植物保護(hù)案例-BT棉與棉鈴蟲

案例3我國棉鈴蟲治理我國棉鈴蟲的發(fā)生危害棉鈴蟲Helicoverpaarmigera(Hübner)屬鱗翅目夜蛾科，是一種世界性害蟲，廣泛分布于亞洲、非洲、澳大利亞和歐洲等地區(qū)。在我國，各大棉區(qū)均有發(fā)生。棉鈴蟲屬多食性害蟲，我國已知的寄主植物有20多科200多種，除為害棉花外，還取食小麥、玉米、大豆、花生、番茄、辣椒等。20世紀(jì)70-80年代，棉鈴蟲呈間歇性暴發(fā)成災(zāi)。其中，1971、1972、1973、1978、1982和1990年棉鈴蟲在黃河流域和長江流域棉區(qū)的局部地區(qū)大發(fā)生。90年代初，棉鈴蟲在我國連續(xù)大暴發(fā)，嚴(yán)重制約了棉花及其他多種農(nóng)作物的生產(chǎn)。1992年棉鈴蟲在全國棉區(qū)空前大發(fā)生，持續(xù)時(shí)間之長、發(fā)生范圍之廣為歷史之最。1992年黃河流域各省皮棉損失率均在25%以上，全國棉鈴蟲造成的直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)100多億元。1993年棉鈴蟲繼續(xù)大發(fā)生，發(fā)生程度僅次于1992年。7-9月，由于我國棉區(qū)氣溫普遍偏低，且多風(fēng)雹、暴雨，對(duì)棉鈴蟲的發(fā)生數(shù)量有明顯抑制作用，使1993年棉鈴蟲發(fā)生呈前重后輕，逐代減輕的態(tài)勢(shì)。1994年全國棉區(qū)大部分氣溫持續(xù)偏高，降雨量偏少，出現(xiàn)嚴(yán)重旱情，氣象條件有利于棉鈴蟲的發(fā)生，棉鈴蟲的發(fā)生呈逐代遞增型。五代棉鈴蟲以往只有在個(gè)別年份發(fā)生，且基本不造成危害，1994年成為有史以來最高紀(jì)錄。1995、1997年全國棉區(qū)棉鈴蟲繼續(xù)偏重發(fā)生。2000年以來，全國各大棉區(qū)棉鈴蟲種群發(fā)生數(shù)量明顯減少、危害程度減輕。新中國建立以來，我國棉鈴蟲的防治大致經(jīng)歷了三個(gè)時(shí)期20世紀(jì)80年代以前：50-60年代，我國棉鈴蟲防治措施比較落后，很多地方還以人工捕捉幼蟲等傳統(tǒng)農(nóng)事操作為主。據(jù)記載，1965年河北全省發(fā)動(dòng)200萬群眾，逐株捉蟲，僅石家莊地區(qū)就捉了5億頭棉鈴蟲幼蟲。有機(jī)氯農(nóng)藥逐漸開始用于棉鈴蟲防治，至60年代末期成為棉鈴蟲主要防治手段。70年代，有機(jī)磷農(nóng)藥被大量用于棉鈴蟲防治。棉鈴蟲生物防治的研究和應(yīng)用也發(fā)展較快，保護(hù)利用瓢蟲、草蛉控制棉鈴蟲，試用Bt制劑、核型多角體病毒和青蟲菌防治棉鈴蟲。此外，利用楊樹枝把、黑光燈誘殺棉鈴蟲成蟲的方法在部分棉區(qū)得到推廣應(yīng)用。80年代，菊酯類化學(xué)農(nóng)藥大面積使用，在棉鈴蟲的防治中發(fā)揮著主要的作用。此外，種植誘集植物、成蟲誘殺、天敵保護(hù)、微生物農(nóng)藥使用等技術(shù)得到了普及推廣。新中國建立以來，我國棉鈴蟲的防治大致經(jīng)歷了三個(gè)時(shí)期20世紀(jì)90年代綜合防治時(shí)期：隨著棉鈴蟲對(duì)菊酯類農(nóng)藥等的抗性問題日益嚴(yán)重，綜合防治被認(rèn)為是棉鈴蟲防治的根本出路。提出了“一代監(jiān)測(cè)、二代保頂、三代保蕾、四代保鈴”為主的綜防新策略。2000年以來，主要是轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲棉（Bt棉花）種植應(yīng)用：1997年我國在黃河流域地區(qū)正式商業(yè)化種植Bt棉花，2000年長江流域地區(qū)開始種植應(yīng)用，目前上述兩大棉區(qū)Bt棉花的種植比率接近100%。Bt棉花對(duì)田間棉鈴蟲種群的控制效果明顯，已成為我國棉鈴蟲防治的主要途徑。棉鈴蟲的生活習(xí)性成蟲多在夜間羽化，19:00時(shí)至次日2:00時(shí)羽化最多，少數(shù)在白天上午羽化。棉鈴蟲雌蛾比雄蛾早羽化1-2d，每一代開始雌蛾多于雄蛾，當(dāng)雌蛾與雄蛾的比例接近1:1或蛾量突然上升時(shí)則為當(dāng)代棉鈴蟲的發(fā)生高峰。后期雄蛾顯著多于雌蛾。羽化后當(dāng)夜即可交配，一生可交尾1-5次。羽化后第2-5d開始產(chǎn)卵，產(chǎn)卵期一般5-10d，越冬代和末代稍長一些。成蟲交尾、產(chǎn)卵和取食花蜜等活動(dòng)主要在夜間進(jìn)行，一般有3次明顯的飛翔活動(dòng)時(shí)間。第一次在日落后3h內(nèi)，約在18:00-21:00時(shí)，多在開花的蜜源植物上邊飛翔邊取食，稱為黃昏飛翔。第二次在1:30-4:00時(shí)，主要是覓偶和交尾，稱為婚飛。第三次在黎明前，找尋隱蔽處所，稱為黎明飛翔。日出后停止飛翔活動(dòng)，棲息于棉葉背面、花冠內(nèi)和玉米、高粱心葉內(nèi)或其他植物叢間。成蟲飛翔能力強(qiáng)，往往在植株的中部或上部穿飛。對(duì)黑光燈和半干的楊柳枝葉有較強(qiáng)趨性，而對(duì)糖醋液的趨性較差。成蟲繁殖的最適溫度是25-30℃。雌蛾平均懷卵量超過1200粒，產(chǎn)卵率高達(dá)97％以上。成蟲產(chǎn)卵期常與寄主的孕蕾開花期吻合。卵散產(chǎn)在棉株上，產(chǎn)卵部位隨寄主種類不同而異。同種寄主植物上的產(chǎn)卵部位又因代別而有變化。如6月中、下旬的二代棉鈴蟲卵主要分布在頂梢、嫩葉正面、幼蕾、苞葉及嫩莖上，占總卵數(shù)的80％以上。7、8月份的三、四代棉鈴蟲卵多產(chǎn)在群尖、上部幼蕾和嫩葉上。棉鈴蟲的生活習(xí)性卵的孵化率一般為80%-100％。卵歷期一般2-4d。幼蟲經(jīng)常在一個(gè)部位取食少許即轉(zhuǎn)移到他處為害，常隨蟲齡增長，由上而下從嫩葉到蕾、鈴依次轉(zhuǎn)移為害。幼蟲轉(zhuǎn)移為害時(shí)刻主要在早晨5:30-19:30時(shí)，尤以早晨5:30-12:00時(shí)最為頻繁。初孵幼蟲通常先吃掉卵殼，然后轉(zhuǎn)移到葉背棲息，當(dāng)天不食不動(dòng)，翌日大多轉(zhuǎn)移到中心生長點(diǎn)、幼蕾、苞葉內(nèi)或上部果枝嫩梢上取食，第三天蛻皮。蛻皮前不食不動(dòng)。一至二齡若受驚動(dòng)有吐絲下墜的習(xí)性。主要為害生長點(diǎn)和幼蕾。生長點(diǎn)嚴(yán)重受害后頂心出現(xiàn)黑褐色，然后壞死，使棉株不能繼續(xù)生長，隨后頂部長出許多分岔，形成“多頭棉”。幼蕾受害后變黃、脫落。三齡以后多鉆入蕾、花、鈴內(nèi)為害。在蕾期幼蟲通過苞葉或直接蛀入蕾中取食，蟲糞排出蕾外，被害蕾蛀孔較大，直徑約5mm，被害蕾苞葉張開，變?yōu)辄S色而脫落。在花期幼蟲鉆入花中取食花粉和花柱或從子房基部蛀入為害，被食害花一般不能結(jié)鈴。在鈴期幼蟲從青鈴基部蛀入，往往蛀食一空，留下鈴殼，有時(shí)僅取食一到數(shù)室，留下的其他各室也引起腐爛。蛀食鈴時(shí)蟲體大半外露，蟲糞也排在鈴?fù)?。部分三至四齡幼蟲在9:00時(shí)前后有鉆出蕾、鈴爬到葉面的習(xí)性。每次蛻皮前幼蟲自食料中爬出，靜止不動(dòng)，也不取食，約半天左右開始蛻皮。大部分幼蟲將所蛻的皮吃掉，僅留頭殼。幼蟲齡數(shù)多少與食料種類和環(huán)境條件有關(guān)。如取食棉花蕾、鈴的5齡與6齡各半，有時(shí)以5齡為主，取食豌豆、向日葵果實(shí)的以5齡為主。取食玉米嫩穗、小麥嫩粒和番茄果實(shí)的以6齡為主。在同樣溫度下，幼蟲歷期也隨食料而異。一般食番茄的歷期長，食向日葵、豌豆的歷期短，而食棉花、小麥的介于兩者之間。各齡幼蟲大致歷期為：一齡2-5d，二齡2-4d，三齡2-3d，四齡2-4d，五齡2-3d，六齡2-5d。幼蟲歷期12-24d。棉鈴蟲的生活習(xí)性幼蟲老熟后多在9:30-12:00時(shí)左右吐絲下墜入地筑土室化蛹。入土前停食0.5-4h，并排空體內(nèi)糞便。土室直徑約10mm，長約20mm，土室一般在離棉株25-50cm的疏松土中，入土深度2.5-6cm，最深達(dá)9cm，僅個(gè)別的在枯鈴或青鈴內(nèi)化蛹?；记坝幸活A(yù)蛹期，一般1-3d。蛹期10-14d，因性別而有不同。一般雌蟲蛹期短于雄蟲，因此每代蛾子的羽化，前期雌多于雄，后期相反雄多于雌，而在高峰期雌雄比例相近。棉鈴蟲以滯育蛹越冬，出現(xiàn)50％的滯育蛹的時(shí)期，長江流域的湖北、江蘇多在9月上、中旬至10月上旬，黃河流域多在9月上、中旬，新疆在9月上旬。決定出現(xiàn)滯育蛹的主要因素是光照長短，溫度和食料也十分重要。棉鈴蟲幼蟲在25℃的適溫下，日光照14h是決定蛹滯育的臨界點(diǎn)，此時(shí)有50％的蛹滯育；光照短于14h，蛹全部滯育。較低的溫度會(huì)延長引起滯育的光照期，在20℃時(shí)滯育的臨界光照期介于14-15h，在25℃時(shí)介于13-14h，而在28℃時(shí)即使幼蟲經(jīng)每晝夜12h的短光照期，滯育蛹仍不到50％。食料對(duì)棉鈴蟲種群滯育臨界期出現(xiàn)遲早也有明顯的影響，如幼蟲取食棉鈴、番茄等食料引起滯育的光照臨界期比取食棉葉的短。根據(jù)棉鈴蟲適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂虻臏?、抗寒特點(diǎn)，我國棉鈴蟲被劃分為4個(gè)地理型：熱帶型，亞熱帶型、溫帶型、新疆型。隨緯度升高，過冷卻點(diǎn)降低，抗寒能力增強(qiáng)。熱帶型棉鈴蟲分布在我國華南地區(qū)，沒有滯育能力；亞熱帶型棉鈴蟲分布在長江流域，少數(shù)具有滯育能力；溫帶型棉鈴蟲分布在黃河流域，具有滯育能力；新疆型棉鈴蟲分布在新疆，具有滯育能力。棉鈴蟲不能在我國東北越冬，但具有長距離遷飛能力，東北棉鈴蟲種群是從黃河流域遷飛過去的[10]。棉鈴蟲的發(fā)生規(guī)律棉鈴蟲在各棉區(qū)年發(fā)生代數(shù)由北向南逐漸增多，在北緯40度以北地區(qū)，包括遼河流域棉區(qū)、新疆、甘肅、河北北部、山西北部一年發(fā)生3代，部分2代，少數(shù)4代。北緯32度-40度的黃河流域棉區(qū)及部分長江流域棉區(qū)包括河北省大部、河南、山東全省、山西東南部、陜西關(guān)中、湖北北部、安徽北部和江蘇北部等棉區(qū)，每年發(fā)生4代，有的年份有不完整的5代。北緯25度-32度的長江流域棉區(qū)，包括江蘇、浙江、湖北荊州、黃岡、江西九江、南昌、安徽南部、湖南洞庭湖地區(qū)和四川中部等棉區(qū)，每年發(fā)生5代，有的年份出現(xiàn)不完整的6代。北緯25度以南的華南棉區(qū)，包括廣東曲江、廣西柳州、湖南南部和云南開遠(yuǎn)每年發(fā)生6代，在云南部分地區(qū)，可發(fā)生7代，冬季蛹不滯育。在新疆地區(qū)，越冬蛹5月開始羽化，一代成蟲產(chǎn)卵高峰期南疆在6月上旬，北疆在6月中旬，主要產(chǎn)在胡麻、豌豆、早番茄、直播玉米等作物上，此外紫草、曼陀羅上也有。二代產(chǎn)卵高峰南疆在7月上、中旬，北疆在7月中旬，主要產(chǎn)在玉米、棉花、番茄、煙草、辣椒等植物上，三代產(chǎn)卵高峰均在8月，主要產(chǎn)在玉米、煙草、棉花、晚番茄、高粱上。棉鈴蟲的發(fā)生規(guī)律黃河流域棉區(qū)以滯育蛹越冬，至4月中下旬始見成蟲，一代幼蟲主要為害小麥、豌豆、越冬豆科綠肥苜蓿、苕子、早番茄等，為害盛期為5月中下旬。二代幼蟲為害盛期在6月下旬至7月上旬，主要為害棉花，其他寄主還有番茄、苜蓿等。三代幼蟲為害盛期在7月下旬至8月上旬，發(fā)生期延續(xù)的時(shí)間長，主要為害棉花、玉米、豆類、花生、番茄等。四代幼蟲除為害上述作物外，還為害高粱、向日葵及苜蓿等豆科綠肥，部分非滯育蛹當(dāng)年羽化，并可產(chǎn)卵、孵化，但幼蟲因溫度逐漸降低不能滿足其發(fā)育而死亡。長江流域棉區(qū)越冬蛹4月底至5月初羽化，第一代幼蟲主要為害小麥、豌豆、苕子、茼麻和錦葵科植物。棉花、玉米、芝麻和冬瓜等是二至四代幼蟲的主要寄主。四代成蟲始見于9月上中旬。五代幼蟲發(fā)生于9月下旬至11月上旬，主要在秋玉米、高粱、向日葵及菜豆等蔬菜及其他寄主上為害。以五代滯育蛹越冬。棉鈴蟲在棉田發(fā)生時(shí)間和為害輕重，因地區(qū)、代別和年份不同而有明顯差異。遼寧和新疆以第二代為害較重，黃河流域棉區(qū)常年是第二、三代為害嚴(yán)重，少數(shù)年份第四代發(fā)生量大，主要為害夏播棉和晚熟棉花。長江流域棉區(qū)為間歇性大發(fā)生，常以第三、四代為害嚴(yán)重。大氣環(huán)流溫濕度降雨

昆蟲行為風(fēng)、溫場(chǎng)溫度、光周期與強(qiáng)度濕度、氣壓、降雨越冬北界作物地理分布影響昆蟲遷飛的主要因素棉鈴蟲的遷飛蒙古高原長白山脈太行山脈黃淮和華北平原Wheat東北平原春小麥、水稻、玉米、大豆等冬小麥,、棉花、玉米、花生等昆蟲遷飛的必經(jīng)之地遷飛走廊渤海黃海北隍城島（38°23′N，120°54′E）監(jiān)測(cè)地點(diǎn)面積2.6km2居民2167平均山高50.0m海岸線10.3km該島以漁業(yè)為主，遠(yuǎn)離農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)、不進(jìn)行農(nóng)事操作、無本土農(nóng)業(yè)害蟲滋生；在該島上發(fā)現(xiàn)的棉鈴蟲、粘蟲等重要農(nóng)業(yè)害蟲，均是由陸地遷飛過來的。氣象探測(cè)和垂直雷達(dá)探照燈誘蟲器掃描昆蟲雷達(dá)監(jiān)測(cè)位置傳統(tǒng)的研究方法，不能提供昆蟲高空飛行的直接證據(jù)，且易受外界環(huán)境的干擾，往往失去監(jiān)測(cè)預(yù)警的現(xiàn)實(shí)意義。標(biāo)記釋放回收低空網(wǎng)捕地面誘蟲器監(jiān)測(cè)工具：昆蟲雷達(dá)站點(diǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)網(wǎng)1986199820042010昆蟲雷達(dá)40年代80年代21世紀(jì)初軍事雷達(dá)60年代2007更大范圍的取樣空間；受外界環(huán)境干擾?。挥啥ㄐ苑治龅蕉糠治龅霓D(zhuǎn)變。監(jiān)測(cè)工具：昆蟲雷達(dá)雷達(dá)監(jiān)測(cè)室信號(hào)產(chǎn)生信號(hào)發(fā)射主機(jī)存儲(chǔ)系統(tǒng)天線PPI顯示器圖形采集卡PCI控制器VGA信號(hào)數(shù)字信號(hào)顯示監(jiān)測(cè)工具：昆蟲雷達(dá)insectprecipitation飛行速度種群密度定向方位目標(biāo)判別飛行高度監(jiān)測(cè)工具：昆蟲雷達(dá)

Windows探空氫氣球無線探空儀燈籠測(cè)風(fēng)經(jīng)緯儀信號(hào)接收儀信號(hào)轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)低空氣溫低空風(fēng)向地面氣象參數(shù)低空風(fēng)速昆蟲飛行參數(shù)與氣象數(shù)據(jù)的矢量分析氣象探測(cè)系統(tǒng)樣品保存昆蟲分類昆蟲分類卵巢解剖燈光誘蟲試蟲收集標(biāo)本制作燈光誘蟲系統(tǒng)區(qū)域蟲情和氣象數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)軌跡分析系統(tǒng)

誘導(dǎo)起飛：當(dāng)溫度、風(fēng)向、風(fēng)速適合時(shí)，誘導(dǎo)昆蟲大規(guī)模起飛。

起飛時(shí)間：黃昏朦影時(shí)刻起飛，21點(diǎn)左右達(dá)遷出高峰。

分布方式：與風(fēng)向平行的帶狀或多邊行網(wǎng)格分布。無風(fēng)或微風(fēng)風(fēng)速較大大規(guī)模起飛昆蟲遷飛的行為機(jī)制Ⅰ：起飛

被動(dòng)散布：小型昆蟲（稻飛虱等）克服上升氣流的能力弱，被迫在低溫邊界層（1500～2000m）聚集成層。

主動(dòng)選擇：大型昆蟲（棉鈴蟲等）克服上升氣流的能力強(qiáng)，通過加速或停止振翅，主動(dòng)選擇在溫度、風(fēng)向、風(fēng)速合適的高度飛行。昆蟲遷飛的行為機(jī)制Ⅱ：成層風(fēng)向位移方向漂移補(bǔ)償角度頭部指向AutumnSpringandsummerDisplacementdirectionWinddirection春夏：風(fēng)向>45°時(shí)，頭部逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)；風(fēng)向<45°時(shí)，頭部順時(shí)針偏轉(zhuǎn)。秋季：風(fēng)向>225°時(shí)，頭部逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)；風(fēng)向<225°時(shí)，頭部順時(shí)針偏轉(zhuǎn)。昆蟲遷飛的行為機(jī)制Ⅲ：定向遷入地

主動(dòng)：適宜氣候條件

被動(dòng)：極端天氣（暴雨等）降雨前降雨后昆蟲遷飛的行為機(jī)制Ⅳ：降落秋季春夏季

春夏：主要隨西南氣流向東北農(nóng)業(yè)區(qū)遷飛。

秋季：主要隨東北風(fēng)向西南地區(qū)遷飛。昆蟲遷飛的行為機(jī)制Ⅴ：遷飛軌跡遷飛蟲量為什么20世紀(jì)90年代初棉鈴蟲會(huì)特大暴發(fā)？氣候干旱：棉鈴蟲耐干旱能力強(qiáng)，在干燥氣候條件下存活率和繁殖率高。我國長江流域降雨量較多，本不是棉鈴蟲的常發(fā)區(qū)，但是如遇到干旱氣候，棉鈴蟲會(huì)大發(fā)生。如湖北荊州資料顯示，7月、8月上、中旬三、四代棉鈴蟲大發(fā)生，這兩個(gè)月的降水量均在60mm以下。70年代初和90年代初長江流域較干旱，這兩個(gè)階段棉鈴蟲在這個(gè)區(qū)域大發(fā)生。1994年7月下旬至9月上旬整個(gè)長江流域出現(xiàn)連續(xù)約50天的干旱無雨期，造成四代棉鈴蟲在當(dāng)?shù)靥卮蟊┌l(fā)。長江流域的高密度三代成蟲擴(kuò)散波及黃河流域，使其中南部第四代棉鈴蟲大發(fā)生。黃河流域棉區(qū)，在棉鈴蟲發(fā)生期間，常年氣候較干旱，有利于其種群發(fā)生，是棉鈴蟲的常發(fā)區(qū)。由于棉鈴蟲在土壤中化蛹，在蛹期降雨量大的年份，蛹的死亡率高，對(duì)下一代棉鈴蟲有明顯的抑制作用。分析河南新鄉(xiāng)棉區(qū)的棉鈴蟲和氣象歷史資料發(fā)現(xiàn)，當(dāng)蛹期降雨量超過100mm時(shí)，下一代棉鈴蟲在棉田的發(fā)生就輕；而雨量適中、分布均勻、無旱象的年份，則對(duì)其發(fā)生更有利。1991年冬季普遍偏暖，利于棉鈴蟲越冬蛹存活；1992年春天溫度回升快，黃河流域2月份氣溫高出歷史均值的2-10℃，而且上升平穩(wěn)，5月上旬各地普降小到中雨，利于越冬蛹的羽化，使一代蛾量和幼蟲量高；5、6月份一二代發(fā)生期間，氣溫偏高、雨量均勻，沒有災(zāi)害性天氣，利于種群繁衍，促使當(dāng)年棉鈴蟲特大暴發(fā)。1993年，冀、魯、豫3省交界的主產(chǎn)棉區(qū)第二代棉鈴蟲發(fā)生量與特大發(fā)生的1992年相當(dāng)，到第三代棉鈴蟲發(fā)生期的7月上中旬，該棉區(qū)連續(xù)下雨或暴雨，部分棉田短期被淹，使當(dāng)年第三代棉鈴蟲發(fā)生量顯著低于1992年。由于棉田濕度大，使第四代棉鈴蟲的發(fā)生程度不但輕，而且被白僵菌寄生率達(dá)90%以上，基本為自然條件所控制。為什么20世紀(jì)90年代初棉鈴蟲會(huì)特大暴發(fā)？抗藥性高：世紀(jì)60年代開始應(yīng)用滴滴涕（DDT）防治棉鈴蟲，到70年代中期，河南新鄉(xiāng)棉區(qū)的棉鈴蟲對(duì)DDT產(chǎn)生了25-30倍的抗藥性，70年代末河南、河北省棉區(qū)棉鈴蟲對(duì)DDT產(chǎn)生了115-136倍的高抗藥性。1980年以后菊酯類殺蟲劑開始試驗(yàn)并推廣應(yīng)用于棉鈴蟲的防治，到1990年河南新鄉(xiāng)棉區(qū)棉鈴蟲對(duì)溴氰菊酯的抗性與1980年相比增長100倍左右。如1980年溴氰菊酯稀釋3000倍，防治棉鈴蟲效果高達(dá)100%，持續(xù)藥效可達(dá)10-15天，到1986年需用1500倍稀釋液才能獲得理想效果，到1990年田間應(yīng)用1000倍液對(duì)棉鈴蟲的防治效果僅在90%左右，持續(xù)藥效也只有5天左右。過量施用化學(xué)農(nóng)藥，使棉鈴蟲抗藥性迅速增長，進(jìn)而加大用藥量和次數(shù)，使得抗藥性問題更加嚴(yán)重，造成棉鈴蟲無法控制的惡性循環(huán)是上世紀(jì)90年代初棉鈴蟲大暴發(fā)的一個(gè)重要原因。為什么20世紀(jì)90年代初棉鈴蟲會(huì)特大暴發(fā)？食物資源豐富：棉鈴蟲是多食性害蟲，在各代棉鈴蟲發(fā)生期間，由于各棉區(qū)棉花種植方式和其他作物布局不同，使棉鈴蟲在棉田和其他作物上的發(fā)生情況有所差異。自1980年以后，麥、棉間作和夏播棉面積迅速擴(kuò)大，春玉米面積縮小而夏玉米面積擴(kuò)大，棉花生育期推遲、秋桃數(shù)量增加，使三、四代棉鈴蟲食物資源豐富。棉花與各種豆類、芝麻、蔬菜作物套種，棉花秸稈拔除時(shí)間晚，土地不能徹底耕翻，使蛹的成活率提高，有利于棉鈴蟲在棉田的大發(fā)生。連續(xù)多年的棉區(qū)作物布局和種植方式的變化，使棉鈴蟲的寄主作物面積擴(kuò)大，生長周期延長，在一年之中棉鈴蟲的發(fā)生期比往年出現(xiàn)提早同時(shí)又延長。為什么1990年代提出“一代監(jiān)測(cè)、二代保頂、三代保蕾、四代保鈴”的棉鈴蟲綜合防治對(duì)策？上世紀(jì)90年代初中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所發(fā)展了我國棉鈴蟲的綜合防治對(duì)策與技術(shù)體系，以當(dāng)時(shí)國內(nèi)最大棉區(qū)、棉鈴蟲常發(fā)區(qū)——黃河流域地區(qū)為例，提出了“一代監(jiān)測(cè)、二代保頂、三代保蕾、四代保鈴”的棉鈴蟲綜合防治策略。一代監(jiān)測(cè)：一代棉鈴蟲絕大多數(shù)在麥田為害。越冬代成蟲發(fā)生期與小麥抽穗期基本吻合，雌蟲將卵產(chǎn)在麥穗上。初孵幼蟲鉆入穎殼取食內(nèi)表皮和花器，很難發(fā)現(xiàn)。2-3齡以后，幼蟲鉆出穎殼，藏在麥穗的小穗縫隙處，咬破穎殼取食正在灌漿的麥粒，直至幼蟲老熟一直蛀食麥粒。常年棉鈴蟲在麥田發(fā)生密度很低，每平方米少于1頭，對(duì)小麥不造成明顯損失。只有在大發(fā)生年幼蟲密度達(dá)10-20頭/m2時(shí)，對(duì)小麥產(chǎn)量才有一定影響。因此，在麥田防治棉鈴蟲很難獲得收益，卻會(huì)殺傷大量麥田天敵，是不符合IPM原則的。有一種意見認(rèn)為，麥田棉鈴蟲是第二代棉鈴蟲在棉田的主要蟲源，防治麥田第一代是為了壓低棉田第二代棉鈴蟲的蟲口。但是實(shí)踐證明麥田防治棉鈴蟲并未明顯減輕第二代棉鈴蟲對(duì)棉田的壓力。如1993年雖然在麥田大面積防治棉鈴蟲，仍沒有減少棉田的防治次數(shù)、防治規(guī)模和用藥量。這是因?yàn)辄S河流域麥田面積很大，一般是棉田的4-10倍，在大發(fā)生條件下，即使普遍開展麥田棉鈴蟲的防治工作，麥田的殘蟲羽化后集中到棉田產(chǎn)卵，仍會(huì)構(gòu)成第二代在棉田的高密度種群。因此，對(duì)第一代棉鈴蟲的策略主要是搞好麥田的蟲情監(jiān)測(cè)，由此預(yù)測(cè)第二代棉鈴蟲在棉田的發(fā)生程度。為什么1990年代提出“一代監(jiān)測(cè)、二代保頂、三代保蕾、四代保鈴”的棉鈴蟲綜合防治對(duì)策？二代保頂：二代棉鈴蟲危害棉莖頂端、棉蕾和嫩葉。在氣溫偏高、棉花生長較快時(shí)，棉鈴蟲僅危害棉莖尖端周圍的幼芽葉，使葉片殘破，而生長點(diǎn)未受害，棉莖能繼續(xù)生長。在棉鈴蟲早發(fā)生年份，幼蟲為害時(shí)氣溫偏低，棉莖生長慢，頂尖生長點(diǎn)常遭破壞，形成斷頭棉，斷頭以下3-4個(gè)葉腋處長出粗壯的徒長枝杈，上面只有葉片而不見蕾、花，使棉株嚴(yán)重減產(chǎn)，農(nóng)民稱之為“公棉花”，這是二代棉鈴蟲對(duì)棉花的最大危害。1992年棉鈴蟲造成棉花嚴(yán)重減產(chǎn)，主要是頂尖被害所致。春播棉在二代棉鈴蟲發(fā)生期有較強(qiáng)的補(bǔ)償能力，基部果枝上的蕾被害脫落后，會(huì)促進(jìn)中部果枝長出更多的蕾，這些蕾雖然發(fā)育遲些，但仍屬于“遲伏桃”，能正常成熟。因此本階段一定程度的蕾受害脫落并不導(dǎo)致減產(chǎn)。二代棉鈴蟲的防治對(duì)策主要應(yīng)保護(hù)棉莖頂尖不受害，對(duì)于蕾的被害，只要棉鈴蟲幼蟲數(shù)量得到適度控制，可以利用棉花本身的補(bǔ)償能力來保證所需要的蕾數(shù)。為什么1990年代提出“一代監(jiān)測(cè)、二代保頂、三代保蕾、四代保鈴”的棉鈴蟲綜合防治對(duì)策？三代保蕾：三代棉鈴蟲發(fā)生期，適合其取食產(chǎn)卵的寄主植物明顯增多。二代棉鈴蟲蛾羽化后除在棉田產(chǎn)卵外，還大量分散到玉米、花生、豆類、芝麻和多種蔬菜等作物上產(chǎn)卵，使三代在棉田的發(fā)生量明顯減少。在常發(fā)生年三代棉鈴蟲在有些棉田的幼蟲發(fā)生量降低到防治指標(biāo)以下，因此只需要局部用殺蟲劑加以控制。但這時(shí)棉花的補(bǔ)償能力已大大下降，蕾和幼鈴的受害對(duì)產(chǎn)量有直接影響，必須嚴(yán)格按防治指標(biāo)展開藥劑防治。三代卵和初孵幼蟲分散到棉花的群尖周圍，與二代主要集中在主莖頂尖周圍不同，噴藥時(shí)要比二代細(xì)致周到，才能收到良好防治效果。簡而言之，三代棉鈴蟲的防治對(duì)策以保蕾為主。四代保鈴：四代棉鈴蟲蛀食棉鈴，被蛀部分以后形成僵瓣，在多雨潮濕的條件下，受害鈴容易霉?fàn)€脫落。這個(gè)階段棉鈴蟲幼蟲的天敵較多，常起到重要的自然控害作用。較突出的如在溫度偏高、多雨條件下，幼蟲被白僵菌和擬深綠青霉菌大量寄生，有的年份和地區(qū)寄生率超過90%，可以基本不用農(nóng)藥防治，還使越冬蛹的密度大減而越冬死亡率上升。但在干旱年份棉鈴蟲大發(fā)生時(shí)，自然控制作用就不那么明顯，必須認(rèn)真開展農(nóng)藥防治?？傊?，四代棉鈴蟲的防治對(duì)策以保鈴為主。1992年使河南新鄉(xiāng)縣5萬畝棉花免受棉鈴蟲猖獗危害，較非示范區(qū)增產(chǎn)40-60%，防治成本降低25%，成為全國唯一在棉鈴蟲暴發(fā)年份大面積成功控制棉鈴蟲危害的綜合防治典范。Bt棉花種植對(duì)棉鈴蟲種群發(fā)生有什么樣的調(diào)控作用？Bt棉花和常規(guī)棉花上棉鈴蟲落卵量沒有顯著差異，而Bt棉花上棉鈴蟲幼蟲發(fā)生密度顯著減少。這表明，Bt棉花對(duì)棉鈴蟲成蟲產(chǎn)卵選擇習(xí)性沒有影響，而能有效控制幼蟲數(shù)量。Bt棉花種植以后，棉花及其他作物（玉米、花生、大豆、蔬菜等）上棉鈴蟲種群發(fā)生數(shù)量明顯下降，并與Bt棉花種植比率的提升呈顯著負(fù)相關(guān)。這說明，Bt棉花的種植不僅有效控制了Bt棉田棉鈴蟲種群，而且明顯減輕了其他非轉(zhuǎn)基因寄主作物上棉鈴蟲的為害，從而減少了這些作物上化學(xué)農(nóng)藥的使用量。Bt棉花種植之前，黃河流域地區(qū)棉花上棉鈴蟲一般發(fā)生三代（2-4代），世代重疊現(xiàn)象嚴(yán)重；隨著Bt棉花的種植，現(xiàn)在僅2代棉鈴蟲有一定發(fā)生，3、4代發(fā)生數(shù)量極低，各世代產(chǎn)卵持續(xù)時(shí)間和產(chǎn)卵量顯著下降，幾乎不再存在世代重疊現(xiàn)象。Bt棉花能對(duì)棉鈴蟲區(qū)域性控制的主要原因是：棉鈴蟲一代成蟲主要把卵產(chǎn)在棉花上，棉田成為其他作物上隨后各代棉鈴蟲的蟲源地。Bt棉花殺死了大部分的棉鈴蟲二代幼蟲，從而壓低了其他作物上的蟲源基數(shù)。對(duì)整個(gè)棉鈴蟲種群來說，Bt棉花成了一個(gè)致死性的誘集植物。因此，Bt棉花種植使整個(gè)種植區(qū)內(nèi)多種作物上棉鈴蟲種群發(fā)生得到了有效控制。為什么要采用“高劑量/庇護(hù)所”策略預(yù)防棉鈴蟲對(duì)Bt棉花的抗性？與化學(xué)農(nóng)藥的使用一樣，隨著Bt棉花的大面積推廣應(yīng)用，棉鈴蟲等靶標(biāo)害蟲在持續(xù)的選擇壓力下，會(huì)對(duì)Bt殺蟲蛋白逐步產(chǎn)生抗性，最終將導(dǎo)致Bt棉花對(duì)靶標(biāo)害蟲失去控制作用。建立靶標(biāo)害蟲抗性預(yù)防性治理對(duì)策與技術(shù)體系是保障Bt棉花可持續(xù)利用的基本前提。美國、澳大利亞、加拿大等國家普遍采用的是“高劑量/庇護(hù)所”策略。通過頒布政府法規(guī)，強(qiáng)制性要求棉農(nóng)在Bt棉花周圍種植一定比例的普通棉花作為庇護(hù)所，“庇護(hù)所”上產(chǎn)生的敏感種群和Bt棉花上存活下來的抗性種群間隨機(jī)交配產(chǎn)生抗性雜合子，再通過“高劑量”Bt棉花殺死抗性雜合子，從而防止或延緩靶標(biāo)害蟲對(duì)Bt棉花產(chǎn)生抗性。如果Bt棉花中Bt殺蟲蛋白表達(dá)量不能達(dá)到“高劑量”，則要求“庇護(hù)所”的比例大大提高。為什么要采用“高劑量/庇護(hù)所”策略預(yù)防棉鈴蟲對(duì)Bt棉花的抗性？