遷飛成虫地面燈誘控技術(受訪者供圖)
稻飛虱
本報記者 張 曄
每年,都有數不清的昆虫從我們頭頂飛過,如同候鳥一般。它們晝伏夜出,遇見可口的農作物就停下來大吃一頓,一路上還不停地繁育后代,農業專家稱其為遷飛性害虫。
三月底的越南,稻飛虱正在稻田裡大快朵頤,為即將開始的跨國旅行填飽肚子,廣西或是它們入境中國的第一站﹔數千公裡外的華北平原,春雨驚醒了土壤中的棉鈴虫蛹,熬過了寒冬的小家伙們,正在等待小麥抽穗時破土而出,一路北上直達東北﹔與此同時,江南的粘虫、小地老虎也已經越冬羽化,開始忙著“收拾行李”准備上路,還有遠在俄羅斯的草地螟、哈薩克斯坦的蝗虫都沒閑著……在春光乍泄的時節裡,一年一度的虫虫“春運”即將拉開帷幕。
每年,都有數不清的昆虫從我們頭頂飛過。大致的規律如同候鳥一般,春季從炎熱的南方飛向溫潤的北國,秋季又隨著呼嘯的北風一路南去。這些昆虫大多並非善類,它們晝伏夜出,遇見可口的農作物就停下來大吃一頓,一路上還不停地繁育后代,農業專家稱其為遷飛性害虫。
小小的遷飛性害虫怎麼能飛數千公裡?農民伯伯見了它們為何頭疼不已?科學家又有什麼高招能讓虫虫的旅行泡湯?近日,在南京農業大學舉行的全國農作物病虫測報技術培訓班上,院士專家給出了答案。
一夜可遷移幾百公裡
2006年的夏末,南京城突然下了一場前所未見的“虫雨”——黑壓壓的褐飛虱漫天飛舞,南京市植保站設置了15個觀測點抓捕,其中在浦口的點一夜就抓了11萬隻!
農業生產者或許有這樣的經歷,一些虫害的發生仿佛是突然從天而降,而這一類害虫大多屬於遷飛性害虫。這次在南京創下紀錄的褐飛虱,就來自遙遠的東南亞。
中國工程院院士、中國農科院副院長吳孔明介紹說,農作物病虫害分為三類,其中一類害虫,如稻飛虱、稻縱卷葉螟、麥蚜、棉鈴虫、玉米螟、粘虫、草地螟、飛蝗等,都具有較強的遷移習性,它們可能造成大范圍農作物嚴重減產、重大經濟損失或不良社會影響。
但是,這些敢跟人爭奪口糧的害虫卻小到不起眼,比如稻飛虱還沒有螞蟻大,即使是身材魁梧的蝗虫在大自然中也隻能算個小家伙。那麼,在狂風、暴雨、烈日等變幻莫測的惡劣天氣面前,這些小虫子如何才能順利抵達千裡之外的目的地呢?
南京農業大學植保學院書記吳益東告訴科技日報記者,遷飛性害虫往往在夜間飛行,飛行高度一般在幾百米以上,如果天公作美,它們乘風而行,一夜之間就可以遷移幾百公裡。比如稻飛虱就是隨著上升氣流一起飛行,遇到下沉氣流,才會落地生根。
遷飛性害虫在飛行過程中,有時會主動降落選擇合適的繁殖地,有時受下沉氣流、降雨、晝夜節律改變等因素影響,會發生被動降落。由於害虫遷飛時往往成群結隊,因此,無論是主動降落還是被動降落,往往都會給人以從天而降的感覺。
不同的害虫也有各自的旅行愛好。棉鈴虫食性很雜,它們最喜歡吃植物的花朵,比如小麥的麥穗、花生的花、玉米穗等,會順著農作物逐漸開花成熟一路向北吃過去,最終來到棉花上繁殖后代。而稻飛虱隻對水稻情有獨鐘,它們從越南、泰國等地出發,每降落一處就繁衍一次后代,當地水稻成熟后,它們迫於生存繼續北上,一直到水稻吃完后才回遷。
解開虫虫遷飛的秘密
說到底,虫兒飛千裡,可不是什麼浪漫旅行,其實它們就是一伙流竄作案的搶糧飛賊。想要在虫口奪糧,知己知彼才能決勝千裡之外,而病虫測報人員就是我們的前哨。
2002年,吳孔明在渤海中的北隍城島建起昆虫遷飛觀測站。渤海灣是東北平原與華北平原之間最重要的動物遷飛通道,小島以漁為生,島上既沒有農業也沒有本土性害虫,如果捕捉到害虫必然是路過的。
觀測站裡有昆虫雷達,專門負責對空掃描探測,可以獲得昆虫的數量、高度、方向、速度和體型等參數﹔還有大型探照燈,每晚向夜空射出一道光柱,昆虫一旦被光吸引便自投羅網。
吳孔明團隊通過觀測站捕捉並研究昆虫遷飛的秘密,比如模擬昆虫遷飛軌跡、虫源地同位素示蹤、取食行為測定等。通過十多年的觀測研究,他們發現跨海遷飛昆虫120余種,其中農林害虫26科106種。
每年春季,身強力壯的年輕昆虫隨東亞季風向高緯度地區遷飛,秋季則拖家帶口原路返回。數據表明,近三成的昆虫回遷數量增長10倍以上,有四成的昆虫回遷數量接近10倍。也就是說,春季飛過去1隻虫,秋季就飛回來10隻虫。虫子雖小卻不傻,當“遷飛收益”大於“遷飛風險”,虫子們就認為這件事值得干!
吳孔明團隊還研究了昆虫遷飛時的成層與定向行為。簡單地說,就是虫子知道它們要往哪飛。虫虫用什麼來導航還不清楚,但可以明確的是,它們的頭都朝著一個方向。以春夏為例,當風向大於45°時,昆虫頭部逆時針偏轉﹔風向小於45°時,頭部順時針偏轉。這充分証明遷飛這件事是有組織、有計劃、有目的,比如地老虎頂著風也要死命往前飛,不過棉鈴虫是個例外,它們不會跟風較勁,大多是在隨風飄。
過去科學家認為,昆虫交配后就不再遷飛專心養育子女,但研究發現,5—6月捕獲的昆虫發育基本成熟,七成已交配﹔9月回遷的昆虫,則基本沒有交配,以年輕一代為主。
吳孔明說,現在已基本把我國北方地區昆虫遷飛的規律搞清楚。2016年,他們又在西沙永興島建起觀測站,研究分析南方昆虫遷飛的奧秘。
布下天羅地網“虫口奪糧”
近年來,遷飛性害虫頻繁暴發。2008年草地螟突襲北京,2012年華北、東北地區三代粘虫大暴發,2013年二代粘虫在華北地區突然大暴發。據統計,我國2013年農作物病虫草鼠害發生面積73億畝次,比2003年增長了21%。
“相比起本地的害虫,遷飛性害虫讓人防不勝防。”吳益東說,過去人們主要依靠化學防治,也就是噴洒農藥殺死害虫。
然而,隨著農藥濫用,害虫也在不斷進化。比如此前對稻飛虱一直有效的藥物——吡虫啉,目前的褐飛虱對此不再感冒﹔20多年前,我國棉花種植業也曾遭遇棉鈴虫無藥可治的窘迫局面。
“要實現農藥零增長與綠色防控,病虫害的測報最關鍵。”中國工程院院士、西北農林科技大學康振生教授認為,我國農業生產防治病虫害過度依賴化學用藥,應當破除防虫就是打藥的觀念,進一步了解害虫發生規律。
吳益東表示,監測害虫的傳統方法主要是燈誘和地面調查等,取樣范圍有限、時效性差。應採用智能化無人值守的監測網絡,運用昆虫雷達進行實時測報。
吳孔明建議,根據害虫遷飛規律在全國劃定若干重點地區,如與鄰國接壤的邊境地帶、華中與華北過渡地帶、華北與東北過渡地帶遷飛虫源地與降落地等,通過減少虫源地的起飛數量、封鎖重要遷飛過境通道、控制中途降落再起飛種群、消滅遷入區降落定居成虫等方式,消滅大部分遷飛性害虫。
“去年6月粘虫暴發時,北隍城島一盞探照燈一個晚上可以捕獲一萬隻,整個華北向東北遷飛的棉鈴虫超過1000萬隻。”為此他大膽設想,在山東省靠近渤海灣地區,每隔30—50公裡建一個攔截站,通過昆虫雷達、高空燈、地面燈、食誘劑等結合,形成一個聯防聯治的網絡,用光柱把害虫從天上“打下來”,“如果還有較多落網的,再打藥也不遲。” (張 曄)