李金玉,劉豐靜,黃火水,張 輝,李慧玲,吳光遠,王慶森*
(1. 福建省農(nóng)業(yè)科學院茶葉研究所/國家茶樹改良中心福建分中心,福建 福州 350013;2. 泉州海關(guān)綜合技術(shù)服務(wù)中心,福建 泉州 362017)
茶小綠葉蟬Empoasca onukii Matsuda(Hemiptera:Cicadellidae)是茶園中分布最廣、為害持續(xù)時間最長、造成損失最大的害蟲之一,可造成長江中下游夏秋茶減產(chǎn)10%~15%,暴發(fā)成災時損失高達50%以上[1-4]。其危害方式主要以成蟲和若蟲刺吸茶樹嫩梢汁液,影響茶樹芽梢生長,造成茶樹枯萎;雌性成蟲將卵產(chǎn)于茶嫩梢韌皮部內(nèi),破壞輸導組織,阻礙茶梢內(nèi)部營養(yǎng)物質(zhì)的運輸和茶梢的正常生長。受害芽葉制茶易碎、味澀,嚴重影響茶葉品質(zhì)和產(chǎn)量[5,6]。
長期以來,為追求產(chǎn)量和經(jīng)濟效益,茶小綠葉蟬的田間防治一直是茶園管理的重要工作,化學農(nóng)藥的大量不合理使用導致茶小綠葉蟬對很多殺蟲劑產(chǎn)生了抗藥性,增加了防治難度,同時嚴重威脅人類自身的健康和茶產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[7,8]。近年來,隨著人們健康意識的提升和對生態(tài)環(huán)境的重視,大家逐漸認識到傳統(tǒng)防治方法不再完全適用,尋求安全、有效、可持續(xù)控制茶小綠葉蟬的途徑和方法已迫在眉睫。在此基礎(chǔ)上,茶園綠色防控技術(shù)應(yīng)運而生,該技術(shù)以促進農(nóng)業(yè)安全生產(chǎn)、減少化學農(nóng)藥使用量為目標,將農(nóng)業(yè)防治、物理防治、生物防治、生態(tài)防治和科學用藥等環(huán)境友好型防控措施結(jié)合起來,對茶小綠葉蟬進行綜合防治[4,9,10]。本文綜述了近10年(2011-2021)來茶小綠葉蟬綠色防控技術(shù)模式的研究進展,旨在為進一步開展對該蟲的科學研究和治理方案的制定提供參考。
農(nóng)業(yè)防治主要包括抗蟲品種選擇、適時嫩采、合理修剪和冬季封園等措施。適時嫩采、合理修剪和冬季封園等措施對茶小綠葉蟬的防控作用已被大量試驗研究確認,這與茶小綠葉蟬趨嫩取食和產(chǎn)卵的習性有關(guān)[11]。陳宗懋[4]認為茶小綠葉蟬在21世紀初開始流行并演替為茶園最主要的害蟲類群,可能與夏秋茶留養(yǎng)有利于其秋季生長繁殖有關(guān)。田間的調(diào)查研究也證實茶小綠葉蟬種群發(fā)生受茶園修剪、采摘等栽培管理因素的影響。在茶葉生產(chǎn)季節(jié),及時采摘嫩梢或適當增加采茶次數(shù),同時在非生產(chǎn)季節(jié),合理修剪新梢,配合適時除草,可以顯著減少茶小綠葉蟬種群密度,減輕或抑制其危害[12,13]。也有研究表明茶園周邊雜草對茶小綠葉蟬種群繁衍和過渡的促進作用[3,14],這從另一個角度證實了茶園適時除草和冬季封園的重要性。
在抗性品種選擇方面,中國茶樹資源豐富,利用現(xiàn)有的茶樹資源,科研人員進行了大量有關(guān)抗蟲品種鑒定和篩選方面的工作,人們可以基于這些研究結(jié)果在眾多的地方品種中選擇種植抗性較強的品種以抵御蟲害[15]。例如,金珊等[16]通過觀察茶小綠葉蟬在8個不同茶樹品種上的種群動態(tài)和生長表現(xiàn),明確‘舉巖’‘德清’‘建德’和‘長興紫筍’為抗葉蟬品種,‘藍天’‘斑竹園’‘竹山一號’和‘恩標’為感葉蟬品種。王蔚等[17]對福建省7個主栽茶樹品種的對比研究表明茶小綠葉蟬偏向于選擇黃綠色芽葉的茶樹品種,而對偏紫色芽葉的茶樹品種選擇性較弱。另一方面,分子生物學的發(fā)展使得基因工程技術(shù)在抗蟲品種選育方面的運用得到極大的關(guān)注,這為害蟲綠色防控提供了重要手段[18]。雖然目前還沒有運用分子手段育成抗蟲茶樹品種的相關(guān)研究報道,但在茶樹抗蟲機理方面已有大量涉及基因水平的研究,這為抗蟲茶樹品種的選育提供了新的研究基礎(chǔ)。如龐秋芬[19]從抗茶小綠葉蟬的茶樹品種‘鳧早2號’中分離出一個CsRIP基因,該基因可以編碼使核糖體失活進而抑制蛋白質(zhì)合成的毒蛋白,這為今后利用該基因進行抗蟲育種提供了一條可能的途徑。也有研究發(fā)現(xiàn)茶樹葉片蠟質(zhì)含量、茸毛長度和密度、下表皮厚度是其抵抗茶小綠葉蟬侵染的重要決定因素[16,20],兒茶素含量在感性品種中的含量明顯高于抗性品種[31],這些理化性狀相關(guān)的基因調(diào)控和信號通路可能是今后抗蟲育種值得關(guān)注的內(nèi)容。
在茶園中,構(gòu)建異質(zhì)性和多樣化的生境條件并實施科學合理的農(nóng)事管理措施可以強化天敵對害蟲的自然控制潛能,實現(xiàn)對茶小綠葉蟬的生態(tài)調(diào)控作用。研究表明茶園周邊生境條件顯著影響著茶園中茶小綠葉蟬蟲口密度;周圍生境結(jié)構(gòu)相對復雜和穩(wěn)定、植被豐富度較高的茶園表現(xiàn)出對茶小綠葉蟬一定的控制能力,蟲口密度變化相對穩(wěn)定,峰頂不突出,通常不會給茶園造成重大經(jīng)濟損失;周邊生境管理單一的茶園,節(jié)肢動物多樣性和種群結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差,茶小綠葉蟬易大爆發(fā)和大發(fā)生;推測這樣的過程跟天敵種群結(jié)構(gòu)差異和小氣候環(huán)境不同等有關(guān)[12,14,21,22]。
茶樹合理間作果樹(如楊梅[22])或園林植物(如臘梅[23])被證實可以一定程度上增強茶園群落對茶小綠葉蟬種群的自然控制潛能,減少防治次數(shù)且增加經(jīng)濟收入(水果收獲)。與此同時,茶園的管理模式也會影響茶小綠葉蟬的蟲口密度和種群動態(tài)。相對于普通施藥茶園,沒有化學品投入的有機茶園可以更有效地維持園內(nèi)物種豐富度和生物多樣性,促進生態(tài)平衡,使得茶小綠葉蟬大發(fā)生的幾率大大減少[12,21,24,25]。
茶園合理間套作功能植物也被證實可以促進對茶小綠葉蟬種群的綜合調(diào)控,并提升茶園生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能,是茶園生境管理和生態(tài)調(diào)控的重要方式之一[2,6,26,27]。需注意的是,不同功能植物類型的影響作用(如趨避或引誘)有差異,篩選合適的植物類型、在田間進行合理的配置布局非常關(guān)鍵。鑒于此,有研究從化學生態(tài)學的角度檢測了特定植物對茶小綠葉蟬的引誘或趨避作用,發(fā)現(xiàn)茶園周圍常見的木本雜草迷迭香(Rosmarinus officinalis L.)對茶小綠葉蟬具有引誘功能[28],而草本植物萬壽菊(Tagetes erecta)[28]、小飛蓬(Conyza Canadensis)[29]、勝紅薊(Ageratum conyzoidae)[30]、薇甘菊(Mikania micrantha)[31]則有趨避作用。也有研究關(guān)注茶園不同顯花植物對茶園害蟲的生態(tài)調(diào)控效應(yīng),結(jié)果表明茶園周邊種植顯花植物可明顯吸引天敵昆蟲與傳粉昆蟲,對茶園害蟲的生態(tài)調(diào)控作用明顯。在關(guān)注的6種顯花植物中,尤以種植黃金菊吸引的天敵昆蟲種類最多且優(yōu)勢種天敵昆蟲停留時間較長,有望對茶園害蟲(包括茶小綠葉蟬)發(fā)揮較明顯的自然控制效應(yīng)[1]。這些研究為茶園運用“推拉”策略進行更合理的功能植物選擇、間作安排和生境管理奠定基礎(chǔ)?!巴评辈呗允且环N高效安全的害蟲防治策略,其原理是利用行為改變刺激物巧妙地影響害蟲和天敵的分布和密度,通過栽種趨避植物將害蟲驅(qū)離主栽作物,同時利用高效的引誘植物將害蟲吸引集中到特定區(qū)域殺死[32]。近年來茶園中已開始運用該策略進行茶小綠葉蟬的防治,且取得良好成效。例如,在浙江,人們針對茶小綠葉蟬設(shè)計了由萬壽菊、除蟲菊和薰衣草組成的防治矩陣(圖1),取得了良好的防控效果,同時還提高了茶園的生物多樣性、改善了茶園的生態(tài)環(huán)境、增加了茶園的觀賞性[9]。選擇該栽種模式和配置格局,主要是基于:萬壽菊對葉蟬類害蟲具有趨避作用且對其天敵種群表現(xiàn)促進作用[1],除蟲菊(富含除蟲菊酯)具優(yōu)良殺蟲特性[9],而薰衣草對茶小綠葉蟬及其卵寄生蜂表現(xiàn)引誘效應(yīng)[33]。
圖1 浙江茶園基于“推拉”策略防治茶小綠葉蟬的種植模式Fig. 1 Tea bush planting pattern designed with “pushand-pull” control on tea green leafhoppers at tea plantations in Zhejiang province
總之,在茶園周圍保留較多的自然生境和其他植物或在茶園間作功能植物和其他經(jīng)濟林木等,并采取有機的種植和管理模式,可以增加茶園生態(tài)環(huán)境的復雜性,保持茶園生態(tài)系統(tǒng)平衡,提高茶園自身的自然調(diào)控能力。利用這樣和諧的生態(tài)過程構(gòu)建綠色防控體系是實現(xiàn)茶園綠色生產(chǎn)的一項有效措施。
天敵是影響作物害蟲種群消長的重要生態(tài)因子,利用自然天敵防治害蟲是生物防治中最直接和最有效的方式。茶小綠葉蟬天敵資源豐富,涉及捕食性天敵53種,寄生性天敵17種,主要類群有蜘蛛類、瓢蟲類、食蚜蠅類、寄生蜂類等,其中蜘蛛目是科數(shù)、種數(shù)最多的一類[34]。充分發(fā)揮和利用這些天敵的自然控制作用已成為茶小綠葉蟬可持續(xù)控制的重要內(nèi)容。
1.3.1 捕食性天敵
早期,學者們在茶小綠葉蟬的捕食性天敵類群、蜘蛛種類等方面進行了大量調(diào)查研究[11,35],但主要限于田間調(diào)查和數(shù)量統(tǒng)計層面。近期,學者們在對茶小綠葉蟬捕食性天敵類群進行調(diào)查和統(tǒng)計研究的基礎(chǔ)上[34],利用統(tǒng)計學方法、灰色關(guān)聯(lián)度分析法、生態(tài)位法等對茶小綠葉蟬優(yōu)勢種天敵進行了更深入的研究和總結(jié),包括種類在年份、季節(jié)和茶樹品種間的差異、與茶小綠葉蟬之間的跟隨和捕食關(guān)系等。例如,楊林等[36]對秋冬季4個品種茶園的研究表明,與茶小綠葉蟬空間上跟隨關(guān)系密切的優(yōu)勢種天敵種類并不相同,舒茶早茶園為斜紋貓蛛和草間小黑蛛,平陽特早茶園為八斑球腹蛛和斜紋貓蛛,福云6號茶園為斜紋貓蛛,龍井長葉茶園為八斑球腹蛛。而劉飛飛等[37]在黃山大葉種茶園中的系統(tǒng)調(diào)查顯示,茶小綠葉蟬的優(yōu)勢種天敵在季節(jié)間有較大差異,春夏季優(yōu)勢種天敵為斜紋貓蛛、茶色新園蛛和錐腹肖蛸,秋冬季為錐腹肖蛸、八點球腹蛛和鱗紋肖蛸。畢守東等[38]綜合不同品種和不同年份的調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn),不同品種茶園不同年份間茶小綠葉蟬的優(yōu)勢種天敵差異明顯,但總體上明確粽管巢蛛、錐腹肖蛸和八斑球腹蛛為‘烏牛早’茶園與‘白毫早’茶園在不同年份均存在的優(yōu)勢種天敵。研究還發(fā)現(xiàn)不同海拔高度茶園茶小綠葉蟬的主要天敵種類也存在差異,低海拔茶園為錐腹肖蛸、茶色新圓蛛和鞍型花蟹蛛,中海拔茶園為八點球腹蛛、錐腹肖蛸和鞍型花蟹蛛,高海拔茶園為錐腹肖蛸、茶色新圓蛛和草間小黒蛛[39]??梢?,茶小綠葉蟬優(yōu)勢捕食性天敵類群及其與茶小綠葉蟬的跟隨和捕食關(guān)系,在年份和季節(jié)間差異很大,也因茶樹品種、茶園海拔高度的不同而異。充分掌握這些天敵類群的發(fā)生規(guī)律及其與茶小綠葉蟬的相互關(guān)系將更有利于發(fā)揮其控害效應(yīng)。
與此同時,采用分子標記技術(shù)研究捕食性天敵對茶小綠葉蟬的取食效應(yīng)也有涉及。例如,張楊[40]采用陷阱法和拍網(wǎng)法采集調(diào)查了地面和樹冠層蜘蛛種群數(shù)量,并分析了與茶小綠葉蟬數(shù)量的相關(guān)性,發(fā)現(xiàn)只有樹冠層蜘蛛與茶小綠葉蟬數(shù)量上有明顯追隨關(guān)系,同時室內(nèi)喂食實驗證實跳蛛科蜘蛛對茶小綠葉蟬表現(xiàn)出捕食行為。在此基礎(chǔ)上,通過特征序列擴增區(qū)域篩選和實驗驗證相結(jié)合的方法,該研究還獲得了可用于擴增茶小綠葉蟬特異性序列的23條引物,這為量化捕食性天敵對茶小綠葉蟬的控制效應(yīng)提供了極大的便利。例如,利用其中的一對特異性引物,高興[41]檢測了白斑獵蛛對茶小綠葉蟬的取食與消化作用。Yang等[42]首先通過田間調(diào)查確定茶樹冠層有9種優(yōu)勢種蜘蛛,接著分別測定它們在種群數(shù)量上的優(yōu)勢度、與茶小綠葉蟬的時間生態(tài)位重疊度,再利用實時熒光定量PCR分別檢測其腸道內(nèi)茶小綠葉蟬目的DNA片段的陽性率和殘留量,最終明確這9種蜘蛛均為茶小綠葉蟬捕食性天敵,對茶小綠葉蟬的控制潛力從大到小依次為白斑獵蛛、綠腹新園蛛、黃斑園蛛、花腹金蟬蛛、斑管巣蛛、鞍形花蟹蛛、漂亮美蒂蛛、斜紋貓蛛和八斑鞘腹蛛。據(jù)此,該研究提出游獵捕食的白斑獵蛛和結(jié)圓網(wǎng)捕食的綠腹新園蛛有望在茶園害蟲生物防治中發(fā)揮重要作用。綜合以上案例可知,捕食性天敵對茶小綠葉蟬通常表現(xiàn)出較強的自然控制能力。事實上,在茶園中,捕食性天敵通常發(fā)生基數(shù)較大,捕食時間長(捕食行為常常始于幼蟲/幼蛛期),抗逆性也較強,是控制茶小綠葉蟬的主要天敵資源,應(yīng)加強保護和利用。
1.3.2 寄生性天敵
茶小綠葉蟬有兩種主要的卵寄生蜂,分別是葉蟬三棒纓小蜂(Stethynium empoascae)和微小裂骨纓小蜂(Schizophragma parvulas),在田間的寄生率超過30%,是茶小綠葉蟬可持續(xù)調(diào)控的重要天敵[43,44]。早期學者對其分類歸屬、生物學和生態(tài)學特性進行了大量的研究和報道,近期則更多側(cè)重于其保護和利用方面的探索。例如,潘鋮等[45]和韓善捷等[46]研究了茶梢在受到茶小綠葉蟬為害后,釋放的揮發(fā)性物質(zhì)組分及其對葉蟬三棒纓小蜂和微小裂骨纓小蜂的引誘效應(yīng)。結(jié)果表明,茶梢在受到葉蟬為害后,釋放的揮發(fā)物的組成和含量發(fā)生了顯著變化,并影響著茶小綠葉蟬卵寄生蜂種群。深入分析顯示,對兩種卵寄生蜂有顯著影響作用的揮發(fā)物組分并不相同,對微小裂骨纓小蜂有顯著影響作用的物質(zhì)是反-2-己烯醛、苯甲醛、α-法呢烯和水楊酸甲酯等互利素,而對葉蟬三棒纓小蜂有顯著影響作用的物質(zhì)則是順-茉莉酮、1-戊烯-3-醇、α-松油烯、α-松油醇和蒈烯等。更進一步的研究還發(fā)現(xiàn),這些揮發(fā)物按適當比例組成誘集劑,引誘效果顯著增強,再與素馨黃色彩組合在田間使用,誘效更明顯。因此,纓小蜂的田間數(shù)量與茶梢是否受到茶小綠葉蟬為害及其釋放的揮發(fā)物組分關(guān)系密切,這可能與茶園天敵常對害蟲表現(xiàn)出強烈的跟隨效應(yīng)有關(guān)。纓小蜂的密度和蟲口數(shù)量還受到茶園生境和種植方式的顯著影響。例如,李慧玲等[27]發(fā)現(xiàn)與對照茶園相比,茶園間作鋪地木蘭和羅頓豆、間作白三葉和平托花生、間作鋪地木蘭和豬屎豆均能顯著增加纓小蜂的蟲口數(shù)量。此外,化學農(nóng)藥的使用則會顯著降低茶園纓小蜂的種群數(shù)量及其對茶小綠葉蟬卵的寄生率。例如,唑蟲酰胺、茚蟲威和聯(lián)苯菊酯是對茶小綠葉蟬防治速效性和持效性較好的化學農(nóng)藥,研究顯示它們對纓小蜂的毒殺影響高于生物農(nóng)藥藜蘆堿[47]。顯而易見,以上研究結(jié)果將為茶小綠葉蟬優(yōu)勢寄生性天敵資源——纓小蜂的保護和利用及其自然控害效能的發(fā)揮提供重要的依據(jù)。
1.3.3 病原微生物
病原微生物在茶小綠葉蟬的天敵資源中也占據(jù)一定比例,主要包括真菌、細菌和病毒。這些微生物能在害蟲自然種群中廣泛傳播,表現(xiàn)出良好的控害能力。目前已應(yīng)用到茶園田間防治茶小綠葉蟬的病原微生物主要有蘇云金芽孢桿菌、球孢白僵菌、玫煙色擬青霉、爪哇棒束孢等[47]。球孢白僵菌(Beauveria bassiana)混配劑的最高田間防效可達83.4%,而玫煙色擬青霉的最高防效為71.3%[48]。玫煙色棒束孢對茶小綠葉蟬顯現(xiàn)高控制潛力,采用孢子濃度為1.0×106孢子·mL-1處理后累積死亡率在5 d內(nèi)可達100%[49]。張靈玲等[50]從葉面分離出54株蘇云金芽孢桿菌,經(jīng)生物測定確定了對鱗翅目害蟲有效的菌株10株,對同翅目害蟲有效的菌株4株,其中菌株LL27是防治茶小綠葉蟬的良好菌株,該菌株在初篩濃度下致死率達78.4%,稀釋100倍和500倍時分別為76.6%、46.6%。展茂魁等[51]從茶小綠葉蟬僵蟲上分離到一株爪哇棒束孢,制成懸乳劑后對茶小綠葉蟬的田間防效第11 d為50.32%,第25 d追加1次施菌,第55 d防效可達68.40%;利用該菌株制成可濕性粉劑后的田間防效第9 d為49.2%,第11 d可達50.2%[52]。鄭珊珊等[53]比較了寄生真菌蠟蚧輪枝菌和卵寄生蜂單獨使用和聯(lián)合使用對茶小綠葉蟬的控制作用,結(jié)果顯示單獨使用時的控制效果分別為52.7%和50.9%,且下一代種群增長趨勢指數(shù)仍高于1,聯(lián)合使用的控制效果可達82.9%和90.8%,且下一代種群長趨勢指數(shù)低于1??傮w而言,對茶小綠葉蟬病原微生物的研究目前還相對較少,在機理研究方面也較少涉及,但病原微生物作為茶小綠葉蟬重要的自然控制因子,在有機茶園發(fā)展過程中具有很高的應(yīng)用價值和廣闊的市場前景。
綜上所述,已有的研究發(fā)現(xiàn)并挖掘了多種可高效寄生或捕食茶小綠葉蟬的天敵資源。然而,受限于人工飼養(yǎng)和繁殖技術(shù),大部分目前并沒有得到規(guī)模化的生產(chǎn)和應(yīng)用,將來可能仍然很難實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)和應(yīng)用。因此,飽和性生物防治策略(Augmentative biological control),即室內(nèi)大量飼養(yǎng)天敵釋放到田間直接控制茶小綠葉蟬,在茶園成功實施的案例報道目前并不多見。相比之下,順應(yīng)自然發(fā)展規(guī)律、利用農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)自然調(diào)節(jié)機制的保護性生物防治(Conservation biological control)的方法,即通過在田間營造有利的生存環(huán)境強化區(qū)域內(nèi)已經(jīng)存在的天敵種群的數(shù)量、活動力和控害力,顯然更適合于在茶園生態(tài)系統(tǒng)中應(yīng)用和推廣,這可以結(jié)合上述生態(tài)調(diào)控的相關(guān)措施進行實施。
目前報道較多的是誘殺法,包括燈光誘殺、色板誘殺、性誘殺等,以及風力除蟲機、防蟲網(wǎng)應(yīng)用。風力除蟲機和防蟲網(wǎng)的應(yīng)用已在早期的綜述文章中有詳細介紹[11],近期少有新的研究報道,這里不再闡述。
色板誘殺是一種重要的物理防控方法。研究表明視覺在茶小綠葉蟬的寄主定位中起主導作用,據(jù)此可以在茶園懸掛色板,干擾茶小綠葉蟬對寄主的定位過程,進而實現(xiàn)誘殺效果[54]。不同顏色色板對茶小綠葉蟬的影響作用差異很大,茶小綠葉蟬對一些特殊顏色表現(xiàn)出顯著的趨性。王彥蘇等[55]和鄭穎姹等[56]對12種常規(guī)粘性色板在茶園的誘捕效果進行了比較研究,發(fā)現(xiàn)素馨黃、芽綠、土黃和桔黃誘捕茶小綠葉蟬的個體數(shù)極顯著地大于其他色板。萬利[57]和李慧玲等[58]的田間調(diào)查均顯示黃色色板誘集到的茶小綠葉蟬蟲口數(shù)最多,顯著高于其他色板,其次是綠色色板,并且黃色色板誘蟲益害比最低(0.65∶100)。與此同時,與市售黃板相比,數(shù)字化色板被證實可以顯著提高對茶小綠葉蟬的誘殺數(shù)量,其中金色數(shù)字色板對茶小綠葉蟬表現(xiàn)出最強的吸引作用[54]。此外,科研人員也對色板懸掛時間、朝向和高度進行了研究探索。王昀等[59]證實茶園在7月初和10月懸掛素馨黃色板較化學防治能更好控制茶小綠葉蟬發(fā)生量,并且不影響茶園節(jié)肢動物群落多樣性組成。王慶森等[60]發(fā)現(xiàn)東、西、南、北四個方向懸掛的黃板誘捕的茶小綠葉蟬數(shù)量差異未達顯著水平;而當懸掛高度距茶樹蓬面-20~0 cm時,黃板對茶園天敵的負面影響最小,建議將此高度設(shè)為茶園應(yīng)用黃板誘捕茶小綠葉蟬的最適懸掛高度。王慶森等[61]進一步研究發(fā)現(xiàn),茶園設(shè)置黃板誘捕茶小綠葉蟬成蟲的最佳懸掛高度在不同季節(jié)間存在差異,春季和秋季為樹冠蓬面-40~-20 cm,初夏季節(jié)為-20~20 cm,盛夏季節(jié)為40~60 cm。冉隆貴等[62]則表明茶樹樹冠上方30 cm處設(shè)黃板誘捕的茶小綠葉蟬成蟲顯著多于其他高度,樹冠下方20 cm處掛黃板誘捕的蜘蛛數(shù)量顯著高于其他高度,建議在茶樹樹冠上方30 cm處設(shè)置誘蟲黃板。邊磊[63]研發(fā)了一種天敵友好型黏蟲雙色板,并在田間進行了應(yīng)用試驗,結(jié)果表明茶小綠葉蟬的誘捕量與前期研發(fā)的數(shù)字化色板一致,但天敵昆蟲的誘捕量顯著降低(春、秋季分別降低30%、35%),建議懸掛高度為茶樹蓬面20 cm。
鑒于視覺在茶小綠葉蟬的寄主定位中起主導作用,光也可以用來干擾茶小綠葉蟬對寄主的定位和取食為害。研究表明不同波長的單色光對茶小綠葉蟬的吸引作用不同,茶小綠葉蟬對長波紫外光和紫光表現(xiàn)出顯著的趨性反應(yīng)。田間試驗也證實紫光單波誘蟲燈對葉蟬誘集效果顯著,并且較常規(guī)多光譜殺蟲燈顯著降低了誘殺天敵的數(shù)量[54]。不同的光源對茶小綠葉蟬的誘殺效果和對天敵的影響作用也存在差異。常規(guī)頻振式電網(wǎng)誘蟲燈總體上對蛾類害蟲有較好的誘殺效果[57],但對小型害蟲如葉蟬等的誘殺率仍然比較有限,而且還存在誤殺大量天敵昆蟲的缺陷。發(fā)光二極管(Light Emitting Diode,LED)以其壽命長、能耗低、光源穩(wěn)定等優(yōu)點,正逐步替代其他光源應(yīng)用于茶小綠葉蟬燈誘[64]。施龍清[65]通過室內(nèi)光照實驗發(fā)現(xiàn),光照周期和波長的改變會影響茶小綠葉蟬成蟲活動行為,夜間光照會影響茶小綠葉蟬成蟲交配行為;進一步通過LED燈光裝置的田間調(diào)查研究發(fā)現(xiàn),單純白光和綠光夜間光照處理組較對照組的茶小綠葉蟬的種群數(shù)量下降明顯,并且在試驗后期雌性成蟲比例下降明顯、種群中以雄性數(shù)量占優(yōu)勢。邊磊等[64]利用LED燈發(fā)射光譜寬窄的特點和風吸負壓裝置對小體型害蟲的強捕殺能力,研發(fā)了一款天敵友好型LED殺蟲燈,提高了對茶小綠葉蟬的誘殺效果,同時顯著降低了對天敵昆蟲的誘殺量。進一步的田間試驗研究表明,天敵友好型LED殺蟲燈對茶小綠葉蟬的平均有效控制范圍、誘殺中距離和誘殺黃金距離分別為58.17 m、30.41 m和23.86 m,主要通過誘殺茶小綠葉蟬成蟲顯著抑制其種群增長[66]。涂海華等[67]也研制了一款雙光譜LED茶園專用殺蟲燈,經(jīng)過田間應(yīng)用試驗,發(fā)現(xiàn)其殺蟲譜很廣,在誘殺的害蟲中鱗翅目占54%、半翅目35.2%、鞘翅目7.3%、其他害蟲類別3.5%。綜合而言,天敵友好型的窄波LED風吸式殺蟲燈實現(xiàn)了茶小綠葉蟬燈光誘殺的精準化和高效化,保護了茶園生態(tài)環(huán)境,是目前茶園主推的燈誘技術(shù),應(yīng)用前景廣闊。
昆蟲信息素也是茶園重要的害蟲物理誘殺工具[68]。王薛婷[69]在室內(nèi)對茶小綠葉蟬的性行為進行了觀察,并對雌成蟲的相關(guān)信息物質(zhì)進行了提取和田間引誘試驗,結(jié)果表明葉蟬體內(nèi)確實存在某種具有吸引雄蟲作用的物質(zhì),GC-MS分析鑒定出25種物質(zhì),但具體起作用的物質(zhì)仍需進一步研究和確認。王夢馨等[70]從蟬害茶梢中鑒定出對茶小綠葉蟬有顯著引誘水平的乙酸葉醇酯、紫蘇烯、羅勒烯、檸檬烯、芳樟醇和乙酸正丁酯以及有趨避作用的法尼烯。也有研究從茶園常見木本雜草迷迭香中鑒定出對茶小綠葉蟬有顯著引誘效果的樟腦、石竹烯、水芹烯、松油醇和桉樹腦[28],將它們等量配成混合物制成的誘芯在田間可以顯著引誘茶小綠葉蟬,建議將其作為一種防治茶小綠葉蟬的手段[71]。在田間防效試驗方面,沈紅霞等[72]發(fā)現(xiàn),攜帶有茶小綠葉蟬信息素誘芯的誘蟲板和普通誘蟲板日均誘殺蟲量分別為19.0頭/片和13.8頭/片,最高防效分別為71.6%和63.6%,15 d防效分別為50%和25%,兩者間誘殺效果差異顯著。因此,信息素誘蟲板較普通誘蟲板更高效和持效,能更好地控制茶小綠葉蟬的發(fā)生和危害,建議在有機茶園生產(chǎn)中加以推廣和應(yīng)用。
化學農(nóng)藥的使用在很大程度上保障了茶葉的產(chǎn)量和質(zhì)量,尤其是有害生物大發(fā)生時期,化學農(nóng)藥通??梢云鸬搅⒏鸵娪暗目刂菩Ч?。很長一段時間內(nèi),化學農(nóng)藥對茶小綠葉蟬的有效控制起重要作用,主要應(yīng)用類型有煙堿類、擬除蟲菊酯類和吡咯(吡唑)類殺蟲劑,同時有機磷類、吡啶類、沙蠶毒素類、縮氨基脲類、二嗪類、新型硫脲類及噻二嗪類昆蟲生長調(diào)節(jié)劑等部分種類也常被使用[73]。這些農(nóng)藥具有水溶性高、內(nèi)吸性強、殺蟲譜廣和價格相對低廉的特點,對茶小綠葉蟬等刺吸式口器害蟲有很好的控制效果。然而,這些化學農(nóng)藥長期被大量不合理地使用,引發(fā)了一系列有目共睹的生態(tài)、環(huán)境和社會問題,如害蟲抗藥性、害蟲再猖獗和次要害蟲上升為主要害蟲的難題,以及農(nóng)藥殘留、污染環(huán)境、威脅人類健康和降低生物多樣性的問題。
近年來,隨著人們健康意識的提升和對生態(tài)環(huán)境的重視,化學農(nóng)藥減施逐漸成為世界共識,我國已有5%~10%的茶園實施了少用或完全不用化學農(nóng)藥的綠色管理模式。今后,隨著綠色防控技術(shù)的進一步完善和擴大,化學農(nóng)藥在茶園的使用必將進一步減少,但更重要的應(yīng)該是農(nóng)藥品類的合理選擇和精準應(yīng)用。陳宗懋等[4]根據(jù)茶葉的特殊性,建立了包括農(nóng)藥水溶解度、農(nóng)藥蒸汽壓、農(nóng)藥殘留半衰期、農(nóng)藥每日允許攝入量、大鼠急性參考劑量及對魚和蜜蜂的生態(tài)毒理學參數(shù)等指標的茶園農(nóng)藥安全選用體系,明確水溶解度是茶園農(nóng)藥選擇的最重要參考指標,并提出在茶園使用水溶性高的化學農(nóng)藥存在安全風險。近年來,科研人員篩選出茚蟲威、蟲螨腈、唑蟲酰胺等高效低水溶性農(nóng)藥,有關(guān)這些農(nóng)藥對茶小綠葉蟬的活性測定和田間藥效評價已有不少研究報道。例如,張朝陽等[74]發(fā)現(xiàn),15%茚蟲威乳油較傳統(tǒng)農(nóng)藥10%吡蟲啉可濕性粉劑、2.5%溴氰菊酯乳油和2.5%聯(lián)苯菊酯乳油對茶小綠葉蟬的田間防治效果更優(yōu),推測這可能是因為傳統(tǒng)農(nóng)藥在茶園用藥時間長,茶小綠葉蟬已產(chǎn)生了一定的抗藥性。張強等[75]比較分析了水溶性農(nóng)藥的替代品類茶蟬凈、凱恩、蟲螨婧對茶小綠葉蟬的田間防效,結(jié)果表明帕力特在長效性上有優(yōu)勢,而凱恩和茶蟬凈有更好的速效性,建議聯(lián)合用藥以兼顧防治速效性和長效性。王瑤等[76]則對10類16種低水溶性農(nóng)藥的室內(nèi)毒力進行了測定和比較,發(fā)現(xiàn)對茶小綠葉蟬毒力最高的是唑蟲酰胺、甲維鹽、茚蟲威和蟲螨腈,其致死中濃度(Lethal Concentration 50,LC50)分別為0.23、0.52、0.94、5.24 mg·L-1。目前,水溶性農(nóng)藥在茶園的使用比例開始下降,低水溶性農(nóng)藥正逐步發(fā)展成為我國茶園茶小綠葉蟬防治的主要農(nóng)藥品類,這極大地保障了我國茶園的生態(tài)安全和茶產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展以及世界飲茶者的健康安全。
與此同時,為尋找到更安全有效的殺蟲劑以替代高毒、高殘留的化學農(nóng)藥,科研人員在植物源、生物源農(nóng)藥的開發(fā)和篩選等方面也進行了大量的試驗研究。劉超等[77]的田間防效試驗表明,兩種生物農(nóng)藥印楝素、桉油精對茶小綠葉蟬有一定的控制效果,盡管其速效性和持效性不及化學農(nóng)藥氯噻啉。在此基礎(chǔ)上,劉超等[78]進一步研究了不同濃度印楝素對茶小綠葉蟬的防治效果,結(jié)果顯示印楝素150倍、75倍、50倍液噴霧均能使茶小綠葉蟬的蟲口得到有效減退。莊家祥[79]則發(fā)現(xiàn)0.5%藜蘆堿和1.5%苦參堿對茶小綠葉蟬有較好防效,生產(chǎn)上推薦使用0.5%藜蘆堿500倍液、1.5%苦參堿800倍液。盡管植物源、生物源農(nóng)藥作為低毒、安全的殺蟲劑受到了廣泛的關(guān)注,科研人員也已成功開發(fā)了多種商品化的植物源、生物源農(nóng)藥制劑,但在蟲口爆發(fā)期或蟲口密度較高情況下,這些藥劑對茶小綠葉蟬等害蟲的防治效果仍不甚理想。在茶葉質(zhì)量安全問題備受關(guān)注的今天,篩選并推廣應(yīng)用安全且防效顯著的生物農(nóng)藥品種,對提高茶葉質(zhì)量安全具有重要意義。
從21世紀開始,茶園有害生物綠色防控的理念逐步深入人心,人們開始運用適時修剪茶梢等農(nóng)藝措施抑制茶小綠葉蟬的生長;利用生物源農(nóng)藥、植物源農(nóng)藥、天敵、色板、誘蟲燈、信息素等可持續(xù)調(diào)控茶小綠葉蟬的發(fā)生[11,80,81];通過間作不同功能植物等生境管理措施以最大程度地發(fā)揮茶園生態(tài)系統(tǒng)“保育控害”的生態(tài)服務(wù)功能[2,6]。盡管如此,茶小綠葉蟬綠色防控技術(shù)的研究還十分有限,有些方面仍存爭議,相關(guān)技術(shù)在田間的實踐和推廣仍存問題。例如,黃板等物理防控裝置在茶園的應(yīng)用帶來污染環(huán)境和殺傷天敵的負面作用[82];間作其他作物或功能植物的生態(tài)調(diào)控措施影響茶園農(nóng)事操作和茶葉采收的便利性[83];生物源、植物源農(nóng)藥和天敵資源在防治速效性和持效性上不及化學農(nóng)藥,且防治效果受外界環(huán)境條件的影響[84];茶園擁有豐富的天敵昆蟲資源,但其大部分種類尚未得到生產(chǎn)應(yīng)用[4];部分生物源、生物源農(nóng)藥被發(fā)現(xiàn)添加有化學農(nóng)藥[4]。在綠色發(fā)展新理念的要求和化學農(nóng)藥零增長的政策背景下,更加全面系統(tǒng)的研究可為茶小綠葉蟬可持續(xù)治理策略的制定提供重要理論支撐,今后可考慮重點關(guān)注和加強以下幾方面的研究工作:
(1)開發(fā)精準的蟲情預報系統(tǒng)。更準確和及時的預測預報和預警是茶小綠葉蟬綠色防控技術(shù)的基礎(chǔ),基于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的高清攝像和識別技術(shù),結(jié)合色板、性信息素等引誘裝備,并利用大數(shù)據(jù)的信息支撐,有望實現(xiàn)茶小綠葉蟬的遠程精準監(jiān)控和蟲情實時預報。
(2)發(fā)展茶園景觀生態(tài)調(diào)控技術(shù)體系。學者認為就害蟲綜合治理而言,以景觀為單元要比以同類作物的田塊為單元更加合適[85],而目前有關(guān)茶小綠葉蟬生境管理措施的研究和實踐仍限制在局部田塊。把包含整個種植區(qū)的茶園生態(tài)系統(tǒng)視為一個大的景觀區(qū)域,探索其生境異質(zhì)性對茶小綠葉蟬及其天敵種群的影響,并據(jù)此在連續(xù)的時空范圍內(nèi)對其生境斑塊組成和空間布局進行精準化構(gòu)建和設(shè)計,以最大程度地發(fā)揮“保益控害”的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能,將逐漸發(fā)展為茶小綠葉蟬可持續(xù)治理重要的途徑和技術(shù)。
(3)加快抗蟲品種的篩選、鑒定和利用?;谌招略庐惖姆肿由飳W技術(shù)和越來越豐富的茶樹基因組資源,深入研究蟲害誘導抗性機理和挖掘抗性基因資源,并通過構(gòu)建茶樹轉(zhuǎn)化體系和完善CRISPR-CAS9等基因編輯技術(shù)在茶樹上的運用,精準選育和推廣具有抗蟲特性的茶樹品種,是防治茶小綠葉蟬最經(jīng)濟有效的方法之一。
(4)升級物理防控措施。傳統(tǒng)色板和燈光裝置在誘殺茶小綠葉蟬的同時,也被證實對茶園中的天敵種群的負面影響明顯。為此,進一步深入茶小綠葉蟬種群發(fā)生的生物學特性研究,研制出更加精準、高效和環(huán)境友好的物理防控產(chǎn)品和技術(shù)(如性信息素),將符合國家層面對綠色防控的更高要求。
(5)開發(fā)新型高效的環(huán)境友好型農(nóng)藥。深入研究茶小綠葉蟬的抗藥機理,開發(fā)新型高效快速且環(huán)境友好型的農(nóng)藥,如生物源(植物源、微生物源、動物源)農(nóng)藥和低毒低殘留的非水溶性化學農(nóng)藥,有助于在蟲情大爆發(fā)時將茶小綠葉蟬危害及時控制在經(jīng)濟危害水平以下,在保障茶葉產(chǎn)量和質(zhì)量不受影響的同時,實現(xiàn)茶樹栽培安全的目標。