王修慧,徐 荣,曹闽苏,程飞虎,王颖娴*, 陈忠平,王英军,赵慧媛
(1. 江西省恒湖垦殖场,江西 南昌 330123;2. 南昌市农业技术推广中心,江西 南昌 330008;3. 江西省农业技术推广中心,江西 南昌 330046;4. 鹤壁佳多科工贸股份有限公司,河南 鹤壁 458030)
【研究意义】江西滨湖平原地处鄱阳湖平原地区,是鄱阳湖生态经济区的核心农业生产区,为江西省重要商品粮基地集中区,粮食生产以水稻为主[1-2]。近些年,粮食价格下跌、农资价格上涨,种粮效益下滑,滨湖平原稻农调整产业结构、转变发展方式,利用平原低洼稻田,冬春季节在田间养殖小龙虾,夏秋季节再种植一季晚稻,开展虾稻连作模式生产,稳粮增效;至2021年末,江西全省虾稻面积达12.27万hm2。虾稻连作生产模式对水稻病虫草等有害生物防控技术要求高,稻农在水稻生长季因有害生物防治技术不当等原因,造成小龙虾中毒、水稻减产现象时有发生。该研究为鄱阳湖滨湖平原虾稻连作稻田二化螟绿色防控提供可行性技术指导,有利于稳健推进虾稻连作生产模式绿色可持续发展。【前人研究进展】夏新[5]和方菲等[6]对虾稻连作模式水稻病虫草害绿色防控技术已有研究,但针对围绕虾稻连作区二化螟特有生活习性,开展系统全面绿色防控技术研究尚未有文献报道。【本研究切入点】二化螟为鄱阳湖区水稻常发重发害虫,系本地越冬虫源,更易因防治不力出现重大损失。江西省恒湖垦殖场位于赣江下游东岸、鄱阳湖南畔,地处鄱阳湖滨湖平原湿地,总面积60.0 km2,是以水稻为传统支柱产业的农垦场[3-4]。该场于2015年开始虾稻连作模式生产探索,为江西省虾稻连作模式生产先行地;历经7年努力,初步探成一条虾稻连作产业发展、乡村振兴之路,现有虾稻连作面积3129.8 hm2,已带动周边乡镇虾稻连作生产发展。2021年,该场晚稻田间二化螟大爆发,9月下旬盛蛾峰期晚单灯蛾量高达1003~2284头,为常年同期的15~40倍。【拟解决的关键问题】2021年至2022年初,笔者对江西省恒湖垦殖场虾稻连作区二化螟生活习性、发生特点、防治现状作了较系统调查,从虾稻连作区二化螟特有生活习性及活动规律着手,探究江西滨湖平原虾稻连作模式稻田二化螟以农业防控措施为主的绿色防控对策。
一般以2~4 hm2稻田为一个养殖单元,在养殖单元外围田埂,距离外围田埂内缘1.5~2 m处向稻田内开挖面宽2~3.5 m的L形或一字形环沟,沟深距离田面0.8~1.2 m;利用开挖环沟的泥土或靠近外围田埂的田面土加高、加宽、加固养殖单元外围田埂,并在环沟内缘周围筑宽40~50 cm、高30 cm挡水小田埂。当年晚稻收割后,秋末开始田间灌水,冬春季在田间养殖小龙虾,来年4月上中旬至6月中旬收获成虾;6月中旬至7月上旬前中期,排放田水、环沟内存水,将种虾留存在环沟内,田块旋耕平整后播栽一季晚稻,夏秋季在田间种植水稻,10月中、下旬机械收割一季晚稻,如此循环。
调查内容为虾稻连作模式区栽培水稻品种及种植方式,二化螟生活习性及越冬寄主、发生与防治现状、冬前虫口密度、田间灌水对越冬幼虫生活的影响等。
根据全场地形及生态小环境特点,选择5个有代表性虾稻连作模式生产片区内的稻田作调查田块,每个片区内选择1个样方田,每样方面积5~8 hm2,样方选取具有随机性、代表性、准确性;各样方内,采用棋盘式取样法选取9~10个样点,样点面积0.5 m2。晚稻成熟收割前,察看田间二化螟为害情况;晚稻收割后,秋末田间灌水前、后,分2次在各样方内选点取样,分别齐泥面割取样点内的稻桩,带出田外剥查稻桩茎秆内的二化螟幼虫,计算田间灌水前、后的虫口密度,以及田间灌水后越冬幼虫受淹后转移比例;灌水后,稻桩茎秆内留存二化螟幼虫如有受淹死亡,记算留存幼虫死亡率[4,7-12]。计算方法:
虫情发生调查,采用虫情测报灯监测,并结合田间察看;水稻品种及种植方式、二化螟防治现状调查,对所选5个有代表性片区内的虾稻连作田所有种植户,采用问卷入户方法调查农户种植水稻品种及防治二化螟使用药剂、施药时间、施药方式、防治效果等情况,共计调查83户、273.2 hm²,占虾稻连作稻田面积的8.73%;在虾稻连作模式区田间、田埂及田外沟渠处察看二化螟生活习性,并在各样方田田埂及田外沟渠杂草间调查其越冬寄主植物。
2.3.1 水稻品种及种植方式近年来,虾稻连作模式使用一季晚稻品种主要为黄华粘,于6月中旬中后期至7月上旬前期直播栽培,10月中旬至下旬初机械收割。
2.3.2 生活习性及越冬寄主江西滨湖地区二化螟年发生4代,通常除危害水稻外,还危害茭白、玉米、高粱、甘蔗、芦苇、稗草、李氏禾、油菜、蚕豆等杂草作物,以幼虫在植物的茎秆、根茬中越冬,且绝大部分幼虫在稻田的稻蔸、茎秆及稻草中越冬。虾稻连作模式区晚稻收割后,秋末受田间灌水养虾影响,随着田间灌水水位提高,稻桩茎秆内离田面低部位的越冬幼虫,慢移上升至茎秆上部;稻桩上端临近或完全淹没水中后,茎秆内越冬幼虫逐渐钻出茎秆、浮于水面,呈假死状随田水风浪漂移至田边,然后爬上田埂,转移到田埂及田块附近沟渠杂草间另觅寄主,在寄主杂草的枯枝残技中越冬,夜间转移的虫量多于白天。初步查知越冬杂草寄主共计有11科59种,种类以禾本科、菊科杂草居多,占59.3%;其次为蓼科、茄科、唇形科杂草,占25.4%(表1)。田埂及田块附近的玉米、高粱、甘蔗、莲藕、芝麻、辣椒、红薯藤、空心菜茎等作物枯枝残枝,也是二化螟田外越冬寄主。
表1 虾稻连作模式区水稻田外二化螟越冬幼虫杂草寄主
越冬幼虫转移到田埂以及田外附近的沟渠杂草作物中越冬后,第二年春季至初夏,越冬代幼虫、蛹、成虫,第一代卵、幼虫、蛹仍在杂草间生长、发育、繁殖;至6月中下旬—7月上旬初一季晚稻播栽后,一代二化螟成虫开始飞入一晚田间稻苗上产卵,然后第二代卵至第四代幼虫在晚稻田间生长、发育、繁殖;晚稻收割后,秋末冬初田间灌水养虾,第四代(越冬代)幼虫又从田间转移至田外越冬。
2.3.3 虫情发生概况2021年,越冬代二化螟于4月15日开始盛蛾,4月19日—23日出现第1次蛾峰期,晚单灯蛾量118~241 头,4月30日—5月5日出现第2次蛾峰期,晚单灯蛾量109~273 头;第一代于6月17日开始盛蛾,6月23日—7月6日出现蛾峰期,晚单灯蛾量37~71头;第二代于7月29日开始盛蛾,7月29日—8月2日出现第1次蛾峰,晚单灯虫量16~59 头;8月7日—12日出现第2次蛾峰,晚单灯虫量61~227 头;8月23日—9月7日,晚单灯蛾量78~278 头,形成二代多发、二代末期成虫与三代初期成虫重叠大发生;9月8日—30日,三代螟蛾大爆发,晚单灯蛾量一般为504~857 头,其中9月23日—27日盛蛾峰期,晚单灯蛾量高达1003~2284 头,为常年同期的15~40倍,10月1日—5日盛蛾末期,晚单灯蛾量71~146头。
2021年,虾稻连作一季晚稻于9月上旬齐穗,9月下旬稻谷籽粒已充实,10月中旬至下旬初成熟收割。三代二化螟成虫虽然大爆发,四代幼虫进入水稻茎秆后在茎秆内群集为害,症状不明显,对当年一晚产量没有造成明显损失,但2022年冬前基数甚高,对2022年水稻生产形成危害。
2.3.4 防治现状(1)防治药剂。虾稻连作水稻田间,防治二化螟、稻纵卷叶螟的药剂主要为20%氯虫苯甲酰胺SC、92%或95%乙酰甲胺磷SG、10%甲维·茚虫威SC、16000 IU/mg或32000 IU/mg苏云金杆菌WP等。(2)防治时间。由当地植保或农技部门,根据田间二化螟、稻纵卷叶螟混合发生情况及水稻生育阶段进行安排,提前5~7 d发布病虫情报,一季晚稻全生长季内一般施药2~3次。(3)施药方式。全面采用植保无人机叶面喷施,喷液量1200~15000 mL/hm2。
2.3.5 冬前虫口密度2021年,虾稻连作晚稻收割后,2022年二化螟田间冬前虫口密度(即二化螟留存虫量或冬前基数),虫量低的田块560250~1180500头/hm2,虫量一般的田块1820700~7870200头/hm2,虫量高的田块3261600~3861900头/hm2,部分田块虫量高达4642350~7870200头/hm2。
2.3.6 田间灌水对越冬幼虫生活的影响晚稻机械收割后,田间稻桩高度多为35~43 cm(或40 cm左右),稍矮的25~30 cm,再矮的16~22 cm。秋末至冬季田间养虾灌水采用机井抽地下水,灌水方式一般分间歇慢灌、连续快灌二种,间歇慢灌为使用功率3~4 kW单相微型离心泵抽水(出水量较小)、分2~3次将田水灌至水面与稻桩顶端基本持平或淹没稻桩顶端1~5 cm,连续快灌为使用功率4~5.5 kW三相异步电动机抽水(出水量较大)、1次性连续将田水灌至水面与稻桩顶端基本持平或淹没稻桩顶端1~5 cm。间歇慢灌或连续快灌至水面上升到稻桩高的2/3~4/5、保水4~5 d,二化螟越冬幼虫留存在稻蔸茎秆内,未见有幼虫受淹死亡;间歇慢灌或连续快灌至水面距离稻桩茎秆顶端1~5 cm、保水4~5 d,越冬幼虫仍留存在稻蔸茎秆内,亦未见有幼虫受淹死亡;间歇慢灌至水面与稻桩顶端基本持平、保水4~5 d,62.9%~68.4%幼虫已钻出稻秆转移,稻秆内仍未见有二化螟留存幼虫受淹死亡;连续快灌至水面与稻桩顶端基本持平、保水4~5 d,48.7%~53.6%幼虫已钻出稻秆转移,稻秆内留存幼虫28.2%~32.6%受淹死亡;间歇慢灌至水面淹没稻桩顶端1~5 cm、保水4~5 d,67.7%~71.6%幼虫已钻出稻秆转移,稻秆内留存幼虫只有5.3%~9.8%受淹死亡;连续快灌至水面淹没稻桩顶端1~5 cm、保水4~5 d,57.6%~61.8%越冬幼虫已钻出稻秆转移,稻秆内留存幼虫有95.1%~96.4%受淹死亡;间歇慢灌至水面淹没稻桩顶端1~5 cm、保水8~10 d,75.8%~82.3%幼虫已钻出稻秆转移,稻桩茎秆内留存幼虫受淹死亡率较保水4~5 d的无明显增加(表2)。随着灌水保水时间持续,田间未转移的幼虫仍将继续转移至田外另觅寄主越冬,灌水淹灭越冬幼虫效果较低;间歇慢灌,田间水位上升缓慢,稻蔸茎秆内越冬幼虫受淹后有充足时间转移到田外,转移比例较连续快灌的高,淹灭效果较连续快灌的更低。
表2 虾稻连作模式晚稻割后田间灌水对稻桩内二化螟越冬幼虫生活的影响
小龙虾是甲壳类水生动物,对有机磷类、菊酯类、拟除虫菊酯类等药物特别敏感[13]。在水稻生产季进行病虫草等有害生物防治(防除),尤其是虫害治理时,容易出现小龙虾中毒甚至死亡现象。
生物农药对非靶标生物安全性较高,但与传统化学农药作用的速效性相比,对靶标生物作用缓慢。目前市场上能用于虾稻田防治二化螟、稻纵卷叶螟等螟虫的生物农药主要有苏云金杆菌等,施药后1~2 d不能表现出防效,往往需要3~5 d后才能表现出防治效果,按其制剂推荐用量施用效果较低[14-15]。生物农药的这种缓效性,在遇到二化螟等害虫大发生、大爆发时,不能及时有效控制危害。
能用于虾稻连作稻田防治二化螟、稻纵卷叶螟等害虫的安全高效低毒化学药剂,目前市场上主要有氯虫苯甲酰胺、乙酰甲胺磷等,可选择性小,稻农难以做到轮换用药;这二种杀虫剂,在当地连续使用了10~12年,二化螟等害虫对其已处于高水平抗性、防治效果降低;用药量一般达其制剂推荐用药量的2~3倍,稻农欲通过加大农药用量提高治虫效果,既增加环境污染,且效果提高不明显[16]。
选用适宜在江西滨湖平原作一季晚稻直播栽培、生育期115 d左右,优质丰产抗(耐)二化螟、稻纵卷叶螟、稻飞虱、纹枯病、稻曲病等病虫的水稻品种。参选品种有农香42、桃优香占、华润2号、黄华粘等。
目前,能用于虾稻连作模式防治水稻二化螟的高效、低毒、安全治螟药剂甚少。农药行业加大科研开发,研制具有独立自主知识产权、对小龙虾等水生动物低毒安全、对二化螟防治效果高的新型杀虫化合物;国家加大资金扶植,为农药企业研发新型低毒、安全、高效杀虫剂提供政策和资金支持。
农业科研及技术推广部门,加强虾稻连作稻田防治二化螟等害虫的安全、高效、低毒药剂的引进、试验、示范,筛选安全有效药剂,提高防治效果。
(1)沟渠灌水灭蛹。春季至初夏,利用越冬代、一代二化螟在田块附近排灌沟渠杂草间生长发育繁殖的时期,趋利避害,在沟渠灌水淹灭螟蛹。根据各灌区稻田田面高度、沟渠深浅的不同,利用各灌渠的闸门调控沟渠水位[3];在越冬代及一代二化螟高龄幼虫化蛹前,先排去沟渠内的存水,降低幼虫在沟渠内的化蛹部位;化蛹盛末期,再将沟渠灌满水并保水3~5 d,淹灭沟渠内杂草间的越冬代、一代螟蛹。灭前控后,减少繁殖一代、二代二化螟的虫源。
(2)草间喷药治虫。5月上旬至中旬初,一代二化螟盛孵高峰前2 d至高峰期,选择阴晴无风或微风天气,选用适宜虾稻连作稻田防治二化螟的高效低毒农药,采用背负式喷雾器,人工在田边、田埂及沟渠的杂草间茎叶喷施,集中治灭杂草间的一代初孵蚁螟。治前控后,减少繁殖二代二化螟的虫源。
在虾稻田田埂上安装太阳能杀虫灯,3.0~3.3 hm2安装1盏,利用灯光诱杀水稻二化螟成虫,诱杀收集的二化螟等害虫用于喂虾。
(1)种植显花作物。在田埂上种植芝麻、大豆等显花作物,为天敌提供栖息繁殖场所,保护涵养天敌,提高利用寄生蜂、黑肩绿肓蝽等天敌控制害虫能力。
(2)减少农药施用。减少田间低毒、高效、无残留化学农药施用,水稻破口前7~10 d进行最后1次综合施药,为稻田蜘蛛等天敌种群营造适宜生长繁殖环境,发挥自然天敌的控制作用。
水稻生长期内,二代、三代二化螟高龄幼虫末期(化蛹前)排低田水,降低二化螟田间化蛹部位;盛蛹末期,田间灌深水淹灭螟蛹。
加强测报灯下二化螟发蛾监测,掌握水稻田间二化螟消长动态。在田间二代、三代二化螟卵块盛孵期,选用高效低毒、对小龙虾安全的药剂叶面喷施防治。使用植保无人机喷药,采用双倍水量配制药液,呈“十”字交叉两遍次飞喷,以增加喷液量、提高防治效果。
晚稻机械收割时,降低稻秆机割部位,将田间稻蔸留桩高度控制在15~20 cm以下,相对提升田间灌水后稻桩淹水深度,以提高秋末冬初田间灌水后,淹灭越冬幼虫的效果。
晚稻收割后至田间灌水前,用割草机齐泥割除田边、田埂及田块附近排灌沟渠处的杂草,将杂草搬运田外做秸秆综合利用加工处理,减少田间越冬幼虫转移至田外的越冬寄主及场所。
晚稻收割后,秋末田间复水时,连续快灌深灌至水面淹没稻蔸顶端3~5 cm,淹灭稻蔸茎秆内二化螟幼虫,减少田间稻桩茎秆内越冬代幼虫钻出稻秆转移至田外杂草间越冬虫量。
相关部门,加强适宜野外或农田施用的幼虫粘虫胶产品研制。利用虾稻连作稻田秋末冬初灌水养虾时机,选择无雨天气,待田间灌水水位上升到水面与稻桩顶端接近持平时,沿田埂在田埂顶面或顶面围栏上,呈环闭状喷施或涂抹宽40 cm左右的幼虫粘虫胶,粘灭灌水后从田间转移出田外越冬的二化螟幼虫,阻隔其转移路径,减少来年虫源基数。