錢江晚報·小時新聞記者 王湛通訊員 柯溢能 邱伊娜 攝影 盧紹慶
利用天敵昆蟲控制農業害蟲,是環境友好、生態安全的生物防治技術,也是實現蔬菜安全綠色生產的重要保障措施之一。
走進位於杭州蕭山的一個現代化蔬菜大棚,除了綠油油的蔬菜,棚內外都種植著不少鮮花,不僅美化了環境,而且有助於害蟲防治。這源自於浙江大學農業與生物技術學院陳學新教授和團隊的發現,天敵昆蟲,特別是寄生蜂在繁殖時需要取食花蜜才能繁殖後代,產卵寄生蔬菜害蟲。
陳學新和團隊在這個領域耕耘了30年,取得了一系列理論突破與技術創新,這一專案也於近日獲得2020年度國家科技進步二等獎。
蔬菜是日常生活的必須食品,在我國種植面積廣、需求量大。然而,蔬菜害蟲危害重、損失大,多年來主要依靠化學防治,隨著害蟲抗藥性增強,防控難度不斷增大。
從上個世紀90年代初,綠色安全手段控制害蟲開始進入公眾的視野。然而此時,國內科學界對蔬菜害蟲的天敵昆蟲種類及其生物學特性還知之甚少。於是,陳學新和團隊開展了長達10餘年的大規模天敵昆蟲調查。
團隊研究的天敵昆蟲主要有兩部分,一類是捕食性天敵,例如瓢蟲透過獵捕害蟲為生。一類是寄生性天敵,例如寄生蜂透過寄生方式,壯大自己致死害蟲。
那個時候,陳學新和團隊,要風雨無阻地定時定點開展調查,研究害蟲和天敵昆蟲的生長規律。“那時候經費也比較緊張,拖拉機、摩托車什麼交通工具都坐過。”令陳學新印象最深刻的是,有一次去廣東與廣西交界處調研,坐著大貨車暈車吐了一路,但還有一段山路無法使用交通工具,他們愣是硬著頭皮走了幾十裡山路。
透過長期系統普查、科學鑑定和分析,團隊查明瞭我國蔬菜害蟲上的天敵昆蟲種類,使我國已知種類增加了83%。
調查的研究方法也一直延續到今天,走進陳學新的辦公室,就能看到一個捕蟲網。“每年我都會帶著團隊成員和同學們出去做調查研究。”他說。
長期研究優勢天敵昆蟲特性
種類明確了,就要了解他們的習性。用陳學新的話說,天敵昆蟲什麼時候工作,什麼時候休息,什麼時候談戀愛,這些資訊如果不了如指掌,就無法利用天敵昆蟲來抵禦害蟲。
第一步,就是在實驗室裡先飼養起來。然而,野外能生存,在實驗室飼養可不容易,要對溫度、溼度、光照、營養等條件都要進行不斷摸索。
與此同時,團隊透過天敵昆蟲發生量大、捕食或寄生率高、環境適應能力強這三個條件,篩選出螟黃赤眼蜂、淺黃恩蚜小蜂等22中優勢天敵昆蟲資源,並系統闡明瞭它們的生長、發育、繁殖等關鍵生物學特性及種群消長規律,解析了不同天敵昆蟲間互作互補的控害機制,為天敵昆蟲的人工化繁育、田間保護和利用提供了重要科學依據。
這其中一個重要的發現就是天敵昆蟲,產卵之前要吃花蜜,否則沒有下一代。“這就解釋了為什麼整片單一種植的蔬菜地水稻田裡很少有害蟲天敵昆蟲。”陳學新說,農田果園要建成花園,透過種植特殊的顯花植物,還能起到生物防治的作用。
透過對只有芝麻粒大小的昆蟲進行研究,團隊先後攻克了螟黃赤眼蜂、頸雙緣姬蜂等12種優勢天敵昆蟲的保種和人工繁殖方法。陳學新說:“堅守是取得今天成績的一個重要原因,在最困難時候堅持下來,為生產應用儲備了大量技術。”
隨著技術的成熟。陳學新團隊還扭轉了入侵害蟲“無藥可治”的局面。
過去,境外害蟲入侵造成暴發成災,一般認為沒有本土天敵,就需要引進國外天敵,週期長。在上世紀九十年代初,美洲斑潛蠅入侵我國,對我國蔬菜造成了嚴重危害。陳學新團隊根據我國潛葉害蟲已有的天敵分析及田間系統調查,找到了國內本地的天敵昆蟲,成功控制了入侵斑潛蠅。就在去年,一種能將玉米全部吃掉的草地貪夜蛾,突然入侵我國,陳學新團隊也在短期內找到了國內的優勢本地天敵昆蟲。
“這一次從一開始我們就重點對本土天敵昆蟲開展調查和研究。”陳學新說,“花了將近一年多的時間就基本明確瞭解草地貪夜蛾的國內本土天敵,不僅縮短了時間還提高了效率。”
天敵昆蟲規模化繁殖應用
現如今,走進一個蔬菜大棚,只需要在五個位置放上天敵昆蟲,就可以控制害蟲。究其成本,比如控制番茄上的煙粉蝨,使用植物源除蟲菊酯一季番茄平均打8次藥,費用約1200元,而釋放麗蚜小蜂等天敵昆蟲需要4次,總費用約1400。兩者成本幾乎相近,但不使用農藥的番茄更優質,在市場上售價也更高。同時,相較於繁複的勞動,天敵釋放則更為輕鬆方便。
如何完成規模化的生產?這就需要天敵工廠。
陳學新帶領團隊創制了天敵昆蟲的飼養、收集、包裝和儲運等裝備,建立了規模化繁殖天敵的生產工藝,並制定了相應的質量標準和規程。目前透過他們團隊技術支援的9家企業,年生產能力達100億頭。
在使用天敵昆蟲控制害蟲上,陳學新團隊創造性地提出了“天敵昆蟲+”協同促增控害的關鍵技術,整合建立了適合不同區域、不同栽培模式下,十字花科、茄科和豆科三大類蔬菜上小菜蛾、煙粉蝨、斑潛蠅等重大害蟲的綠色防控技術體系,多年多點大面積應用後發現,平均防控效率達85%以上,減少農藥使用60%以上,為我國重大蔬菜重大蟲害的安全綠色控制提供了技術支援。
目前,我國蔬菜有3億多畝的種植面積,這項技術的應用潛力十分巨大。
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