據(jù)媒體報道,正當世界各國忙于應對新冠肺炎疫情威脅時,東非國家正面臨一個新的困擾——大規(guī)?;认x再次來襲,此次蝗災的規(guī)模是年初首次災情的20倍。
“從年初至今,沙漠蝗席卷非洲、西亞、南亞。聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織再次發(fā)布信息,第二波蝗災已造成東非6個國家(埃塞俄比亞、肯尼亞、索馬里、南蘇丹、烏干達和坦桑尼亞)約2000萬人陷入嚴重糧食危機。此外,也門也遭遇了蝗蟲侵襲,該國有1500萬人面臨相同處境。”中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所研究員、國家牧草產(chǎn)業(yè)技術體系崗位科學家張澤華在接受科技日報記者采訪時表示。
多國再次發(fā)生大規(guī)模蝗蟲災害,草地貪夜蛾也在威脅著我國糧食安全。在這場防治害蟲的阻擊戰(zhàn)中,除了傳統(tǒng)的化學農(nóng)藥等害蟲防治措施,生物農(nóng)藥正在逐漸成為殺蟲界冉冉升起的明星。
喂食真菌,讓蝗蟲患上“流感”
那么,生物農(nóng)藥的設計中使用了哪些技術,這些農(nóng)藥是如何消滅蝗蟲的?
“生物農(nóng)藥是指生物活體及其代謝產(chǎn)物,包括微生物農(nóng)藥、植物源農(nóng)藥、天敵生物等。目前在防治蝗蟲的生物農(nóng)藥中,市場上較多的是對環(huán)境無害的微生物農(nóng)藥,包括真菌、細菌、病毒、原生動物等。”中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所副研究員、草原生物災害防治國家創(chuàng)新聯(lián)盟秘書長涂雄兵告訴科技日報記者。
這些微生物來源于自然界。“例如,我們現(xiàn)在常用的綠僵菌,它是一種重要的蟲生真菌,就是從得‘流感’的蝗蟲身體中提取出來的。相對于化學農(nóng)藥而言,很多生物農(nóng)藥發(fā)揮效果較慢,一般需要1到2個星期的時間才開始對害蟲起作用。”涂雄兵說。
為了提升這些藥劑的防治速度和效果,科研人員借助航天誘變、基因工程、分子育種等技術,來提高它們應對蝗蟲的毒力。
涂雄兵表示,蝗蟲在取食或接觸這些真菌以后,就患上了“流行性感冒”,并且這種“流感”會一直持續(xù)下去,降低蝗蟲的繁殖率、攻擊力和壽命。從目前統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看,這種控制手段的防治效果最長可以達到8到10年。還有天敵治蝗的方法,例如在內(nèi)蒙古地區(qū),采用牧雞牧鴨治蝗;在新疆西部地區(qū),人工筑巢招引粉紅椋鳥治蝗均取得了成功,成為局部地區(qū)天敵生物防蝗的典范。
已用于防治棉花和蔬菜害蟲
“任何單一技術都不能解決蝗災的問題,因此要結合生物防治、化學防治、生態(tài)治理多項措施,實現(xiàn)害蟲種群的長期控制。”張澤華分析,特別是在中、高密度地區(qū),可以采用生物農(nóng)藥為主的持續(xù)防治措施,使這些微生物在密集的蝗蟲群體中形成疾病流行,通過遷飛又互相攜帶,實現(xiàn)蝗蟲的持續(xù)控制,讓災害不再蔓延。
除了針對蝗蟲的生物農(nóng)藥,科學家們還在研發(fā)哪些生物農(nóng)藥?
“除真菌、細菌等微生物防蝗殺蟲劑以外,目前市場較多的生物殺蟲劑還有蘇云金桿菌、病毒、植物源殺蟲劑等多種類型。”涂雄兵介紹,其中,蘇云金桿菌殺蟲劑,也叫Bt殺蟲劑,是目前生物農(nóng)藥研究和開發(fā)應用最成功的殺蟲劑,約占生物殺蟲劑總量的90%以上,能防治150多種鱗翅目害蟲。
“蘇云金桿菌不僅能直接用于害蟲防治,同時,還可用于轉(zhuǎn)基因育種技術,例如,轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲棉育種成功,有效控制了棉鈴蟲危害,在我國棉花種植區(qū)大面積推廣應用。”涂雄兵表示,核型多角體病毒在防治甜菜夜蛾、斜紋夜蛾等蔬菜類害蟲中發(fā)揮了重要作用。還有印楝素、苦參堿、魚藤酮等植物源殺蟲劑,在防治蚜蟲、小菜蛾等不同靶標害蟲中均有較好的防治效果。
毒性較低甚至無毒,持續(xù)作用時間長
生物農(nóng)藥與化學農(nóng)藥相比,主要優(yōu)勢有哪些?
張澤華表示,相比較而言,生物農(nóng)藥有三大優(yōu)勢,一是有效期長。與化學農(nóng)藥相比,生物農(nóng)藥毒性較低或沒有毒性,持續(xù)作用時間長。例如,2003年至2005年間,在內(nèi)蒙古錫林郭勒盟太仆寺旗曾連續(xù)3年利用綠僵菌防治蝗蟲。直到2016年,土壤中仍能檢測出存活的綠僵菌孢子在發(fā)揮作用,該區(qū)域連續(xù)10年沒有蝗蟲大面積發(fā)生。
張澤華指出,生物農(nóng)藥還有一大優(yōu)勢,即靶標性好、選擇性強,它們只對一種或一類害蟲有效,對非靶標害蟲沒有作用,同時對人類、鳥類、魚類、蠶類等無害。另外,無殘留、對環(huán)境友好,也是生物農(nóng)藥的優(yōu)勢之一。生物農(nóng)藥的使用劑量相對較小,害蟲不易產(chǎn)生抗藥性,目前還沒有關于生物農(nóng)藥使用后害蟲產(chǎn)生抗藥性的報道。并且它們來源于自然界中土壤、植物或昆蟲等,因此還能避免由化學農(nóng)藥帶來的環(huán)境污染問題。
張澤華告訴記者,以微生物防治蝗蟲為例,2000年之前,我國草原蝗蟲年均發(fā)生面積超過3億畝,采用綠僵菌等生物防治措施以后,現(xiàn)階段我國草原蝗蟲年均發(fā)生面積控制在1.2億畝以內(nèi)。并且生物防治比例由2003年的15.4%提高到現(xiàn)在的60%,對保護草原生態(tài)環(huán)境作出了積極貢獻。
“經(jīng)過實踐檢驗,這種生物防治措施對環(huán)境是無害的,在國際上被廣泛接受,在我國得到了大面積的推廣和應用。并且也已經(jīng)開始走出國門,服務于哈薩克斯坦、蒙古、老撾等‘一帶一路’沿線國家。”張澤華表示。
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是什么導致沙漠蝗連年暴發(fā)
“2019年2次氣旋帶來的降雨為蝗蟲繁衍提供了有利條件,今年3月大范圍降雨促使蝗卵快速孵化,是本次沙漠蝗暴發(fā)成災的重要誘因。但自然資源無序開發(fā),砍伐樹木作為燃料,燒荒開墾棄耕閑置,導致生態(tài)環(huán)境破壞,是沙漠蝗暴發(fā)的主要原因。”張澤華分析。
非洲大陸的風場特征為沙漠蝗遷飛提供了得天獨厚的條件,每年在主要繁殖區(qū)之間,從紅海兩岸、非洲之角到薩赫勒地區(qū)、撒哈拉沙漠中心地帶,以及尼羅河流域、底格里斯河、幼發(fā)拉底河兩河流域、印度河流域循環(huán)遷飛,使得沙漠蝗遍布非洲大陸每一個角落。
“監(jiān)測不到位,防控不及時,導致沙漠蝗連年暴發(fā)。由于非洲戰(zhàn)亂不斷,監(jiān)測技術力量不足,信息溝通不暢,不能及時預警。”張澤華表示,2019年發(fā)生的沙漠蝗殘留較多,為今年暴發(fā)埋下了“地雷”,第一波蝗災又未能有效防治,第二波災害主要來自于第一波沙漠蝗蟲大量產(chǎn)卵,蝗群世代重疊嚴重,家族中既有成蟲,又有若蟲,蝗蝻在出土,卵還在孵化,威脅越來越大,防治越來越困難。使沙漠蝗毫無約束地繁殖2代,才導致2020年百年不遇的蝗災。
由于災害已經(jīng)形成,防治可選擇的手段不多,化學農(nóng)藥過度使用,大量殺傷天敵,失去自然控制的沙漠蝗暴發(fā)成災。
關鍵詞: 生物農(nóng)藥 蝗蟲