甘蔗螟虫是甘蔗上的主要害虫,俗称钻心虫。 田间为害的甘蔗螟虫主要有甘蔗二点螟Chilo infuscatellus Snellen 、条螟Proceras venosatum Walker、黄螟Tetramoera schistaceana Snellen、大 螟Sesamia inferens walker、白螟Tryporyza intacta Snellen、台湾稻螟Chilo auricilius Dudgeno、亚洲 玉米螟Ostrinia furnacalis Guenee 和甘蔗木蠹蛾 Phragmataecia sp.等[1],在田间,这几种螟虫通常 混合发生。甘蔗螟虫能钻入甘蔗幼苗和蔗茎进行侵 蚀为害。在苗期,幼虫入侵甘蔗生长点部位,造成 枯心苗;在甘蔗生长中后期则为害蔗茎,破坏茎内 组织,降低蔗糖分,并容易造成风折或枯梢,降低 产量;此外,虫害伤口处还易诱发赤腐病等病害。 目前使用化学药剂,尤其是颗粒剂来防治甘蔗螟 虫,虽然对甘蔗苗期螟害起到了一定的控制作用, 但由于甘蔗生长期长,螟虫发生种类多、为害时间 长,化学药剂很难控制整个甘蔗生长时期的螟害, 尤其是甘蔗生长中后期,蔗林茂密,化学防治较难 实施。同时,长期使用化学药剂,易导致害虫产生 抗药性,破坏生态平衡,污染环境,而且会影响甘 蔗品质,带来很多副作用。所以,如何发展无污染、 可持续的甘蔗螟虫生物防治技术,是国内外科研部 门和应用单位一直在研究和探索的问题。
生物防治是利用生物或其代谢产物来控制有害 动、植物种群或减轻其为害程度的方法,广义的生 物防治还包括遗传防治、性激素防治等[2,3]。使用 生物防治技术控制病虫害,既能够收到除害增产、 减少生产成本的效果,又能减轻环境污染、维护生 态平衡。而且,随着环境保护等各方面压力逐渐增大,其所产生的生态效益和社会效益也越来越受到 社会各界的重视。
本文对国内外甘蔗螟虫生物防治的研究与应用 进行了综合分析,主要包括寄生性天敌、捕食性天 敌、昆虫病原微生物及性诱剂的研究和利用4 个方 面。
国内外关于利用天敌防治甘蔗螟虫的研究是在 20 世纪中期才大规模开始的,所研究的寄生性天 敌主要有膜翅目的寄生蜂和双翅目的寄生蝇2 大 类[4]。在我国,甘蔗螟虫天敌资源相当丰富[5]。国 外曾经用来防治蔗螟的寄生蜂天敌有7 科,不少于 36 种。有记载的蔗螟寄生蝇共17 种,其中15 种 分布在美洲,2 种分布在亚洲[4]。目前,研究和应 用比较广泛的天敌主要有:赤眼蜂Trichogramma sp.、螟黄足盘绒茧蜂Cotesia flavipes Cameron、螟 黑卵蜂Telenomus sp.、古巴蝇Lixophaga diatraeae、 大螟拟丛毛寄蝇Sturmiopsis inferens 等。
赤眼蜂属Trichogramma westwood 隶属于膜翅 目Hymenoptera、细腰亚目Apocrita、小蜂总科 Chalcidoidea、赤眼蜂科Trichogrammatidae。赤眼 蜂是一类很有利用价值的天敌,作为一类卵寄生 蜂,赤眼蜂能将害虫消灭于卵期,从而有效阻止害 虫在幼虫期对作物的为害。1833 年,Westwood 首次 描述一种赤眼蜂──广赤眼蜂Trichogramma evanescens Westwood。至1999 年止,全世界共记录了赤眼蜂 属180 多个种[6],我国记录了29 种[7]。能寄生蔗螟 卵的赤眼蜂有螟黄赤眼蜂( 拟澳洲赤眼蜂) T. confusum Viggiani、松毛虫赤眼蜂T. dendrolimi Matsumra、稻螟赤眼蜂T. japonicum Ashmead、蔗 二点螟赤眼蜂T. poliae Nagaraja、亚洲玉米螟赤眼 蜂T. ostriniae Pang et Chen、广赤眼蜂T. evanescens Westwood 和小拟赤眼蜂Trichogrammatodidea nana Zehnter 等[8]。其中以螟黄赤眼蜂最为重要。
国外利用赤眼蜂防治甘蔗螟虫的技术始于20 世纪20 年代。1929 年,美国Flanders 成功地用麦 蛾卵来大量繁殖赤眼蜂后,世界各地纷纷开始在实 验室大量繁殖赤眼蜂,然后散放到蔗田防治蔗螟, 但在开始的阶段,许多地方都没有达到防治的要 求[5]。直到20 世纪50 年代后,利用天敌昆虫防治 蔗螟技术才越来越成熟。菲律宾、巴基斯坦和印度 等国家在利用赤眼蜂防治甘蔗螟虫的试验中均取得 了一定的成功,防效与化学防治的防效相当[9,10,11]。
我国利用赤眼蜂防治甘蔗螟虫始于20 世纪30 年代初,浙江省昆虫局设立寄生蜂研究室并开展了 对赤眼蜂的研究,从此开始了近代生物防治科学研 究[12]。1958 年,我国第一个赤眼蜂站在广东顺德 建立,随后在全国的许多蔗区也相继建立了赤眼蜂 站,并开展大面积的赤眼蜂防治甘蔗螟虫试验,而 且有不少成功的例子[13]。广东湛江丰收糖业有限公 司在2001 年释放人工繁殖的螟黄赤眼蜂,结果发 现,螟黄赤眼蜂对黄螟有较好的控制效果,而且宿 根蔗区对黄螟的防治效果尤其显著[14];广西、福建、 云南、湖南和四川等蔗区也相继进行赤眼蜂防治甘 蔗螟虫的试验,结果均取得了良好的防治效果。随 着赤眼蜂繁殖技术的不断改进,赤眼蜂的饲养技术 也从利用米蛾卵到利用柞蚕卵,再到利用人工卵, 不断得到改进。近30 年来,赤眼蜂已成为应用范 围最广、面积最大、防治对象最多的一类天敌[15]。 然而,赤眼蜂防治甘蔗螟虫受环境等因素影响较 大,对放蜂时间及天气状况要求比较严格,因此, 关于赤眼蜂的饲养技术和释放技术还需加强。
从国内外的研究概况来看,利用赤眼蜂无疑是 甘蔗螟虫生物防治中非常重要的一项。我国在赤眼 蜂的繁殖技术上已达到国际先进水平,田间人工释 放技术成熟。目前,利用赤眼蜂特别是螟黄赤眼蜂 进行蔗螟生物防治的技术,已受到许多蔗区重视。
螟黄足盘绒茧蜂Cotesia flavipes Cameron 属膜 翅目Hymenoptera,茧蜂科Braconidae,是一种甘 蔗螟虫的幼虫寄生蜂,对控制螟害的发生,尤其对 大螟和二点螟的防效显著[16]。该蜂在广东、广西和 云南分布相当普遍,以幼虫在螟虫体内寄生。
近年来,国内关于螟黄足盘绒茧蜂防治甘蔗螟 虫的研究不多,然而国外对此却做了大量报道。牙 买加从1980 年至1987 年在蔗田里释放螟黄足盘绒 茧蜂,后来寄生迅速扩散至大部分蔗区,经过20 多年的努力,最终在田间建立了螟黄足盘绒茧蜂种 群[17]。2002 年,南非从巴基斯坦引进了螟黄足盘 绒茧蜂来防治甘蔗螟虫,结果使螟虫的虫口密度降 低了32%~55%[18]。在泰国全国生物防治研究中 心,每月能生产超过18 万头螟黄足绒盘茧蜂成虫, 在2003~2004 年3~9 月份,每月释放300 头/hm2螟黄足盘绒茧蜂,成功地将甘蔗螟虫的虫口密度控 制在较低的水平[19]。
我国已有学者对螟黄足盘绒茧蜂进行过生物学 方面的初步研究,为今后螟黄足盘绒茧蜂的开发利 用打下了基础。但国内至今未见有关螟黄足盘绒茧 蜂的人工大量生产繁殖、田间释放利用等研究报 道,有待进一步研究。
利用古巴蝇Lixophaga diatraeae 防治甘蔗螟虫 是在世界范围内研究较多的又一个生防项目。古巴 蝇是甘蔗螟虫的优势天敌,通过螟虫分泌的外激素 来识别寄主,主要寄生于二点螟、条螟、大螟和黄 螟等甘蔗害虫的幼虫,其寄生螟虫的幼虫期为20 天,卵期6 天,可用于防治螟虫的时间段长。它是 大安的列斯群岛(古巴、牙买加、波多黎各、海地 等)的地方种。在古巴,每年被释放到蔗田,能大 大提高寄生率,显著降低螟害率[5]。印度也曾引进 古巴蝇进行甘蔗螟虫的生物防治,但并没有取得预 期的效果[20]。
国内关于古巴蝇的生物学特性及生态学特征均 已做了初步研究[21]。据报道,古巴蝇对蔗螟的自然 寄生率为47%,最高达60%,每年每公顷释放30~ 60 头,甘蔗被害节率从15%下降到1.6%,可以不 再使用化学农药来防治甘蔗螟虫[22]。在上世纪60 和80 年代,轻工业部甘蔗糖业科学研究所先后2 次从古巴引进古巴蝇防治甘蔗螟虫,结果显示:在 室内人工大量繁殖成功,可是在田间未能很好地建 立群落[12]。广西甘蔗研究所在南宁、北海和柳州蔗 区开始田间释放试验,已经初见成效[23]。台湾在20 世纪60 年代引进古巴蝇,但由于未能找到适合的 中间寄主而终止。尽管古巴蝇的繁殖能力和活动能 力都很强,且寄主范围广,对多种钻蛀为害的螟虫 具有控制作用,在甘蔗螟虫的生物防治中具有很大 潜力,而且国内已经掌握了人工繁殖古巴蝇的技 术。然而,由于规模化饲养的成本相对较大,而且 国内气候等环境条件使得古巴蝇种群在蔗田中很难 建立并繁衍,同时降低了防治效果,这些因素都在 一定程度上制约了古巴蝇防治甘蔗螟虫的发展及推 广。
甘蔗螟虫的捕食性天敌主要包括蜘蛛、蚂蚁和 鸟类等。但由于化学杀虫剂长期大量使用,使捕食 性天敌的种类和数量一直处于较低水平。国内外关 于捕食性天敌的研究并不多,致使很多天敌得不到 有效利用。近年来,澳大利亚在实验室条件下研究 了3 种捕食性蜘蛛对甘蔗二点螟幼虫和成虫的防治 潜力,结果表明:3 种捕食性蜘蛛对二点螟的防治 非常有效。蜘蛛可能是甘蔗螟虫的一个重要天敌, 主要是因为它们的生活习惯和高效的捕食及搜索能 力。因此,在甘蔗螟虫的生物防治系统中,蜘蛛有 潜力取代寄生性天敌及其他有益昆虫[24]。巴西曾做 过通过增加蚂蚁的密度来减少蔗螟密度的试验,效 果非常理想[25]。另外,蠼螋也是一种非常有潜力的 捕食性天敌,在甘蔗田间分布极广。捕食性天敌有 很多独特的优点,相信随着研究的不断深入,必将 得到充分的利用。
总的来说,蔗螟天敌昆虫资源丰富,应用前景 也十分广阔,然而对于大部分天敌来说,真正应用 并取得成功的范例较少,大多进行的是基础性的研 究,因此还需加大应用性研究的力度。
利用昆虫病原微生物防治甘蔗螟虫是近年来发 展起来的一项生物防治技术。这些昆虫病原微生物 主要包括颗粒体病毒、核型多角体病毒、苏云金芽 孢杆菌、微孢子虫、白僵菌、绿僵菌和昆虫病原线 虫等[26]。
在昆虫病原微生物中,目前研究较多的是颗粒 体病毒。印度卡纳塔克邦在1992~1994 年,研究 了颗粒体病毒与常规杀虫剂对甘蔗二点螟的防效试 验,结果表明:使用胺甲萘+林丹30 天后与喷洒 2 次颗粒体病毒30 天或45 天后的防治效果是相当 的[27]。Easwaramoorthy 等研究了颗粒体病毒的用量 及纯度对甘蔗二点螟致病力的关系,结果表明:颗 粒体病毒能够有效防治螟虫卵及幼虫,而LT50 随 着病毒剂量或幼虫虫龄的增长而增加[28]。另外,对 核型多角体病毒NPV 也做了相关研究,核型多角 体病毒具有宿主特异性高,对目标以外生物影响 小,可在环境中持续发挥作用等优点,具有较高的 研究价值[29]。
另外一些应用得比较多的昆虫病原微生物是病 原真菌。主要包括白僵菌Beauveria bassiana 和绿 僵菌Metarhizium anisopliae 等。真菌是唯一可穿透害虫表皮进行侵染的病原微生物。Sivasankaran 等 在1990 年研究了白僵菌对二点螟的致病性及寄主 范围,发现二点螟的2 龄和3 龄幼虫很容易感染白 僵菌[30];Ashok 和Tandan 研究了3 种病原真菌对 甘蔗螟虫的致病性,结果显示:白僵菌和绿僵菌对 台湾稻螟、二点螟和大螟幼虫均具有很高的致病性[31]。 国内也曾做过这方面的报道,毛明盛等在1982 年 调查甘蔗二点螟时发现了一种虫草菌真菌[32]。刘磊 等在室内用喷雾法测定了4 株绿僵菌对甘蔗螟虫 3~4 龄若虫的致病力,结果表明,绿僵菌致病力 强弱与菌株种类和接种剂量有密切关系[33]。詹儒林 等也曾做过关于甘蔗二点螟杀虫真菌绿僵菌的筛选 与毒力测定试验,从椰心叶甲僵虫上分离得到10 株对甘蔗二点螟具有较好致病性的绿僵菌,其中 MC3 的致病性最好,且甘蔗二点螟的校正死亡率 随着MC3 菌株孢子浓度的增加而逐渐提高[34]。
关于利用蔗螟性诱剂防治甘蔗螟虫,国外的研 究始于20 世纪60 年代中后期,而我国蔗螟性诱剂 的研究是1971 年由轻工业部甘蔗糖业科学研究所 (现广州甘蔗糖业研究所)首先提出。20 世纪70 年 代初期,我国开始了对蔗螟性外激素的研究。经过 10 多年的努力,发现并合成了黄螟、条螟、二点 螟、大螟、白螟和台湾稻螟6 种蔗螟的性引诱剂, 并在蔗螟的预测预报及防治上得到了广泛的应用, 特别是应用性诱剂迷向法防治甘蔗条螟的技术,已 在很多蔗区得到推广[40]。1983~1990 年在广西、 四川、湖南和江西用二点螟性诱剂进行的防治试 验,取得与化学防治相当或优于化学防治的效果。 广西于1991 年通过二点螟性诱剂防治技术鉴定 [41]。平沙农场从1994 年开始引进广州甘蔗糖业研 究所的性诱剂进行迷向防治条螟的试验,1996 年 开始大面积推广应用该项技术。实践证明,性诱剂 迷向法可以达到控制条螟为害的目的,并且节省成 本,保护了生态环境[42]。广东翁源蔗区经6 年不懈 努力,坚持利用昆虫性信息素系统控制甘蔗螟虫, 取得了理想的综合防效[43]。经过多年的努力,结合 高效、低毒、低残留杀虫农药等的化学防治,目前 已形成一套比较完善的甘蔗螟虫系统控制技术。
生物防治具有低成本,能有效保护天敌,并能 发挥持续控制作用等优点,是未来甘蔗螟虫防治的 主要发展方向。它既可解决因大量施用化学农药而 带来的环境污染、人畜安全等现实问题,又可提高 甘蔗、糖产品的产量与质量,从而增加农民的收入 及糖厂的经济效益和竞争力。
我国虽然在甘蔗螟虫的生物防治上取得了一些 进展,但因为各种原因一直很难得到大面积推广。 目前,国内研究最多的是利用寄生性天敌如赤眼蜂 寄生螟虫卵来防治甘蔗螟虫,田间的捕食性天敌也 很丰富,具有很大的研究空间。关于天敌昆虫的室 内实验和田间试验做了很多,但生产规模化和商品 化的总体程度还有待提高。究其原因,主要是天敌 昆虫本身受环境等因素影响比较大,而且又有其自 身的局限性,比如赤眼蜂只能寄生螟虫卵,而螟黄 足盘绒茧蜂和古巴蝇只能寄生幼虫,所以单靠某一 种天敌昆虫很难取得非常理想的效果。我国昆虫病 原微生物资源丰富,但国内利用昆虫病原微生物大 规模防治甘蔗螟虫至今未见报道。面对如此丰富的 资源,改变传统的防治思想,探索防治的新途径和 新方法,充分利用好各种资源,是未来很好的发展 方向。但与化学农药相比,利用病原微生物防治甘 蔗螟虫见效较慢,有时单独使用也很难很快取得控 制效果,微生物杀虫剂长期储存也存在一些问题。另外,性诱剂防治甘蔗螟虫的研究起步较晚,但其 作为一种新技术,具有其他防治措施无法取代的优 点。
实现生物防治甘蔗螟虫的大面积推广,首先应 加大对生物防治的基础性研究力度,筛选出天敌昆 虫的优势种群,将寄生性天敌和捕食性天敌有效结 合,并对其进行大规模饲养技术和释放技术研究; 关于病原微生物防治甘蔗螟虫的基础性研究应继续 完善,在接下来的田间应用中,还需进一步筛选最 佳剂型及施用方式,以提高其田间应用时的侵染 力;而关于性诱剂迷向技术防治蔗螟,主要从剂型 加工等工艺上进行完善。其次,应加大宣传力度, 提高农民环保意识,让蔗农充分认识到生物防治的 重要性。另外,我们可以借鉴国外关于生物防治甘 蔗螟虫的成功经验来发展我国的生物防治事业。最 后,应加大政府投入,指导企业提高科技水平,降 低防治成本,逐步实现生物防治的规模化,从而形 成良性循环,既能控制害虫,同时又能维护蔗田间 的生态平衡,从而达到和谐生态、协同控制的目标。
生物防治甘蔗螟虫,方法简单,成本低,效果 好,而且对人畜安全,并能大大减少农药对农田生 态环境的污染。可以预计,经过进一步研究,特别 是随着剂型加工等工艺的完善,在蔗螟的防治、环 境保护、维护生态平衡等方面,将会发挥更大的作 用。因此,需进一步加强生物防治的基础性和应用 性研究,推广已有的研究成果并不断开辟新途径, 将生物防治及其他防治措施有效结合,探索更有效 的综合防治措施,为我国国民经济和未来农业的可 持续发展提供有力保障。
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