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农业论文

与美国对比分析草地贪夜蛾在我国的危害发展趋势

时间:2019年09月23日 所属分类:农业论文 点击次数:

摘要:草地贪夜蛾是一种重大入侵害虫,自入侵云南以来,迅速在我国传播,对我国的食品安全构成了严重威胁。文章通过对比中国与美国之间气候条件、耕作模式、转基因玉米种植、农民认知情况、农药使用水平等因素分析了草地贪夜蛾将在我国的危害发展趋势,以提

  摘要:草地贪夜蛾是一种重大入侵害虫,自入侵云南以来,迅速在我国传播,对我国的食品安全构成了严重威胁。文章通过对比中国与美国之间气候条件、耕作模式、转基因玉米种植、农民认知情况、农药使用水平等因素分析了草地贪夜蛾将在我国的危害发展趋势,以提高农业工作者对防治草地贪夜蛾的重视程度,进一步为我国防治草地贪夜蛾的工作提供理论依据。

  关键词:草地贪夜蛾;中美对比;发展趋势;防治差异

草地学报

  草地贪夜蛾俗称秋黏虫Spodopterafrugiperda(J.ESmith),属鳞翅目Lepidoptera夜蛾科Noctuidae灰翅夜蛾属Spodoptera,是一种原产于北美洲和南美洲地区的杂食性害虫(Storeretal.,2010),由于美洲与非洲之间频繁的跨海贸易往来(Goergenetal.,2016;Chapmanetal.,2017),草地贪夜蛾在2016年传入非洲,在非洲西南部大爆发,在随后的两年时间继续向东部蔓延,于2018年7月在印度被发现,相继蔓延到泰国、斯里兰卡、孟加拉、缅甸、越南、老挝等国家(郭井菲等,2018;刘刚,2019),并于2018年年底传入我国云南(姜玉英等,2019)。

  草地贪夜蛾的入侵给当地的粮食生产系统造成巨大的压力。在非洲玉米主产国中,草地贪夜蛾最高每年可导致2060万吨的玉米产量损失,占该区域总产量的53%,考虑到其同时可以为害甘蔗、水稻等农作物,已计算出在撒哈拉以南的非洲地区草地贪夜蛾每年经济损失高达130亿美元(Dayetal.,2017),给当地的经济和粮食安全问题造成了巨大的负面影响。

  玉米是草地贪夜蛾危害的主要农作物之一,中国是世界上玉米生产和消费第二大国家(农业农村部市场预警专家委员会,2018),据世界粮农组织(FAO)数据查询系统可知,2017年中国玉米种植面积约为4242.93万hm2,总产量为2592.34万吨。

  玉米不仅是加工程度最高的粮食作物,提供口粮资源和饲料资源,更是优良的工业原料。因此,保持玉米的正常供给,对促进我国经济健康发展有着极为重要的意义。草地贪夜蛾的入侵和扩散,对我国的玉米产业将造成重大影响。同时,草地贪夜蛾寄主植物高达353种,主要危害禾本科、菊科和豆科植物(Montezanoetal.,2018),也将会导致水稻、小麦、高粱、甘蔗、棉花、大豆和花生等其他粮食和经济作物的产量和质量下降。

  美国位于草地贪夜蛾的发源地美洲大陆,和我国大部分地区处于同一纬度,作物生长的气候条件类似,在防治草地贪夜蛾方面有着较长的历史和丰富的经验(BowlingandFlinchum,1968;Pitre,1986;BrookesandBarfoot,2017),早在1797年,SMITHJ.E等人就记载了草地贪夜蛾在美洲地区的发生(赵胜园等,2019),但近年来,关于草地贪夜蛾对美国玉米种植造成严重危害的新闻鲜有报道,因此有人可能会认为,草地贪夜蛾在我国的危害程度将不会严重。

  鉴于该外来种在非洲和南亚的为害程度,如果不能及时采取有效措施加以控制,其可能成为威胁中国粮食安全生产的毁灭性害虫。因此,我们结合相关资料文献,对比分析了中美两国之间的玉米种植与草地贪夜蛾防治水平的差异,以此推测草地贪夜蛾在我国的为害发展趋势,以期为我国进一步防控草地贪夜蛾提供理论依据。

  1在我国迅速传播危害现状

  草地贪夜蛾传入我国云南省后,中国热带地区也成为了该虫的虫源地,为保障我国粮食生产安全稳定,农业农村部紧急召开全国草地贪夜蛾防控工作视频会议,全面安排部署草地贪夜蛾防控工作;各级农业农村部门积极贯彻习近平总书记重要指示精神和李克强总理等中央领导同志批示要求,组建团队对草地贪夜蛾进行防控;中央财政紧急安排农业生产救灾资金5亿元支持地方组织开展草地贪夜蛾防控。

  农业农村部发布关于印发《全国草地贪夜蛾防控方案》,要求进一步落实粮食安全省长责任制,建立部门指导、省负总责、县抓落实的防控机制,坚决遏制草地贪夜蛾暴发成灾,赢得全年粮食和农业丰收主动权。由于草地贪夜蛾迁飞性强,繁殖速度快,截止到7月5日,草地贪夜蛾已经在全国20个省区市1128个县被发现,累计发生面积831万亩(中国网,2019),并继续在我国粮食主产区蔓延扩散。

  该虫对处于各个生长期的玉米均可危害,在没有防治的玉米田,一只幼虫便可危害整颗植株。草地贪夜蛾的扩散路线与我国的玉米种植带高度重合(吴秋琳等,2019),这将使我国玉米产业面临极大的威胁,造成养殖业饲料原材料严重不足,进而影响家畜家禽的产量;以及以玉米为原材料工业产品成本大幅提高。尤其在经过与美国持续的贸易战、非洲猪瘟的冲击后,畜牧行业可能将迎来饲料短缺这一新的挑战。

  2中美对比分析草地贪夜蛾将在我国严重发生的原因

  2.1与美国相比,南亚东南亚季风气候利于草地贪夜蛾迅速传播

  风是导致草地贪夜蛾长距离迁飞的主要因素之一,适宜条件下,草地贪夜蛾一晚可迁徙几百千米(Westbrooketal.,2016),和美国相比,中国的气候条件更适合草地贪夜蛾迅速的大面积传播。

  北美大陆面积远远小于欧亚大陆,冬季的冷高压和夏季的热低压都不明显,故季风也不明显(潘东勋和何玉启,2003),美国的玉米种植区域主要集中在五大湖以南的平原地区,气候类型为温带大陆性湿润气候,这种气候的风向和风力的季节变化不像温带季风气候那样明显,因此给草地贪夜蛾提供的迁飞动力较小。我国比邻世界上最大的海洋太平洋,因此海陆季风比其他任何地区都强,和处于同纬度的美国地区相比(马鹤年和丁一汇,1996),中国同时受到东亚季风和印度季风的影响(党建涛,2007),在中国的昆虫远距离迁飞中,这些季风起主导作用(Reynoldsetal.,1999;封传红等,2002;包云轩等,2009;谢杰,2009;LarsenandPedgley,2010)。

  入夏以来,孟加拉湾暖湿气流不断加强,盛行的西南季风将成为草地贪夜蛾从缅甸迁入我国南部地区的重要环境动力,因此我国将面临着丰富的迁入性虫源;同时,随着副高北抬、西南季风增强、雨带北移,草地贪夜蛾成虫由南方大量迁入长江中下游及黄淮海地区,危害我国玉米的主产区。

  在风的作用下,草地贪夜蛾成虫3-5d就能从华南地区迁飞至东北地区,这为草地贪夜蛾向我国北方区域性迁飞提供了良好的条件,冬季时,北方的草地贪夜蛾将回迁至我国南方温度在零度以上的地区,从而积累了丰富的虫源地。因此和美国相比,草地贪夜蛾在我国有更多的虫源地和更好迁飞条件,更可能在短时间内大爆发。

  2.2与美国相比,我国农业耕作模式利于草地贪夜蛾传播为害

  耕作模式的差异对玉米的产量和病虫害的发生有极大的影响(杨长成等,2013;师静云和曹晓云,2017),20世纪20年代初,美国已经建立起一个相当完整而庞大的以农业科研、推广、教育三位一体的农业科教体系。美国拥有耕地30亿亩,仅有96万人将农业作为第一职业(李若原,2010),其中以农业大户为主,大部分农户的耕地面积在3000亩以上,再加上美国具有完备的农业法规体系,健全的农药市场管理体制,职业农民多元化的培训体系、完善的信息化体系。

  因此当地农民受教育程度高,新的技术和研究成果通过教育可以很快的被接受和推广(史洁,2014),迄今为止,全美应用IPM(病虫害综合防治)面积占整个作物面积90%以上。美国在玉米上的保护性耕作系统发展为集耕作、秸秆覆盖、轮作、覆盖作物、病虫害防治等技术结合在一起的综合性生产系统,在面对草地贪夜蛾为害时,可做到统一规划,同时进行,大面积治理,在害虫发生时易切断虫源地,降低大区内虫口基数,大大降低了草地贪夜蛾对玉米产量的影响。

  和美国相比,我国是典型的小农经济型农业,据统计,全国小农户数量占到农业经营主体的96.1%以上,小农户经营耕地面积占总耕地面积的87%(阮文彪,2019),农民人均耕地面积仅为1.4亩。因人均耕地面积较少,地理、水文等自然条件的限制,我国耕地破碎化程度高,不同地区间种植模式差异较大。

  以玉米种植为例,中国玉米种植区域包含北方春播玉米区、黄淮海平原夏播玉米区、西北灌溉玉米区、西南山地玉米区、南方丘陵玉米区、青藏高原玉米区六大区域。其中,北方春播玉米区和黄淮海平原夏播玉米区共占全国玉米产量的60%,而西南山地玉米区和南方丘陵玉米区只分别占总产量的3%和5%(国家统计局,2018),因此这些地区多以小农户经营模式为主。

  再加上随着城镇化发展,农村劳动者离开农村谋求更高的经济收入,如此一来,农村剩余劳动力整体呈现出“老龄化”、“女性化”和“受教育程度低”等问题。在病虫害防治方面,由于地形复杂,不便于机械化操作,小户大多依靠传统的施药方式每天只能喷洒0.33~0.4ha,相比较大户无人机施药方式每天可喷洒农药33.33~40ha,防治效率很低,面对突然入侵我国的草地贪夜蛾,小农户很难第一时间制定良好的解决方案,农户之间的用药水平及环境因素差异,使得其种植区域虫害发展程度存在差异,难以统一对害虫进行规模化的综合防治,极易导致草地贪夜蛾在玉米种植区域内迅速传播,区域间随季风迁飞扩散。

  2.3和美国相比,我国非转基因玉米品种更利于草地贪夜蛾传播

  转基因玉米是全球种植面积第二大转基因作物,尤其在抗虫和抗除草剂方面发挥着重要的优势。自1996年转基因玉米首次在美国商业化种植以来,其种植面积增长迅速,19年间增长了300倍。目前,美国和巴西有85%的农民种植转基因玉米,其已被证明是一种控制草地贪夜蛾种群发展和为害的有效防治措施(Waquiletal.,2014)。

  2017年美国转基因作物的种植面积达到7500万ha,其中转基因玉米种植面积占玉米种植总面积的93%(张彦琴等,2016),虽然因转Bt抗虫基因作物的广泛运用,加上当地农民每周常喷洒Bt杀虫剂控制非转基因玉米和蔬菜上的草地贪夜蛾,使得草地贪夜蛾对表达蛋白为Cry系列蛋白的(例如Cry1Fa、Cry1Ac、Cry1A.105、Cry1F)等转基因玉米产生了一定的抗性(Storeretal.,2012),但对表达蛋白为vip系列的(如vip3Aa19e、Vip3Aa20)抗性频率很低(Bernardietal.,2015),因此转Bt基因玉米仍是国外控制草地贪夜蛾的主要手段(Burtetetal.,2017)。

  2.4与美国相比,我国农民对草地贪夜蛾的认知水平是导致其大面积发生的重要原因与美国专业化的农民对草地贪夜蛾的认知、防控相比,我国农民对草地贪夜蛾的认知和防控还处于较低的水平,这是导致草地贪夜蛾暴发的重要原因。

  3总结与展望

  草地贪夜蛾是一种世界性、迁飞性和毁灭性的重大害虫,纵观美国防治草地贪夜蛾的历史,其现代高效农业的种植模式对草地贪夜蛾进行统防联防,大量种植转基因玉米,用药科学且保护天敌,农民长期与草地贪夜蛾斗争,积累了丰富的防控经验,草地贪夜蛾的为害在美国得以有效控制。

  和美国相比,我国玉米的种植布局为草地贪夜蛾提供了丰富的食物资源,明显的季风气候为其种群区域性迁移和周年繁殖为害提供了良好的自然条件,同时,由于我国转基因玉米尚未商业化,农民在防治草地贪夜蛾上经验尚浅,需要大量使用化学农药用于草地贪夜蛾的应急防控,这会对本土天敌产生不利影响,进一步增强草地贪夜蛾的抗药性,为今后的防控工作增加了阻力。

  由此可见,草地贪夜蛾在我国的危害趋势依旧严峻,我们农业工作者切不可掉以轻心,需贯彻落实好“政府主导、属地管理、联防联控”防控工作机制,力争将草地贪夜蛾带来的危害损失率控制在5%,实现“虫口夺粮”。

  相关刊物推荐:《草地学报》是中国科学技术协会主管、中国草学会主办、中国农业大学草地研究所承办的草学领域高级中文学术刊物。