稻魚、稻鴨共育結(jié)合燈光誘殺對有機稻主要病蟲害的防治效果

李晨榮,吳國星,高 熹,楊文波,李 強,查友貴,徐漢虹,李 凡*

(1.云南農(nóng)業(yè)大學 植物保護學院,云南 昆明 650201; 2.天然農(nóng)藥與化學生物學教育部重點實驗室/華南農(nóng)業(yè)大學 農(nóng)學院,廣東 廣州 510642)

自20世紀以來,為了滿足人們對糧食日益増長的需求,人們在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大量使用化肥、農(nóng)藥及生長調(diào)節(jié)劑來提高作物的產(chǎn)量。在2015年,我國以占世界7%的耕地面積投入了超過世界總量33%的化肥、農(nóng)藥,雖然促進了糧食增產(chǎn),但破壞了原本平衡的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng),危及人畜健康和生態(tài)環(huán)境安全[1,2]。而在有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中杜絕使用化學品,不采用基因工程產(chǎn)物[3],有機農(nóng)產(chǎn)品的出現(xiàn)迎合了當下的社會需求,國內(nèi)有機食品的消費量在迅速上升,有機農(nóng)業(yè)具有較強的發(fā)展?jié)摿?。水稻是我?0%以上人口的主食,其種植面積占糧食作物種植面積的26%,其總產(chǎn)量占糧食總產(chǎn)量的43%,在我國糧食生產(chǎn)中占據(jù)重要地位,而有機水稻產(chǎn)業(yè)對我國水稻生產(chǎn)亦有重要的貢獻。目前全國獲有機認證的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地達到了30萬hm2[4,5],是我國有機農(nóng)業(yè)的重要組成部分,但當下有機農(nóng)業(yè)的發(fā)展亦面臨著巨大的挑戰(zhàn)。農(nóng)業(yè)化學品的限制使用以及綠色防控技術(shù)研究與應用的嚴重滯后,導致水稻病蟲害發(fā)生日趨嚴重,嚴重威脅著有機稻生產(chǎn)。種養(yǎng)結(jié)合是最能體現(xiàn)有機生產(chǎn)特點的技術(shù)模式,稻魚共育[6,7]、稻鴨共育[8,9]技術(shù)是在國家對生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展非常重視的背景下應運而生的典范,利用水稻和鴨、魚間的相互作用可以最大限度地利用資源,提高肥料利用率,抑制田間病蟲害的發(fā)生,促進作物生長結(jié)實,減少化肥和農(nóng)藥的投入,增加產(chǎn)品的安全性和整體效益,同時減少污染物的排放[10-13],能有效促進農(nóng)業(yè)及社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。燈光誘殺技術(shù)[14-16]利用害蟲的趨性,直接誘集捕殺害蟲，是對稻田害蟲較為有效的一種物理防控手段,其能捕殺二化螟、三化螟、稻飛虱、葉蟬等多種趨光性水稻害蟲。本研究將燈光誘殺技術(shù)與稻田養(yǎng)殖技術(shù)組合,旨在解決有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不使用化肥、農(nóng)藥所帶來的稻田主要病蟲害難以防治的困難,以期促進有機稻田綜合生產(chǎn)力的提質(zhì)增效，為有機農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供理論依據(jù)和技術(shù)應用經(jīng)驗。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試水稻品種為云粳37號。有機肥購于云南順豐洱海環(huán)?？萍加邢薰?其有機質(zhì)含量≥45%,總養(yǎng)分(氮-磷-鉀)≥4.5%。魚苗為約15尾/kg規(guī)格的鯉魚。鴨苗為1～2周齡的雜交鴨。誘蟲燈為鑫科陽超大型太陽能殺蟲燈,其電網(wǎng)高壓為6500 V,誘蟲燈光源26 W,誘蟲燈管波長320～680 nm,主波長365 nm。

1.2 試驗地點

云南省大理州大理市銀橋鎮(zhèn)良道農(nóng)業(yè)科技有限公司有機種植基地。

1.3 田間試驗設計

在水稻栽培過程中不施用化肥、農(nóng)藥,以基肥的形式每公頃施用15 t有機肥；在5月下旬扦插秧苗,水稻行株距設置為20 cm×20 cm,每叢2苗。根據(jù)防治方法設置6個處理,每個處理設置3個重復,共18個小區(qū),每個小區(qū)長×寬為20 m×5 m,共計100 m2,保護行寬10 m。處理1:不作任何病蟲防控處理,即為空白對照。處理2:稻魚共育,漁溝高×寬為1 m × 1 m,具體放魚時間根據(jù)不同地區(qū)的氣候條件而定,當?shù)咎锼疁剡^高時不宜放魚；本處理于6月下旬放魚下田,每公頃放養(yǎng)規(guī)格約為225尾/kg的鯉魚苗15 kg,在水稻黃熟前排水撈魚。處理3:稻鴨共育,每公頃放養(yǎng)1～2周齡的雛鴨300只,于水稻返青時開始放鴨,用70 cm高的遮陽網(wǎng)設置隔離帶，與其它試驗田隔離,避免鴨群四處逃竄；在水稻黃熟前趕鴨出田。處理4:燈光誘殺,誘蟲燈光波長320～680 nm,殺蟲燈距地面1.5 m,每隔60 m設置1個殺蟲燈,共設置3盞。處理5:燈光誘殺+稻魚共育,魚的放養(yǎng)同處理2。處理6:燈光誘殺+稻鴨共育,鴨的放養(yǎng)同處理3。田間試驗各處理的布局見圖1。

圖1 田間試驗各處理的布局

1.4 調(diào)查方法

1.4.1 病害調(diào)查 在處理后17 d調(diào)查病害1次,主要調(diào)查紋枯病、水稻條紋葉枯病的發(fā)生情況,每個小區(qū)采用5點取樣法進行調(diào)查,每點10叢水稻,記錄統(tǒng)計病株數(shù)、病情嚴重度，計算發(fā)病率、相對防效、病情指數(shù)。水稻紋枯病、水稻條紋葉枯病的病情分級標準分別見表1、表2,該標準參照《農(nóng)作物有害生物測報技術(shù)手冊》[17]。相關(guān)計算公式如下：

表1 水稻紋枯病的病情分級標準

表2 水稻條紋葉枯病的病情分級標準

發(fā)病率(%)=病株數(shù)/總調(diào)查株數(shù)×100

病情指數(shù)=Σ(各級發(fā)病株數(shù)×各級代表值)/(調(diào)查總株數(shù)×最高級代表值)×100

相對防效(%)=[(對照組病情指數(shù)-處理組病情指數(shù))/對照組病情指數(shù)]×100

1.4.2 害蟲數(shù)量及蟲害調(diào)查 在處理后17 d調(diào)查1次,主要調(diào)查稻飛虱(灰飛虱、白背飛虱、褐飛虱)、葉蟬(黑尾葉蟬、四點葉蟬)以及螟蟲為害造成的水稻枯心、白穗。每個小區(qū)采用5點取樣法進行調(diào)查,每點10叢水稻；蟲量調(diào)查采用33 cm× 45 cm的白搪瓷盤作載體,用水濕潤盤內(nèi)壁,在查蟲時將盤子輕輕插入稻行,下緣緊貼著水面稻叢基部,快速拍擊植株中、下部,連拍3下,每點計數(shù)1次,記錄稻飛虱、葉蟬蟲量；在每次排查計數(shù)后,清洗白搪瓷盤,再進行下次拍查。相關(guān)計算公式如下：

枯心白穗率(%)=(枯心白穗量/調(diào)查總株數(shù))×100

相對防治效果(%)=[(對照組百叢蟲量-處理組百叢蟲量)/對照組百叢蟲量]×100

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

利用Excel 2007、SPSS 19軟件對試驗數(shù)據(jù)進行處理,并進行ANOVA單因素方差分析；用Duncan’s新復極差法檢驗處理間的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對稻田主要害蟲數(shù)量及蟲害的防控效果

由表3可知,5個防控處理對稻飛虱(灰飛虱、白背飛虱、褐飛虱)、黑尾葉蟬、四點葉蟬均有防效。其中對于稻飛虱來說,以燈光誘殺+稻鴨共育處理的防控效果最佳,百叢蟲量為10.89頭,防效達77.16%,顯著高于其它處理;其次是稻鴨共育、燈光誘殺+稻魚共育、燈光誘殺處理,百叢蟲量分別為21.50、22.22、26.22頭,防效依次是54.90%、53.38%、44.99%;稻魚共育處理的防治效果最差,百叢蟲量達40.00頭,防效僅16.08%,顯著低于其它處理。

表3 不同防治方法對稻田主要害蟲的防效

對于黑尾葉蟬來說,燈光誘殺+稻鴨共育處理的防效最佳,百叢蟲量僅有4.44頭,防效達80.82%,顯著高于燈光誘殺+稻魚共育、燈光誘殺、稻魚共育處理;其次為稻鴨共育、燈光誘殺+稻魚共育、燈光誘殺處理,防效分別為71.22%、51.08%、31.89%;稻魚共育處理的防效最差,百叢蟲量為22.17頭,防效只有4.32%，顯著低于其它處理。

在四點葉蟬的防控上,仍以燈光誘殺+稻鴨共育處理的效果最好,百叢蟲量為2.89頭,防效為74.13%,顯著高于其它處理;其次為稻鴨共育、燈光誘殺+稻魚共育、燈光誘殺處理,防效分別為62.69%、44.28%和20.40%;稻魚共育處理的百叢蟲量達11.50頭,防效僅有8.21%,顯著低于其它處理。

綜上所述,燈光誘殺+稻鴨共育、稻鴨共育、燈光誘殺+稻魚共育、燈光誘殺處理對田間稻飛虱、葉蟬有較好的控制作用,且燈光誘殺結(jié)合稻魚共育、稻鴨共育能在不同程度上提高單一處理的控蟲效果。

2.2 各處理對稻田主要病蟲害的防控效果

由表4可知,水稻條紋葉枯病在該有機種植基地為零星發(fā)生,所有處理田及對照田的發(fā)病率不足1%,病情指數(shù)均小于1,其中稻鴨共育、燈光誘殺+稻鴨共育處理的發(fā)病率分別為0.27%和0.24%,顯著低于稻魚共育、燈光誘殺+稻魚共育處理及對照田的發(fā)病率,但在5個試驗組處理間以及在試驗組與對照組間水稻條紋葉枯病的病情指數(shù)及相對防效差異均不顯著。

表4 不同防治方法對稻田主要病蟲害的防效

對水稻紋枯病來說,燈光誘殺+稻鴨共育和稻鴨共育處理的發(fā)病率分別為1.04%和1.79%,病情指數(shù)分別為0.91和2.84,相對防效分別為85.38%和54.60%,其中燈光誘殺+稻鴨共育處理的發(fā)病率、病情指數(shù)顯著低于對照田,但在各處理間的發(fā)病率、病情指數(shù)和相對防效差異均不顯著；燈光誘殺+稻鴨共育處理的相對防效顯著高于燈光誘殺+稻魚共育、稻魚共育和燈光誘殺處理的。燈光誘殺、稻魚共育、燈光誘殺+稻魚共育處理的發(fā)病率分別為3.27%、2.69%和3.63%,與對照田差異不顯著；這幾個處理的病情指數(shù)及防效亦與對照田差異不顯著。燈光誘殺+稻鴨共育處理的病情指數(shù)顯著低于稻魚共育、燈光誘殺+稻魚共育處理以及對照田的,但與稻鴨共育處理差異不顯著。

在水稻枯心白穗防控方面,燈光誘殺+稻鴨共育、稻鴨共育處理的效果較好,相對防效分別為59.83%和51.02%,顯著高于稻魚共育處理的;其次是燈光誘殺、燈光誘殺+稻魚共育處理,相對防效分別為30.18%和22.73%;稻魚共育處理的相對防效最差,僅有13.21%。

綜上所述,稻鴨共育和燈光誘殺+稻鴨共育處理對水稻條紋葉枯病、水稻紋枯病的防控效果優(yōu)于專門用于害蟲防控的燈光誘殺及稻魚共育處理。

2.3 稻田經(jīng)濟效益分析

由表5可以看出,各處理下水稻產(chǎn)量均比對照有所增加,其中稻魚共育、稻鴨共育、殺蟲燈處理分別增產(chǎn)6.30%、6.01%和3.27%,燈誘+稻魚共育、燈誘+稻鴨共育處理的增產(chǎn)率分別為6.43%和6.71%,但在不同處理間產(chǎn)量及增產(chǎn)率差異均不顯著。

表5 在不同防治處理下的稻田產(chǎn)出情況

在經(jīng)濟效益方面,有機米的銷售單價為30元/kg,稻田鴨的銷售單價為50元//kg,稻田魚的銷售單價為60元/kg(采用大理良道有機水稻種植基地的有機農(nóng)產(chǎn)品售價),扣除田地承包(流轉(zhuǎn))費、苗種費、飼料費、種養(yǎng)設施費、人工費、電費及其他等成本費用,稻魚共育、燈光誘殺+稻魚共育、稻鴨共育、燈光誘殺+稻鴨共育處理田的總利潤分別達15.60萬、15.51萬、15.12萬和14.96萬元/hm2,均顯著高于燈光誘殺處理及對照田的；而燈光誘殺處理田的總利潤與對照差異不顯著。稻田魚產(chǎn)出5.99萬元/hm2,稻田鴨產(chǎn)出4.65萬元/hm2,稻田魚產(chǎn)量和銷售價格比鴨高,其經(jīng)濟收益高于稻田養(yǎng)鴨。從總體來看,稻田養(yǎng)魚、稻田養(yǎng)鴨增產(chǎn)創(chuàng)收效果顯著,在限制化學肥料、農(nóng)藥使用的同時可以在一定程度上實現(xiàn)增產(chǎn)創(chuàng)收,是較為理想的有機稻種植模式。

3 討論

本研究結(jié)果表明,稻魚、稻鴨共育處理對稻飛虱、黑尾葉蟬、四點葉蟬的田間種群數(shù)量具有一定的控制作用,這與馬國強等[10]的研究結(jié)果有相同之處；在本研究中，相對突出的是稻鴨共育處理對害蟲的控制效果,尤其稻鴨共育結(jié)合燈誘處理對稻飛虱、黑尾葉蟬、四點葉蟬的防效分別達77%、80%和74%。稻鴨處理對紋枯病的防治效果也比較顯著,但未能完全控制,這與稻-鴨-萍模式對水稻紋枯病的抑制作用達39%～86%基本一致[18]。張亞[19]的研究表明鴨能通過啄食菌核和封泥等途徑來控制紋枯病侵染發(fā)病。本研究發(fā)現(xiàn)，燈光誘殺+稻鴨共育處理對紋枯病的防效較稻鴨共育處理有所提升,但在這2個處理間防效差異不顯著。在本研究中，稻鴨共育、燈光誘殺+稻鴨共育處理對螟蟲所致的枯心白穗的防控效果分別達到了51.02%和59.83%,說明稻田養(yǎng)鴨對田間螟蟲危害具有一定的防控能力。因此,在防治枯心白穗時宜在放鴨前配合使用殺蟲燈誘殺螟蟲成蟲,以控制害蟲基數(shù),減少產(chǎn)卵量,達到最佳防效。

在本研究中，每公頃釋放鯉魚苗225 kg的產(chǎn)出效益高,這與余中樂等[20]的研究結(jié)果“在稻魚生態(tài)系統(tǒng)中最佳的魚苗放養(yǎng)量為112.5～150.0 kg/hm2”有所不同。此外,本研究中稻魚共育處理對稻飛虱的防治效果只有16%,對葉蟬的控制效果不及16%,這與黃國勤[22]在田間試驗測定得出的結(jié)果“在稻田養(yǎng)魚復合種植系統(tǒng)中,魚能吃掉稻田中害蟲的50%以上”差異較大。造成上述差異的原因,其一可能是魚齡大小直接影響魚對昆蟲的捕食能力,決定著田間防效；其二是不同昆蟲的活動性強弱不同，亦影響魚的捕食效果。因而,對于最適放養(yǎng)物種及放養(yǎng)量,應根據(jù)不同地方的氣候、水源等條件進行綜合考量,因地制宜,以促進綜合效益的最大化。

稻田養(yǎng)殖技術(shù)利用生態(tài)學和生物學原理,建立了水稻-動物相互依賴、相互促進的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng),具有不施化肥或少施化肥,不用農(nóng)藥或少用農(nóng)藥,綠色有機、健康環(huán)保等特點,且經(jīng)濟效益顯著,可作為稻田病蟲害的一種生物防控手段。綜上所述,稻鴨共育及稻魚共育技術(shù)適于大理稻田主要病蟲害的防治,結(jié)合殺蟲燈可增強控蟲效果,可在大理各地區(qū)推廣應用,以促進農(nóng)業(yè)提質(zhì)增效。但我國鄉(xiāng)村水稻種植以散戶種植為主,單戶的稻田面積小且零星分布,不利于稻田養(yǎng)殖技術(shù)的大面積推廣,因此在推廣技術(shù)的同時應考慮該因素的影響,探尋新的適宜機制。