褚世海 李儒海 顾琼楠 黄启超
(农业农村部华中作物有害生物综合治理重点实验室,农作物重大病虫草害防控湖北省重点实验室,湖北省农业科学院植保土肥研究所 湖北武汉 430064)
农药是重要的农业生产资料,对防病治虫、促进粮食和农业稳产高产至关重要。但是近年来,我国农药使用量增长迅速,施用总量和单位面积用量均居世界前列。2012-2014 年,我国农药年均使用量31.1 万t(折百),比2009-2011 年增长9.2%[1]。加上施药方法不够科学,带来生产成本增加、农产品残留超标、作物药害、环境污染等问题。为推进农业发展方式转变,有效控制农药使用量,保障农业生产安全、农产品质量安全和生态环境安全,促进农业可持续发展,农业部制定了《到2020 年农药使用量零增长行动方案》[2]。农药减施增效的紧迫性和必要性已形成广泛共识,农药减施增效技术的研究和推广也取得了长足进步。以下就水稻生产中广泛使用、大面积推广的农药减施增效技术做一简单概述。
农业防治是一种传统的病虫草害防治方法,如果措施得当,则可以起到事半功倍的效果。但近年来随着生产集约化、规模化、机械化的发展,农业防治在一定程度上受到了冷落。目前在稻田使用的农业防治方法主要有选用抗病品种、深翻耕地、灌水灭蛹、科学施肥、施用生物有机肥和专用肥、适龄插秧、科学管理肥水等[3]。
尽管我们提倡农药减量,但化学防治仍不可或缺,仍是防治有害生物的主力军,关键是要在使用技术上下功夫。近年来,稻田化学农药的使用上呈现出新的特点。一是新药多。使用的农药多为高效低毒低残留的新农药,“三高(高用量高毒性高残留)”农药基本淘汰。二是助剂使用多。助剂可以改善农药的各种理化性能,提高安全性,降低农药用量,提高防效,最多可降低农药用量30%以上[4]。三是混配多。农药混配可扩大防治范围,延缓抗药性,减少施药次数,降低成本。其中,杀虫剂+杀菌剂+助剂的混配方式较为普遍。四是种子处理剂多。种子处理经济环保、对操作者安全,对天敌安全,高效省工。以上这些特点无不对农药减施增效起到积极作用。
传统的植保机械多为背负式喷雾器,技术含量低,喷雾质量差,效率低下,而且对使用者有较高的暴露风险。近年来,随着农业生产规模化、集约化的发展,新型植保机械的研制和应用也取得迅猛发展。
无人机超低容量喷雾技术是近年来迅速发展起来的一项先进的农药使用技术,目前在水稻田病虫草害防治上应用广泛,受到了广大农户的欢迎[5]。采用植保无人飞机进行稻田病虫草害防治有一些明显优势:施药质量好、作业效率高、省水省药、对人体更安全。在水稻上的飞防实践表明,使用飞防药剂结合专用助剂可以降低农药使用量20%以上。但无人机飞防对使用技术要求较高,使用条件也较为严苛,需要专门的学习和培训。
自走式喷杆喷雾机相比其他植保机械有以下优势:自身装配有动力源,无需额外采用拖拉机悬挂、牵引,彻底改变了“人背机器”的植保落后局面,实现了“机器背人”;喷幅宽,一般在10m以上,大型喷雾机的喷幅在18m 以上,因此作业效率极高;喷雾系统雾化质量高、雾滴沉积分布均匀、防飘移效果好、农药利用率显著提升[6]。因此使用自走式喷杆喷雾机可以起到农药减施增效的效果。
理化诱控技术是指通过科学合理地采用昆虫性诱剂、杀虫灯、诱虫板等绿色防控技术,诱集害虫集中杀灭或破坏其种群的正常繁衍,从而降低害虫的田间种群密度,达到控制害虫,减轻对作物危害的目的。水稻上最常用到的理化诱控技术有杀虫灯和性诱剂。
杀虫灯的主要原理是利用害虫成虫趋光的习性,引诱并利用高压电网或水盆杀灭各种夜行害虫。杀虫灯的种类很多,目前使用较多的有日光灯、黑光灯、高压汞灯、节能灯、双波灯、频振式杀虫灯等。近年来研制的杀虫灯还有太阳能杀虫灯、光控雨停电击式诱杀灯、智能杀虫灯等。其中,频振式杀虫灯诱杀效果好,节能环保,而且对天敌的杀伤作用轻,是目前较先进的诱杀工具[7]。频振式杀虫灯对水稻主要害虫如二化螟、稻纵卷叶螟、大螟和稻飞虱等均有很好的诱杀效果,对水稻次要害虫的诱杀也有一定的效果。
性诱剂也叫性信息素,具有专一性强、高效、环保、无污染、不伤害有益昆虫的特点[8]。其原理是利用雌虫释放的性信息素诱捕雄虫,减少雌虫交配产卵率,从而控制害虫,水稻上主要用于二化螟的防治。实施时,一般每亩平均布控诱捕器1~2个,即可取得较好的防治效果。
生态防控是人为创造出不利于害虫而有利于益虫的生态环境,从而达到利用自然天敌控制虫害的目的。水稻上应用较多的有显花植物和香根草。
在稻田边种植显花植物可以为害虫天敌提供极佳的栖息生境和丰富的营养物质,从而培育天敌种群,保护和利用天敌,减少害虫危害,降低农药使用量[9]。显花植物多为菊科植物,花色丰富,极具欣赏价值,因此在防治害虫的同时,还具有景观作用。
香根草是一种诱虫植物,植株挥发物对水稻螟虫(二化螟、大螟)的雌蛾有较好的诱集作用,其引诱作用明显强于水稻。田间种植香根草可诱使稻螟在其植株上大量产卵,利于集中灭杀;且香根草上的活性成份对螟虫的幼虫具有毒杀作用,使其不能完成生活史,从而显著降低了稻螟种群数量[10]。因此稻田边种植香根草可以减少杀虫剂用量,节约成本,减少环境污染,作为天敌培育圃,增加生物多样性。
生物防治是利用有益生物或其他生物来抑制或消灭有害生物的一种防治方法[11],广义的生物防治包括使用微生物活体、天敌昆虫、微生物代谢产物、植物源农药和昆虫病毒类农药等防治有害生物。生物防治因其有机、无化学残留、对环境无害的特点,对农业的可持续发展、农业生态环境的保护、食品安全的保障等提供了技术支撑,从而受到越来越广泛的关注,具有广阔的发展前景。目前在水稻上的生物防治方法有以虫治虫、以菌治虫、以菌治病等。
赤眼蜂是一种寄生性昆虫,属膜翅目,赤眼蜂科。赤眼蜂幼虫可在螟蛾类昆虫的卵中寄生,取食卵黄,化蛹后引起寄主死亡,因此可以用于害虫的生物防治[12]。已有研究表明,赤眼蜂能有效防治稻田二化螟及稻纵卷叶螟,并对天敌生物有一定的保护作用,利用赤眼蜂防治水稻害虫已成为一种有效的生态防控技术。释放赤眼蜂具有环境友好、不杀伤天敌和非靶标生物、无农药残留、有利于保护农田天敌自然种群、提高稻米的产量和质量的优点。
目前在水稻上应用较多的生物农药,杀虫的有绿僵菌、Bt、短稳秆菌、甘蓝夜蛾核型多角体病毒等;杀菌的有井岗·枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、纹曲宁、春雷霉素、乙蒜素等[13]。
稻田生态种养是将养殖业和种植业结合起来的一种生产方式,在稻田养殖的同时又起到防治水稻病虫草害的作用,例如在稻鸭共作模式下,就可利用鸭不吃稻苗而吃稻田杂草的特性来防治杂草[14]。由于稻田生态种养经济效益和生态效益较高,近年来发展迅速。在实践中应用较为广泛的有稻虾共养和稻鸭共养。
以上介绍的水稻农药减施增效技术,在实践中通常根据稻田有害生物发生的规律和特点、不同的水稻种植模式等有选择地使用。化学农药和绿色防控技术应当兼容并包,有机地组合,既要减少化学农药的使用,又要兼顾经济效益,做到经济效益、生态效益和社会效益的统一。