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水稻螟害灾变规律与灾发原理及其应对防务提示

2024-07-22 10:13:57 admin 19

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水稻螟害包括大螟、和三化螟钻蛀茎秆所造成的枯株枯穗甚至毁秆倒伏枯产危害,其中二化螟为多食性主害螟虫、大螟为杂食性早害边害螟虫、三化螟为单食性枯孕穗螟虫。由于2000前后耕作改变尤其冬闲或早稻弃耕造成三化物断链而基本消失,若未来田间稻作丰富、食料可续,则三化螟潜能可害。就当前栽培制度而言,水稻螟害主要为二化螟致害,其次为大螟局地部局时组害,故二化螟是水稻的重要

进入本世纪20年代以来,随着种粮大户的效益经营种植方式发展,以收益最大化的种粮家庭农场新业态形成主要生产格局。考虑生产成本、地租、政策利益、生产效率、复种指数和产出收益等等要素,形成栽培制度复杂化和耕作多元化新状态。由此造成田间病虫害发生环境改变,加上气候因素,在单双混栽或假性栽培制度下螟害趋势越来越重,极端螟量时有发生,螟灾频率较大,甚至想像不到的螟害局面易会出现,如2022年早稻后期短时(7月下旬一下子)大面积螟害毁秆倒伏枯死(见图),2023年7月中下旬个别监测点出现天量螟蛾数量(1灯1夜诱捕二化螟蛾量近万只)。对此,为了明确近年螟害灾变原理,剖析演变原因,寻找解决路径,现就螟害的变动规律及其数量流动信息进行分析,提出破解方案。供参见参考。

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一、水稻螟害结构及其螟虫年生活史变化

通理螟害为水稻地源性螟虫发生致害,螟虫为地源性发生害虫,而非外源性入迁害虫,故螟虫(本文以二化螟为代表,下同)的种群结构主要在于在地越冬场所及其不同虫态越冬的发育历期,受越冬场所的多元化和不同越冬场所不同虫态发育差异影响,由此造成螟虫种群结构的复杂化和虫情碎片化。搞清螟虫越冬环境是搞清螟害的先决条件。

(一)越冬:教课书说在地螟虫越冬虫源老熟幼虫或蛹越冬,翌年开春后老熟幼虫在其越场所化蛹与其蛹态越冬先后羽化成蛾,成为当年第一代的起始虫态。据近年田间观察在地螟虫越冬虫源以高龄幼虫或蛹越冬,翌年开春后高龄幼虫在其越场所结束休眠后可及早插水稻可直接进入取食为害(注:灌水杀蛹基本无效甚至加速致害扩散),然后发育化蛹与其蛹态越冬先后羽化成蛾,成为当年第一代的起始虫态即螟虫的世代是以蛾、卵、幼虫、蛹为世代划分的(而非从卵、幼虫、蛹、蛾的态序划分)。

(二)越冬场所在三熟制(麦-稻-稻)栽培时代螟虫的越冬场所主要为麦田稻桩(含稻根)、稻草(野外人为草堆和栏肥草料)和春花作物(麦田、紫云英田、油菜田、蚕豆田)植株3个场所,由此造成第1代先后主要有3个蛾峰。进入20世纪90年代后期随种植结构调整,稻作制度先后逐渐从双季稻改向单季稻,冬作冬闲普遍荒芜,越冬场所主要为茭白、稻桩、稻草、杂草和间杂零星冬作等,由此造成第1代先后主要有3-5个蛾峰。近10多年来各地又逐渐从单季稻恢复到双季稻呈现单双混栽格局,特别沿海稻区又与西兰花混制成为局部假性早稻制度,呈现间杂生态系特色。如此在地虫源越冬场所茭白、稻根(耕翻麦田)、稻桩(免耕露桩)、稻草(机收高桩、机收散草)、春花作物、菜地、杂草、大棚、其他作物等,在上述场所生活的越冬幼虫及其化蛹蛹期(含蛹越冬虫态)称之为越冬代,开春后的虫量(幼虫+蛹)则为冬后成活虫源,即越冬代虫源羽化成蛾(1代起始第1个虫态),故第1代蛾峰通常表现3-5个或更多或全代日序蛾量呈弧状峰形不明,其蛾量称为冬后虫量并由此在早稻蘖期产卵及孵化的幼虫和发育的蛹4个虫态称之为第1世代(全代均受活早稻蘖期)。由于越冬场所不同,第1代蛾发生极不整齐。 一般在茭白中因营养丰富,越冬的幼虫化蛹、羽化最早,稻桩中次之,再次为油菜和蚕豆,稻草中最迟,田埂杂草比稻草更迟,其化蛹期依次推迟10~20天左右。 所以越冬代发蛾期很不整齐,常持续2个月左右,从而影响其他各代发生期整齐度以致也拉得很长,形成多次发蛾高峰,甚至造成世代重叠现象。

(三)世代:受越冬场所多元化影响,在不同场所越冬的幼虫其冬后发育进程存在较大差异,从而形成同一代别若干峰次(或因太多场所致不明峰次)以蛾发期看,1代(3/下-6/上)主要受活于早稻及其单季稻前期,第2代(6/上-7/中下)主要受活于早稻穗期和单季稻前中期,第3代(7/下或8/上-9/中下或10/初)主要受活于单季稻中后期和连作晚稻前中期,第4代主要(9/下或10/上-10/下或11/上)受活于单季稻和连作晚稻穗期,可近年在台州稻区延续的11-12月稻田发生第5代,受活于晚稻穗末期和杂草等场所,由此估及存在第4代、第5代产生的幼虫和蛹成为新的越冬虫源。因此,螟虫的年生活史就是从冬作、冬闲及其残茬或杂草等的存活的幼虫、蛹越冬羽化,到晚稻收获后幼虫、蛹越冬的全过程,传统称为年发生不完全四代,而今出现年发生不完全五代,且以幼虫或蛹在稻桩、稻草、杂草、菜地、茭白、冬作、棚地等7、8个场所越冬。

二、螟虫种群数量演变过程及其变动规律

就台州沿海稻区多点螟虫监测而言,回顾近40年二化螟种群数量演变情况,总体呈现从高量逐渐回落到低量,然后反转激升超高量的过程,大体经历了4个阶段:

1阶段为1990-1999的高量时期(图1)。经图1显示,年发生不完全四代,其越冬场所5-6个即第1代平均蛾峰表现5-6个峰次,从峰量来看峰序不是特别明显,相对日量似抛物形弧状,从显蛾到终蛾历时60余天,为十数量级;然后进入第2代,蛾量激量上升,全代平均5-6峰,其中前4峰逐峰逐量上升到顶位后逐渐回落,整体日量呈三角形,顶量较第1代增6-7倍,全代蛾现45天左右,为百数量级,对早稻威胁极大;此后处向第3代转入晚稻生长期,虽有4-5个蛾峰但逐峰减弱并处于低位十数量级,全代蛾现时45天左右,主要危及晚稻蘖期;到9月下旬进入第4代持续趋于低位,基本零态徘徊,对晚稻不及致害。这个阶段的耕作制度主要为三熟制为主,栽培面积最大,复种指数最高,田野视野开阔生态系最单纯,代别分明,早稻螟害较烈,也是有机磷严重抗性时期,总体为百数量级处高量时期,主流防控逐渐转入杀虫单配方,窗口期弹性大,整体绿防注:绿防定义就是绿色防控,就是指保障农作物栽培安全、农产品质量安全、农田生态安全“三大指标”下的技术措施,而非误认或狭义认定的非农药技术措施)可达预期。

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2阶段为2000-2009的高量回落时期(图2)。经图2显示,年发生不完整四代,其越冬场所和第1代蛾峰表现与第1阶段基本一致,但从峰量来看峰序峰次较为明显,平均5-6个蛾峰,从显蛾到终蛾60余天,总体蛾量高于第1阶段2-3倍,百数量级;然后进入第2代呈减弱下降趋势,虽蛾峰峰次峰时偏多,但峰量较快下降并逐峰减弱至低位状态,较第1阶段同期减弱9成,为十数量级全代蛾现60天左右对早稻穗期和单季稻威胁较第1阶段有所减弱;此后基本同位级延续至第3代,为十数量级,终蛾至10月上旬末,历时60天左右,对单季

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稻和晚可零星致害,但趋可自行生态调节状态;此后基本趋零态入冬。这个阶段的耕作制度为逐渐双季改向单季的渐进制度,代别分明,螟害常态,总体数量处高中量为百数量级向十数量级滑向时期,主流防控为杀虫单或氟虫腈配方,到末期杀虫单抗药性渐重,对狠治1代预期略有下降,但窗口期弹性仍大,总体绿防可及理想。

3阶段为2010-2019的中量回落时期(图3)。经图3显示,年发生不完全四代,其中越冬场所较第2阶段有了明显变化,主要场所为存量的稻桩稻根和散落田间的稻草或田间杂草两大场所为主,从第1代蛾峰峰量来看峰序峰次主要为2-3峰,从显蛾到终蛾长达80余天,总体蛾量较第2阶段同期减弱5-6成,十数级;然后进入第2代进一步呈减弱下降趋势,峰次峰时相对偏少,峰量为个数量级并持续低位状态,较第2阶段同期再减弱3-5成,全代蛾现50天左右,对早稻穗期基本不及致害;此后第3代蛾量回升似第1代十数量级延续趋势,终蛾时间为9月底,历时50天左右,对单季稻和晚稻前期可致为害但趋势相对较弱。这个阶段的耕作制度为逐渐单季向双季恢复的渐进制度,代别分明,螟害轻态,总体数量处中低量为十数量级滑向时期,主流防控为福戈或康宽或阿维类配方,到末期前者严重抗药性和后者抗药性渐现,窗口期相对偏早且持效缩短,总体绿防仍处理想状态。

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4阶段为2020——高量回升时期(图4)经图4显示,年发生似不完全五代,总体蛾量较第1阶段增强1倍、较第2阶段增强1.6倍、较第3阶段增强2.8倍,趋数百数量级;其中越冬场所多元化,可及茭白、稻根、稻桩、稻草、菜地、杂草、大棚、春花作物、其他作物等。第1代蛾发始于3月底,从日序蛾量来看虽有多峰但峰序峰次不明显,因为日量渐进式上升下降似三角形,蛾历60天左右,顶位为数十数量级,产卵早稻蘖期发生为害,然后进入第2代蛾量逐序上升,并呈3峰趋势,峰势明显,为十数量级滑向百数量级,终到7月底,但与第3代连接迭代激量上升,两代连发往往对早稻穗期或单季稻前中期存在严重威胁,直至8月上旬到达顶位趋数百数量级甚至千数量级,对假性早稻或晚熟早稻潜存袭击性致害致灾趋势,然后快速下降并渐滑到9月上旬的十数量级后进入第4代,历蛾一般处9月中旬至10月下旬,对单季稻和晚稻穗期致害。

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随着秋冬气温持续偏高影响,10月下旬至11月甚至12月上旬田间还出蛾,此值晚稻收获末期,暂称第5代蛾发,这是历史未有见发的蛾现现象,是耕作收获延冬和气候变化的结果。此代蛾产卵态发育是否能进入越冬值得观察,相对顺推第4代前蛾产卵量大若孵化幼虫发育及时则易进入越冬状态。这个阶段的耕作制度为单双混栽期制度相对稳定时,代别表现潜存重叠模糊,螟害重态,总体数量处百数量级向数百数量级滑向发展,主流防控不突出,配方多态,高剂量高含量阿维菌素类、甲氧虫酰肼类和喹硫磷等等尚不达效,螟害螟灾乃至极害渐现,窗口期混乱,总体绿防不甚状态。

 

三、螟害极量发生及其灾变原理

 2023观测表明, 台州沿海稻区螟虫种群数量自北而南渐现递增趋势,处于相对北向的桃渚监测点2点年灯诱量平均2000多只,处中的杜桥监测点3点年灯诱量4500多只,处偏南的三甲监测点年灯诱量近100000只,处南向的1自动监测点200000多只(最高日量9500多只)。由此可见,螟虫在部分地区出现极量极峰,甚至短时可突发灾毁危害。

(一)螟害极量发生动态:通观2023三甲螟虫日序蛾量变化(图5)分析,越冬代主要有4个场所(稻桩、稻草(杂草)、菜花地和棚地),造成第1代实发蛾峰4峰:417708只、4271790只、51-31937只和59-135789只,峰廓分明,为万数量级,高于常态数100至数1000倍,对早

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稻或假性早稻蘖期可严重致害甚至灾害,若没有及时有效防控则枯心枯株率可达30%-50%以上。依此超高量蛾量及其残存虫量进入第2代和第3代,则会产生极量趋势,尤其第23代迭代交接处极易产生极峰数千上万,早稻收获期和单季稻蘖期含晚稻移栽期灾害在所难免。在此状况下就若第1代得到有效控制而放松对第23代连续强控,也会在8月上中旬收获期出现全面毁枯危害,尤其8月初极峰(日量45000只,有的近10000只),如此过10来天田间就会在短时出现突发性全面毁枯倒伏灾害。如此高峰量、高代量、三代高蛾量交接期以致极峰极量,也可持续造成单季稻乃至连作晚稻严重危害甚至灾害。

(二)灾变原理:造成螟害灾害的本质在于螟虫种群数量的极量发生和超量高位期时间长迭代加害所致。究其原理主要四方面:一是内因:螟虫的种群数量取决于基数和繁衍指数。基数就是越冬数量及其越冬成活率,主要取决于越冬场所和气候条件,近年来随着种发展,家庭农场为主体格局农场布局多元化和农户间杂围杂,造成螟虫越冬场所如前所述多元化多样化复杂化,时存高适生场所,再遇高适气候,则为高基数产生奠定基础繁衍就是生殖能力和繁育能力,水稻栽培单双混栽和超长生育制度加上杂草繁衍茂盛,营养(食料)充裕优良觅偶交融优越,自然生殖能力增强,加上生活场所丰富,气候适宜,产卵前期缩短,产卵期拉长,自然产卵率高产卵量大,特别严重的据试验近年选用的高剂量高含量阿维菌素或甲氧虫酰肼等配方使用,潜存刺激螟虫种群繁殖增殖作用,易导致螟雌加速加剧隔代增繁增殖能力,繁衍指数大大提高,从而造成激量极量发生。二是生调:属内因范畴,生调即种群数量自然生态调控或生物调节,以生态系为单元,种群数量发展常受种内竞争和种间竞争而自动控制,以害虫-天敌-中性昆虫及其水稻的立体三角关系方式自然调控,螟虫从卵、幼虫到蛹主要寄生性和捕食性天敌已知数10种,单元生态要素活跃则自然制约能力较强。近年受土壤酸化以及虫螨腈或菊酯类(针对稻纵卷叶螟)等非法滥用影响,自然功能减弱,生物调节脆弱,从而推高了内因激量增殖环境。三是外因:螟虫的生存和发展主要取决于耕作制度(品种、栽培、布局、种植组合模式)、栽培环境(肥料水平、生育期、水浆管理位)和防控达效(窗口期、配方、手段)的统一性,受农场式生产所限,制度多元、品种杂乱、单双混栽、高氮高肥、土壤酸化有、水浆管理不到位、生育期交错,加上窗口期参差不齐,配方多态不主,方式五花八门,指导权威性减弱,农户任意性随意等等,激化了促衍环境,难以做到预期统一达效控繁成效。四是气候:属外因条件,由田间小气候和气象大气候形成的外在因素,总体随早稻早粳惊春栽培和气候趋暖化尤其冬季气温上升较快和超长生育期气候适宜影响,促进内因强繁长繁极量和外因适导协同拉长为害,以致螟蛾代别重叠和代内峰结构复杂,防控难度渐趋增强,在一定程度上推高了灾害频率。

四、水稻螟害灾发趋势应对防务提示

针对当前螟害灾发趋势,首要在于做好高量极量的分别施策,根本在于准监测掌握田间螟蛾时序动态和发展趋势统一窗口期抓住关键防务期做好正确策略和防务措施落实,配制主流配方做好全面性权威性时效性达效现就高量生态系的螟害防务提示如下:

(一)策略:坚持狠制一代、控制二代、压制三代的防务策略,严防代代防控代代无效。由于螟虫为地源性虫源,从理论上讲二代虫源来自一代(三代来自二代),若一代全面彻底得到控制,残量零星,则二代自然得到控制,除非二代虫源来自非早稻田(可能性存在,这是新课题,要从上述越冬场所作探究,若明确则要纳入一代稻田统一防制)。对于早稻田一代防制要统一认识要十分讲究,目前早稻田有早粳早稻(2月中下旬播种3月上中旬移栽)、常规常播早稻(2月底3月上旬播种清明前移栽)、常规直播早稻(4月上中旬)、假性(前茬西兰花)机播或直播早稻(4月中下旬)等等,受螟虫越冬场所多元化所及其田间受虫量来自不同场所羽蛾所产卵量,分布不平衡,时序侧重不一致,受活量高低差异大,虫龄虫情不一。对此,对于第一代必须立足区域统一虫情监测作出的窗口期统一防务(决策要全面正确,无论虫重虫轻都要统一主流防务,对于家庭农场也务必统一执行到位,否则面上虫情就乱了,面上达不到狠制效果,起不到统一达效预期,则二、三代必定控不住压不牢简单来说,若当代螟蛾的日序数量轨迹姿态(图4图示)与上一代无差异或高于上一代,就说明全代防务无效或负效(刺激反转增超造成),也就无效防控。反则第一代做到统一了达效了,则自然二、三代压力就少了,灾害则不易发生(参见图2、图3轨迹姿势图示)。

(二)监测:坚持时序、系统、务实采集,科学、加工、精准预报,严防情报信息碎片化。科学”就是随时或及时对采后数据进行有效建模、比较、分析,作出趋势动态和防务节点,“加工”就是相对田间信息数据采集后的数据处理和“算力”处理,即相当“后台”工作,需通盘苗情、虫情、天情,做出准确的后日序数字化趋势动态,形成完整的趋势预报报告。因此,精准测报是正确时序数量信息采集加科学计算建模分析时序数量趋势预报的过程集成,当前问题严峻的是有的仅仅将田间采集数据(有的自动采集)加个间期天数就当作测报就认为是完事了,没有经过采后系统科学计算建模分析预报繁杂“加工”处理环节,如此测报信息容易滞后或碎片化,难以满足新时代种粮大户消费需求,极易延误整体应对窗口期和预防思想,革新不了新理念或新技术实施。作为当下的精准预报,基本原则以一个代别的日序数量准确预报为基要,否则农场施策容易顾此失彼。对此,提要三点:一是对上一年或含上三年日情虫情数量、节点和防务得失经验要十分明确,二是及时掌握当年日情虫情变化数据、特性和若干采后“加工”处理研析比较,三是创新技术体系,运用昆虫种群数量流动信息理论随时预报,同时做好“四看”(看苗、看天、看害、看势)决策窗口期和主流防务,提升预报权威性。

窗口期:坚持数字化、系统化、代别代决策,区域化、现代化、统一化执行,严防随意化配方和任意化防务造成破口窗口期就是防务决策适期,是宏观防控成败的重要关键。窗口期的决策(如:越冬后第1代为例),主要原理三方面:一是视峰:通观螟虫种群数量演变过程分析,第1代蛾峰区域间差异性大年度间有的复杂,总体可分为 3峰型和多峰(5峰)型两类,一般非对峰而对代决策防控:3峰型窗口期(一般峰量,若第1峰出现巨峰另当别论)决策:可就1、2峰的综合峰时+峰后10-12天(产卵前期+卵期+或1龄期)作为首次防务窗口,然后加10天(视第3峰+10-12天是否对应,可行当调整)作为2次防务窗口;多峰型窗口期(一般峰量,巨峰型另当别论)决策:可分2次防务或3次(遇巨量蛾量)防务决策:一般以2、3峰的综合峰时(力争兼顾1峰)+其后8-10天(产卵前期+卵期+或半龄期)作为首次防务窗口,然后加10天左右(视第5峰是否对应范围,其以后峰次则纳入与其他兼治)作为2次防务窗口;若遇巨量蛾峰则视峰轻重插入、调整窗口。同时还要兼顾视方和视苗决策。二是视方(如:英派福为例):若主流配方具备内吸、长效、高效,弹性大,则以视峰优先决策窗口期,若主流配方如英派福具触效、胃毒、高效、长效(水稻叶片、器官生长稳定),但无内吸传导,弹性变化大(生长不稳定时弹性小,生长稳定弹性大),则要“视峰+视方”决策,窗口期可参照视峰原则,但要注意英派福在首次药液不及或首次药后新长叶片叶部或新长器官无法存在药效,故以植株生长稳定期使用药效表现更佳。三是视苗(生育期):结合生育期和虫情代别数量变化,对应当季稻作类型,决策代别主防或兼防窗口期。在明确窗口期基础之上,在一定区域内或农场内统一执行,不得任意改变,否则容易形成破口,在此同时,完备无人机防务参数和要素,提升实务操作效果,展现现代化防务水平(具体可参见下期“英派福对螟触毒特性及其防务应用实务”详解)。

(四)配方:坚持试验、完善、配制主流配方,淘汰抗性、刺激、平庸弱效配方。配制主流配方是主流防控的实力,是主流绿防成败的本质。随着水胺硫磷管制、氟虫腈禁制、鱼尼丁类抗制、阿维类淘制,务实可选的药剂仅有杀虫单(敏感性恢复)、喹硫磷,或即将进入市场的英派福等几种,其余几乎难以达到主流配制条件,对于辅助防控(非药剂绿防:如性诱、灯诱、灌水等)基本没有本质意义。对此,坚持对上述可选药剂组装、组合、配制试验,完善技术参数,配制主流配方,为灾害防务发挥主力武器作用。

(五)无人机:坚持情、机、技结合,形成一整套无人机作业参数,步入数字化测报、智能化配制、无人化防控的现代化防控体系当前无人机防务虽较为普遍,但情、机、技基本脱节,尚未形成智能合力,单机参数(航时、风速、航高、航速、航幅、液量)源自机产,情报源自传统而无无人机作业要点,技物分离商家农家各说技话,合力参数基本空白,操作规程过粗过于格式化,尚未形成实际生产力,有待细化或实务化,智能化也有待提高。农机部门虽有政策管理层面扶持,但大多为单机作业为主,公司化作业尚未形成机务体系,对螟害现代化防务有待进一步新的提高。

对于极量防务,首要在防,以防制极,次为对“症”,及时灵活针对性防务,促进返回常量防务,以上贯之。

                            台州市昆虫植病学会  汪恩国

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