我國(guó)數(shù)字草原上的蝗蟲(chóng)災(zāi)害

我國(guó)數(shù)字草原上的蝗蟲(chóng)災(zāi)害

蝗蟲(chóng)災(zāi)害（蝗蟲(chóng)災(zāi)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(gè)國(guó)家或地區(qū)不同程度地受到蝗災(zāi)威脅。世界已知蝗蟲(chóng)1萬(wàn)種以上。其中,對(duì)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(dá)4680萬(wàn)km2。目前,在我國(guó)分布的蝗蟲(chóng)有900種以上。其中,能對(duì)農(nóng)、林、牧業(yè)造成為害的有60種以上。在我國(guó)3000年以上歷史中有記載的蝗災(zāi)就超過(guò)800次,給我國(guó)農(nóng)、牧業(yè)生產(chǎn)和人民生活造成過(guò)深重災(zāi)難。因此,在我國(guó)歷史上,蝗災(zāi)與水災(zāi)、旱災(zāi)并稱為三大自然災(zāi)害。由于蝗蟲(chóng)的高密度群居性,特別是飛蝗和沙漠蝗的遠(yuǎn)距離遷飛,大面積發(fā)生,可造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。特別是對(duì)農(nóng)、牧業(yè)的為害更是十分嚴(yán)重。一般可造成糧食減產(chǎn)30%~70%,發(fā)生嚴(yán)重時(shí)甚至絕收。因此,從古至今,蝗災(zāi)的發(fā)生都備受各國(guó)政府和公眾的高度關(guān)注,各國(guó)都把對(duì)蝗災(zāi)的防控納入政府和決策機(jī)構(gòu)的行動(dòng)計(jì)劃之中。近年來(lái),全球氣候變化異常頻繁,水熱季節(jié)性分配失調(diào),導(dǎo)致旱、澇災(zāi)害交替發(fā)生,以及人類活動(dòng)對(duì)自然資源的過(guò)度開(kāi)發(fā)利用,造成生態(tài)條件與環(huán)境的破壞,過(guò)度放牧導(dǎo)致部分草場(chǎng)退化和沙化,給蝗蟲(chóng)的發(fā)生繁衍創(chuàng)造了有利條件,加重了蝗災(zāi)的發(fā)生頻率和發(fā)生程度。如1998年澳大利亞蝗蟲(chóng)大發(fā)生,造成上百萬(wàn)公頃草場(chǎng)被毀;2010年該國(guó)蝗蟲(chóng)再次大暴發(fā),吃掉了維多利亞州高達(dá)1/4的農(nóng)作物,造成的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)20億澳元;2013年埃及大量蝗群飛往以色列,蝗蟲(chóng)鋪滿約800hm2的沙漠;2013年馬達(dá)加斯加一半地區(qū)遭遇蝗蟲(chóng)侵襲,嚴(yán)重為害當(dāng)?shù)刂饕r(nóng)作物稻米的生產(chǎn)安全。我國(guó)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(guó)草原蝗蟲(chóng)嚴(yán)重發(fā)生,成災(zāi)面積達(dá)1800億hm2,造成牧草損失超過(guò)70億kg;2008~2009年天津連續(xù)兩年暴發(fā),每平方米萬(wàn)頭以上的東亞飛蝗蝗災(zāi)面積超過(guò)0.67萬(wàn)hm2;2009年黑龍江局部地區(qū)發(fā)生高密度亞洲飛蝗(LocustamigratoriamigratoriaLinnaeus)2萬(wàn)hm2以上,每平方米有蝗蝻2000~10000頭;2011年山西省永濟(jì)和吉林大安突發(fā)0.67萬(wàn)hm2高密度飛蝗。此外,境外蝗蟲(chóng)也頻繁侵入我國(guó)為害。2003~2004年,在新疆阿勒泰地區(qū)吉木乃縣,境外蝗蟲(chóng)多次遷入,為害面積3.33萬(wàn)hm2以上。近年來(lái),蝗災(zāi)頻繁發(fā)生,嚴(yán)重威脅著我國(guó)農(nóng)、牧業(yè)生產(chǎn)安全。為有效控制蝗蟲(chóng)為害,推進(jìn)蝗災(zāi)可持續(xù)治理,筆者就目前蝗災(zāi)綠色防控技術(shù)的研究與應(yīng)用情況進(jìn)行綜述,并對(duì)未來(lái)的發(fā)展方向和趨勢(shì)進(jìn)行展望。1綠色信號(hào)技術(shù)的研究和應(yīng)用1.1可選用的防治藥物近年來(lái),已經(jīng)有多種生物防治技術(shù)應(yīng)用于蝗災(zāi)的防控。主要有蝗蟲(chóng)病原微生物(真菌、細(xì)菌、原生動(dòng)物等)治蝗,以及植物源農(nóng)藥(印楝素、苦參堿、魚(yú)藤酮等)治蝗。1)原生動(dòng)物治蝗。主要是蝗蟲(chóng)微孢子蟲(chóng)(NosemalocustaeCanning),其為蝗蟲(chóng)等直翅目昆蟲(chóng)的專性寄生物,對(duì)其他生物和環(huán)境安全。早在20世紀(jì)80年代初,美國(guó)開(kāi)發(fā)的蝗蟲(chóng)微孢子蟲(chóng)是第1個(gè)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(chóng)。其在加拿大和中美洲的阿根廷也得到廣泛應(yīng)用,取得較好的效果。我國(guó)于1986年由北京農(nóng)業(yè)大學(xué)首先從美國(guó)引入蝗蟲(chóng)微孢子蟲(chóng),經(jīng)過(guò)20年以上的研究與應(yīng)用,目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)出可以用于防治草原和農(nóng)田蝗蟲(chóng)的產(chǎn)品,作為可持續(xù)控制蝗災(zāi)的技術(shù)在推廣使用。使用后微孢子蟲(chóng)在蝗蟲(chóng)種群中長(zhǎng)期流行,可以控制蝗蟲(chóng)種群數(shù)量長(zhǎng)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(chóng)寄生性病原真菌,可從蝗蟲(chóng)體內(nèi)分離菌株進(jìn)行篩選,選育出高效菌株,用于蝗蟲(chóng)防治。目前,應(yīng)用較多的是綠僵菌制劑。綠僵菌是目前國(guó)際上研究與開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)產(chǎn)品之一。英國(guó)、澳大利亞等已相繼有產(chǎn)品問(wèn)世。澳大利亞已篩選出了產(chǎn)孢量高、對(duì)蝗蟲(chóng)致病性強(qiáng)的新品系,并開(kāi)始大量生產(chǎn),主要用于近水源地區(qū)和有機(jī)農(nóng)場(chǎng)、牧場(chǎng)的蝗蟲(chóng)防治。從20世紀(jì)80年代我國(guó)開(kāi)始綠僵菌防蝗制劑的研發(fā),到目前我國(guó)重慶大學(xué)已開(kāi)發(fā)出防蝗產(chǎn)品,并得以大面積應(yīng)用。3)細(xì)菌治蝗。我國(guó)四川聯(lián)合大學(xué)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(yàn)證明對(duì)蝗蟲(chóng)有很高的感染力和致死效果,并在草原蝗蟲(chóng)防治中進(jìn)行了試驗(yàn),滅蝗效果可達(dá)80%左右。此外,研究人員還篩選了幾株蘇云金芽孢桿菌,對(duì)草原蝗蟲(chóng)有較強(qiáng)的感染力和致死效果。試驗(yàn)證明細(xì)菌制劑對(duì)寄主專一,對(duì)其他動(dòng)物和蝗蟲(chóng)天敵安全,可選擇用于防控蝗蟲(chóng)。4)植物源農(nóng)藥治蝗。植物源農(nóng)藥已廣泛應(yīng)用于防治蔬菜、果樹(shù)、茶葉、煙草等作物的一些害蟲(chóng)。近年來(lái),我國(guó)專家開(kāi)展了苦參堿、印楝素、魚(yú)藤酮等植物源農(nóng)藥對(duì)蝗蟲(chóng)的防治試驗(yàn)研究,通過(guò)室內(nèi)和田間試驗(yàn)證明其對(duì)蝗蟲(chóng)有較好的防治效果,并在草原蝗蟲(chóng)防治中得到推廣應(yīng)用。生物農(nóng)藥雖然殺蝗蟲(chóng)速度較化學(xué)農(nóng)藥見(jiàn)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(yīng)用前景。5)蝗蟲(chóng)信息素治蝗。20世紀(jì)50年代,科學(xué)家開(kāi)始主要針對(duì)非洲飛蝗和沙漠蝗開(kāi)展信息素的研究,到目前已發(fā)現(xiàn)蝗蟲(chóng)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(chóng)2種不同的聚集信息素,并在非洲開(kāi)展了利用信息素對(duì)沙漠蝗防治的試驗(yàn)。應(yīng)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(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)在20世紀(jì)末開(kāi)始對(duì)東亞飛蝗信息素的相關(guān)研究,目前已發(fā)現(xiàn)了多個(gè)行為信息化合物,可作為未來(lái)的生物治蝗產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。1.2b生物治東南角1)粉紅椋鳥(niǎo)治蝗。粉紅椋鳥(niǎo)(SturnusroseusLinnaeus)屬雀形目椋鳥(niǎo)科椋鳥(niǎo)屬,是遷徙性候鳥(niǎo)。粉紅椋鳥(niǎo)在我國(guó)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(lái)到我國(guó)新疆繁殖后代,雛鳥(niǎo)育成后遷徙返回。粉紅椋鳥(niǎo)是蝗蟲(chóng)的天敵鳥(niǎo)類之一,以蝗蟲(chóng)為主食,有很強(qiáng)的捕食能力。一般在筑巢15~20km范圍內(nèi)每日捕食蝗蟲(chóng)120~180頭。據(jù)報(bào)道,每對(duì)成年鳥(niǎo)及其育成的雛鳥(niǎo)在1個(gè)防治期可以消滅蝗蟲(chóng)達(dá)7萬(wàn)頭以上。如果蝗蟲(chóng)蟲(chóng)口密度按30頭/m2計(jì)算,每1對(duì)粉紅椋鳥(niǎo)可防治蝗蟲(chóng)面積達(dá)0.23hm2。在粉紅椋鳥(niǎo)捕食的地區(qū),蝗蟲(chóng)密度明顯下降,對(duì)蝗蟲(chóng)有很好的控制作用。從20世紀(jì)90年代初開(kāi)始,我國(guó)新疆開(kāi)始探索招引粉紅椋鳥(niǎo)來(lái)防治蝗蟲(chóng)的技術(shù)。分別采用石頭堆砌、修建磚混結(jié)構(gòu)鳥(niǎo)巢等方法,每年招引粉紅椋鳥(niǎo)的數(shù)量達(dá)到數(shù)十萬(wàn)羽,有效控制蝗災(zāi)面積達(dá)到6.67萬(wàn)hm2。目前,粉紅椋鳥(niǎo)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(kuò)大。利用人工筑巢招引粉紅椋鳥(niǎo)控制蝗災(zāi)面積已經(jīng)達(dá)到66.67萬(wàn)hm2。其生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益十分顯著,已成我國(guó)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(yīng)用家禽捕食昆蟲(chóng)的生物學(xué)特性來(lái)控制蝗蟲(chóng)種群增長(zhǎng)以達(dá)到生態(tài)平衡的治蝗技術(shù)。據(jù)報(bào)道,不同的雞、鴨品種最多日捕食1~2齡期的蝗蟲(chóng)數(shù)量從300頭到2000頭不等,隨著蝗蟲(chóng)齡期的增長(zhǎng),采食蝗蟲(chóng)的數(shù)量有所下降。近年來(lái),在我國(guó)新疆、內(nèi)蒙古和青海等省、自治區(qū)的草原蝗蟲(chóng)防治中,開(kāi)始大力推廣牧雞、牧鴨治蝗技術(shù),不僅能有效控制蝗蟲(chóng)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(jìn)牧草良好生長(zhǎng)。同時(shí),牧雞、牧鴨通過(guò)取食蝗蟲(chóng)育肥后,進(jìn)入市場(chǎng)銷售,還能增加牧民的收入,實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的有機(jī)統(tǒng)一。但是,牧雞、牧鴨治蝗對(duì)地理?xiàng)l件有一定的選擇性,而且野外環(huán)境惡劣,在實(shí)施過(guò)程中選擇適合當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的雞、鴨品種和放牧措施對(duì)于長(zhǎng)期開(kāi)展牧雞、牧鴨治蝗具有重要實(shí)際意義。1.3其他國(guó)家的生態(tài)治東南角生態(tài)治蝗是通過(guò)改造蝗區(qū)生態(tài)環(huán)境、種植蝗蟲(chóng)不喜食植物或保護(hù)與吸引天敵等技術(shù)來(lái)創(chuàng)造不利于蝗蟲(chóng)棲息、繁殖,而有利于蝗蟲(chóng)天敵繁殖的良性生態(tài)環(huán)境,從而減少蝗蟲(chóng)滋生面積的治蝗技術(shù)。生態(tài)治蝗技術(shù)在我國(guó)應(yīng)用比較早。在美國(guó)也提倡種植一些蝗蟲(chóng)不喜食的植物,或者可以吸引天敵的植物來(lái)控制蝗蟲(chóng),其他國(guó)家應(yīng)用生態(tài)治蝗技術(shù)的報(bào)道比較少。20世紀(jì)50年代末,我國(guó)提出了“改治并舉”的治蝗對(duì)策,通過(guò)改土整地,種植苜蓿、冬棗、中草藥等蝗蟲(chóng)不取食的植物,或通過(guò)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(wàn)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(kāi)始,我國(guó)進(jìn)一步示范、推廣蝗蟲(chóng)生態(tài)控制技術(shù)。如在山東、河北等沿海蝗區(qū),重點(diǎn)推廣了封育草場(chǎng)、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(shù);在河北等的內(nèi)澇蝗區(qū)采取“排澇行洪—精耕細(xì)作—上糧下魚(yú)”技術(shù)模式改造蝗蟲(chóng)滋生環(huán)境;在河南、山西等的河泛蝗區(qū)開(kāi)展了種植大豆、油菜、蘆筍等蝗蟲(chóng)非喜食作物來(lái)調(diào)整蝗區(qū)植被結(jié)構(gòu);安徽、天津等的濱湖蝗區(qū)利用加強(qiáng)對(duì)飛蝗黑卵蜂、蜘蛛、蛙類等蝗蟲(chóng)天敵的保護(hù)利用技術(shù)來(lái)控制蝗蟲(chóng)。近年來(lái),四川省通過(guò)在甘孜地區(qū)種植沙棘來(lái)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(chóng)防治技術(shù)應(yīng)進(jìn)一步發(fā)展近年來(lái),蝗災(zāi)在世界范圍內(nèi)頻繁發(fā)生,對(duì)農(nóng)、牧業(yè)生產(chǎn)安全和世界的糧食安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅,防治蝗蟲(chóng)災(zāi)害發(fā)生與蔓延顯得十分重要。目前,世界上大多數(shù)國(guó)家主要依靠噴灑化學(xué)農(nóng)藥來(lái)防治蝗災(zāi)。盡管化學(xué)農(nóng)藥防控蝗災(zāi)可以取得較快的防治效果。但是,大量使用化學(xué)農(nóng)藥不僅污染環(huán)境,而且造成蝗蟲(chóng)天敵大量減少,導(dǎo)致蝗區(qū)的生態(tài)環(huán)境進(jìn)一步惡化。因此,研究并推廣使用綠色治蝗技術(shù),促進(jìn)蝗災(zāi)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(chóng)的天敵昆蟲(chóng)有25種,其他可以捕食蝗蟲(chóng)的動(dòng)物有27種,寄生蝗蟲(chóng)的病原微生物有10種以上,包括真菌、細(xì)菌、病毒、原生動(dòng)物、線蟲(chóng)、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(yīng)用最廣泛的是綠僵菌和蝗蟲(chóng)微孢子蟲(chóng)。由于蝗蟲(chóng)的綠色防治技術(shù)還不成熟、不配套,許多技術(shù)措施都還處于探討之中,在短時(shí)期內(nèi)還難以完全替代化學(xué)農(nóng)藥來(lái)防治蝗災(zāi)。這需要科研工作者今后加強(qiáng)對(duì)蝗災(zāi)綠色防治技術(shù)的研究工作。就我國(guó)而言,生態(tài)控制技術(shù)需要的投入較大,而且蝗蟲(chóng)發(fā)生地多為荒野、濕地及草原地帶,通過(guò)大面積生態(tài)改造來(lái)控制蝗蟲(chóng)的空間十分有限。招引粉紅椋鳥(niǎo)、牧雞、牧鴨等天敵保護(hù)利用