02.26 陳宗懋,等|中國茶園有害生物防控40年

茶園有害生物防控是研究茶樹病蟲草害等有害生物類別、生物學特性、危害規律、成災機理、防治技術及策略的基礎理論和應用技術的一門科學,是保護茶葉生產安全,保障茶葉質量安全,促進茶產業可持續發展的重要支撐。過去的40年中,隨著科學技術的發展,茶園主要有害生物命名上發生了一些變化,防控技術上也經歷了以化學防治為主轉向綜合防控的演化。目前我國已有5%~10%的茶園實施了完全不用化學農藥和化肥的有機管理模式。

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一、茶園有害生物的演替與命名變更

40年來,我國茶園害蟲的發生與演替可歸納為如下4點:由鱗翅目食葉類害蟲向小型刺吸式害蟲演替;由發生代數少的種類向發生代數多的種類演替;薊馬、葉蟬、網蝽、蟎類、粉蝨類害蟲的發生有上升趨勢;部分茶區象甲、葉甲有爆發趨勢。同時,隨著病蟲害形態特徵的再鑑定和分子生物學技術的應用,我國茶樹主要病蟲害的種名有了新認識。最近,又對我國茶園雜草名錄進行了系統修訂。

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1、過去統稱的“茶尺蠖”實際包含2個種

茶尺蠖是我國茶園重要鱗翅目害蟲。近年來,不同地區“茶尺蠖”對茶尺蠖核型多角體病毒(NPV)的敏感性差異較大。通過遺傳雜交、形態學觀察和分子特徵分析發現,過去統稱的“茶尺蠖”現包含兩個種,即茶尺蠖Ectropis obliqua 和灰茶尺蠖Ectropis grisescens。這兩個種存在生殖隔離,部分形態學特徵差異顯著,二者種內、種間遺傳距離存在明顯的“Barcoding gap”。

灰茶尺蠖、茶尺蠖形態相似且存在種內變異,肉眼難以分辨。基於兩尺蠖COI 基因酶切位點差異,建立了“PCR-RFLP”快速鑑定方法。相對COI 基因測序區分,該方法的鑑定週期縮短至原來的1/30左右,鑑定費用僅為原來的10%。利用該方法詳細研究了茶尺蠖、灰茶尺蠖在我國的地理分佈。結果顯示,灰茶尺蠖發生的區域遠大於茶尺蠖,是我國茶園最重要的鱗翅目害蟲;僅江蘇南部為茶尺蠖單獨發生區域,江蘇、浙江、安徽三省交界區域為兩種尺蠖的混發區。該結果為性信息素、病毒等種特異性防控技術的應用提供了理論基礎。


▲茶尺蠖兩近緣種地理分佈

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2、茶小綠葉蟬種名變更

茶小綠葉蟬是目前我國茶園危害最嚴重的一類害蟲,其種名發生數次變更。上世紀80年代前定名為小綠葉蟬Empoasca flavescens;1988年鑑定為假眼小綠葉蟬E. vitis,並一直沿用。2015年,秦道正等通過外部形態、雄性生殖器特徵,確定中國大陸的假眼小綠葉蟬、臺灣茶園的Jacobiasca formosana 和日本茶園的小貫小綠葉蟬E. onukii 是一個種,為小貫小綠葉蟬。同時,不同地區茶園葉蟬COI 和16s RNA分析結果,也證實了這一觀點。進一步的大規模採樣鑑定顯示,我國茶園葉蟬包括:小貫小綠葉蟬、煙翅小綠葉蟬E. limbifera、擬小莖小綠葉蟬E. paraparvipenis等多個種,但小貫小綠葉蟬為茶園優勢種,數量佔98.9%。

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▲A-成蟲背面,B-成蟲左側面,C-成蟲頭、胸部背面,D-成蟲顏面

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3、茶炭疽病等茶樹主要病害病原需進一步驗證

茶樹病原菌的種名變化更加複雜。上世紀80年代前,真菌門分為藻菌綱、子囊菌綱、擔子菌綱和半知菌綱。由於有性階段尚未發現,寄生茶樹的許多真菌歸屬於半知菌綱。上世紀末,世界真菌學發展迅速,真菌學分類體系發生很大變化。由於許多真菌的有性階段尚未被發現,半知菌綱已易名為無性型真菌綱。真菌界分類系統的變革使得許多半知菌綱茶樹病原菌的歸屬和學名都發生了很大的變化。如上世紀,我國、印度、日本、英國都將茶炭疽病歸屬於Gloeosporium theae-sinensis Miyabe。這反映了科學的發展,但也需進一步的驗證。茶雲紋葉枯病和茶炭疽病的症狀完全不同,但上述研究中這2種茶樹病害病原大量重複。這說明,該工作還需深入提高,並嚴格按照柯赫氏法則予以確定。

另外,茶雲紋葉枯病的有性世代在國內外均已發現和鑑定為Guignardia Camelliae。根據真菌分類學的原則,已發現有性世代的真菌應列有性世代的綱、屬,但可附無性世代菌名,而我國最近的文獻將雲紋葉枯病菌並列了4個無性世代菌名,並列入新病害中,這似乎有待商榷。

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▲茶炭疽病為害,致使樹勢衰弱,引發大量落葉

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4、茶園雜草無效名錄修訂

自1959 年,我國科技工作者就開始重視茶園雜草種類的研究。然而由於現存茶園雜草文獻中,異物同名、一物多名、不正確使用拉丁文或中文錯別字等現象較為嚴重,目前尚無法確定中國茶園雜草的種數和分佈。2019年,吳慧平等收集整理了1959—2018年期間茶園雜草種類的報道文獻,並結合實地調查,確認了中國已報道茶園雜草名錄759條,其中存在無效名錄517條。這些無效名錄中,修訂轉化331條有效名錄;並比對已有報道,新增名錄170條。如:報道名錄牛繁縷Malachium aquaticum,替換為鵝腸菜Myosoton aquaticum;報道名錄狼巴草Bidens tripartita、狼把草B. tripartita,修訂轉化為狼杷草B. tripartita。目前,中國累計報道茶園雜草種類412種,分屬72科251屬。報道頻度最高的為小蓬草Conyza canadensis、酢漿草 Oxalis corniculata、馬唐Digitaria sanguinalis等。這對中國茶園雜草研究具有重要意義。

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二、茶樹有害生物綠色防控技術發展迅速

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1、茶樹有害生物防治策略的變革

上世紀80年代中期,我國茶樹植保進入綜合治理階段。與前期的全部種群防治相比,我國茶樹植保工作有了質的飛躍。有害生物綜合治理有3個特點:考慮生態的平衡和種群的多樣性;強調農業、化學和生物等各措施的協調和互補;強調生態調控,以達到長期抑制有害生物種群的目的。2000年農業部提出無公害產品將是茶葉生產的目標和要求,也是未來茶葉產品的市場準入標準。因此更加強調了茶園有害生物綜合治理的重要性,在措施上更加強化農業防治和生物防治的應用。隨著科技的發展,物理、生物、化學生態、農業防治等方面的新技術不斷湧現,同時化學農藥的選用與使用更加科學、合理,我國茶園有害生物綜合治理的水平不斷提高。2016年科技部啟動了國家重點研發計劃項目“茶園化肥農藥減施增效技術集成研究與示範”,其目標之一就是通過化學農藥替代技術的突破、各項防治技術集成應用以及示範推廣,到2020年實現茶園化學農藥減施25%。


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2、茶小綠葉蟬監測預警平臺的建立

自2009年國家茶葉產業技術體系啟動以來,刺吸式害蟲防控崗位(原為西部病蟲害防控崗位)組織全國16個省(市)主要茶區對茶小綠葉蟬進行聯合監測。探明瞭越冬基數、冬季最低氣溫和早春平均氣溫為茶小綠葉蟬主要災變因子。在此基礎上,運用“模糊綜合評判法”,建立了全國茶小綠葉蟬發生趨勢的預測模型,構建了基於Web的茶樹病蟲害監測預警系統平臺,實現了茶小綠葉蟬監測數據信息分析、傳遞及預警發佈一體化的功能。2013—2016年,發佈了不同茶區各年度葉蟬的發生趨勢數字預報,平均預測準確率達到85.3%。這為全國主要茶區制訂葉蟬的防控預案提供了技術支撐。


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3、茶園害蟲生物防治初見成效

有益微生物在茶樹害蟲防治中獲得成功的有蘇雲金桿菌、短穩桿菌、綠僵菌、白僵菌、蚜黴、韋伯蟲座孢菌、座殼孢菌等。其中,上世紀90年代在黑刺粉蝨上分離並繁殖應用成功的韋伯蟲座孢菌是國內外首次應用於害蟲防治的一種Aegerita菌。經在福建、浙江的大面積應用,田間防效在70%以上,持效期至少3年。短穩桿菌是近年來從斜紋夜蛾罹病死亡的4齡幼蟲屍體中分離出的一種新型細菌殺蟲劑,對多種鱗翅目害蟲有較好的防治效果且見效快,已成為茶園鱗翅目害蟲無害化防治的有效手段。茶樹害蟲病毒的應用已獲得很大的成功。我國已從40多種茶樹害蟲上分離得到60餘種昆蟲病毒。其中,茶尺蠖NPV病毒、茶毛蟲NPV病毒在我國已大規模應用,從上世紀80年代起,就對其生物學特性、製劑研製、田間應用技術等方面開展了深入的研究。茶尺蠖NPV病毒BT混劑、茶毛蟲NPV病毒BT混劑均實現了商品化,田間防治效果達90%以上。近年發現,茶尺蠖NPV病毒對灰茶尺蠖的致死率僅為20%~30%。為進一步提高病毒對茶尺蠖、灰茶尺蠖的田間防治效果,進行了高效毒株篩選。高效毒株Q4對灰茶尺蠖致死率比原毒株提高50%,對茶尺蠖致死率與原毒株相似。在植物源農藥方面,雖然有天然除蟲菊素、茶皂素、印楝素、苦參鹼、藜蘆鹼、魚藤酮等多種商品化製劑,但這些藥劑對茶小綠葉蟬、薊馬等害蟲的防治效果並不理想,不適合蟲口暴發期使用。此外,還發現、挖掘了多種茶園高效寄生、捕食性天敵昆蟲。如:寄生茶小卷葉蛾和茶毛蟲卵的赤眼蜂、寄生茶尺蠖幼蟲的絨繭蜂、寄生茶小綠葉蟬卵的纓小蜂、捕食茶網蝽的軍配盲蝽。但這些天敵昆蟲尚未達到生產應用的程度。


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4、高效、精準物理誘殺技術的研發與應用

粘蟲色板對茶小綠葉蟬、薊馬、黑刺粉蝨等茶園害蟲具有良好的誘殺效果,是茶園常用的害蟲物理誘殺技術。但長期以來粘蟲色板顏色多樣、無靶標針對性,誘殺效果參差不齊。本世紀初,在RGB顏色模式下,通過正交試驗篩選出茶小綠葉蟬、茶棍薊馬最佳誘捕色(分別為金色、黃綠色),研製出數字化粘蟲色板。相較於常規粘蟲色板,數字化色板對茶小綠葉蟬、茶棍薊馬的誘殺效果分別提高了50%、85%。近5年時間,數字化色板在全國茶區應用超過了1000萬塊,並獲中國專利優秀獎。但隨著推廣面積的擴大,數字化色板對天敵昆蟲有較大誤殺的缺點也逐漸顯現。2018年,經大量顏色篩選與設計嘗試,提出了可生物降解、天敵友好型的黃紅雙色誘蟲板。該色板含兩種顏色,黃色引誘茶小綠葉蟬、紅色驅避天敵昆蟲。2018年在全國23個地區的驗證試驗顯示:與市售常規色板相比,夏、秋季,黃紅雙色誘蟲板對茶小綠葉蟬誘捕量分別提升29%、66%,對天敵的誘捕量分別平均下降30%、35%。目前,該色板正在全國示範推廣。

殺蟲燈是茶園重要的害蟲物理誘殺工具。本世紀初之前茶園普遍採用頻振式電網殺蟲燈。該燈有兩個明顯的缺陷:誘蟲光源光譜範圍寬,大量誤殺天敵昆蟲;電網對葉蟬等小型茶園害蟲捕殺能力差。基於茶園主要害蟲和茶園優勢天敵的趨光光譜差異,利用LED燈發射光譜寬窄的特點以及風吸負壓裝置對小型害蟲的強捕殺能力,經3年的不斷研製與改進,於2016年提出天敵友好型的窄波LED殺蟲燈及其使用技術。12個省份的驗證試驗顯示:相對於頻振式電網型殺蟲燈,窄波LED殺蟲燈對茶小綠葉蟬的誘殺量提高266%,對主要害蟲誘殺量提高127%,對茶園天敵的誘殺量降低40%。窄波LED殺蟲燈實現了茶園害蟲誘殺的精準化、高效化,保護了茶園生態環境,目前應用面積超過6700 hm2。


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5、茶樹鱗翅目害蟲性信息素的研製與產業化應用

我國茶園主要鱗翅目害蟲茶尺蠖的性信息素報道始見於1991年。當時共鑑定出5種組分,但田間誘蛾效果並不理想。同時市場上也有3~4種“茶尺蠖”性信息素商品,但這些商品還未達到可接受的程度。隨著化學分析技術的進步以及我們俗稱的“茶尺蠖”實際包含2種尺蠖的發現,2016年成功鑑定出了茶尺蠖和灰茶尺蠖的性信息素成分。其中灰茶尺蠖性信息素含有2種組分,順-3,6,9-十八碳三烯、順-3,9-環氧-6,7-十八碳二烯;茶尺蠖在灰茶尺蠖性信息素組成上多了1種物質,順-3,9-環氧-6,7-十九碳二烯。初步明確,茶尺蠖性信息素特有組分是茶尺蠖和灰茶尺蠖求偶通訊種間隔離的化學基礎。

本世紀初嘗試利用性信息素進行了茶毛蟲防治。結果顯示:性信息素誘殺可使下一代幼蟲數量減少81%,性信息素迷向可使下一代幼蟲數量減少60%。可見,性信息素是防治茶毛蟲的有效手段。隨著灰茶尺蠖性信息素的正確鑑定,其高效性誘劑及使用技術被提出。全國範圍開展的對比試驗顯示:灰茶尺蠖高效性誘劑的誘蛾效果是市面原有產品的幾十至兩百多倍。高效性誘劑誘殺1代灰茶尺蠖雄蛾,防效達50%;連續誘殺2代,防效可達67%。此外,還對國外已經報道的茶樹害蟲性信息素進行了優化,提出了茶毛蟲、斜紋夜蛾、茶細蛾等害蟲的高效性誘劑產品。2016年至今,茶樹鱗翅目害蟲高效性誘劑在全國茶區推廣面積達到4000 hm2,性信息素已成為茶園綠色防控中的一項重要措施。


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6、茶園綠色除草技術的發展

進入本世紀,隨著茶園人工除草勞動力越來越短缺,可供選擇的茶園除草機、微耕機、除草劑少,茶園除草問題日益突出。借鑑果園成熟除草技術,經優化、改進,防草布除草技術已在我國茶園逐步擴大應用。防草布由聚丙烯或聚乙烯扁絲編織而成,透氣、透水、強度高、耐腐蝕、耐老化,克服了地膜易破損、不透氣等缺點。防草布可有效控制茶園雜草生長,未封行茶園行間覆蓋,夏季雜草防治效果可達到100%。此外,鼠茅草等以草抑草技術,輕便、高效除草機械等也日趨完善。這些無害化控草技術的發展,為我國茶園除草提供了有力武器。


來源//中國茶葉


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