韩芳滨,韩露露,于广威
(1.新疆农业大学 农学院;2.农业农村部西北荒漠绿洲农林外来入侵生物防控重点实验室,新疆 乌鲁木齐 830052;3.青岛罗素生物技术有限公司,山东 青岛 266104;4.潍坊科技学院,山东 寿光 262700;5.海南阿罗多甘农业科技有限公司,海南 白沙 572800)
我国的茶叶贸易已有千余年的历史,随着新式茶饮产业持续发展,茶叶需求和实有茶园面积逐年增长。我国茶叶出口量总体呈现稳定发展、逐年上升的趋势[1]。然而当今我国茶叶走向世界之路并不是一帆风顺,而且在出口方面仍然出现了不少问题,农药残留、金属元素污染、有害生物污染等问题日趋严重[2],是制约我国茶叶出口、影响我国茶叶国际竞争力的主要原因。出口单价低、利润薄的问题,导致难以惠及茶产业出口升级发展。
从以上问题能看出我国茶产业的绿色转型势在必行,而茶产业的绿色转型离不开茶科技的发展,现阶段我国茶园对机械自动化的应用还处于滞后状态。在“十四五”期间,我国将逐步提高茶园机械化、智能化,名优茶机采等技术的运用及装备研究和发明,这对我国进出口贸易有重要意义,为社会带来较高的经济价值。带动我国乡村经济发展,为脱贫攻坚的奠定基础,将智慧农业和IPM农业相结合,可以达到节省人工的目的,并有效解决劳动力短缺的问题,能够发挥一定的社会价值。同时可构建绿色无污染的生态友好型茶园,实现水土保持、净化空气、生物多样性等生态价值。
根据《2021中国茶叶进出口贸易分析报告》,绿茶仍是我国茶叶出口的主导茶类。约70万年前,海南白沙一颗陨石的造访,为当地的土壤带来多达五十种丰富的矿物质,加之白沙得天独厚的生态地域优势和附近村落接近的原生态自然环境,形成了一种质量极为优异无污染的白沙有机绿茶。针对海南省白沙县的农业发展,政府和相关部门设置了因地制宜的管理措施,例如将白沙茶园与旅游观光结合作为支柱产业之一。现如今,白沙绿茶已成为中国国家地理标志产品[3],带动了农户全面脱贫,实施乡村振兴战略。而海南属我国四大茶区之一华南茶区,根据研究学者的调查结果,已确定海南茶树害虫(螨)100种,白沙县茶树害虫总计约35种[4],随着时间流逝,还不断有新种类被发现。
研究海南茶树虫害对海南白沙茶产业的绿色健康发展有重要意义。本文主要针对海南与海南白沙县易发生的茶树害虫及其为害特性、防治方法进行综述,为构建茶园病虫害绿色防控生态体系,使茶园可持续,高质量发展提供依据。
通过在海南省白沙黎族自治县五里路有机茶园和芳香村两地的绿茶茶园的调研,经监测主要有:吸汁类害虫(螨)、食叶类害虫、钻蛀类和地下害虫。
主要包括茶蚜、假眼小绿叶蝉、茶橙瘿螨等。茶蚜,半翅目蚜虫科,在海南一年发生25代以上,世代重叠,无明显越冬现象。以成虫、幼虫聚集为害茶树枝梢、嫩叶,导致芽叶细弱,翻卷蜷缩,黄化粗老、无光泽,严重时幼芽枯竭停止伸展。同时排泄“蜜露”,导致茶煤病发生,影响叶片正常光合作用,后使茶叶品质和产量严重下降。
假眼小绿叶蝉,半翅目叶蝉科,在海南一年发生13代以上,在海南各阶段虫态均可发生越冬现象。若虫和成虫吸食茶树汁液窒碍养分运输,茶树受害后症状从失水到产生红脉随后出现焦边最后干枯。此外,受其为害后的芽叶在后面的生产过程中极脆弱并且易碎,加工后产生焦糊气味,使得茶叶的成品率降低[5]。
茶橙瘿螨,属蜱螨目瘿螨科,1年可发生25代,与假眼小绿叶蝉一样其幼虫、若虫、成虫亦会吸取茶树汁液,但是在早期螨虫量少时为害不显著,当螨虫发生量较多时被为害的树叶脉呈红色,叶片失绿无光泽,严重时芽叶萎缩、枯竭,并伴有褐色的锈斑,甚至造成落叶,使茶树长势衰弱,给茶叶的产量和品质带来巨大的损失[6]。
主要包括灰茶尺蠖、茶卷叶蛾、茶毛虫等。灰茶尺蠖,鳞翅目尺蠖蛾科,在海南一年发生6代以上,以蛹在茶园越冬。以幼虫咬食叶片进行为害。三龄前的幼虫一般取食嫩叶的叶肉和其表皮;3龄幼虫自叶缘取食使叶片边缘凹凸不齐;四龄幼虫食叶后仅留叶片主要茎脉;4龄后食量大大增加可将嫩叶和成叶全部食尽[7]。
茶卷叶蛾,鳞翅目卷叶蛾科,在海南一年发生4-6代,低龄幼虫具有趋嫩性,藏在嫩叶卷成的虫苞中。啃食叶肉后仅剩下表面的皮,被害叶有透明枯斑。随虫龄增大食叶量增加,后期虫苞卷叶数可多达数十叶,此时,成叶、老叶同样被蚕食殆尽,食完一苞便转结新苞为害。
茶毛虫,鳞翅目毒蛾科,在海南一年发生4—5代,幼虫喜欢群集。在三龄之前,通常可以看到10至100只幼虫聚集在叶子背面。受损叶片的上表皮为网膜状呈半透明色;三龄后以群分别转移到各上部枝叶间,啃食造成叶片缺刻;五龄后对食叶量要求剧增,啃食叶片、芽叶、甚至树皮等,并将叶片咬食殆尽,茶毛虫的发生不仅仅对茶叶产量和品质有影响,倘若人体直接接触茶毛虫的虫体,将会引起皮肤红肿发痒,对茶农的身体也会造成伤害[8]。
主要包括咖啡木蠹蛾、茶天牛、黑翅土白蚁等。咖啡木蠹蛾,鳞翅目木蠹蛾科,在海南一年发生2代以上,主要以幼虫蛀食为害。幼虫孵化后即蛀入梢内并逐步向下蛀食,形成长达30~60厘米的“蛀环”。幼虫通常不会在一条枝干上,且会转移到另一条枝干上柱害使得1头幼虫可蛀害3至5个大枝干。由于枝干收到为害导致茶树的输导组织受损,造成上部分的芽叶凋谢萎缩,其枝条则变得枯竭且容易折断[9]。
茶天牛,鞘翅目天牛科,每二年至二年以上发生一代,幼虫在皮下取食,约1至2天后进入木质部,然后从下蛀成隧道,虫道上下相通,大而弯曲,可深达几十厘米。被害后的茶树树干或根部上部生长发育差,一半或全部茶树逐渐枯死,即使通过台刈处理,亦难萌发新枝[10]。
黑翅土白蚁,等翅目白蚁科,蚁群主要以茶树的根为食,蚁道通向上部并逐渐蛀食树皮、浅木质层等。根茎受害后形成一个细小的圆锥形或蜂窝状,造成树势衰退,枝干易折[11]。
绿色防控在白沙已经得到一些应用,目前主要以物理防治、生物防治、农业防治为主。
现阶段白沙县最常用的物理防治技术为人工捕杀、采摘修剪、诱虫板和诱虫灯,天敌友好、精准高效是未来物理防治技术的主要发展方向[12]。
例如使用人工捕杀法摘除带有卵块、虫囊的枝叶和冬、春季挖除越冬虫蛹等。可以针对茶丽纹象甲、茶尺蠖、茶蓑蛾等行动缓慢、体型较大、易于发现并捕捉、或有群居习性并且为了抵御天敌侵袭呈现假死性的茶树害虫[13]。及时采摘鲜叶可以防止茶蚜、叶蝉和螨类和病害的蔓延扩展。茶树的嫩叶极易受病原侵袭,适用于虫害盛发期,多用于自有小面积茶园。
杀虫灯适用于整个虫害发生期,能够有效控制茶园虫口基数。分为频振式杀虫灯、黑光灯、高压汞灯等,主要针对羽化期的等鳞翅目害虫如茶尺蠖,半翅目害虫如叶蝉,鞘翅目害虫如金龟子。安装运行时间为3月底至4月初,吊灯高度是根据树的高度来确定的,一般情况下,接虫口距离茶树树冠约65cm。灯具间距最好控制在100m左右,频振式杀虫灯单灯控制面积为每两公顷1盏,太阳能灭虫灯单灯每公顷装1盏[14]。各区域茶园要针对茶园害虫发生和周边生态情况计划开关诱虫灯时间,这是由于不同种类的昆虫趋光时间和峰值不同,主要目的是为保护当地茶树害虫的天敌。一般为天黑后两小时为宜,两小时后为天敌昆虫活动时间。
色板诱杀适用于对颜色有明显趋向性的昆虫。茶小绿叶蝉、粉虱、蜡蝉等对黄色具有趋性,单色诱虫板诱杀效果显著、但需人工更换,成本高、天敌诱杀量大,可能污染环境。针对以上问题,天敌友好型诱虫板走进人们的视野,采用双色图案,黄色诱杀叶蝉,红色拒避天敌,并采用降解材料制造基板,避免环境污染。色板诱杀效果又与颜色、板高、板数和天气条件等因素有关。板高一般设置于高于茶蓬表面为好。色板设置的数量375块/hm2,色板应当与地面保持垂直,高于树冠5cm—10cm,每50d更换一次。色板应迎风而设,风雨较大时没有诱杀效果。于4月初安装,棋盘式布局。
性信息素诱杀技术是利用雌雄虫之间独特的信息化合物进行对害虫的防治,通过诱捕器和性信息素的结合诱杀昆虫,此技术专一性很强并且对环境友好、操作方便。除去诱芯本身的原因,外部因素例如诱捕器的形状对诱捕效果有很大的影响,在海南两地茶园通过对不同形状的诱捕器对茶树害虫的诱集影响研究,实验结论证明船型诱捕器对茶小绿叶蝉等茶园害虫的诱集量最高.部分桶形诱捕器会因为海南降水和台风气候问题导致积水,使诱芯浸水。三角形诱捕器密闭性较高,所以在连续降雨时通风受限,使得粘虫板受潮,在高温环境下又会造成返潮丧失粘性,最后导致粘虫的效果下降很多。目前,我国为灰茶尺蠖性信息素诱杀技术在茶树害虫防治中应用最为广泛,研究者从对药物剂量到缓释载再到筛选诱捕器,诱捕器悬挂高度、诱捕器间距的控制,制定出一整套针对灰茶尺蠖的诱杀技术。田间试验防治效果超60%,且被实际运用至全国各地[15]。
实验中发现五里路茶园较芳香村茶园诱虫量少,原因可能是因为园区内生态环境良好,茶园合理密植,为天敌提供了良好的栖息环境。对茶园内的农业防治通过人工如选育、清理、合理施肥灌溉等措施提高茶树的抗病虫害能力,降低病虫害发生概率,达到茶园绿色管理的效果。具体实施方法如下:
2.2.1 选育优良品种和良好的生长环境。应选择抗性、长势、质量、产量条件都相对较好且适合当地气候土壤条件的茶树品种,按照适合间距进行栽培。选择茶园用地时,尽可能的选生荒地,因为其土壤中的危害茶树的病菌和虫卵相对较少、生态环境相对稳定。研究表明,小叶种对茶饼病、茶白星病、茶云纹叶枯病的抗性一般比大叶种强[16]。
2.2.2 合理有效的管理茶园。定期清理茶园可以为茶树提供一个独立稳定的环境,减少茶树病虫害发生。“科学灌溉、合理施肥”,根据茶树不同时期的需水量和当地气候差异,合理安排茶园灌溉次数和水量。按茶树不同时期的需肥量施肥,例如:为了增强茶树对茶橙瘿螨的抗性,可以适量增加氮肥的用量;适量增加过磷酸钙用量,对红蜘蛛的防治有一定作用。“合理密植、及时采摘”,保持合理的株距,提高茶园通风透光率,促进秋冬土壤栽培和施肥。“翻耕整地,合理修剪”,落叶层和表层土壤中的虫卵、蛹和越冬害虫被犁入土壤深处,导致害虫机械死亡或第二年无法出土,以此达到杀灭害虫的目的。冬季来临时运用石硫合剂等进行封园,可以防止病虫害入侵,有效控制病虫害的繁殖发育。
2.3.1 利用天敌进行防治。目前,我国已发现茶树害虫天敌1100种[17]。在运用害虫天敌进行防治时,需要了解当地天敌资源、周围的生境,仔细了解当地受害茶树的症状、病虫害的种类。可利用捕食螨和寄生蜂将其释放到茶园中可以有效地防止病虫害的发生。如释放捕食性螨虫时茶树单叶上螨虫数量小于2时较好,释放约20袋/667m2;释放蚜虫、茧蜂、瓢虫等天敌时,蚜梢率大于6%时较好。除去昆虫类天敌以外,还有其他食虫动物也能发挥一定作用,例如在茶林和茶园中饲养禽类如鹅、鸡,对茶园的病虫害能起到一定的抑制作用。饲养数量为每亩25~30只为益。
2.3.2 昆虫病原病毒防治。利用以害虫为宿主的一类病毒进行对害虫的防治措施,其种类之多收到国内外研究员的广泛关注。现阶段,我国茶园应用较多的昆虫病原病毒是茶尺蠖核型多角体病毒,感染病毒的幼虫会倒挂在树枝上。且此病毒对宿主也具有专一性,这避免了田间的中性昆虫和天敌昆虫被误杀[18]。
2.3.3 通过增加茶园及周边区域的植被来改善茶园环境。使得整个茶园环境形成一个相对完整的生态系统,然后利用不同物种相互制约的关系,使得茶园的自然调控能力增强,从而保持茶园生态系统的平衡。例如种植蜜源植物、行道树等有益措施为天敌提供良好的繁殖和栖息场所。
2.3.4 安装生物信息对抗与智能虫害防治系统。研究人员在海南白沙建立了“人工智能+绿色防控创新实验室”,对白沙县茶园害虫进行种群检测和绿色防控。现阶段,国内外许多专家学者将人工智能技术应用于现代农业。通过信息技术与智能设备的结合,在农业生产经营流程中实现信息认知、快捷辨识、智慧监测等新模式,推动中国农业从数字化向智能化发展[19]。
据统计,在示范推广过程中,60%的生态茶园可不使用药物控制害虫种群密度。当虫害发生时我们要抓住防治的黄金时期,选择生物(植物、微生物、动物)、矿物质农药等高效、低毒、低残留,有利于生态环境稳定的农药进行防治。施药标准严格按照《农药安全使用标准 GB4285》、《农药合理使用准则 GB8321》执行。在病害发生初期和虫卵孵化高峰期,应根据症状优先选用除虫菊、白僵菌、核型多角体病毒、多抗霉素等植物源、矿物源农药,如防治蚜虫、蓟马、叶蝉、蓑蛾。病虫发生较重时,应使用高效低残留农药,如戊唑醇、醚菌酯、苯醚甲环唑、甲维盐等进行应急处理,同时注意交替使用农药[20]。对于开放式茶园,为了降低黑刺粉虱、螨类等害虫的虫口基数可以在秋季封园时准时喷1遍0.3~0.5波美度石硫合剂[21]。从可持续发展观来思考,应当逐步减少化学防治技术的使用,从源头上控制茶叶农残,将化学防治对生态环境的影响降到最低,按照“无公害”“安全”“绿色”的茶园标准,将对人类和自然不利的因素控制在安全允许范围内,开展茶园的绿色防控措施。
白沙绿茶已成为当地特色品牌,现阶段,海南白沙茶园主要以生物防治和物理防治两种方式防治害虫,茶旅结合的方针以及绿色防控技术使得白沙当地的茶产业得以茁壮成长,针对绿色防控技术的应用为其带来的影响笔者总结了以下三点。
白沙茶农在长期采茶的过程中,积累了丰富的防治经验,但是部分茶园担心农药残留会影响茶叶的质检,所以面对茶园病虫害采取放任不管的措施,导致茶园收入受到严重影响。绿色防控在控制有害生物的种群数量上具有突出的优势,针对具体某一类或某一种的有害生物,通过设置与其相对应的害虫性信息素的诱芯和装置,仅需微量诱剂即可达到大量捕捉的效果,有效减少有害生物的虫口基数。同时,通过性信息素对有害生物雌性或雄性进行大量诱杀,使其下一代繁殖受到严重影响,长期使用即可有效控制有害生物的种群数量,从源头根除病虫害。
在防控茶园病虫害过程中,仍存在不少茶农,为追求产量而大量喷施农药,导致吡虫啉、啶虫脒等一批水溶性农药严重超标,同时,由于部分茶农获取信息途径有限,对于国际国内禁用的农药如:草甘膦、硫丹等仍在进行使用。化学农药的滥用带来了严重后果:害虫的抗药性增强、对天敌等环境友好型生物大量被杀伤、生态环境被污染、茶叶农残严重超标、损害饮茶者的健康。而绿色防控技术的应用,有效的降低了过量化学农药的喷洒以及大量农药喷洒对环境造成的污染,维护了当地自然环境的和谐。
绿色防控与技术不仅能有效的消除病虫害、减少化学农药的使用、降低对生态环境的不良影响,而且提高了茶叶的品质和产量,保证茶农收入为乡村振兴产业提供了依据,白沙五里路所在的有机茶园规模已扩大至约300亩,预计到2025年,全县茶园总面积达到2万亩,茶叶产值达1.5亿元以上,为社会创造了更好的经济效益,促进了茶叶产业的转型升级和中国茶叶产业的可持续发展。
海南因为长年气候的温暖潮湿且有利于动植物繁殖,害虫在此环境下也更易于出现,由此在茶树病虫害防治过程中,必须遵循绿色植保理念,稳定加强对茶树病虫害的绿色防治技术体系集成研究。
在理论技术上,响应国家政策实现“智慧茶园”的建设。将防治技术与AI识别、物联网、害虫远程监测平台结合运用,这需要农业科研部门进行研发、茶树生物农药研发以及产品的新成果推广与应用。我国四十年来对茶树的有害生物防控取得了巨大进步,现阶段看来各个防治方法还存在不足。例如物理防治中的色板诱杀,一些颜色易吸引天敌和中性昆虫,这就使得茶园中的天敌数量减少,茶园生态系统遭到破坏,虫害更易于发生。诱虫板等诱虫道具也是农田中的污染来源之一,所以研究诱虫板的精细化应用和可降解环保材料是重要的课题。性信息素诱杀作为新兴的技术拥有诸多优点,但也不乏存在一些问题,例如防治害虫的专一强也就代表了单一性强,不能兼治其他害虫,在实际运用时对农园的面积也有较高的要求。茶树的生物防治虽对比以前已经取得很大突破,但大部分研究集中在茶尺蠖、茶毛虫、茶小绿叶蝉等,对于一些特定区域发生的害虫则研究较少,同时在实际生产中天敌资源和病原微生物也易受环境影响。通过以上关注的问题可知,智能、生态友好、高效是今后的植保研究的主要方向。
在实践应用上,要以“预防为主,综合防治”的理念为主,遇到病虫害时要及时并采取科学合理的措施,随时接收新技术新知识。植保技术在不断的更新迭代,许多茶农虽然经验丰富但对缺乏新技术的学习,则导致滥用或过量施用农药的实例增加,亦或者是注重农残而不去施撒农药导致茶园受害。这时对基层工作者的培训就尤为重要了,定期培训相关工作人员对于积极推行茶园的绿色生态经营极其重要。对于产品需要按照无公害茶园产品要求,进行绿色防控示范建设。政府等有关部门应制定并宣传推广针对措施。如此一来集合多方面的力量才能保证茶叶的产量和质量,全面带动茶农们的增收致富,解决茶园面临采茶工断层、老龄化以及用工成本日益上涨、种植无规划、产品质量参差不齐等问题。促使白沙茶产业实现全面绿色转型拟,使中国的茶产业加快走上健康可持续发展的道路。