蔡晓明,边磊,罗宗秀,李兆群,修春丽,付楠霞,陈宗懋
中国农业科学院茶叶研究所,浙江 杭州 310008
茶是世界公认的有益人体健康的饮品,世界各国均对茶叶的质量安全赋予更多的关注[1]。因此如何减少茶园化学农药施用,避免、降低病虫害对茶叶产量、品质的危害,是茶树植保工作者的首要任务。要完成这一任务,除必须创新研发化学农药替代技术外,科学、合理地将这些技术集成应用起来也同样重要。这是因为化学农药替代技术很难像化学农药那样高效。通常针对某一靶标虫害或病害,需要使用几项不同的技术,才能达到与化学农药相当的防治效果。其次,化学农药替代技术的防治靶标都比较有限,不具有化学农药那样的广谱性。因此,这就需要不同绿色防控技术的集成应用。本文对绿色防控技术集成的基本原则,茶树害虫绿色精准防控的技术选择、技术组装、应用效果,以及茶树有害生物绿色精准防控的未来发展等几方面进行了介绍和展望,以期促进茶园有害生物绿色防控技术的创新发展,提升我国茶叶质量安全、茶园生态安全水平。
茶园有害生物绿色防控技术的集成应符合以下原则[2-5]。
绿色防控是在“综合防治”概念基础上拓展、丰富后形成的植保理念。其内涵是:基于有害生物发生规律,遵循综合治理原则,优先采用农业防治、物理防治、生物防治、化学生态防治等环境友好型技术,并结合科学合理使用化学农药,达到有效控制农作物有害生物危害。绿色防控技术集成应用更强调从增强农田生物多样性和保护利用天敌入手,组装及配套使用多种不同的天敌友好型防治技术,最大限度地减少化学农药的使用;以作物健康栽培为基础,组装和配套良好的农业栽培措施;从科学使用农药入手,杜绝高毒、高残留和高污染农药的使用[2]。
绿色防控技术集成的目的是促进绿色防控技术的推广应用。一般来说,农民对新技术的应用比率与技术的复杂程度成反比。绿色防控技术集成就是要通过进一步的技术熟化开发、组装配套和规范化,实现复杂技术的轻简化,从而提高绿色防控新技术采用比率,解决绿色防控技术的使用成本过高和劳力投入过多问题。
绿色防控技术集成效果很大程度上取决于技术配套的规范化、合理化和标准化。为了以最小的经济投入获得最佳防控效果,绿色防控技术的集成必须遵循有章可循、有标准可依的原则。如色板、杀虫灯和性诱剂的集成。色板、杀虫灯和性诱剂的使用起止时间、控制面积以及悬挂高度等均需合理化、标准化。
绿色防控技术集成是对已开发研究出来的,并将在生产中应用与推广的一系列绿色防控技术的研究、评价、精炼与组装配套的过程。其基本过程是由技术选择、应用技术研究、技术组装配套、技术标准化4 个环节组成的重复循环。其中,绿色防控技术选择与组装应从农田生态系统的整体出发,追求病虫害高效的可持续治理效果,追求生态系统服务功能提高所产生的生态效益,追求农产品质量提高所产生的社会效益;不是单纯要求短期防效和简单追求经济效益。而应用技术研究和技术标准化,更多的要考虑技术的轻便化和规范化。下面以茶树害虫绿色精准防控为例,对技术的选择、组装以及形成的技术模式进行介绍。
技术集成前,要先清楚有哪些防控技术可用,这些技术的防控效果及优缺点等。目前茶园害虫绿色精准防控可用的技术包括:精准物理诱杀技术、性诱杀技术、生物防治技术、良好农艺措施、化学防治等[6-7]。
精准物理诱杀技术主要包括窄波LED 杀虫灯、黄红双色诱虫板[8]。杀虫灯是茶园重要的害虫物理诱杀工具,是茶园的第一道防线。本世纪初茶园普遍采用频振式电网杀虫灯,但其诱虫光源光谱范围宽,以致大量误杀天敌昆虫。基于茶园主要害虫和茶园优势天敌的趋光光谱差异,确定茶园害虫精准诱杀LED 光源,并结合风吸负压装置研发出了窄波LED 杀虫灯。相对于频振式电网型杀虫灯,窄波LED 杀虫灯对主要害虫的诱杀量提高127%,对茶园天敌的诱杀量降低40%[9]。诱虫色板是防控茶小绿叶蝉、蓟马、黑刺粉虱等茶园刺吸式害虫的主要技术。过去主要使用黄色诱虫板防控茶小绿叶蝉、黑刺粉虱等害虫,但黄色诱虫板对天敌昆虫有较大误杀。为此通过大量试验,发现红色对茶园膜翅目天敌和瓢虫有驱避作用。在此基础上,研制出黄红双色诱虫板。与市售常规色板相比,夏、秋季黄红双色的天敌友好型色板对茶小绿叶蝉诱捕量分别提升29%、66%,对天敌的诱捕量分别平均下降30%、35%。该色板在春茶结束修剪后使用,可使茶小绿叶蝉发生高峰期虫口至少减少30%[10]。
性信息素是鳞翅目害虫求偶交配过程中,雌虫释放、雄虫定位雌虫的信息物质。性诱杀技术就是利用人工模拟出来的性信息素,即性诱剂,诱杀求偶雄虫,减少田间害虫的交配概率,进而降低下一代害虫的发生数量。性诱剂具有高效、专一性强、用量低、不杀伤天敌、不污染环境等优点[11]。通过性信息素鉴定、性诱剂配方优化,目前已提出灰茶尺蠖、茶尺蠖、茶毛虫、茶蚕、茶黑毒蛾、湘黄卷叶蛾、茶小卷叶蛾、茶细蛾等8种茶园主要害虫的高效性诱剂。其中,灰茶尺蠖高效性诱剂的诱蛾效果是市面原有产品的10倍至200多倍;茶尺蠖高效性诱剂的诱蛾效果是市面原有产品的20~64 倍。高效性诱剂诱杀一代灰茶尺蠖雄蛾,防效达50%;连续诱杀两代,防效可达67%[12]。
生物防治主要包括生物农药和天敌释放。目前针对茶园鳞翅目害虫,拥有病毒制剂、短稳杆菌、苏云金杆菌等高效生物农药[13-15]。其中,病毒制剂专一性强、持效期长;短稳杆菌具一定的广谱性、速效性好。针对茶小绿叶蝉、茶棍蓟马等小型刺吸式害虫,有除虫菊素、印楝素、茶皂素等多种植物源农药。但这些生物农药的防治效果均不理想,可通过混用、增加施药次数提高防治效果。释放天敌方面,目前生产上使用比较多的是释放捕食螨防治茶树害螨。在跗线螨、茶橙瘿螨等害螨螨口数量上升初期,按每公顷102 万头的量释放胡瓜钝绥螨,防治效果可达80%[16]。
良好农艺措施包括秋冬季石硫合剂封园、冬季深翻施肥、合理修剪勤采等[17-19]。秋冬季石硫合剂封园对降低次年早期的螨害和叶部病害有很好的预防效果[20];而冬季深翻可破坏尺蠖、象甲等害虫的越冬场所,减少次年害虫发生数量。由于茶蚜、茶小绿叶蝉、茶橙瘿螨、茶跗线螨等茶园害虫主要发生在幼芽嫩梢上,因此合理修剪勤采,可采去大量的虫口,并恶化这些害虫的发生条件[21]。
最后,化学农药防治也是茶园害虫绿色精准防控中不可或缺的一项技术。化学农药的使用在很大程度上保障了茶叶的产量和质量。尤其是有害生物爆发期,化学农药起到了立竿见影的效果。在今后一段时期内,化学农药仍将起到重要作用。为最大程度保证饮茶者安全,应选择低水溶性且环境风险小的农药品种,并规范使用农药[22]。
茶树主要害虫绿色精准防控技术集成思路(图1)是,以窄波LED 杀虫灯、黄红双色诱虫板、高效性诱剂等作为核心关键技术,通过长期高效诱杀将茶园中的靶标害虫种群维持在一个较低水平;在此基础上结合生物预防措施,如喷施尺蠖病毒制剂、释放捕食螨等,并配套良好农艺措施,如冬季石硫合剂封园、合理修剪勤采等,控制虫口发生;最后以高效低水溶性化学农药作为应急措施,在害虫大量爆发时使用。有了最佳的技术组合,再配合标准化的技术实施参数,就可形成绿色防控技术模式。
图1 茶树主要害虫绿色精准防控技术集成思路
近十几年,茶树植保科技工作者对灰茶尺蠖、茶尺蠖、茶毛虫、茶小绿叶蝉、茶网蝽、茶棍蓟马等茶树害虫防控技术作了较为深入的研究,形成了切实有效的茶树害虫绿色精准防控技术模式。其中,茶毛虫的防控技术模式与灰茶尺蠖、茶尺蠖的较为相似,茶小绿叶蝉、茶棍蓟马的防控技术模式较为相似。下面以灰茶尺蠖、茶尺蠖、茶小绿叶蝉这3 种我国茶园最为重要的害虫为例进行介绍。
灰茶尺蠖、茶尺蠖绿色精准防控技术模式(表1)[23]的核心关键技术为:窄波LED 杀虫灯、性诱剂、病毒制剂;应急防治技术为:高效安全化学农药;配套技术为:冬季深翻施肥。
表1 灰茶尺蠖、茶尺蠖绿色精准防控模式(以浙江为例)
3.1.1 核心关键技术
(1)性诱剂。根据上一年发生程度,在越冬代成虫羽化前,每公顷均匀悬挂诱捕器30~60个。每个诱捕器放置1 枚性诱芯。诱捕器下端位于茶棚上方20 cm。为保证诱杀效率,诱捕器需及时更换黏板,每3个月更换1次性诱芯。性诱杀技术,大面积、连片、持续使用,效果最佳。
(2)窄波LED 杀虫灯。每公顷安置1 台窄波LED 杀虫灯。实际放置密度需根据地形、地貌设置。灯管下端位于茶棚上方40~60 cm。3月下旬开灯,11月关灯;每日日落后工作3 h 自动灭灯。窄波LED杀虫灯大面积、连片使用,效果最佳。
(3)病毒制剂。4—5月,第二代尺蠖的一、二龄幼虫期,在发虫中心及邻近1 m 以内的嫩叶层喷施尺蠖病毒制剂300~400 倍液。阴天全天可施用,晴天宜在17:00以后喷施。
3.1.2 应急防治技术
7—9月为灰茶尺蠖、茶尺蠖爆发期,密切关注田间虫口。当虫口达防治指标,即每667 m2茶园幼虫数量达4 500 头或每米茶行10 头时,可喷施茚虫威、虫螨腈、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、联苯菊酯等高效安全化学农药。有机茶园可喷施短稳杆菌、苏云金杆菌等生物农药。注意虫龄较小时施药、不同作用机理药剂交替使用和合理混用、按规定安全间隔期采收茶叶。
茶小绿叶蝉绿色精准防控技术模式(表2)[23]核心关键技术为:窄波LED 杀虫灯、黄红双色诱虫板;应急防治技术为:高效低水溶性化学农药;配套技术为:合理勤采修剪、冬季石硫合剂封园。
表2 茶小绿叶蝉绿色精准防控模式(以浙江为例)
3.2.1 核心关键技术
(1)窄波LED 杀虫灯。使用技术参数同灰茶尺蠖、茶尺蠖绿色精准防控技术模式。
(2)黄红双色诱虫板。春茶结束修剪后,每公顷均匀悬挂375 张诱虫板。色板朝向平行茶行,其下沿位于茶树上方20 cm,悬挂2~3 周即可。色板拆除后妥善处理,防止污染茶园环境。
3.2.2 应急防治技术
6—7月、9—10月,为茶小绿叶蝉发生高峰期,应密切关注田间虫口。当虫口达防治指标,即夏茶:每100 片叶6 头若虫;秋茶:每100 片叶12 头若虫时,可喷施茚虫威、虫螨腈、唑虫酰胺、双丙环虫酯等高效低水溶性化学农药。有机茶园可连喷或混喷天然除虫菊素、茶皂素、印楝素等植物源农药。注意不同作用机理药剂交替使用,按规定安全间隔期采收茶叶。
近5年的示范推广显示,灰茶尺蠖、茶尺蠖绿色精准防控技术模式较为高效,在尺蠖轻、中度发生区域,可做到化学农药零使用;茶小绿叶蝉绿色精准防控技术模式在叶蝉高峰期可减少1次化学农药的使用。当然,上面只是围绕某一种靶标害虫建立的绿色精准防控模式。具体到某一地方整年的茶园害虫绿色精准防控模式,还需根据当地的害虫发生种类、发生程度,以及茶叶生产习惯、茶叶品质要求等进行技术调整和组装。例如:尺蠖发生轻的地方,性诱捕器主要作用是虫口监测,可按每公顷15套使用;而尺蠖发生严重的地方,要充分发挥性诱杀技术对虫口的控制作用,性诱捕器需按每公顷60 套或更高密度使用;机采茶园,不适合使用诱虫色板;生产出口欧盟茶叶的茶园,不宜使用唑虫酰胺、茚虫威等欧盟限量标准要求严格的农药。
在国家重点研发计划项目“茶园化肥农药减施增效技术集成研究与示范”、国家茶叶产业技术体系以及地方政府的大力支持推动下,浙江、湖南、福建、湖北、四川、广东、江西、安徽、江苏等我国主要产茶省均根据自身实际,建立了相应的茶树害虫绿色精准防控技术模式,并进行了大面积的示范推广。至2022年,全国示范推广达百万公顷,示范区化学农药平均减施达70%,茶叶产量略有增加,茶叶质量安全水平提升明显,茶农收益得到增加。
茶园有害生物绿色精准防控技术集成应用,其前提条件是要有针对不同病、虫、草害的绿色防控技术,其核心是要有高效、精准的绿色防控技术。这就好比做菜需要主料和配料,而高效、精准的绿色防控技术就是“主料”。因此,创新发展高效、精准绿色防控技术是茶树有害生物绿色防控未来发展的关键。此外,为应对农村劳动力日益短缺和满足社会发展需求,未来茶园绿色防控技术还应逐步向轻简、智能化的方向发展。
具体到害虫防控技术方面。对目前茶园首要害虫茶小绿叶蝉,以及发生日趋严重的蓟马、食叶甲虫、网蝽、盲蝽等害虫,还缺乏高效、精准的绿色防控技术,防治主要还是依靠化学农药。因此在对上述害虫生物学、生态学特性深入了解的基础上,应通过多学科的交叉融合,从化学生态防治、新型物理防治、高效生防资源利用等方面进行绿色防控技术的创新研发[24]。
在病害方面。相对虫害,茶树病害绿色防控的研究较为滞后。对我国发生面积最大的茶树病害炭疽病,还缺乏有效的化学农药替代防治技术;对西南茶区、山区茶园春茶期易发的茶饼病、白星病、赤星病等病害,甚至缺少高效、安全的化学防治药剂[25]。针对上述病害,未来应加强抗病品种的选育、高效生物农药的开发与筛选、植物诱抗剂的高效应用等方面的研究。
草害方面。虽然“十三五”期间茶园草害绿色防控技术有较大发展,提出了防草布覆盖控草、种植鼠茅草控草等新技术,但这些还不能完全解决目前生产中遇到的问题。未来,应加强杂草危害分级研究,摒弃“寸草不生”的除草观念,改除草为控草;针对恶性杂草,需加强研发和筛选轻简型除草机、天然除草剂等绿色除草技术;同时完善间作控草技术,筛选各茶区适合的间作草种和研究相配套的种植应用模式[26]。
目前茶园有害生物绿色防控技术的集成应用主要还是集中在防治虫害。因此,未来应从整个茶园生态系统出发。各地需根据茶园有害生物发生种类、发生程度等,集成应用靶标针对性强、防治效果好、对茶园生态环境负作用小的虫害、病害、草害防控技术。集成过程中应以高效、精准化学农药替代技术为核心,进行不同技术的组装配套;不能重视了某一有害生物,而忽略了其他有害生物的绿色防控;也不能因为实施了某些技术,而加重其他有害生物的发生,如采用茶园间作控草技术,有可能会因间作植物品种选择不当,而加重茶园病虫害的发生。当然,随着绿色防控技术的发展与丰富,茶园有害生物绿色精准防控技术模式应当在区域化、茶叶质量安全水平等方面更具差别化、精细化。例如云南省茶园病虫害的种类与西南茶区其他地区有较大的差别,其防控技术模式也应有较大不同;防控模式应根据消费者对茶叶质量安全的不同需求,集成出如有机标准、生态标准、欧盟标准等不同级别。最后,形成的茶园有害生物绿色精准防控技术模式,应是可复制推广、茶叶生产者便于且乐意使用的。这样,在政府、科技工作者等各界力量的大力支持、推动下,绿色精准防控技术模式便可在我国各茶区大面积推广应用,支撑我国茶产业绿色健康可持续发展。