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荔枝蛀蒂虫光驱避防控技术田间应用效果评价

2022-08-09黎柳锋王凤英廖世纯古雅良廖仁昭韦桥现

南方农业学报 2022年5期
关键词:光驱防治效果荔枝

黎柳锋,王凤英,廖世纯,古雅良,黄 川,廖仁昭,韦桥现*

(1广西农业科学院植物保护研究所,广西南宁 530007;2广西作物病虫害生物学重点实验室,广西南宁 530007;3钦州市农业科学研究所,广西钦州 535000;4灵山县农业科学研究所,广西钦州 535400)

0 引言

【研究意义】我国是荔枝原产国和世界第一生产大国(赵俊生等,2017),2021年全国荔枝投产面积52.84万ha,总产量281.41万t,全职从事荔枝产业人口超过100万人,荔枝产业过去承载着消除贫困的重任,未来也将在实现乡村振兴中发挥产业兴旺的重要作用(陈厚彬,2018;陈厚彬和苏钻贤,2021)。荔枝蛀蒂虫属鳞翅目细蛾科,是荔枝上最重要的害虫,主要危害果实、嫩茎、嫩叶和花穗,一般年份蛀果率为10%~20%,严重时可达60%~90%(陈炳旭等,2017)。荔枝果实发育期是蛀蒂虫最容易暴发时期,一旦防治不当很容易导致荔枝失收。荔枝蛀蒂虫防治非常困难,一般从荔枝谢花到果实采收需每隔7~10 d喷一次化学农药,但防控效果仍不理想(赵俊生等,2017)。广西荔枝农药残留慢性膳食摄入风险和急性膳食摄入风险虽然很低,但氯氰菊酯、仲丁威、克百威、灭多威和甲维盐等5种农药残留风险较高(王运儒等,2018)。频繁和过度使用化学农药势必造成农业面源污染程度加重,农产品质量和安全风险加大,害虫抗药性水平激增,生物多样性遭到严重破坏。因此,必须大力推动荔枝产业绿色发展,以确保荔枝生产的绿色、优质和安全。【前人研究进展】边磊等(2012)认为多数种类的昆虫存在趋光行为,这种行为对寻找食物、异性交配和搜寻产卵场所等活动起着重要作用。不同昆虫对特定范围光谱的趋性有正负之分,趋向光为趋光性,避开光为避光性或负趋光性。马健皓等(2019)认为利用昆虫对光的趋性反应可对害虫进行行为调控从而达到防治害虫的目的,利用正趋光性可诱杀害虫,利用负趋光性则可趋避害虫。利用夜出型蛾类昆虫夜晚对黄色光的忌避性可以防蛾。张锦芳等(2020)认为鳞翅目昆虫偏好紫外和绿色波长光,半翅目昆虫偏好蓝光和绿光,鞘翅目昆虫偏好紫外和紫光,而蛾类对短波长光源的趋光反应比长波长光源更强烈,很少有害虫会对长波长光发生趋光反应。杨现明等(2020)认为LED灯是目前最佳的诱虫光源,与光谱范围较宽的黑光灯和频振式杀虫灯相比,其具有亮度高、能耗少、波长范围窄等优点,可有效减少对天敌昆虫的误杀,在害虫防治中具有重要的应用前景。荔枝蛀蒂虫作为荔枝上最重要的害虫,前人开展了该虫生活习性及防控等方面的研究。江世宏和杨长龙(2006)、张辉等(2014)、李文景等(2018)认为荔枝蛀蒂虫交配和产卵行为均在黑暗条件下进行。郑木川等(2018)认为以药剂防控为主的应急防控仍然是荔枝蛀蒂虫最有效和必要的防控措施,防控适期通过“摇树惊动幼蛾法”或“落果幼虫羽化观测法”确定,推荐药剂有氯氰菊酯、敌百虫、杀虫双和氯虫苯甲酰胺等。刘冬梅等(2020)认为果实膨大期至收获期是荔枝蛀蒂虫发生较重时期。王凤英等(2020)认为夜晚光照可干扰荔枝蛀蒂虫成虫交配和产卵,使产卵量大幅降低不能产生有效后代。李文景等(2021)认为LED白光灯夜间能抑制荔枝蛀蒂虫成虫活动和繁殖,能显著降低该虫田间种群数量,并抑制成虫在果实上产卵,从而降低其为害率。廖世纯等(2021)明确荔枝蛀蒂虫光驱避防控技术是指利用荔枝蛀蒂虫的畏光习性(负趋光性),在荔枝果实膨大期至采收期,通过夜晚光照干扰成虫交配和产卵等活动,实现防控荔枝蛀蒂虫为害。周成辉和朱麟(2021)认为荔枝蛀果率与荔枝蛀蒂虫的数量呈正相关关系,防治荔枝蛀蒂虫的平均经济允许损失水平为2.27%/株,成虫平均防治指标为0.28对/株。【本研究切入点】目前,实际应用昆虫负趋光性防控果园荔枝蛀蒂虫的相关研究鲜见报道。【拟解决的关键问题】通过荔枝蛀蒂虫光驱避防控技术与药剂防治对比试验,明确荔枝蛀蒂虫光驱避防控技术的田间防治效果及其对荔枝产量、品质和果园其他昆虫的影响,为荔枝蛀蒂虫绿色防控提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料

2019—2020 年,选取广西7个具有代表性的果园开展荔枝蛀蒂虫光驱避防控技术试验。供试果园均为历年荔枝蛀蒂虫为害较重的果园,常年使用化学药剂防治,一般从果实膨大期至采收前期每隔7~10 d施药一次。荔枝品种包括三月红、妃子笑、桂味、鸡嘴和无核荔5个广西常见早、中、晚熟品种,试验示范面积共39.15 ha,其中光驱避13.98 ha,药剂防治24.37 ha,空白对照0.80 ha。各试验地基本信息见表1。

1.2 试验方法

1.2.1 光驱避防控与药剂防治对比试验

1.2.1.1 试验设计 试验设光驱避、药剂防治和空白对照3个处理。(1)光驱避区:于荔枝挂果初期在每棵荔枝树东南西北各安装1盏LED白光球形灯(波长450~465 nm,下同),电线杆采用直径50 mm镀锌管,电线杆间用塑钢线连接固定,电线和灯泡挂在塑钢线上,灯座全部采用防水灯头,灯泡底部高度超出树冠顶部80~100 cm,树冠高度≤3 m的果树选用5~10 W灯泡,树冠高度≥3 m的果树选用10~20 W灯泡。安装完成后用照度仪检测,确保灯光全面覆盖树冠表面且光照强度≥10 lx。光照时间从果实膨大期至采收期每晚(含雨天)19:00~次日6:00,期间不施用任何杀虫剂,发现灯泡损坏立即更换。(2)药剂防治区:从光驱避区开始亮灯当天起,用100 g/L联苯菊酯EC(江西正邦作物保护股份有限公司)1500倍液+200 g/L氯虫苯甲酰胺SC(美国杜邦公司)2000倍液进行首次防治,之后每隔7~10 d施药1次,施药方法为机器喷雾,荔枝收获前10 d停止施药。(3)空白对照区:不照光、不施药。光驱避试验区与药剂防治区和空白对照区的距离≥30 m,药剂防治区与空白对照区间隔1行以上。果园其他管理措施相同。

1.2.1.2 调查方法 防效调查:光驱避、药剂防治和空白对照每处理各分3组采样,每组随机选取4棵树,每棵树按东西南北中5个点各随机摘取10个成熟果(即每棵树50个果,每组200个果)进行剥查,记录蛀果数,计算蛀果率和防治效果。

荔枝测产:先在果园中连续调查100棵荔枝树,分别记录结果树和未结果树数量,计算结果率。再从光驱避、药剂防治和空白对照各处理区内分别随机选择3点,每点选取大中小树形荔枝树各1株,将荔枝全部采摘称重,计算平均单株产量和公顷产量。

药剂残留检测:光驱避、药剂防治和空白对照每处理随机5点采样,每点采摘6 kg成熟荔枝果实,当天送广西钦州市农产品质量安全检测中心检测。

1.2.2 光驱避和药剂防治对果园其他昆虫的影响试验

1.2.2.1 试验设计 试验于2020年6月12日—7月6日在广西灵山县平南镇鲁南村业旺无核荔果园进行。试验设灯区(光驱避试验区)和暗区(药剂防治区)2个处理,即分别在灯区和暗区内每隔30 m安装1台佳多牌PS-15Ⅲ频振式杀虫灯(工作电压220 V交流电,诱集光源为15 W频振灯管,波长320~680 nm),每处理装2台。杀虫灯设为自动开关机,每晚19:00开机,次日6:00关机。

1.2.2.2 调查方法 从2020年6月12日—7月6日(果园荔枝收获),每隔7 d收集杀虫灯捕获的昆虫进行分类,统计各类昆虫数量,分析昆虫种类和数量变化情况。

1.3 统计分析

试验数据使用Excel 2010进行初步统计,运用SPSS 19.0进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对荔枝蛀蒂虫的防治效果

2019年试验结果(表2)显示,光驱避在三月红、妃子笑和桂味上应用对荔枝蛀蒂虫的防治效果分别为98.38%、97.24%和98.74%。三月红用药5次的防治效果为97.08%,妃子笑用药6次的防治效果为93.84%,桂味用药3次的防治效果为89.24%。总体来看,光驱避的防治效果均高于3个药剂防治区,其中与三月红和妃子笑施药5~6次的防治效果差异不显著(>0.05,下同),但显著高于桂味施药3次的防治效果(<0.05,下同)。

2020年试验结果(表3)显示,光驱避在妃子笑、桂味(灵山县)和鸡嘴荔上应用对荔枝蛀蒂虫的防治效果高达100.00%,在桂味(桂平市)和无核荔上的防治效果分别为95.57%和98.10%。妃子笑荔枝用药6次的防治效果也达100.00%,桂味(灵山县)用药3次的防治效果为98.06%,鸡嘴荔用药7次的防治效果为95.94%,桂味(桂平市)用药4次的防治效果仅为76.61%,无核荔用药4次的防治效果为95.59%。从总体效果看,光驱避的防治效果高于药剂处理,其中在鸡嘴荔、桂味(桂平市)和无核荔上的防治效果显著高于药剂处理。

2年的试验结果表明,光驱避防控技术对荔枝蛀蒂虫的防治效果为95.57%~100.00%,平均防治效果达98.50%;药剂防治对荔枝蛀蒂虫的防治效果为76.61%~100.00%,平均防治效果为93.24%,光驱避的防治效果比药剂防治高5.26%(绝对值)。总体来看,8次光驱避试验的防治效果均在95.00%以上,其中6次在98.00%以上,3次达100.00%,说明荔枝蛀蒂虫光驱避防控技术在早、中、晚熟不同荔枝品种、不同产区的效果显著且稳定,可替代化学药剂用于果园荔枝蛀蒂虫防治。

2.2 不同处理对荔枝产量的影响

2019年是当地荔枝产量的小年,荔枝产量总体偏低(表4)。但从测产结果看,三月红施药5次、妃子笑施药6次、桂味施药3次的产量均略低于光驱避处理,但差异不显著。空白对照的产量均极显著低于光驱避和药剂处理(<0.01),荔枝产量高低与光驱避及药剂防治荔枝蛀蒂虫的效果基本一致,说明光驱避在控制虫害方面产生了良好效果,从而避免落果造成减产减收。

2020年,妃子笑施药6次、桂味施药3次(灵山县)、鸡嘴荔施药7次、无核施药4次的产量均与光驱避处理相当,差异不显著;桂味施药4次(桂平市)的产量则显著低于光驱避处理(表5)。表明荔枝产量与荔枝蛀蒂虫的防治效果呈正相关。

从测产结果看,采用荔枝蛀蒂虫光驱避防控技术的荔枝平均产量为11850.1 kg/ha,比药剂防治增产752.4 kg/ha,但差异不显著。可见,挂果期夜间光照不会对荔枝产量造成不利影响。

2.3 不同处理对果园其他昆虫的影响

2020年6月12 日—7月6日,频振式杀虫灯下共收集昆虫9目28科(其中灯区8目17科,暗区9目26科),其中数量较多的有鞘翅目(暗区10科、灯区7科)、半翅目(暗区5科、灯区2科)、鳞翅目(暗区3科、灯区2科)和直翅目(暗区2科、灯区2科)。从昆虫种类来看,暗区的种类多于灯区(图1),暗区和灯区的种类数量升降趋势基本一致,但灯区的种类始终比暗区少(图2)。由此可见,自然界中有很多昆虫对光环境不适应,更多昆虫喜欢在黑暗环境中栖息;此外,6月23日、28日灯区和暗区捕获的昆虫种类均达较高值(6月23日暗区和灯区分别为18和11种,28日分别为19和12种),可能与荔枝接近成熟进一步诱导昆虫群集有关。

从昆虫个体数量来看,暗区共捕获鳞翅目448头、半翅目181头和鞘翅目96头;灯区共捕获鞘翅目269头和半翅目165头(其中负子蝽科125头)(图3)。从6月12日—7月6日,暗区昆虫数量逐渐增加,灯区昆虫数量则逐渐减少(图4),其中灯区鳞翅目昆虫数量(16头)远低于暗区(448头),说明光照对其他鳞翅目昆虫亦具有驱避作用,具体原因有待进一步研究。

3 讨论

农业害虫是影响农作物生产的重要因素之一,现阶段大多数农业害虫防治仍以化学防治为主,普施和滥施农药使环境日趋恶化(邱睿等,2020),目前病虫防控仍未摆脱对化学农药的依赖(欧高财等,2018)。灯光诱杀技术因其具有绿色环保、无残留等特点,已广泛应用于农林害虫的监测和防控(桑文等,2018)。不同昆虫对光的趋性有正负之分,趋向光为趋光性,避开光为避光性和负趋光性(边磊等,2012),利用正趋光性可诱杀害虫(吴霜等,2018),利用负趋光性可趋避害虫(马健皓等,2019)。自20世纪60年代以来,国内研究主要是利用昆虫的正趋光性对昆虫进行诱杀(杨现明等,2020),而本研究利用昆虫负趋光性有效防治荔枝蛀蒂虫,成熟果平均蛀果率低于0.5%,其防效可达到周成辉和朱麟(2021)防治荔枝蛀蒂虫的平均经济允许损失水平2.27%/株的标准。同时,经广西钦州市农产品质量安全检测中心检测检验,本研究供试荔枝均未检出化学农药残留,利用本技术打造的绿色无公害精品果收购价达60元/kg(常规价格40元/kg),增收效果显著。因此,使用荔枝蛀蒂虫光驱避防控技术极大减少了农药的使用量,既提高了果品质量,又保护了农田环境,可为广西乃至全国荔枝无公害精品果产业提供技术支撑。

大多数趋光害虫及其天敌的敏感波段集中在紫外光(350~390 nm)、蓝光(400~470 nm)和绿光(505~575 nm),其中鳞翅目偏好紫外光和绿光(张锦芳等,2020)。而鳞翅目害虫荔枝蛀蒂虫具有不喜光的习性,本试验所用LED白光灯的波长范围为450~465 nm,正好避开鳞翅目害虫的敏感波段。同时,LED 灯较窄的波长范围可有效减少对天敌昆虫的误杀(杨现明等,2020)。但本研究仅进行了LED白光这一色光波段对荔枝蛀蒂虫的负趋光性,其他如LED红光、黄光等鳞翅目害虫不敏感的长波段对该虫的负趋光性还有待进一步研究。荔枝蛀蒂虫对光的敏感性受外部环境(如光强、光照时间、偏振性、天气和季节)和昆虫生理状态(如雌雄、交配状态、虫龄和暗适应)的影响也仍需进一步研究。此外,本研究还发现,灯区捕获昆虫种类和数量均远低于暗区,其中灯区诱捕到的鳞翅目害虫数量极少(约为暗区鳞翅目害虫数量的1/28),推测可能是大面积的夜晚光照抑制鳞翅目害虫前来为害,也可能很多鳞翅目害虫也有负趋光性,但具体原因仍需进一步研究,以期为其他农田作物负趋光性害虫防控开辟新思路和新途径。

目前夜晚补光技术广泛应用于现代农业生产中。熊睿等(2019)研究发现,露天补光时间长短对火龙果成花有显著影响;广西桂北地区火龙果通过LED灯夜晚补光4 h可有效促进大棚火龙果开花,提高产量(叶小荣等,2019)。在巨峰葡萄春果栽培过程中,夜间补充白光和红光能调节巨峰葡萄的生长发育状况,提高果实品质(黄秋凤等,2021);不同光质补光均能改善葡萄果实的着色及品质(刘帅等,2021);阳光玫瑰葡萄果实发育期进行夜间补充红光、蓝光和白光对提高果实可溶性固形物含量和糖酸比有促进作用(时晓芳等,2021)。韦朝妹等(2021)研究表明,适度补充LED光源可增加多肉植物的株高、冠幅,使植株叶片更加饱满,叶色更鲜艳。本研究夜晚挂灯时期为荔枝挂果初期,此后荔枝果实将逐渐膨大,果肉可溶性固形物和糖分也逐渐积累,期间适度增加光照时长对荔枝的叶片光合作用、果实能量积累、加快成熟及产量和品质的影响还有待进一步探究。

4 结论

光驱避防控技术通过人工光照破坏夜间的黑暗环境,可干扰荔枝蛀蒂虫成虫交配和产卵,使其不能产生后代而达到防治目的。该技术具有经济高效、绿色环保和操作简便的特点,可替代化学防治推广应用。

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