在局部地區(qū)連續(xù)大發(fā)生;2003~2004年我國草原蝗蟲嚴重發(fā)生,成災面積達1800億hm2,造成牧草損失超過70億kg;2008~2009年天津連續(xù)兩年暴發(fā),每平方米萬頭以上的東亞飛蝗蝗災面積超過0.67萬hm2;2009年黑龍江局部地區(qū)發(fā)生高密度亞洲飛蝗(LocustamigratoriamigratoriaLinnaeus)2萬hm2以上,每平方米有蝗蝻2000~10000頭;2011年山西省永濟和吉林大安突發(fā)0.67萬hm2高密度飛蝗。此外,境外蝗蟲也頻繁侵入我國為害。2003~2004年,在新疆阿勒泰地區(qū)吉木乃縣,境外蝗蟲多次遷入,為害面積3.33萬hm2以上。近年來,蝗災頻繁發(fā)生,嚴重威脅著我國農(nóng)、牧業(yè)生產(chǎn)安全。為有效控制蝗蟲為害,推進蝗災可持續(xù)治理,筆者就目前蝗災綠色防控技術的研究與應用情況進行綜述,并對未來的發(fā)展方向和趨勢進行展望。1綠色信號技術的研究和應用1.1可選用的防治藥物近年來,已經(jīng)有多種生物防治技術應用于蝗災的防控。主要有蝗蟲病原微生物(真菌、細菌、原生動物等)治蝗,以及植物源農(nóng)藥(印楝素、苦參堿、魚藤酮等)治蝗。1)原生動物治蝗。主要是蝗蟲微孢子蟲(NosemalocustaeCanning),其為蝗蟲等直翅目昆蟲的專性寄生物,對其他生物和環(huán)境安全。早在20世紀80年代初,美國開發(fā)的蝗蟲微孢子蟲是第1個商品化生產(chǎn)的治蝗生物產(chǎn)品。主要用于防治草原和花園中的蝗蟲。其在加拿大和中美洲的阿根廷也得到廣泛應用,取得較好的效果。我國于1986年由北京農(nóng)業(yè)大學首先從美國引入蝗蟲微孢子蟲,經(jīng)過20年以上的研究與應用,目前已經(jīng)開發(fā)出可以用于防治草原和農(nóng)田蝗蟲的產(chǎn)品,作為可持續(xù)控制蝗災的技術在推廣使用。使用后微孢子蟲在蝗蟲種群中長期流行,可以控制蝗蟲種群數(shù)量長期保持在較低的水平。2)病原真菌治蝗。綠僵菌(Metarhiziumanisopliaevar.acridumBosenbergetStrand)、白僵菌[Beauveriabassiana(Balsamo)Vuillemin]和黃綠僵菌(MetarhiziumflavovirideGams)是蝗蟲寄生性病原真菌,可從蝗蟲體內(nèi)分離菌株進行篩選,選育出高效菌株,用于蝗蟲防治。目前,應用較多的是綠僵菌制劑。綠僵菌是目前國際上研究與開發(fā)的熱點產(chǎn)品之一。英國、澳大利亞等已相繼有產(chǎn)品問世。澳大利亞已篩選出了產(chǎn)孢量高、對蝗蟲致病性強的新品系,并開始大量生產(chǎn),主要用于近水源地區(qū)和有機農(nóng)場、牧場的蝗蟲防治。從20世紀80年代我國開始綠僵菌防蝗制劑的研發(fā),到目前我國重慶大學已開發(fā)出防蝗產(chǎn)品,并得以大面積應用。3)細菌治蝗。我國四川聯(lián)合大學研究人員從黃脊竹蝗體內(nèi)分離出一種類產(chǎn)堿假單胞菌(Pseudomonaspseudoaligenes),經(jīng)試驗證明對蝗蟲有很高的感染力和致死效果,并在草原蝗蟲防治中進行了試驗,滅蝗效果可達80%左右。此外,研究人員還篩選了幾株蘇云金芽孢桿菌,對草原蝗蟲有較強的感染力和致死效果。試驗證明細菌制劑對寄主專一,對其他動物和蝗蟲天敵安全,可選擇用于防控蝗蟲。4)植物源農(nóng)藥治蝗。植物源農(nóng)藥已廣泛應用于防治蔬菜、果樹、茶葉、煙草等作物的一些害蟲。近年來,我國專家開展了苦參堿、印楝素、魚藤酮等植物源農(nóng)藥對蝗蟲的防治試驗研究,通過室內(nèi)和田間試驗證明其對蝗蟲有較好的防治效果,并在草原蝗蟲防治中得到推廣應用。生物農(nóng)藥雖然殺蝗蟲速度較化學農(nóng)藥見效慢,但其不殺傷天敵,有利于保持田間的自然控制作用,符合環(huán)保和蝗區(qū)生物多樣性的要求,有很好的推廣應用前景。5)蝗蟲信息素治蝗。20世紀50年代,科學家開始主要針對非洲飛蝗和沙漠蝗開展信息素的研究,到目前已發(fā)現(xiàn)蝗蟲有多種信息素。如促成熟信息素、產(chǎn)卵聚集信息素、群居信息素和聚集信息素等。在聚集信息素方面,已證明沙漠蝗具有蝗蝻和成蟲2種不同的聚集信息素,并在非洲開展了利用信息素對沙漠蝗防治的試驗。應用信息素的主要作用是破壞飛蝗的群集行為,防止其群居起飛和遷飛。中國農(nóng)業(yè)大學在20世紀末開始對東亞飛蝗信息素的相關研究,目前已發(fā)現(xiàn)了多個行為信息化合物,可作為未來的生物治蝗產(chǎn)品的開發(fā)與應用。1.2b生物治東南角1)粉紅椋鳥治蝗。粉紅椋鳥(SturnusroseusLinnaeus)屬雀形目椋鳥科椋鳥屬,是遷徙性候鳥。粉紅椋鳥在我國新疆沿天山一帶的草原廣為分布,每年3~4月,從南亞的印度、斯里蘭卡一帶的越冬地飛行數(shù)千公里,來到我國新疆繁殖后代,雛鳥育成后遷徙返回。粉紅椋鳥是蝗蟲的天敵鳥類之一,以蝗蟲為主食,有很強的捕食能力。一般在筑巢15~20km范圍內(nèi)每日捕食蝗蟲120~180頭。據(jù)報道,每對成年鳥及其育成的雛鳥在1個防治期可以消滅蝗蟲達7萬頭以上。如果蝗蟲蟲口密度按30頭/m2計算,每1對粉紅椋鳥可防治蝗蟲面積達0.23hm2。在粉紅椋鳥捕食的地區(qū),蝗蟲密度明顯下降,對蝗蟲有很好的控制作用。從20世紀90年代初開始,我國新疆開始探索招引粉紅椋鳥來防治蝗蟲的技術。分別采用石頭堆砌、修建磚混結(jié)構鳥巢等方法,每年招引粉紅椋鳥的數(shù)量達到數(shù)十萬羽,有效控制蝗災面積達到6.67萬hm2。目前,粉紅椋鳥已經(jīng)沿新疆天山北坡自西向東逐步遷徙,種群數(shù)量不斷增加,分布范圍不斷擴大。利用人工筑巢招引粉紅椋鳥控制蝗災面積已經(jīng)達到66.67萬hm2。其生態(tài)效益和經(jīng)濟效益十分顯著,已成我國新疆生物治蝗的重要措施之一。2)牧雞、牧鴨治蝗。牧雞、牧鴨治蝗是應用家禽捕食昆蟲的生物學特性來控制蝗蟲種群增長以達到生態(tài)平衡的治蝗技術。據(jù)報道,不同的雞、鴨品種最多日捕食1~2齡期的蝗蟲數(shù)量從300頭到2000頭不等,隨著蝗蟲齡期的增長,采食蝗蟲的數(shù)量有所下降。近年來,在我國新疆、內(nèi)蒙古和青海等省、自治區(qū)的草原蝗蟲防治中,開始大力推廣牧雞、牧鴨治蝗技術,不僅能有效控制蝗蟲為害,減少牧草損失,而且不污染草原生態(tài)環(huán)境和牲畜,牧雞、牧鴨產(chǎn)生的雞糞、鴨糞還能夠增加草原土壤肥力,促進牧草良好生長。同時,牧雞、牧鴨通過取食蝗蟲育肥后,進入市場銷售,還能增加牧民的收入,實現(xiàn)生態(tài)效益、經(jīng)濟效益和社會效益的有機統(tǒng)一。但是,牧雞、牧鴨治蝗對地理條件有一定的選擇性,而且野外環(huán)境惡劣,在實施過程中選擇適合當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的雞、鴨品種和放牧措施對于長期開展牧雞、牧鴨治蝗具有重要實際意義。1.3其他國家的生態(tài)治東南角生態(tài)治蝗是通過改造蝗區(qū)生態(tài)環(huán)境、種植蝗蟲不喜食植物或保護與吸引天敵等技術來創(chuàng)造不利于蝗蟲棲息、繁殖,而有利于蝗蟲天敵繁殖的良性生態(tài)環(huán)境,從而減少蝗蟲滋生面積的治蝗技術。生態(tài)治蝗技術在我國應用比較早。在美國也提倡種植一些蝗蟲不喜食的植物,或者可以吸引天敵的植物來控制蝗蟲,其他國家應用生態(tài)治蝗技術的報道比較少。20世紀50年代末,我國提出了“改治并舉”的治蝗對策,通過改土整地,種植苜蓿、冬棗、中草藥等蝗蟲不取食的植物,或通過上棗下草,種植替代性特種植物等,提高植被覆蓋度等措施,改造了300萬hm2以上的蝗區(qū),有效壓縮了東亞飛蝗的滋生面積,取得了顯著成效。從1993年開始,我國進一步示范、推廣蝗蟲生態(tài)控制技術。如在山東、河北等沿?；葏^(qū),重點推廣了封育草場、蓄水養(yǎng)葦、墾荒植棉、種植苜蓿等改變植被為主的生態(tài)控制技術;在河北等的內(nèi)澇蝗區(qū)采取“排澇行洪—精耕細作—上糧下魚”技術模式改造蝗蟲滋生環(huán)境;在河南、山西等的河泛蝗區(qū)開展了種植大豆、油菜、蘆筍等蝗蟲非喜食作物來調(diào)整蝗區(qū)植被結(jié)構;安徽、天津等的濱湖蝗區(qū)利用加強對飛蝗黑卵蜂、蜘蛛、蛙類等蝗蟲天敵的保護利用技術來控制蝗蟲。近年來,四川省通過在甘孜地區(qū)種植沙棘來控制西藏飛蝗,也取得了較好的效果,產(chǎn)生了良好的生態(tài)效益。2天敵昆蟲防治技術應進一步發(fā)展近年來,蝗災在世界范圍內(nèi)頻繁發(fā)生,對農(nóng)、牧業(yè)生產(chǎn)安全和世界的糧食安全構成嚴重威脅,防治蝗蟲災害發(fā)生與蔓延顯得十分重要。目前,世界上大多數(shù)國家主要依靠噴灑化學農(nóng)藥來防治蝗災。盡管化學農(nóng)藥防控蝗災可以取得較快的防治效果。但是,大量使用化學農(nóng)藥不僅污染環(huán)境,而且造成蝗蟲天敵大量減少,導致蝗區(qū)的生態(tài)環(huán)境進一步惡化。因此,研究并推廣使用綠色治蝗技術,促進蝗災可持續(xù)治理顯得十分緊迫和重要。目前,已知可以寄生或捕食蝗蟲的天敵昆蟲有25種,其他可以捕食蝗蟲的動物有27種,寄生蝗蟲的病原微生物有10種以上,包括真菌、細菌、病毒、原生動物、線蟲、立克次氏體等,然而目前可用于防治蝗害的種類還不多。其中,發(fā)展最快、應用最廣泛的是綠僵菌和蝗蟲微孢子蟲。由于蝗蟲的綠色防治技術還不成熟、不配套,許多技術措施都還處于探討之中,在短時期內(nèi)還難以完全替代化學農(nóng)藥來防治蝗災。這需要科研工作者今后加強對蝗災綠色防治技術的研究工作。就我國而言,生態(tài)控制技術需要的投入較大,而且蝗蟲發(fā)生地多為荒野、濕地及草原地帶,通過大面積生態(tài)改造來控制蝗蟲的空間十分有限。招引粉紅椋鳥、牧雞、牧鴨等天敵保護利用