顺应大自然相生相克 重构稻田“免疫系统”
芝麻花、向日葵、酢浆草花……这些稻田田埂边盛开的花花草草,除了赏心悦目,还承担着保护水稻的重任。这听起来有点不可思议,浙江省农业科学院的科研人员却将大自然的相生相克运用到了水稻种植中,以天敌保护和利用为中心的山区水稻害虫生态控制技术,让水稻种植过程中的控肥减害成为了现实。
以虫治虫,恢复生态系统平衡
9月初的一个清晨,笔者随着水稻控肥减药生态工程技术负责人、浙江省农科院植物保护与微生物研究所副所长吕仲贤研究员来到龙泉县小梅镇黄南村。不同于附近的稻田,这里近百亩的示范田内结着一片片的蜘蛛网,上面挂满了露珠,甚是好看。
“这些蜘蛛网就是稻田生态平衡的最好证明。”吕仲贤兴奋地说:“水稻种植过程中的害虫主要有稻飞虱、稻纵卷叶螟、水稻螟虫。过去,为了消灭这些害虫,我们大量地使用农药,结果在杀死害虫的同时也杀死了大量的害虫天敌,而稻飞虱和稻纵卷叶螟是从外地迁入,加上害虫的繁殖速度是天敌的数倍甚至数十倍,这就意味着没有了天敌的制约,害虫的生长和繁殖更是肆无忌惮,最终使稻田生态系统平衡失控,水稻种植的整个过程陷入了不得不依靠农药不断增量的恶性循环中。稻田水体、土壤也同受其害。”
省农科院作为国内外最早实施水稻害虫生态控制的科研单位之一,开发的这套生物防治模式,其中的核心就是以虫治虫。通过利用蜘蛛、寄生蜂等天敌,来代替农药消灭害虫,保护稻田的生态环境。
“这些益虫原先稻田里都有,只是因为长期施用农药,被集体扼杀。我们不得不通过人工补充释放的方式来增加天敌的田间数量。”项目组成员田俊策博士对稻田天敌功能等研究已有多年的积累。在现场,我们看到,卷成锥状的蜂卡上粘满了密密麻麻的寄生蜂虫卵,卵卡被固定在水稻叶上,那一张小小的蜂卡上孵化出来的寄生蜂就有2500头。“我们释放的寄生蜂,如赤眼蜂,主要是把卵产在害虫的卵中,这样害虫尚未出生,就成了小赤眼蜂的食物。寄生蜂就是以自己特有的方式在默默地为人类作着贡献。”据悉,寄生蜂的应用在我国北方已实现工厂化繁育,在害虫发生高峰期,以蜂卡的形式人工补充释放,可有效控制水稻鳞翅目害虫。
花草为家,“补品”、“干粮”供应足
放眼望去,这里的稻田田埂边都围着一圈盛开的小花。“芝麻花、向日葵这些蜜源植物在为天敌提供花粉、花蜜,让它们寿命更长、寄生能力更强、繁殖得更多的同时,并不会提高害虫的生殖力,因此可有效提高益虫控制害虫的能力,减少农药使用。”吕仲贤告诉我们,这是他们从几十种植物中挑选出来的,这些蜜源植物就是犒劳天敌的“补品”、“加油站”,让它们随时补充能量,捕食更多的害虫。
围在稻田的,除了盛开的花,还有不少看似杂草的植株。这些可不是稻田疏于管理的结果,而是科技人员有意为之。“秕谷草、茭白等是储蓄植物,就像银行能提供贷款一样,当稻田里没有水稻生长期间,他们为天敌提供替代食物和庇护场所,维护天敌种群的增长。而香根草则作为诱集植物,目的是吸引螟虫等害虫在此产卵。”吕仲贤剥开泛黄的香根草的茎秆,里面可见香根草的枯心没有活虫。“香根草可以吸引二化螟、大螟产卵,但其后代在香根草上不能完成繁殖而死亡,这样对水稻螟虫起到了很好的诱杀作用,可有效降低田间种群数量及其危害。螟虫这种‘飞蛾扑火’现象的机理,我们正在研究中。”
稻田里还有序摆放着众多诱捕器。不同于以往,诱捕器的摆放高度都在水稻叶片以下。“诱捕器内放置着性诱剂,可直接诱杀稻纵卷叶螟成虫,干扰成虫交配,有效降低害虫的下一代种群。悬挂高度我们都是试验过的,虽然看上去被淹没在稻田里,但是害虫的搜索依靠的不是视觉而是嗅觉,这样的诱捕效果才是最好的。”项目组成员郑许松副研究员告诉我们,内置的性诱剂具有专一性,对天敌不会造成危害;而且应用性诱剂可以降低农药使用量,降低农药和劳动力成本,减轻农药残留问题,也是改善稻田生态环境的一项有力举措。
控肥减害,增强自然控制能力
化肥过量施用、肥料利用率低是我国水稻生产的普遍现象,也是水稻害虫猖獗的重要原因之一。水稻控肥减害技术(“三控技术”)的主要内容是控肥、控苗、控病虫。控肥就是控制总施氮量,将前期的基肥和分蘖肥施氮量减少,中后期的穗肥和粒肥施氮量大幅增加,提高氮肥利用率,减少环境污染;控苗就是控制无效分蘖和最高苗数,提高茎蘖成穗率和群体质量,保证高产稳产;控病虫就是通过控肥削弱水稻害虫的生态适应性和种群增殖能力、提高重要天敌的自然控制功能。
水稻生态工程技术将保育天敌、提高天敌的自然控制能力,生物诱杀减少害虫种群数量,以及调节氮肥使用策略降低害虫种群发展速率三者有机地结合了起来,为建构稻田“免疫系统”提供了实践基础。既丰富了稻田生态系统中物种间的相互关系,修复并强化了自然生态循环,又可减少农药等有害物质的使用,是一种自然环保、低碳循环的生产方式,可在保持水稻稳产的基础上确保农田生态安全和稻米质量安全。
自2014年该院与丽水市合作实施该项目以来,已相继在龙泉、松阳、遂昌、青田、景宁等地建立了水稻病虫绿色防控技术核心示范区10个,在有效恢复生态系统功能、控制害虫发生和为害的同时,示范区内可减少50%~80%的化学农药使用量,减量控害成效显著。
而在金华寺平村、宁波东吴镇的示范区,这一系列配套技术也已进行了连续数年的验证。实验显示,化学杀虫剂平均减少用量八成以上,控制害虫危害损失总体在3%以下,所产稻米达到无公害标准,并逐步恢复和强化了稻田生态系统的控害功能,保持水稻的稳产优质。
9月的稻田,正处于灌浆期的稻穗一粒粒沉了下来,预示着丰收时节即将来临。水稻生态防控技术作为现代生态循环农业“一控两减三基本”中“两减”的根本体现,既符合发展导向,又具有较强的可操作性,是打造和提升农产品区域品牌的有效技术手段。作为农业部主推技术,它将在省内外更多地方开展示范推广,为现代生态循环农业发展奠定基础。
邵敏
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