黎柳鋒,王鳳英,廖世純,古雅良,黃 川,廖仁昭,韋橋現(xiàn)*
(1廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所,廣西南寧 530007;2廣西作物病蟲害生物學(xué)重點實驗室,廣西南寧 530007;3欽州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所,廣西欽州 535000;4靈山縣農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所,廣西欽州 535400)
【研究意義】我國是荔枝原產(chǎn)國和世界第一生產(chǎn)大國(趙俊生等,2017),2021年全國荔枝投產(chǎn)面積52.84萬ha,總產(chǎn)量281.41萬t,全職從事荔枝產(chǎn)業(yè)人口超過100萬人,荔枝產(chǎn)業(yè)過去承載著消除貧困的重任,未來也將在實現(xiàn)鄉(xiāng)村振興中發(fā)揮產(chǎn)業(yè)興旺的重要作用(陳厚彬,2018;陳厚彬和蘇鉆賢,2021)。荔枝蛀蒂蟲屬鱗翅目細(xì)蛾科,是荔枝上最重要的害蟲,主要危害果實、嫩莖、嫩葉和花穗,一般年份蛀果率為10%~20%,嚴(yán)重時可達(dá)60%~90%(陳炳旭等,2017)。荔枝果實發(fā)育期是蛀蒂蟲最容易暴發(fā)時期,一旦防治不當(dāng)很容易導(dǎo)致荔枝失收。荔枝蛀蒂蟲防治非常困難,一般從荔枝謝花到果實采收需每隔7~10 d噴一次化學(xué)農(nóng)藥,但防控效果仍不理想(趙俊生等,2017)。廣西荔枝農(nóng)藥殘留慢性膳食攝入風(fēng)險和急性膳食攝入風(fēng)險雖然很低,但氯氰菊酯、仲丁威、克百威、滅多威和甲維鹽等5種農(nóng)藥殘留風(fēng)險較高(王運儒等,2018)。頻繁和過度使用化學(xué)農(nóng)藥勢必造成農(nóng)業(yè)面源污染程度加重,農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和安全風(fēng)險加大,害蟲抗藥性水平激增,生物多樣性遭到嚴(yán)重破壞。因此,必須大力推動荔枝產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展,以確保荔枝生產(chǎn)的綠色、優(yōu)質(zhì)和安全?!厩叭搜芯窟M(jìn)展】邊磊等(2012)認(rèn)為多數(shù)種類的昆蟲存在趨光行為,這種行為對尋找食物、異性交配和搜尋產(chǎn)卵場所等活動起著重要作用。不同昆蟲對特定范圍光譜的趨性有正負(fù)之分,趨向光為趨光性,避開光為避光性或負(fù)趨光性。馬健皓等(2019)認(rèn)為利用昆蟲對光的趨性反應(yīng)可對害蟲進(jìn)行行為調(diào)控從而達(dá)到防治害蟲的目的,利用正趨光性可誘殺害蟲,利用負(fù)趨光性則可趨避害蟲。利用夜出型蛾類昆蟲夜晚對黃色光的忌避性可以防蛾。張錦芳等(2020)認(rèn)為鱗翅目昆蟲偏好紫外和綠色波長光,半翅目昆蟲偏好藍(lán)光和綠光,鞘翅目昆蟲偏好紫外和紫光,而蛾類對短波長光源的趨光反應(yīng)比長波長光源更強(qiáng)烈,很少有害蟲會對長波長光發(fā)生趨光反應(yīng)。楊現(xiàn)明等(2020)認(rèn)為LED燈是目前最佳的誘蟲光源,與光譜范圍較寬的黑光燈和頻振式殺蟲燈相比,其具有亮度高、能耗少、波長范圍窄等優(yōu)點,可有效減少對天敵昆蟲的誤殺,在害蟲防治中具有重要的應(yīng)用前景。荔枝蛀蒂蟲作為荔枝上最重要的害蟲,前人開展了該蟲生活習(xí)性及防控等方面的研究。江世宏和楊長龍(2006)、張輝等(2014)、李文景等(2018)認(rèn)為荔枝蛀蒂蟲交配和產(chǎn)卵行為均在黑暗條件下進(jìn)行。鄭木川等(2018)認(rèn)為以藥劑防控為主的應(yīng)急防控仍然是荔枝蛀蒂蟲最有效和必要的防控措施,防控適期通過“搖樹驚動幼蛾法”或“落果幼蟲羽化觀測法”確定,推薦藥劑有氯氰菊酯、敵百蟲、殺蟲雙和氯蟲苯甲酰胺等。劉冬梅等(2020)認(rèn)為果實膨大期至收獲期是荔枝蛀蒂蟲發(fā)生較重時期。王鳳英等(2020)認(rèn)為夜晚光照可干擾荔枝蛀蒂蟲成蟲交配和產(chǎn)卵,使產(chǎn)卵量大幅降低不能產(chǎn)生有效后代。李文景等(2021)認(rèn)為LED白光燈夜間能抑制荔枝蛀蒂蟲成蟲活動和繁殖,能顯著降低該蟲田間種群數(shù)量,并抑制成蟲在果實上產(chǎn)卵,從而降低其為害率。廖世純等(2021)明確荔枝蛀蒂蟲光驅(qū)避防控技術(shù)是指利用荔枝蛀蒂蟲的畏光習(xí)性(負(fù)趨光性),在荔枝果實膨大期至采收期,通過夜晚光照干擾成蟲交配和產(chǎn)卵等活動,實現(xiàn)防控荔枝蛀蒂蟲為害。周成輝和朱麟(2021)認(rèn)為荔枝蛀果率與荔枝蛀蒂蟲的數(shù)量呈正相關(guān)關(guān)系,防治荔枝蛀蒂蟲的平均經(jīng)濟(jì)允許損失水平為2.27%/株,成蟲平均防治指標(biāo)為0.28對/株?!颈狙芯壳腥朦c】目前,實際應(yīng)用昆蟲負(fù)趨光性防控果園荔枝蛀蒂蟲的相關(guān)研究鮮見報道。【擬解決的關(guān)鍵問題】通過荔枝蛀蒂蟲光驅(qū)避防控技術(shù)與藥劑防治對比試驗,明確荔枝蛀蒂蟲光驅(qū)避防控技術(shù)的田間防治效果及其對荔枝產(chǎn)量、品質(zhì)和果園其他昆蟲的影響,為荔枝蛀蒂蟲綠色防控提供技術(shù)支持。
2019—2020 年,選取廣西7個具有代表性的果園開展荔枝蛀蒂蟲光驅(qū)避防控技術(shù)試驗。供試果園均為歷年荔枝蛀蒂蟲為害較重的果園,常年使用化學(xué)藥劑防治,一般從果實膨大期至采收前期每隔7~10 d施藥一次。荔枝品種包括三月紅、妃子笑、桂味、雞嘴和無核荔5個廣西常見早、中、晚熟品種,試驗示范面積共39.15 ha,其中光驅(qū)避13.98 ha,藥劑防治24.37 ha,空白對照0.80 ha。各試驗地基本信息見表1。
1.2.1 光驅(qū)避防控與藥劑防治對比試驗
1.2.1.1 試驗設(shè)計 試驗設(shè)光驅(qū)避、藥劑防治和空白對照3個處理。(1)光驅(qū)避區(qū):于荔枝掛果初期在每棵荔枝樹東南西北各安裝1盞LED白光球形燈(波長450~465 nm,下同),電線桿采用直徑50 mm鍍鋅管,電線桿間用塑鋼線連接固定,電線和燈泡掛在塑鋼線上,燈座全部采用防水燈頭,燈泡底部高度超出樹冠頂部80~100 cm,樹冠高度≤3 m的果樹選用5~10 W燈泡,樹冠高度≥3 m的果樹選用10~20 W燈泡。安裝完成后用照度儀檢測,確保燈光全面覆蓋樹冠表面且光照強(qiáng)度≥10 lx。光照時間從果實膨大期至采收期每晚(含雨天)19:00~次日6:00,期間不施用任何殺蟲劑,發(fā)現(xiàn)燈泡損壞立即更換。(2)藥劑防治區(qū):從光驅(qū)避區(qū)開始亮燈當(dāng)天起,用100 g/L聯(lián)苯菊酯EC(江西正邦作物保護(hù)股份有限公司)1500倍液+200 g/L氯蟲苯甲酰胺SC(美國杜邦公司)2000倍液進(jìn)行首次防治,之后每隔7~10 d施藥1次,施藥方法為機(jī)器噴霧,荔枝收獲前10 d停止施藥。(3)空白對照區(qū):不照光、不施藥。光驅(qū)避試驗區(qū)與藥劑防治區(qū)和空白對照區(qū)的距離≥30 m,藥劑防治區(qū)與空白對照區(qū)間隔1行以上。果園其他管理措施相同。
1.2.1.2 調(diào)查方法 防效調(diào)查:光驅(qū)避、藥劑防治和空白對照每處理各分3組采樣,每組隨機(jī)選取4棵樹,每棵樹按東西南北中5個點各隨機(jī)摘取10個成熟果(即每棵樹50個果,每組200個果)進(jìn)行剝查,記錄蛀果數(shù),計算蛀果率和防治效果。
荔枝測產(chǎn):先在果園中連續(xù)調(diào)查100棵荔枝樹,分別記錄結(jié)果樹和未結(jié)果樹數(shù)量,計算結(jié)果率。再從光驅(qū)避、藥劑防治和空白對照各處理區(qū)內(nèi)分別隨機(jī)選擇3點,每點選取大中小樹形荔枝樹各1株,將荔枝全部采摘稱重,計算平均單株產(chǎn)量和公頃產(chǎn)量。
藥劑殘留檢測:光驅(qū)避、藥劑防治和空白對照每處理隨機(jī)5點采樣,每點采摘6 kg成熟荔枝果實,當(dāng)天送廣西欽州市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測中心檢測。
1.2.2 光驅(qū)避和藥劑防治對果園其他昆蟲的影響試驗
1.2.2.1 試驗設(shè)計 試驗于2020年6月12日—7月6日在廣西靈山縣平南鎮(zhèn)魯南村業(yè)旺無核荔果園進(jìn)行。試驗設(shè)燈區(qū)(光驅(qū)避試驗區(qū))和暗區(qū)(藥劑防治區(qū))2個處理,即分別在燈區(qū)和暗區(qū)內(nèi)每隔30 m安裝1臺佳多牌PS-15Ⅲ頻振式殺蟲燈(工作電壓220 V交流電,誘集光源為15 W頻振燈管,波長320~680 nm),每處理裝2臺。殺蟲燈設(shè)為自動開關(guān)機(jī),每晚19:00開機(jī),次日6:00關(guān)機(jī)。
1.2.2.2 調(diào)查方法 從2020年6月12日—7月6日(果園荔枝收獲),每隔7 d收集殺蟲燈捕獲的昆蟲進(jìn)行分類,統(tǒng)計各類昆蟲數(shù)量,分析昆蟲種類和數(shù)量變化情況。
試驗數(shù)據(jù)使用Excel 2010進(jìn)行初步統(tǒng)計,運用SPSS 19.0進(jìn)行差異顯著性分析。
2019年試驗結(jié)果(表2)顯示,光驅(qū)避在三月紅、妃子笑和桂味上應(yīng)用對荔枝蛀蒂蟲的防治效果分別為98.38%、97.24%和98.74%。三月紅用藥5次的防治效果為97.08%,妃子笑用藥6次的防治效果為93.84%,桂味用藥3次的防治效果為89.24%??傮w來看,光驅(qū)避的防治效果均高于3個藥劑防治區(qū),其中與三月紅和妃子笑施藥5~6次的防治效果差異不顯著(>0.05,下同),但顯著高于桂味施藥3次的防治效果(<0.05,下同)。
2020年試驗結(jié)果(表3)顯示,光驅(qū)避在妃子笑、桂味(靈山縣)和雞嘴荔上應(yīng)用對荔枝蛀蒂蟲的防治效果高達(dá)100.00%,在桂味(桂平市)和無核荔上的防治效果分別為95.57%和98.10%。妃子笑荔枝用藥6次的防治效果也達(dá)100.00%,桂味(靈山縣)用藥3次的防治效果為98.06%,雞嘴荔用藥7次的防治效果為95.94%,桂味(桂平市)用藥4次的防治效果僅為76.61%,無核荔用藥4次的防治效果為95.59%。從總體效果看,光驅(qū)避的防治效果高于藥劑處理,其中在雞嘴荔、桂味(桂平市)和無核荔上的防治效果顯著高于藥劑處理。
2年的試驗結(jié)果表明,光驅(qū)避防控技術(shù)對荔枝蛀蒂蟲的防治效果為95.57%~100.00%,平均防治效果達(dá)98.50%;藥劑防治對荔枝蛀蒂蟲的防治效果為76.61%~100.00%,平均防治效果為93.24%,光驅(qū)避的防治效果比藥劑防治高5.26%(絕對值)??傮w來看,8次光驅(qū)避試驗的防治效果均在95.00%以上,其中6次在98.00%以上,3次達(dá)100.00%,說明荔枝蛀蒂蟲光驅(qū)避防控技術(shù)在早、中、晚熟不同荔枝品種、不同產(chǎn)區(qū)的效果顯著且穩(wěn)定,可替代化學(xué)藥劑用于果園荔枝蛀蒂蟲防治。
2019年是當(dāng)?shù)乩笾Ξa(chǎn)量的小年,荔枝產(chǎn)量總體偏低(表4)。但從測產(chǎn)結(jié)果看,三月紅施藥5次、妃子笑施藥6次、桂味施藥3次的產(chǎn)量均略低于光驅(qū)避處理,但差異不顯著??瞻讓φ盏漠a(chǎn)量均極顯著低于光驅(qū)避和藥劑處理(<0.01),荔枝產(chǎn)量高低與光驅(qū)避及藥劑防治荔枝蛀蒂蟲的效果基本一致,說明光驅(qū)避在控制蟲害方面產(chǎn)生了良好效果,從而避免落果造成減產(chǎn)減收。
2020年,妃子笑施藥6次、桂味施藥3次(靈山縣)、雞嘴荔施藥7次、無核施藥4次的產(chǎn)量均與光驅(qū)避處理相當(dāng),差異不顯著;桂味施藥4次(桂平市)的產(chǎn)量則顯著低于光驅(qū)避處理(表5)。表明荔枝產(chǎn)量與荔枝蛀蒂蟲的防治效果呈正相關(guān)。
從測產(chǎn)結(jié)果看,采用荔枝蛀蒂蟲光驅(qū)避防控技術(shù)的荔枝平均產(chǎn)量為11850.1 kg/ha,比藥劑防治增產(chǎn)752.4 kg/ha,但差異不顯著??梢?,掛果期夜間光照不會對荔枝產(chǎn)量造成不利影響。
2020年6月12 日—7月6日,頻振式殺蟲燈下共收集昆蟲9目28科(其中燈區(qū)8目17科,暗區(qū)9目26科),其中數(shù)量較多的有鞘翅目(暗區(qū)10科、燈區(qū)7科)、半翅目(暗區(qū)5科、燈區(qū)2科)、鱗翅目(暗區(qū)3科、燈區(qū)2科)和直翅目(暗區(qū)2科、燈區(qū)2科)。從昆蟲種類來看,暗區(qū)的種類多于燈區(qū)(圖1),暗區(qū)和燈區(qū)的種類數(shù)量升降趨勢基本一致,但燈區(qū)的種類始終比暗區(qū)少(圖2)。由此可見,自然界中有很多昆蟲對光環(huán)境不適應(yīng),更多昆蟲喜歡在黑暗環(huán)境中棲息;此外,6月23日、28日燈區(qū)和暗區(qū)捕獲的昆蟲種類均達(dá)較高值(6月23日暗區(qū)和燈區(qū)分別為18和11種,28日分別為19和12種),可能與荔枝接近成熟進(jìn)一步誘導(dǎo)昆蟲群集有關(guān)。
從昆蟲個體數(shù)量來看,暗區(qū)共捕獲鱗翅目448頭、半翅目181頭和鞘翅目96頭;燈區(qū)共捕獲鞘翅目269頭和半翅目165頭(其中負(fù)子蝽科125頭)(圖3)。從6月12日—7月6日,暗區(qū)昆蟲數(shù)量逐漸增加,燈區(qū)昆蟲數(shù)量則逐漸減少(圖4),其中燈區(qū)鱗翅目昆蟲數(shù)量(16頭)遠(yuǎn)低于暗區(qū)(448頭),說明光照對其他鱗翅目昆蟲亦具有驅(qū)避作用,具體原因有待進(jìn)一步研究。
農(nóng)業(yè)害蟲是影響農(nóng)作物生產(chǎn)的重要因素之一,現(xiàn)階段大多數(shù)農(nóng)業(yè)害蟲防治仍以化學(xué)防治為主,普施和濫施農(nóng)藥使環(huán)境日趨惡化(邱睿等,2020),目前病蟲防控仍未擺脫對化學(xué)農(nóng)藥的依賴(歐高財?shù)龋?018)。燈光誘殺技術(shù)因其具有綠色環(huán)保、無殘留等特點,已廣泛應(yīng)用于農(nóng)林害蟲的監(jiān)測和防控(桑文等,2018)。不同昆蟲對光的趨性有正負(fù)之分,趨向光為趨光性,避開光為避光性和負(fù)趨光性(邊磊等,2012),利用正趨光性可誘殺害蟲(吳霜等,2018),利用負(fù)趨光性可趨避害蟲(馬健皓等,2019)。自20世紀(jì)60年代以來,國內(nèi)研究主要是利用昆蟲的正趨光性對昆蟲進(jìn)行誘殺(楊現(xiàn)明等,2020),而本研究利用昆蟲負(fù)趨光性有效防治荔枝蛀蒂蟲,成熟果平均蛀果率低于0.5%,其防效可達(dá)到周成輝和朱麟(2021)防治荔枝蛀蒂蟲的平均經(jīng)濟(jì)允許損失水平2.27%/株的標(biāo)準(zhǔn)。同時,經(jīng)廣西欽州市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測中心檢測檢驗,本研究供試?yán)笾礄z出化學(xué)農(nóng)藥殘留,利用本技術(shù)打造的綠色無公害精品果收購價達(dá)60元/kg(常規(guī)價格40元/kg),增收效果顯著。因此,使用荔枝蛀蒂蟲光驅(qū)避防控技術(shù)極大減少了農(nóng)藥的使用量,既提高了果品質(zhì)量,又保護(hù)了農(nóng)田環(huán)境,可為廣西乃至全國荔枝無公害精品果產(chǎn)業(yè)提供技術(shù)支撐。
大多數(shù)趨光害蟲及其天敵的敏感波段集中在紫外光(350~390 nm)、藍(lán)光(400~470 nm)和綠光(505~575 nm),其中鱗翅目偏好紫外光和綠光(張錦芳等,2020)。而鱗翅目害蟲荔枝蛀蒂蟲具有不喜光的習(xí)性,本試驗所用LED白光燈的波長范圍為450~465 nm,正好避開鱗翅目害蟲的敏感波段。同時,LED 燈較窄的波長范圍可有效減少對天敵昆蟲的誤殺(楊現(xiàn)明等,2020)。但本研究僅進(jìn)行了LED白光這一色光波段對荔枝蛀蒂蟲的負(fù)趨光性,其他如LED紅光、黃光等鱗翅目害蟲不敏感的長波段對該蟲的負(fù)趨光性還有待進(jìn)一步研究。荔枝蛀蒂蟲對光的敏感性受外部環(huán)境(如光強(qiáng)、光照時間、偏振性、天氣和季節(jié))和昆蟲生理狀態(tài)(如雌雄、交配狀態(tài)、蟲齡和暗適應(yīng))的影響也仍需進(jìn)一步研究。此外,本研究還發(fā)現(xiàn),燈區(qū)捕獲昆蟲種類和數(shù)量均遠(yuǎn)低于暗區(qū),其中燈區(qū)誘捕到的鱗翅目害蟲數(shù)量極少(約為暗區(qū)鱗翅目害蟲數(shù)量的1/28),推測可能是大面積的夜晚光照抑制鱗翅目害蟲前來為害,也可能很多鱗翅目害蟲也有負(fù)趨光性,但具體原因仍需進(jìn)一步研究,以期為其他農(nóng)田作物負(fù)趨光性害蟲防控開辟新思路和新途徑。
目前夜晚補光技術(shù)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。熊睿等(2019)研究發(fā)現(xiàn),露天補光時間長短對火龍果成花有顯著影響;廣西桂北地區(qū)火龍果通過LED燈夜晚補光4 h可有效促進(jìn)大棚火龍果開花,提高產(chǎn)量(葉小榮等,2019)。在巨峰葡萄春果栽培過程中,夜間補充白光和紅光能調(diào)節(jié)巨峰葡萄的生長發(fā)育狀況,提高果實品質(zhì)(黃秋鳳等,2021);不同光質(zhì)補光均能改善葡萄果實的著色及品質(zhì)(劉帥等,2021);陽光玫瑰葡萄果實發(fā)育期進(jìn)行夜間補充紅光、藍(lán)光和白光對提高果實可溶性固形物含量和糖酸比有促進(jìn)作用(時曉芳等,2021)。韋朝妹等(2021)研究表明,適度補充LED光源可增加多肉植物的株高、冠幅,使植株葉片更加飽滿,葉色更鮮艷。本研究夜晚掛燈時期為荔枝掛果初期,此后荔枝果實將逐漸膨大,果肉可溶性固形物和糖分也逐漸積累,期間適度增加光照時長對荔枝的葉片光合作用、果實能量積累、加快成熟及產(chǎn)量和品質(zhì)的影響還有待進(jìn)一步探究。
光驅(qū)避防控技術(shù)通過人工光照破壞夜間的黑暗環(huán)境,可干擾荔枝蛀蒂蟲成蟲交配和產(chǎn)卵,使其不能產(chǎn)生后代而達(dá)到防治目的。該技術(shù)具有經(jīng)濟(jì)高效、綠色環(huán)保和操作簡便的特點,可替代化學(xué)防治推廣應(yīng)用。