張 蕾， 江幸福

(植物病蟲害生物學(xué)國家重點實驗室， 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所， 北京 100193)

草地螟Loxostegesticticalis是我國“三北”地區(qū)農(nóng)牧業(yè)重大遷飛性害蟲[1]。2020年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部公布了我國《一類農(nóng)作物病蟲害名錄》，草地螟位列10種(類)一類農(nóng)作物蟲害中第3位，僅次于草地貪夜蛾和飛蝗[2]。草地螟具有暴發(fā)性、多食性和周期性發(fā)生為害特點，寄主植物超過35科200多種[3]，我國草地螟大發(fā)生年份局部造成的作物產(chǎn)量損失可達(dá)到60%，嚴(yán)重發(fā)生地區(qū)甚至?xí)?dǎo)致作物絕收，對國家糧食、油料和牧草等作物生產(chǎn)安全造成重大威脅[4]。如2008年我國草地螟大發(fā)生，二代幼蟲為害面積達(dá)1 106.7萬hm2，橫跨東西7個省，為歷年、歷代最重。豆類、向日葵等雙子葉作物受害最重，嚴(yán)重地塊幾乎絕產(chǎn)[5]。同時，草地螟也是一種世界性農(nóng)業(yè)害蟲，在亞洲、歐洲和北美洲多個國家曾多次周期性暴發(fā)成災(zāi)[6-7]。周期性發(fā)生是草地螟發(fā)生為害的重要特點，自新中國成立以來已3次周期性暴發(fā)，共計約28年發(fā)生為害，第3個周期的暴發(fā)勢頭大約于2010年結(jié)束，此后草地螟種群數(shù)量大幅下降，2014年-2016年一直處于低密度狀態(tài)[8]。2018年以來，草地螟種群開始在我國內(nèi)蒙古自治區(qū)快速回升，此后發(fā)生區(qū)域進(jìn)一步擴(kuò)大，內(nèi)蒙古、山西、河北等多地多次出現(xiàn)高密度種群，密度之高為歷史罕見。據(jù)專家研判和全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心監(jiān)測，當(dāng)前我國草地螟已進(jìn)入第4個發(fā)生周期，種群數(shù)量和全國發(fā)生面積逐年增加，嚴(yán)重威脅我國農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)安全和國家生物安全[9-10]。

根據(jù)全球氣候變化、我國農(nóng)作物結(jié)構(gòu)調(diào)整，結(jié)合草地螟生物學(xué)習(xí)性以及當(dāng)前發(fā)生現(xiàn)狀，本文研判了本輪周期我國草地螟的發(fā)生發(fā)展趨勢，并對其監(jiān)測預(yù)警和防控策略提出建議。

1 我國草地螟發(fā)生趨勢分析

1.1 我國草地螟發(fā)生現(xiàn)狀

本輪周期草地螟種群數(shù)量大約于2018年顯著上升，特別是在內(nèi)蒙古、黑龍江、吉林三省交界處突發(fā)高密度種群，其中內(nèi)蒙古自治區(qū)和黑龍江省越冬代成蟲發(fā)生面積大，種群密度高，一代幼蟲在內(nèi)蒙古中東部重發(fā)，一代成蟲在內(nèi)蒙古東北部和河北局部地區(qū)高發(fā)[10]。2019年全國草地螟發(fā)生區(qū)域進(jìn)一步擴(kuò)大，在內(nèi)蒙古、黑龍江、遼寧、山西、河北等地相繼發(fā)生[11]。2020年草地螟在內(nèi)蒙古、山西、河北等華北地區(qū)多地多次出現(xiàn)高密度種群，最高峰時高空燈下單日誘蛾量接近百萬頭，其種群密度之高為歷史罕見，為典型的重發(fā)年份[12]。2021年全國草地螟發(fā)生面積進(jìn)一步擴(kuò)大，并有向西部地區(qū)擴(kuò)展趨勢，內(nèi)蒙古巴彥淖爾、寧夏回族自治區(qū)等地出現(xiàn)高密度種群[13-14]。因此，當(dāng)前我國草地螟已進(jìn)入第4個發(fā)生周期，迫切需要加強(qiáng)對草地螟早期監(jiān)測預(yù)警和綠色可持續(xù)治理。

1.2 本輪周期我國草地螟發(fā)生區(qū)域可能更廣

盡管草地螟抗寒能力很強(qiáng)，且具有滯育越冬習(xí)性，滯育越冬的老熟幼蟲過冷卻點可低到-30℃左右[15-16]，但低溫仍然是限制其越冬區(qū)分布和影響越冬存活率的重要因素。草地螟在建國后第1、2個發(fā)生周期，其主要越冬區(qū)為山西雁北、內(nèi)蒙古中西部和河北北部的較低海拔區(qū)[17-18]，第3個發(fā)生周期時，隨著全球氣候變暖，草地螟除主要越冬區(qū)外，還在內(nèi)蒙古自治區(qū)東部和黑龍江省西部地區(qū)形成次要越冬區(qū)[5,19]，這在一定程度上擴(kuò)大了草地螟適宜的越冬區(qū)域并提高了其越冬存活率，促進(jìn)了草地螟越冬代種群的羽化和數(shù)量增長。據(jù)對全國604個氣象站多年(1979年-2010年)氣溫變化資料分析，我國草地螟發(fā)生區(qū)(東北、華北和西北)是全國氣候變暖最為顯著的地區(qū)，年均增溫是其他地區(qū)的1.5～3倍[20-21]。與限制草地螟越冬的最為相關(guān)的最冷月(1月份)的均溫(1951年-2011年)也呈明顯增高趨勢[22]。這可能導(dǎo)致草地螟第3個發(fā)生周期的幼蟲越冬面積比第2周期更大，越冬北界更北，越冬幼蟲存活率更高。另外，積溫提高還可能使適宜草地螟生長發(fā)育的范圍擴(kuò)大，原本不能完成世代發(fā)育的低溫地區(qū)會隨著全球變暖演變成適宜的發(fā)生區(qū)域，從而擴(kuò)大發(fā)生區(qū)范圍[23]。本輪周期全球氣候變暖將有利于草地螟越冬區(qū)范圍的擴(kuò)大，增加發(fā)生區(qū)范圍，也有利于草地螟2～3代區(qū)向西部高海拔地區(qū)擴(kuò)展，目前內(nèi)蒙古巴彥淖爾和寧夏等西部地區(qū)草地螟發(fā)生區(qū)域呈擴(kuò)大趨勢。

1.3 本輪周期我國適宜草地螟暴發(fā)為害的喜食作物可能更多

隨著中央對農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的需求，我國現(xiàn)階段大力統(tǒng)籌調(diào)整、優(yōu)化農(nóng)牧業(yè)種植結(jié)構(gòu)，《鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略規(guī)劃》《東北大豆振興計劃》《馬鈴薯主糧化》以及《促進(jìn)草食畜牧業(yè)加快發(fā)展》等一系列種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)振興的政策措施開始實施。我國三北地區(qū)在有序調(diào)減非優(yōu)勢區(qū)玉米的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步擴(kuò)大大豆和馬鈴薯的生產(chǎn)規(guī)模[24-25]。內(nèi)蒙古河套地區(qū)2020年建設(shè)向日葵產(chǎn)業(yè)集群，大豆、馬鈴薯、向日葵的種植面積也逐年增加。同時，內(nèi)蒙古草原肉羊和黑龍江雪花肉牛等產(chǎn)業(yè)集群建設(shè)需求也使得三北地區(qū)苜蓿等牧草種植面積迅速擴(kuò)大[26]。與玉米相比，草地螟對大豆、馬鈴薯、向日葵和苜蓿等人工牧草的嗜好性遠(yuǎn)強(qiáng)于玉米，這些作物對草地螟生長發(fā)育、產(chǎn)卵以及種群增長的作用遠(yuǎn)強(qiáng)于玉米[27-31]。因此可以預(yù)期，隨著我國北方地區(qū)農(nóng)牧業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，草地螟適宜的寄主植物面積呈增加趨勢，寄主植物對草地螟的適合度也顯著增加，從而導(dǎo)致本輪草地螟可能嚴(yán)重為害的作物種類更多，并有利于促進(jìn)高密度種群的恢復(fù)性增長。

1.4 本輪周期我國草地螟暴發(fā)年份持續(xù)時間可能更長

草地螟周期性發(fā)生的持續(xù)時間一般為10年左右。前蘇聯(lián)專家根據(jù)60年的種群監(jiān)測資料分析認(rèn)為草地螟的大發(fā)生周期一般為10～13年[32]。我國草地螟建國后前3次暴發(fā)周期分別是在1953年-1959年、1979年-1985年和1996年-2009年，持續(xù)時間分別為7、7年和14年，和前2個周期相比，第3個周期持續(xù)的時間明顯延長[8、33]。盡管影響草地螟周期性發(fā)生的因子很多，極端的環(huán)境條件如高低溫、天敵和病原微生物、種群密度自調(diào)節(jié)以及太陽黑子周期性均會影響其周期性發(fā)生與持續(xù)時間，但本輪周期無論是從寄主植物調(diào)整、全球變暖以及太陽黑子第25周期的可持續(xù)時間來看，均未發(fā)現(xiàn)有不利于草地螟持續(xù)發(fā)生的因素。相反，還存在有利于種群增長的全球變暖的氣象條件和喜食作物增加的食物條件。值得提出的是，極端氣象因子的不確定性也會影響草地螟周期性發(fā)生的持續(xù)時間，如極端低溫多雨天氣對我國草地螟第2個發(fā)生周期的結(jié)束起到重要作用[34]。這也表明，草地螟周期性發(fā)生的持續(xù)時間具有很大的不確定性。

1.5 本輪周期草地螟二代幼蟲的發(fā)生程度可能更重

草地螟前3個周期在我國發(fā)生為害區(qū)劃分別為華北地區(qū)的常發(fā)區(qū)、內(nèi)蒙古東部和東北地區(qū)西部的重發(fā)區(qū)以及西北地區(qū)的偶發(fā)區(qū)。這主要是根據(jù)不同地區(qū)的氣候特點和草地螟為害的寄主植物確定的[23]。為害最嚴(yán)重的主要是一代幼蟲和二代幼蟲，而第1、2個周期主要以一代幼蟲發(fā)生為害，第3個周期二代幼蟲發(fā)生為害比例和程度呈上升趨勢。這主要是由于草地螟具有滯育特性，一代幼蟲和二代幼蟲均可發(fā)生滯育，且低溫有利于滯育率增加，第3個周期的溫度較高，導(dǎo)致草地螟一代幼蟲滯育率顯著下降，而繼續(xù)生長發(fā)育為二代幼蟲的比例增加，從而延長了草地螟幼蟲發(fā)生時間，增加了二代幼蟲發(fā)生為害程度[13,33-34]，而滯育持續(xù)期的縮短也會在一定程度上促進(jìn)草地螟遷飛與產(chǎn)卵為害[35-36]。本輪周期全球變暖趨勢依然存在，溫度增高依然有利于降低一代幼蟲而增加二代幼蟲的滯育比例，二代幼蟲發(fā)生為害程度會繼續(xù)加重。此外，大豆、馬鈴薯、向日葵和牧草等嗜好寄主植物調(diào)增，北方綠肥、草原植被等生態(tài)恢復(fù)等均有利于草地螟適宜棲息地增加和為害程度加重。但由于草地螟對環(huán)境因子特別是產(chǎn)卵期間的溫濕度響應(yīng)敏感，不適宜的溫濕度會顯著影響草地螟產(chǎn)卵量及種群增長[37-38]。因此，產(chǎn)卵期間短時的不利氣象因子也會對草地螟發(fā)生程度帶來不確定性。

1.6 境外蟲源遷入的不確定性導(dǎo)致草地螟預(yù)測預(yù)報困難

由于草地螟發(fā)生分布的跨國性，與我國相鄰的俄羅斯、蒙古國以及哈薩克斯坦等均有草地螟發(fā)生為害。加之草地螟具有較強(qiáng)的遠(yuǎn)距離遷飛行為習(xí)性，跨境遷飛現(xiàn)象普遍發(fā)生。歷史上境外蟲源對我國草地螟發(fā)生為害產(chǎn)生重要影響。如2008年我國一代草地螟幼蟲發(fā)生面積約為70萬hm2，且幼蟲的密度很低，但隨后境外俄羅斯亞洲部分及蒙古國一代成蟲大規(guī)模遷入，造成了二代幼蟲發(fā)生面積達(dá)到1 100萬hm2，對農(nóng)作物造成了嚴(yán)重的為害[5]。境外蟲源除一代成蟲突發(fā)性遷入我國造成二代幼蟲暴發(fā)以外，俄羅斯和蒙古國的越冬代成蟲還是我國東北地區(qū)一代幼蟲的主要境外蟲源[19]。但由于草地螟國際合作研究薄弱，境外草地螟發(fā)生的蟲源資料沒有系統(tǒng)掌握，這些境外蟲源構(gòu)成我國草地螟越冬代和一代成蟲蟲源基數(shù)難以準(zhǔn)確掌握、其影響難以估測，也給草地螟異地測報帶來困難。

2 防控策略

目前，由遷飛性害蟲所引起的重大新發(fā)、突發(fā)植物疫情已納入我國《生物安全法》的管控范圍。為有效防治重大害蟲生物災(zāi)害，實現(xiàn)“蟲口奪糧”，未來在遷飛性害蟲綜合治理中應(yīng)從多學(xué)科、多角度加強(qiáng)種群遷飛規(guī)律與災(zāi)變機(jī)制研究，建立自動化、智能化空天地一體化監(jiān)測預(yù)警技術(shù)體系，做好精準(zhǔn)的本地和異地測報；集成應(yīng)用基于生態(tài)文明的區(qū)域化生態(tài)治理模式，從而實現(xiàn)草地螟可持續(xù)治理，保障國家農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)安全和生物安全。具體建議如下：

2.1 加強(qiáng)草地螟宏觀成災(zāi)規(guī)律和微觀成災(zāi)機(jī)制研究，為精準(zhǔn)監(jiān)測預(yù)報提供理論依據(jù)

針對草地螟發(fā)生為害特點，未來應(yīng)加強(qiáng)草地螟在全球氣候變化與農(nóng)作物結(jié)構(gòu)調(diào)整背景下越冬、遷飛規(guī)律的變化，特別是跨境遷飛與滯育越冬規(guī)律、境內(nèi)外蟲源交流及其關(guān)鍵影響因子研究；揭示草地螟周期性發(fā)生規(guī)律及其關(guān)鍵影響因子。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用行為學(xué)、生理與分子生物學(xué)等系統(tǒng)揭示草地螟遷飛與生殖、遷飛定向、遷飛與免疫等遷飛致災(zāi)機(jī)制變化，從而精準(zhǔn)掌握草地螟遷飛成災(zāi)規(guī)律、行為機(jī)制以及關(guān)鍵影響因子，為做好草地螟監(jiān)測與預(yù)報提供理論依據(jù)。

2.2 構(gòu)建草地螟自動化、智能化空天地一體化監(jiān)測預(yù)警體系，適時做出本地和異地測報

草地螟等遷飛性害蟲的實時、精準(zhǔn)監(jiān)測對于有效防控意義重大。針對草地螟越冬代蟲源，除傳統(tǒng)上加強(qiáng)我國草地螟主要越冬區(qū)蟲源監(jiān)測外，還需要加強(qiáng)內(nèi)蒙古東部以及黑龍江省西部等次要越冬區(qū)的越冬調(diào)查與成蟲監(jiān)測。同時，要設(shè)法做好境外如蒙古、俄羅斯、哈薩克斯坦的草地螟越冬蟲源基數(shù)監(jiān)測，逐步建立境內(nèi)外草地螟蟲源信息交流長期合作機(jī)制。對于一、二代成蟲，除根據(jù)遷飛通道監(jiān)測遷飛蟲源在國內(nèi)的遷飛種群動態(tài)外，還需加強(qiáng)跨境遷飛以及境外蟲源的種群監(jiān)測，并結(jié)合遷出、遷入地的氣象因素和寄主植物等環(huán)境條件，適時做出本地和異地預(yù)測預(yù)報。監(jiān)測方法要適應(yīng)生產(chǎn)力的發(fā)展，構(gòu)建草地螟自動化、智能化監(jiān)測技術(shù)，如雷達(dá)、遙感、高空燈、地面燈、性誘劑、食誘劑等空天地一體化監(jiān)測預(yù)警體系，同時要加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息平臺與專家系統(tǒng)建設(shè)，從而實現(xiàn)草地螟早期監(jiān)測預(yù)警和異地測報與區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控。

2.3 以監(jiān)測預(yù)警為指導(dǎo)，構(gòu)建基于生態(tài)治理的區(qū)域化草地螟可持續(xù)治理模式

草地螟發(fā)生為害的區(qū)域格局分布明顯，未來可研發(fā)集成農(nóng)業(yè)防治、理化誘控、生物防治和應(yīng)急高效化學(xué)防治等多種防治技術(shù)的區(qū)域化可持續(xù)治理模式，集成適宜草地螟常發(fā)區(qū)、重發(fā)區(qū)和偶發(fā)區(qū)綜合防治模式，加強(qiáng)卵、幼蟲和成蟲一體化防治。對于遷飛蟲源，研究并應(yīng)用草地螟特異性燈光誘殺技術(shù)，在越冬區(qū)、遷飛通道和邊境地區(qū)建立高效燈光攔截帶，降低空中成蟲數(shù)量，減少田間落卵量與幼蟲發(fā)生量。越冬蟲源區(qū)要明確草地螟天敵資源及其控害功能，篩選草地螟優(yōu)勢天敵類群，建立草地螟天敵保護(hù)和釋放控害技術(shù)。遷入?yún)^(qū)要開展草地螟農(nóng)業(yè)防治、理化誘控、生物農(nóng)藥與高效安全化學(xué)農(nóng)藥應(yīng)用等綜合防治技術(shù)。同時，研發(fā)草地螟智能化、規(guī)?；笾行图盁o人機(jī)等現(xiàn)代植保機(jī)械與配套使用技術(shù)，從而及時遏制本輪周期草地螟的發(fā)生危害，為保障國家糧食安全和生物安全提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。