北方果樹食心蟲監(jiān)測和防控新技術(shù)研究與示范

范仁俊，李 捷，馬春森

（1.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，山西太原030032；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，北京100193）

國家公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目“北方果樹食心蟲監(jiān)測和防控新技術(shù)研究與示范”（200803006）于2008年10月獲得了國家批準(zhǔn)立項(xiàng)，實(shí)施年度為3年，項(xiàng)目總經(jīng)費(fèi)為1 796萬元。

該項(xiàng)目由山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所主持，聯(lián)合中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國科學(xué)院動(dòng)物研究所、西北農(nóng)林科技大學(xué)、沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)、山西農(nóng)業(yè)大學(xué)、河北省農(nóng)林科學(xué)院植物保護(hù)研究所、北京市農(nóng)林科學(xué)院植保環(huán)保所、山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所、新疆維吾爾自治區(qū)林業(yè)科學(xué)院森林生態(tài)研究所、山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所共12個(gè)優(yōu)勢單位合作開展專項(xiàng)研究工作。

本文主要介紹了項(xiàng)目的科學(xué)前沿及其背景，要解決的科學(xué)問題、研究思路、研究方案以及技術(shù)路線，取得的主要研究進(jìn)展，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的推動(dòng)作用等，并對該領(lǐng)域的研究進(jìn)行了展望。

1 項(xiàng)目背景

我國果樹栽種面積位于世界之首，在我國北方，以蘋果、梨和紅棗為代表的果樹面積已達(dá)400多萬hm2，面積約占農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面積的20%左右，產(chǎn)值則占農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總產(chǎn)值的40%以上，已成為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的朝陽產(chǎn)業(yè)和支柱產(chǎn)業(yè)。果樹食心蟲是果樹生產(chǎn)中一類常發(fā)性、災(zāi)害性害蟲，常見的食心蟲有10余種，桃小食心蟲、桃蛀螟、梨小食心蟲和梨大食心蟲等最為嚴(yán)重，而蘋小食心蟲、白小食心蟲、李小食心蟲等局部嚴(yán)重。20世紀(jì)90年代中后期栽培的果樹近年來已進(jìn)入盛果期，食心蟲為害普遍大幅回升，盛產(chǎn)果品的山西省晉中市蘋果、梨、棗果園的蟲果率高達(dá)30%以上，防治水平低的果園更高達(dá)80%以上。雖然國內(nèi)外已有一些果樹食心蟲生物學(xué)和治理技術(shù)的零散研究，如開發(fā)了蘋果病蟲害的遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)和性信息素防治，在化學(xué)防治、果實(shí)套袋方面也積累了經(jīng)驗(yàn)；日本及歐洲一些國家開展了食心蟲的監(jiān)測、天敵繁殖利用、果樹—食心蟲—天敵之間相互作用、遺傳工程、誘變微生物等研究，但我國北方地區(qū)果樹生產(chǎn)中面臨的3個(gè)重大問題，尚缺乏有效的解決方法：（1）食心蟲具有突出的隱蔽性和和鉆蛀性，只有短暫數(shù)日暴露在外，一旦錯(cuò)過這一關(guān)鍵時(shí)期，化學(xué)藥劑就不能產(chǎn)生預(yù)期的效果。因此，確定食心蟲生活史中最薄弱的環(huán)節(jié)，開發(fā)準(zhǔn)確預(yù)測食心蟲出蟄期和產(chǎn)卵期的方法和手段是提高食心蟲防治效果的根本途徑。（2）食心蟲的化學(xué)防治效果大打折扣，果農(nóng)普遍增加施藥次數(shù)和劑量，每3～5 d噴藥1次，頻繁定期施藥致使防治成本升高，每公頃用藥費(fèi)用高達(dá)7 500～12 000元。農(nóng)藥殘留超標(biāo)十分普遍，因此，挖掘食心蟲的生物學(xué)弱點(diǎn)和特點(diǎn)，開發(fā)環(huán)境調(diào)控、物理阻隔、土壤處理、趨避誘集、化學(xué)農(nóng)藥減量化及相互協(xié)調(diào)技術(shù)，是減少農(nóng)藥使用量，降低成本的重要途徑。（3）目前果樹食心蟲防治主要依靠化學(xué)農(nóng)藥和果實(shí)套袋2項(xiàng)技術(shù)。一個(gè)生長季施藥次數(shù)高達(dá)50～60次，各地推廣的果實(shí)套袋技術(shù)，工作量大，需要爬高，老弱婦孺勞動(dòng)力難以勝任這些繁重的田間作業(yè)。因此，為老弱婦孺量身打造“簡便、安全、有效”的食心蟲治理技術(shù)包，搭建技術(shù)示范橋梁，成為解決我國農(nóng)村勞動(dòng)力結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變帶來新問題的有效途徑。

2 研究思路

本項(xiàng)目以北方當(dāng)家果樹蘋果、梨、棗等主要食心蟲為研究對象，通過深入研究食心蟲類害蟲的生物生態(tài)學(xué)特點(diǎn)，建立種類快捷識別系統(tǒng)和薄弱環(huán)節(jié)時(shí)空監(jiān)測預(yù)警模型，研發(fā)新型土壤環(huán)境調(diào)控、物理阻隔、化學(xué)趨避、生物防治、環(huán)保型農(nóng)藥與減量化使用等關(guān)鍵防控技術(shù)，形成簡便有效的食心蟲控制技術(shù)規(guī)程，建設(shè)食心蟲預(yù)測和防控研究網(wǎng)絡(luò)信息平臺，構(gòu)建食心蟲綜合防控技術(shù)服務(wù)體系，并在北方果樹主產(chǎn)區(qū)開展技術(shù)集成試驗(yàn)示范。集中解決我國北方果樹食心蟲預(yù)測技術(shù)不高、防治效果低下、化學(xué)農(nóng)藥使用頻繁、防治作業(yè)繁重等突出問題，為新形勢下我國北方果業(yè)生產(chǎn)發(fā)展提供新的技術(shù)支撐，為廣大果品生產(chǎn)企業(yè)和果農(nóng)搭建適用技術(shù)橋梁。

3 研究方案和技術(shù)路線

本項(xiàng)目選擇在我國華北、西北、東北3個(gè)生態(tài)區(qū)采取“三結(jié)合”的工作策略，共同組織實(shí)施，即：（1）田間實(shí)地調(diào)查與室內(nèi)飼養(yǎng)觀察相結(jié)合；（2）傳統(tǒng)調(diào)查試驗(yàn)與現(xiàn)代高新技術(shù)相結(jié)合；（3）應(yīng)用基礎(chǔ)理論研究與生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合。在此策略的指導(dǎo)下，首先開展北方果樹食心蟲發(fā)生調(diào)查和生物生態(tài)學(xué)研究，明確新的栽培模式下北方果樹食心蟲發(fā)生特點(diǎn)、優(yōu)勢種群及其發(fā)生規(guī)律，調(diào)查食心蟲天敵資源，構(gòu)建食心蟲類害蟲及其寄生蜂準(zhǔn)確鑒別體系和食心蟲種類遠(yuǎn)程識別系統(tǒng)，開展食心蟲選擇寄主植物和配偶的化學(xué)通訊機(jī)制研究，尋求控制食心蟲的新途徑。同時(shí)開展食心蟲生活史薄弱環(huán)節(jié)的時(shí)空監(jiān)測與預(yù)測預(yù)警技術(shù)研究，深入研究食心蟲出蟄、轉(zhuǎn)移為害、羽化產(chǎn)卵與環(huán)境條件的關(guān)系，建立食心蟲發(fā)生環(huán)境因子驅(qū)動(dòng)預(yù)測模型，開發(fā)基于Data logger的食心蟲發(fā)生預(yù)測技術(shù)，最終開發(fā)出食心蟲監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測預(yù)警數(shù)據(jù)采集的自動(dòng)化、數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)化、數(shù)據(jù)處理和預(yù)警分析的智能化、測報(bào)發(fā)布的數(shù)字化和圖形化。進(jìn)一步加強(qiáng)食心蟲環(huán)保型防控關(guān)鍵技術(shù)研究，開展土壤環(huán)境調(diào)控、物理阻隔、化學(xué)趨避、生物防治、環(huán)保型農(nóng)藥研發(fā)與減量化使用等新技術(shù)的研究與開發(fā)。建立食心蟲數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)信息平臺，為食心蟲預(yù)警和防控研究提供網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)。在此基礎(chǔ)上，建立完善先進(jìn)的北方果樹食心蟲監(jiān)測預(yù)警技術(shù)體系，集成以環(huán)保型防控技術(shù)為主的北方果樹食心蟲綜合治理技術(shù)新體系，搭建行之有效的技術(shù)推廣與咨詢培訓(xùn)服務(wù)體系，并在我國北方果樹主產(chǎn)區(qū)大面積推廣應(yīng)用，全面提高我國北方果樹食心蟲的綜合治理技術(shù)水平以及果業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。

4 已取得的主要研究進(jìn)展

4.1 構(gòu)建了果樹食心蟲多蟲態(tài)DNA精確識別體系和面向農(nóng)戶的便捷識別系統(tǒng)

果樹食心蟲生物學(xué)特性因種而異，正確的種類識別是有效防控的前提。果樹食心蟲體小、隱蔽、難以識別，因此，本項(xiàng)目的第一個(gè)難點(diǎn)就是解決各種蟲態(tài)的種類鑒別問題：如何根據(jù)卵、幼蟲、蛹來準(zhǔn)確鑒定害蟲種類？如何將卵、幼蟲、蛹與成蟲聯(lián)系起來？如何實(shí)現(xiàn)殘破或損毀的成蟲標(biāo)本的準(zhǔn)確鑒別？錯(cuò)過最佳的鑒定時(shí)機(jī)，往往也錯(cuò)過了最佳的防控時(shí)機(jī)。另外，食心蟲中形態(tài)上相似的種群未必就是同一個(gè)物種，形態(tài)上不同的種群未必就不是同一個(gè)物種，給選取具有針對性的有效防控技術(shù)帶來潛在難題與挑戰(zhàn)。第二個(gè)難點(diǎn)就是分類學(xué)在不同層次受眾中的推廣。分類學(xué)家如何把精確鑒別的種類信息以簡便的方式傳遞給其他領(lǐng)域的研究專家、農(nóng)技推廣工作者以及果農(nóng)。為解決這2個(gè)問題，項(xiàng)目組構(gòu)建了食心蟲多蟲態(tài)DNA精確識別體系和面向農(nóng)戶的食心蟲便捷識別系統(tǒng)。

4.2 開發(fā)了蘋果、棗桃小食心蟲越冬代出土羽化有效積溫驅(qū)動(dòng)預(yù)測模型

桃小食心蟲突出的隱蔽性和鉆蛀性使其成為發(fā)現(xiàn)難、防治難的害蟲，一旦錯(cuò)過關(guān)鍵時(shí)間，不管如何增加施藥強(qiáng)度，化學(xué)防治效果均不能達(dá)到預(yù)期效果。掌握越冬幼蟲出土羽化至產(chǎn)卵前這一短暫時(shí)期就成為整個(gè)生長季桃小食心蟲防治的關(guān)鍵時(shí)期，因此，開發(fā)桃小食心蟲越冬代出土羽化期準(zhǔn)確的預(yù)測技術(shù)，就成為解決食心蟲防治難、效果差，用藥多、成本高這一突出生產(chǎn)問題的一把鑰匙。本研究基本摸清了影響越冬幼蟲出土羽化的關(guān)鍵因子，構(gòu)建了適用于我國北方平地蘋果和棗桃小食心蟲春季出土羽化時(shí)期預(yù)測的有效積溫驅(qū)動(dòng)模型，為確定防治關(guān)鍵時(shí)期提供了有力工具。

4.3 果樹食心蟲可持續(xù)防控關(guān)鍵技術(shù)取得了突破性進(jìn)展

目前，果樹食心蟲防治主要依靠化學(xué)農(nóng)藥和果實(shí)套袋2項(xiàng)技術(shù)。食心蟲鉆蛀性導(dǎo)致化學(xué)防治效果差，所以果農(nóng)普遍通過增加施藥次數(shù)和劑量來提高防效，每3～5 d噴藥1次，且多采用大霧滴噴霧直至藥液下滴為止，導(dǎo)致只有15%藥液為落在植物上的有效藥液等問題，每公頃用藥費(fèi)用高達(dá)7 500～12 000元。各地推廣的果實(shí)套袋技術(shù)，工作量大，需要爬高，老弱婦孺勞動(dòng)力難以勝任這些繁重的田間作業(yè)。針對這些問題，項(xiàng)目組借鑒美國、澳大利亞、日本和韓國等的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我國東北、西北和華北3個(gè)不同生態(tài)區(qū)果樹食心蟲發(fā)生特點(diǎn)，提出“以物理阻隔為基礎(chǔ)，性信息素防治為核心，生物防治為補(bǔ)充，化學(xué)防治為保障”的果樹食心蟲可持續(xù)控制策略，重點(diǎn)開發(fā)了“高效性信息素產(chǎn)品及其最佳田間使用技術(shù)”，“高藥液附著性農(nóng)藥劑型開發(fā)及其減量化噴霧技術(shù)”。系統(tǒng)開展了果樹食心蟲物理阻隔、天敵昆蟲和病原微生物繁殖利用、新型引誘物質(zhì)挖掘等研究工作。研制出梨小食心蟲性信息素2個(gè)高效性誘劑配方，開發(fā)出8種食心蟲誘芯產(chǎn)品；研發(fā)出適用于缺水條件和喬化果樹專用誘捕器3個(gè)；確定了性誘器/迷向絲的田間最優(yōu)設(shè)置技術(shù)；篩選出提高藥液附著性的助劑3種，研制或篩選出防治果樹食心蟲高效藥劑18個(gè)，其中登記農(nóng)藥新劑型2個(gè)；研究出適用于果樹的農(nóng)藥減量靜電噴霧技術(shù)；制訂了果樹食心蟲農(nóng)藥減量化全程控制技術(shù)規(guī)程1套。

4.4 果樹食心蟲項(xiàng)目管理及防控技術(shù)體系研究推廣網(wǎng)絡(luò)平臺

基于數(shù)據(jù)融合技術(shù)，構(gòu)建了“果樹食心蟲項(xiàng)目管理及防控技術(shù)體系研究推廣網(wǎng)絡(luò)平臺”，并在項(xiàng)目協(xié)作單位和相關(guān)示范區(qū)進(jìn)行了測試使用，利用電子郵件、短信等多種形式將食心蟲防控實(shí)時(shí)測報(bào)與防治指導(dǎo)意見等信息傳達(dá)入戶，解決了果樹食心蟲信息送達(dá)的最后一公里問題，為項(xiàng)目的技術(shù)推廣發(fā)揮最大作用提供了有效的手段。

5 項(xiàng)目對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的推動(dòng)作用

項(xiàng)目的實(shí)施給廣大果農(nóng)帶來了實(shí)實(shí)在在的經(jīng)濟(jì)效益，受到示范區(qū)農(nóng)民的歡迎。果樹食心蟲一直是困擾果品生產(chǎn)、影響果農(nóng)增收致富的主要隱患。食心蟲為害嚴(yán)重的地區(qū)如新疆、甘肅、安徽、河南、河北、陜西、山西、山東、江蘇等省區(qū)，果實(shí)受害率一般可達(dá)10%～30%，重者達(dá)50%。項(xiàng)目試驗(yàn)點(diǎn)山西省太谷縣井神村2008年桃果受食心蟲為害率甚至達(dá)到80%以上；每年防治食心蟲的直接或間接投入約占果園總投入的40%左右。本項(xiàng)目北方地區(qū)12個(gè)協(xié)作單位的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，通過本項(xiàng)目技術(shù)的試驗(yàn)、推廣和應(yīng)用，試驗(yàn)區(qū)和示范區(qū)的蟲果率普遍降到了5%以下，部分地區(qū)甚至降到了1%以下，化學(xué)農(nóng)藥的使用量減少達(dá)35%以上。

通過本項(xiàng)目的推廣示范，顯著減少了化學(xué)農(nóng)藥的使用，提高了果品的質(zhì)量和價(jià)格，也為果品出口打開了渠道，提供了質(zhì)量保證。項(xiàng)目組對果農(nóng)、農(nóng)技人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)、發(fā)放科普資料，實(shí)用性強(qiáng)的新技術(shù)、新方法進(jìn)入到田間地頭，農(nóng)民學(xué)習(xí)科技的熱忱空前提高。隨著性信息素防治技術(shù)、物理阻隔技術(shù)、生物防治技術(shù)、減量施藥技術(shù)、優(yōu)質(zhì)高效無殘留農(nóng)藥的篩選和應(yīng)用等技術(shù)的成熟并投入使用，無公害、綠色、有機(jī)果品的生產(chǎn)進(jìn)程穩(wěn)步推進(jìn)，科技興農(nóng)成為新時(shí)代果農(nóng)生產(chǎn)果品的第一意識，同時(shí)，果農(nóng)的健康意識、環(huán)境意識大大提高，具有深遠(yuǎn)的社會(huì)意義。

6 研究展望

項(xiàng)目實(shí)施2年來，項(xiàng)目組對食心蟲進(jìn)行了系統(tǒng)性研究，取得了階段性成果，開展了食心蟲發(fā)生調(diào)查和生物生態(tài)學(xué)研究、生活史薄弱環(huán)節(jié)的時(shí)空監(jiān)測和測報(bào)技術(shù)研究、環(huán)保型防治關(guān)鍵技術(shù)研究、食心蟲防控研究網(wǎng)絡(luò)平臺研發(fā)、防控技術(shù)體系集成試驗(yàn)與示范應(yīng)用等5個(gè)方面的研究及示范工作。摸清了北方7省市（區(qū)）果樹食心蟲的優(yōu)勢種和為害基本情況。基本解決了制約食心蟲綜合防控的4個(gè)技術(shù)問題：（1）建立了果樹食心蟲及其天敵鑒別體系，涉及14種果樹食心蟲類害蟲和50個(gè)天敵種類；（2）開發(fā)了桃小食心蟲越冬代出土羽化有效積溫驅(qū)動(dòng)預(yù)測模型；（3）自主研發(fā)出多種食心蟲類害蟲性信息素，其中梨小食心蟲性誘劑平均誘蟲效果高出國內(nèi)同類產(chǎn)品的3倍以上；研發(fā)昆蟲誘捕器、誘蟲帶、昆蟲阻隔器等新產(chǎn)品，申請專利9項(xiàng)，在農(nóng)業(yè)部正式登記食心蟲專用環(huán)保型農(nóng)藥新劑型2個(gè)，研發(fā)出環(huán)境調(diào)控、物理防治、農(nóng)藥減量化技術(shù)等新技術(shù)6套，開發(fā)食心蟲防控研究網(wǎng)絡(luò)平臺等新產(chǎn)品9個(gè)，初步起草新規(guī)程20個(gè)；（4）設(shè)計(jì)了基于數(shù)據(jù)融合技術(shù)的果樹食心蟲防控技術(shù)體系研究推廣網(wǎng)絡(luò)平臺，構(gòu)建了農(nóng)戶信息數(shù)據(jù)庫，將食心蟲防控技術(shù)信息直接傳達(dá)入戶，為科學(xué)防治食心蟲提供了有力的技術(shù)支持。

但是果樹栽培措施的變化及全球氣候變化等原因引起的果園小氣候、果園其他病蟲害防控技術(shù)措施的更新都可能引起食心蟲發(fā)生動(dòng)態(tài)的變化，對生產(chǎn)造成新的威脅。在項(xiàng)目實(shí)施過程中，我們發(fā)現(xiàn)了一些以前人們尚未注意到的新問題：（1）氣候和栽培制度的變化對果樹食心蟲發(fā)育、繁殖、擴(kuò)散、滯育和存活以及對食心蟲與果樹發(fā)育同步性產(chǎn)生影響。如由于栽培結(jié)構(gòu)調(diào)整和氣候變暖等原因，果樹食心蟲發(fā)生量比20世紀(jì)90年代后期明顯上升，特別是發(fā)生期同比提前15～40 d，發(fā)生世代數(shù)有增多趨勢。（2）前人研究報(bào)道的許多果樹食心蟲的發(fā)生規(guī)律與測報(bào)、防治技術(shù)因耕作栽培制度的變化已經(jīng)失去效用，由于公益性行業(yè)專項(xiàng)實(shí)施之前的多年，科研工作忽視了基本生物學(xué)、生態(tài)學(xué)與測報(bào)防治新技術(shù)的研究，致使可用于生產(chǎn)中行之有效的實(shí)用技術(shù)很少，亟待深入研究。（3）套袋栽培導(dǎo)致的果品品質(zhì)下降問題隨人民生活水平的提高和消費(fèi)觀念的轉(zhuǎn)變及我國果品出口需求的高漲而日益凸顯，針對果樹食心蟲開展以準(zhǔn)確預(yù)測為基礎(chǔ)、生物防治為核心、化學(xué)防治為補(bǔ)充，做好無袋栽培條件下果樹食心蟲的可持續(xù)控制及技術(shù)儲(chǔ)備是大勢所趨。

鑒于此，很有必要在前期研究的基礎(chǔ)上，利用已取得的果樹食心蟲發(fā)生和防治方面的成果，組織國內(nèi)果樹食心蟲防控技術(shù)研究的優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)，根據(jù)我國北方不同生態(tài)區(qū)域的果樹布局和食心蟲發(fā)生特點(diǎn)，通過篩選、改進(jìn)和研發(fā)我國東北、華北、西北生態(tài)區(qū)域蘋果、梨、棗三大果樹重要食心蟲類害蟲的實(shí)用簡便監(jiān)測技術(shù)和關(guān)鍵輕型簡化防治技術(shù)，構(gòu)建適合我國北方不同生態(tài)區(qū)域優(yōu)勢果區(qū)三大果樹食心蟲類害蟲及時(shí)準(zhǔn)確監(jiān)測和輕型高效、持久、安全防治的配套技術(shù)模式，為食心蟲類害蟲監(jiān)測與防控提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐，并在我國北方不同生態(tài)區(qū)域優(yōu)勢果區(qū)建立核心示范區(qū)，開展大規(guī)模示范應(yīng)用，大幅度提高食心蟲類害蟲的防治效果，大量減少化學(xué)用藥，保證我國東北、華北、西北不同生態(tài)區(qū)域優(yōu)勢果區(qū)和優(yōu)質(zhì)果品的可持續(xù)高效發(fā)展。