北方果树食心虫监测和防控新技术研究与示范

范仁俊，李 捷，马春森

（1.山西省农业科学院植物保护研究所，山西太原030032；2.中国农业科学院植物保护研究所，北京100193）

国家公益性行业（农业）科研专项经费项目“北方果树食心虫监测和防控新技术研究与示范”（200803006）于2008年10月获得了国家批准立项，实施年度为3年，项目总经费为1 796万元。

该项目由山西省农业科学院植物保护研究所主持，联合中国农业科学院植物保护研究所、中国农业大学、中国科学院动物研究所、西北农林科技大学、沈阳农业大学、山西农业大学、河北省农林科学院植物保护研究所、北京市农林科学院植保环保所、山东省农业科学院植物保护研究所、新疆维吾尔自治区林业科学院森林生态研究所、山西省农业科学院果树研究所共12个优势单位合作开展专项研究工作。

本文主要介绍了项目的科学前沿及其背景，要解决的科学问题、研究思路、研究方案以及技术路线，取得的主要研究进展，对农业生产的推动作用等，并对该领域的研究进行了展望。

1 项目背景

我国果树栽种面积位于世界之首，在我国北方，以苹果、梨和红枣为代表的果树面积已达400多万hm2，面积约占农业生产面积的20%左右，产值则占农业生产总产值的40%以上，已成为农村经济快速发展的朝阳产业和支柱产业。果树食心虫是果树生产中一类常发性、灾害性害虫，常见的食心虫有10余种，桃小食心虫、桃蛀螟、梨小食心虫和梨大食心虫等最为严重，而苹小食心虫、白小食心虫、李小食心虫等局部严重。20世纪90年代中后期栽培的果树近年来已进入盛果期，食心虫为害普遍大幅回升，盛产果品的山西省晋中市苹果、梨、枣果园的虫果率高达30%以上，防治水平低的果园更高达80%以上。虽然国内外已有一些果树食心虫生物学和治理技术的零散研究，如开发了苹果病虫害的远程诊断系统和性信息素防治，在化学防治、果实套袋方面也积累了经验；日本及欧洲一些国家开展了食心虫的监测、天敌繁殖利用、果树—食心虫—天敌之间相互作用、遗传工程、诱变微生物等研究，但我国北方地区果树生产中面临的3个重大问题，尚缺乏有效的解决方法：（1）食心虫具有突出的隐蔽性和和钻蛀性，只有短暂数日暴露在外，一旦错过这一关键时期，化学药剂就不能产生预期的效果。因此，确定食心虫生活史中最薄弱的环节，开发准确预测食心虫出蛰期和产卵期的方法和手段是提高食心虫防治效果的根本途径。（2）食心虫的化学防治效果大打折扣，果农普遍增加施药次数和剂量，每3～5 d喷药1次，频繁定期施药致使防治成本升高，每公顷用药费用高达7 500～12 000元。农药残留超标十分普遍，因此，挖掘食心虫的生物学弱点和特点，开发环境调控、物理阻隔、土壤处理、趋避诱集、化学农药减量化及相互协调技术，是减少农药使用量，降低成本的重要途径。（3）目前果树食心虫防治主要依靠化学农药和果实套袋2项技术。一个生长季施药次数高达50～60次，各地推广的果实套袋技术，工作量大，需要爬高，老弱妇孺劳动力难以胜任这些繁重的田间作业。因此，为老弱妇孺量身打造“简便、安全、有效”的食心虫治理技术包，搭建技术示范桥梁，成为解决我国农村劳动力结构转变带来新问题的有效途径。

2 研究思路

本项目以北方当家果树苹果、梨、枣等主要食心虫为研究对象，通过深入研究食心虫类害虫的生物生态学特点，建立种类快捷识别系统和薄弱环节时空监测预警模型，研发新型土壤环境调控、物理阻隔、化学趋避、生物防治、环保型农药与减量化使用等关键防控技术，形成简便有效的食心虫控制技术规程，建设食心虫预测和防控研究网络信息平台，构建食心虫综合防控技术服务体系，并在北方果树主产区开展技术集成试验示范。集中解决我国北方果树食心虫预测技术不高、防治效果低下、化学农药使用频繁、防治作业繁重等突出问题，为新形势下我国北方果业生产发展提供新的技术支撑，为广大果品生产企业和果农搭建适用技术桥梁。

3 研究方案和技术路线

本项目选择在我国华北、西北、东北3个生态区采取“三结合”的工作策略，共同组织实施，即：（1）田间实地调查与室内饲养观察相结合；（2）传统调查试验与现代高新技术相结合；（3）应用基础理论研究与生产实际应用相结合。在此策略的指导下，首先开展北方果树食心虫发生调查和生物生态学研究，明确新的栽培模式下北方果树食心虫发生特点、优势种群及其发生规律，调查食心虫天敌资源，构建食心虫类害虫及其寄生蜂准确鉴别体系和食心虫种类远程识别系统，开展食心虫选择寄主植物和配偶的化学通讯机制研究，寻求控制食心虫的新途径。同时开展食心虫生活史薄弱环节的时空监测与预测预警技术研究，深入研究食心虫出蛰、转移为害、羽化产卵与环境条件的关系，建立食心虫发生环境因子驱动预测模型，开发基于Data logger的食心虫发生预测技术，最终开发出食心虫监测预警系统，实现监测预警数据采集的自动化、数据传输的网络化、数据处理和预警分析的智能化、测报发布的数字化和图形化。进一步加强食心虫环保型防控关键技术研究，开展土壤环境调控、物理阻隔、化学趋避、生物防治、环保型农药研发与减量化使用等新技术的研究与开发。建立食心虫数据库和网络信息平台，为食心虫预警和防控研究提供网络信息服务。在此基础上，建立完善先进的北方果树食心虫监测预警技术体系，集成以环保型防控技术为主的北方果树食心虫综合治理技术新体系，搭建行之有效的技术推广与咨询培训服务体系，并在我国北方果树主产区大面积推广应用，全面提高我国北方果树食心虫的综合治理技术水平以及果业生产的经济效益。

4 已取得的主要研究进展

4.1 构建了果树食心虫多虫态DNA精确识别体系和面向农户的便捷识别系统

果树食心虫生物学特性因种而异，正确的种类识别是有效防控的前提。果树食心虫体小、隐蔽、难以识别，因此，本项目的第一个难点就是解决各种虫态的种类鉴别问题：如何根据卵、幼虫、蛹来准确鉴定害虫种类？如何将卵、幼虫、蛹与成虫联系起来？如何实现残破或损毁的成虫标本的准确鉴别？错过最佳的鉴定时机，往往也错过了最佳的防控时机。另外，食心虫中形态上相似的种群未必就是同一个物种，形态上不同的种群未必就不是同一个物种，给选取具有针对性的有效防控技术带来潜在难题与挑战。第二个难点就是分类学在不同层次受众中的推广。分类学家如何把精确鉴别的种类信息以简便的方式传递给其他领域的研究专家、农技推广工作者以及果农。为解决这2个问题，项目组构建了食心虫多虫态DNA精确识别体系和面向农户的食心虫便捷识别系统。

4.2 开发了苹果、枣桃小食心虫越冬代出土羽化有效积温驱动预测模型

桃小食心虫突出的隐蔽性和钻蛀性使其成为发现难、防治难的害虫，一旦错过关键时间，不管如何增加施药强度，化学防治效果均不能达到预期效果。掌握越冬幼虫出土羽化至产卵前这一短暂时期就成为整个生长季桃小食心虫防治的关键时期，因此，开发桃小食心虫越冬代出土羽化期准确的预测技术，就成为解决食心虫防治难、效果差，用药多、成本高这一突出生产问题的一把钥匙。本研究基本摸清了影响越冬幼虫出土羽化的关键因子，构建了适用于我国北方平地苹果和枣桃小食心虫春季出土羽化时期预测的有效积温驱动模型，为确定防治关键时期提供了有力工具。

4.3 果树食心虫可持续防控关键技术取得了突破性进展

目前，果树食心虫防治主要依靠化学农药和果实套袋2项技术。食心虫钻蛀性导致化学防治效果差，所以果农普遍通过增加施药次数和剂量来提高防效，每3～5 d喷药1次，且多采用大雾滴喷雾直至药液下滴为止，导致只有15%药液为落在植物上的有效药液等问题，每公顷用药费用高达7 500～12 000元。各地推广的果实套袋技术，工作量大，需要爬高，老弱妇孺劳动力难以胜任这些繁重的田间作业。针对这些问题，项目组借鉴美国、澳大利亚、日本和韩国等的经验，结合我国东北、西北和华北3个不同生态区果树食心虫发生特点，提出“以物理阻隔为基础，性信息素防治为核心，生物防治为补充，化学防治为保障”的果树食心虫可持续控制策略，重点开发了“高效性信息素产品及其最佳田间使用技术”，“高药液附着性农药剂型开发及其减量化喷雾技术”。系统开展了果树食心虫物理阻隔、天敌昆虫和病原微生物繁殖利用、新型引诱物质挖掘等研究工作。研制出梨小食心虫性信息素2个高效性诱剂配方，开发出8种食心虫诱芯产品；研发出适用于缺水条件和乔化果树专用诱捕器3个；确定了性诱器/迷向丝的田间最优设置技术；筛选出提高药液附着性的助剂3种，研制或筛选出防治果树食心虫高效药剂18个，其中登记农药新剂型2个；研究出适用于果树的农药减量静电喷雾技术；制订了果树食心虫农药减量化全程控制技术规程1套。

4.4 果树食心虫项目管理及防控技术体系研究推广网络平台

基于数据融合技术，构建了“果树食心虫项目管理及防控技术体系研究推广网络平台”，并在项目协作单位和相关示范区进行了测试使用，利用电子邮件、短信等多种形式将食心虫防控实时测报与防治指导意见等信息传达入户，解决了果树食心虫信息送达的最后一公里问题，为项目的技术推广发挥最大作用提供了有效的手段。

5 项目对农业生产的推动作用

项目的实施给广大果农带来了实实在在的经济效益，受到示范区农民的欢迎。果树食心虫一直是困扰果品生产、影响果农增收致富的主要隐患。食心虫为害严重的地区如新疆、甘肃、安徽、河南、河北、陕西、山西、山东、江苏等省区，果实受害率一般可达10%～30%，重者达50%。项目试验点山西省太谷县井神村2008年桃果受食心虫为害率甚至达到80%以上；每年防治食心虫的直接或间接投入约占果园总投入的40%左右。本项目北方地区12个协作单位的统计数据表明，通过本项目技术的试验、推广和应用，试验区和示范区的虫果率普遍降到了5%以下，部分地区甚至降到了1%以下，化学农药的使用量减少达35%以上。

通过本项目的推广示范，显著减少了化学农药的使用，提高了果品的质量和价格，也为果品出口打开了渠道，提供了质量保证。项目组对果农、农技人员进行技术培训、发放科普资料，实用性强的新技术、新方法进入到田间地头，农民学习科技的热忱空前提高。随着性信息素防治技术、物理阻隔技术、生物防治技术、减量施药技术、优质高效无残留农药的筛选和应用等技术的成熟并投入使用，无公害、绿色、有机果品的生产进程稳步推进，科技兴农成为新时代果农生产果品的第一意识，同时，果农的健康意识、环境意识大大提高，具有深远的社会意义。

6 研究展望

项目实施2年来，项目组对食心虫进行了系统性研究，取得了阶段性成果，开展了食心虫发生调查和生物生态学研究、生活史薄弱环节的时空监测和测报技术研究、环保型防治关键技术研究、食心虫防控研究网络平台研发、防控技术体系集成试验与示范应用等5个方面的研究及示范工作。摸清了北方7省市（区）果树食心虫的优势种和为害基本情况。基本解决了制约食心虫综合防控的4个技术问题：（1）建立了果树食心虫及其天敌鉴别体系，涉及14种果树食心虫类害虫和50个天敌种类；（2）开发了桃小食心虫越冬代出土羽化有效积温驱动预测模型；（3）自主研发出多种食心虫类害虫性信息素，其中梨小食心虫性诱剂平均诱虫效果高出国内同类产品的3倍以上；研发昆虫诱捕器、诱虫带、昆虫阻隔器等新产品，申请专利9项，在农业部正式登记食心虫专用环保型农药新剂型2个，研发出环境调控、物理防治、农药减量化技术等新技术6套，开发食心虫防控研究网络平台等新产品9个，初步起草新规程20个；（4）设计了基于数据融合技术的果树食心虫防控技术体系研究推广网络平台，构建了农户信息数据库，将食心虫防控技术信息直接传达入户，为科学防治食心虫提供了有力的技术支持。

但是果树栽培措施的变化及全球气候变化等原因引起的果园小气候、果园其他病虫害防控技术措施的更新都可能引起食心虫发生动态的变化，对生产造成新的威胁。在项目实施过程中，我们发现了一些以前人们尚未注意到的新问题：（1）气候和栽培制度的变化对果树食心虫发育、繁殖、扩散、滞育和存活以及对食心虫与果树发育同步性产生影响。如由于栽培结构调整和气候变暖等原因，果树食心虫发生量比20世纪90年代后期明显上升，特别是发生期同比提前15～40 d，发生世代数有增多趋势。（2）前人研究报道的许多果树食心虫的发生规律与测报、防治技术因耕作栽培制度的变化已经失去效用，由于公益性行业专项实施之前的多年，科研工作忽视了基本生物学、生态学与测报防治新技术的研究，致使可用于生产中行之有效的实用技术很少，亟待深入研究。（3）套袋栽培导致的果品品质下降问题随人民生活水平的提高和消费观念的转变及我国果品出口需求的高涨而日益凸显，针对果树食心虫开展以准确预测为基础、生物防治为核心、化学防治为补充，做好无袋栽培条件下果树食心虫的可持续控制及技术储备是大势所趋。

鉴于此，很有必要在前期研究的基础上，利用已取得的果树食心虫发生和防治方面的成果，组织国内果树食心虫防控技术研究的优秀团队，根据我国北方不同生态区域的果树布局和食心虫发生特点，通过筛选、改进和研发我国东北、华北、西北生态区域苹果、梨、枣三大果树重要食心虫类害虫的实用简便监测技术和关键轻型简化防治技术，构建适合我国北方不同生态区域优势果区三大果树食心虫类害虫及时准确监测和轻型高效、持久、安全防治的配套技术模式，为食心虫类害虫监测与防控提供强有力的技术支撑，并在我国北方不同生态区域优势果区建立核心示范区，开展大规模示范应用，大幅度提高食心虫类害虫的防治效果，大量减少化学用药，保证我国东北、华北、西北不同生态区域优势果区和优质果品的可持续高效发展。