第二节正确对待害虫
(一)害虫的两面性
在农业生产中,害虫一直是被作为有害生物对待的,人类发明了几万种杀虫剂欲除之而后快。遗憾的是,害虫不但没有从农业生态系统中退出去,倒是它们的天敌以及向它们投毒的人类先倒下了。因此,我们必须重新认识害虫。
百度百科对害虫的定义是:害虫(pest)是人类对一些动物(大多属于昆虫)的定义,这些动物往往会对人类的生活、生产造成负面影响。害虫是对人类有害的昆虫的通称。从这个定义可以看出,害虫是人类从自身生存角度考虑,凡是对人类造成不利影响的昆虫都是害虫。据研究,全球玉米有200多种害虫,榆树有650种,栎树1400种。
一种昆虫的有益还是有害是相对的,常常因时间、地点、数量的不同而不同。人们通常把任何同我们竞争的昆虫视为害虫,而实际上只有当它们的数量达到一定量的时候才对人类造成危害。如植食性昆虫的数量小、密度低,当时或一段时间内对农作物的影响没有或不大,就没有必要当作害虫而化学灭杀。相反,由于它们的少量存在,为天敌提供了食料,可使天敌滞留在这一生境中,就增加了生态系统的复杂性和稳定性。在这种情况下, 应把这样的 “害虫” 当作益虫看待。由于某些害虫的存在,使危害性更大的害虫不能猖獗,从而对植物有利。
把啃食农作物等的植食性昆虫列为害虫,从生态学、经济学上来说均是不科学的。农作物、植食者、肉食者三者之间存在着极其复杂的关系。植食者取食农作物,由于其数量多少不一,对农作物的影响也不一样;同时,农作物对植食者取食的反应也不同。而一些植食性昆虫泛滥成灾造成危害往往是生态失衡的结果,而这种失衡是人类引起的。人类因经济发展等利益需求,破坏了原生植被,大量种植经济性作物或经济性树种,造成原生植物多样性减少;经济植物种植过多,造成植被单一化,原生植物被替换成了经济植物,让大部分依赖原生植物为生的昆虫减少甚至消失;那些以经济作物为食的植食性昆虫却因此受益;加上鸟类等捕食性天敌也因为人类活动减少。缺少了竞争和天敌控制,加上大量的食物,导致了那些以经济植物为食的植食性昆虫大量繁殖,泛滥成灾,从而逼迫一些昆虫成为所谓的害虫。
其实,害虫和益虫是相对而言的,益虫会做对人类有害的事,害虫也会做有益的事,只是程度不同罢了。如蚂蚁有时是害虫,那是因为蚂蚁老是在人类食物上乱爬、乱啃,很不卫生;蚂蚁又是益虫,它们会捕食农业害虫,控制其数量。有的蚂蚁可食,有益身体健康,对于一些疾病有治疗作用。蝴蝶和蛾幼虫可能会危害作物,但是成年后却会为植物传播花粉。有些害虫本身营养价值很高,可以作为食物利用,或是成为治疗某些疾病的中药材。
从生态角度来看,很多昆虫鸟类,两栖动物等捕食害虫,因此被人类定义为益虫或益兽或益鸟。这些动物的生存也依赖害虫而存活。倘若自然界没有了害虫,也就没有了捕食它们的益虫,益鸟,益兽了。因此,所谓的害虫在自然界食物链里起着非常重要的作用,物种消失打乱了生态平衡,牵一发而动全身,由此造成各种生态灾难严重制约了人类社会可持续发展。
(二)害虫有哪些?
那么,从植物保护的角度出发,农田里的害虫有哪些呢?一般地,人们认为害虫主要分为以下几个大类:
① 食叶类害虫大多取食树木及草坪叶片,猖獗时能将叶片吃光,削弱树势,并为天牛、小蠹虫等蛀干害虫侵入提供适宜条件,既影响植物的正常生长,又降低植物的美化功能和观赏价值。此类害虫主要有鳞翅目的袋蛾、刺蛾、大蚕蛾、尺蛾、螟蛾、枯叶蛾、舟蛾、美国白蛾、尺蛾、凤蝶类,鞘翅目的叶甲,膜翅目的叶蜂等。
② 刺吸式害虫 是农业害虫中较大的一个类群。它们个体小,发生初期往往受害状不明显,易被人们忽视,但数量极多,常群居于嫩枝、叶、芽、花蕾、果上,汲取植物汁液,掠夺其营养,造成枝叶及花卷曲,甚至整株枯萎或死亡。同时诱发霉粉病,有时害虫本身是病毒病的传播媒介。此类害虫主要有蚜虫类、介壳虫类、粉虱类、木虱类、叶蝉类、蝽象类、蓟马类、叶螨类等。
③ 蛀食性害虫 这类害虫生活隐蔽,天敌种类少,个体适应性强,是农业生态系统一类毁灭性害虫。蛀食性害虫以幼虫蛀食树木枝干,不仅使输导组织受到破坏而引起植物死亡,而且在木质部内形成纵横交错的虫道,降低了木材的经济价值,或影响果树树势。此类害虫主要有鳞翅目的木蠹蛾科、透翅蛾科、鞘翅目的天牛科、小蠹科、吉丁甲科、象甲科、膜翅目的树蜂科、等翅目的白蚁等。
④ 地下害虫 地下害虫主要栖息于土壤中,取食刚发芽的种子、作物或果树的幼根、嫩茎及叶部幼芽,给农业带来很大危害,严重时造成缺苗、断垄等。此类害虫种类繁多,主要有直翅目的蝼蛄、蟋蟀,鳞翅目的地老虎,鞘翅目的蛴螬、金针虫,双翅目的种蝇等。
(三)农田里为什么有那么多害虫
农田里为什么有那么多的害虫?这是人类破坏生态平衡造成的直接后果。对于这个问题,科学网网友康秀峰的文章分析得非常有道理。他以水稻田为例说明,认为目前病虫害如此之多的根源在于:一是私有化分田单干后,原人民公社植保人员解散了,无人去进行植保;二是大量捕捉青蛙,稻田不再养鱼,大量捕捉蛇类、鸟类使生物链中断;三是农村健壮劳力因为无收入被逼外出打工以养家糊口,年老体弱的父辈袓辈在家种田。所以,春忙翻田时既无力割青以肥田,也无体力挑有机肥到田里。栽禾插秧后本来一转青就要耘田,现无力耘田只能花钱买除草剂除草;四是田内既施放除草剂,还要隔三差五喷施农药,故而稻田内鱼不能放养了,青蛙、鸟类、鱼和其他益虫全给毒死或到它处生存,失去天敌控制后虫害频发。虫害多了必然要再花钱买农药,这就给农药、除草剂、化肥生产企业带来了巨大利润。这里,笔者从生态学的原理以及自己的实践出发,再谈几点自己的看法:
第一,害虫在农药、转基因等技术面前,是越治越多的。在山东农村,农民最切身的体会就是,他们打了那么多的农药,虫子照样泛滥。药越用越毒,虫越治越多。自2006年起,笔者带领自己的研究团队,开展生态农业试验示范研究。我们全面停止了农药、除草剂、化肥、农膜、添加剂,不使用转基因技术,验证生态学在维持农业产量、提高经济效益中的作用。在山东弘毅生态农场,由于采取严格的农田生态保护措施,农场的生物多样性大大提高。短短4个年头,生态学的强大威力就显现了出来:燕子、蜻蜓、青蛙、蚯蚓等小动物都回来了;这里的蔬菜、水果再不用担心受到昆虫危害;黄瓜、西红柿、芹菜、茄子、大葱等蔬菜接近常规产量;过去严重影响玉米成苗的地老虎成虫已被脉冲诱虫灯制服了,最多的时候,每只灯每晚可捕获各种害虫达9斤。
第二,农药贩子和转基因研发者不希望看到我们的成果。当我将我们的做法跟一个农药贩子讲时,他非常烦躁,并反复讲,他们的农药如何有效,并如何没有毒副作用。在这个问题上,转基因鼓吹者同样不希望看到用生态平衡的办法解决他们认为是大问题的问题,因为他们将收不到专利费,卖不动他们的专用除草剂和专用农药。
第三,正如电脑软件公司在研发杀毒软件的同时也研发新病毒一样,利益相关者总希望将简单问题搞复杂了,才有钱赚(自从杀毒软件免费使用后电脑病毒也基本消失了)。在医院里,过去花一二元就能治好的病,现在要花一二百元。是病严重了?还是药效降低了?其实是医生搞的鬼。有一次,笔者同一个当医生的亲戚聊天,她告诉笔者,药物从外面进来,到患者手里,价位可以翻几十倍。只有和医生熟悉,并有特别好的关系,医生才给你开几块钱就能够见效的青霉素。
第四,转基因对害虫的控制作用,肯定不如“物种控制物种”的作用大、成本低。有益微生物、益虫和益鸟以及各种小动物(爬行动物、两栖动物、节肢动物等)在农田生态系统中起的作用是很大的,但现在农药和转基因将这个简单问题复杂化了。人们乐意花费巨额资金、费九牛二虎之力寻找一个基因片段,将这个片段通过非常复杂的办法转入目标物种,却不愿意恢复、保护并利用现有的物种。这个问题的实质还是利益在作祟。转基因抗虫,只在前几年有效,以后的表现还不如普通品种,看转基因棉花的下场就知道。对主要害虫控制了,次要害虫就会出现,还得依赖农药,且需要更多的农药,还有更毒的专用杀虫剂。如果再通过转更多的基因进去,那只能是“按了葫芦起了瓢”。
第五,害虫杂草也是生命,只有人类才给他们冠以“杂”和“害”的恶名。搞转基因的人没有考虑它们的生存,粗暴干涉自然,造成了自己的敌人越来越多。直到彻底打乱生态平衡,人类被淘汰出局以后,那些害虫和杂草也不会被消灭。因此,关键的关键是寻找生态平衡的办法,而不是粗暴干涉和灭杀的办法,来管理农田生态系统。
由此可见,如果要真的解决虫害问题,首先,应从改善自然生态着手,以施有机肥为主。在南方农村,红花草、春青、猪粪、牛粪、鸡粪、人粪等均为上等有机肥,可大幅减少化肥量,研究有机肥还田那才叫为农为国。其次,稻田养鱼放鸭,恢复水系的生物多样性和虫害的天敌,均可大幅减少农药使用,稻田草本少,稻田养草鱼完全无草可生,还减少虫害。再次,稻田区内禁止建化工厂。还有许多措施均可达到减少虫害的目的,并全面改善农业生态环境。农业生态环境就是土质越种越肥,无环境污染,无外来生物入侵。转基因作物并不能从源头杜绝环境污染,相反是破坏了自然界的生态平衡,且不利于农业生态环境保护。
(四)不用农药能治害虫吗?
如果发展高效生态农业,或真正的有机农业,一滴农药不用,能够控制害虫吗?答案是肯定的。人类在近万年的农业历史中,国外使用农药也就100多年;中国大约半个世纪。我们通过12年的研究发现,一滴农药不用,恢复生态平衡,并采取适当的物理+生物办法,农田没有爆发过一次虫害。不用农药控制害虫的常用做法如下:
① 灯光诱杀 利用害虫趋光性,人为设置灯光诱杀害虫。大多数害虫的视觉神经对波长330-400纳米的紫外线特别敏感,具有较强的趋光性,以鳞翅目害虫为最多,其次为直翅目、半翅目、鞘翅目等害虫。黑光灯诱虫时间一般在5-9月份。在害虫成虫发生期,每5-10亩设一盏黑光灯,每晚9点开灯,次晨关灯。在无风、闷热的夜晚诱虫量最多。
② 性诱杀 用50-60目防虫网制成一个长10厘米、直径3厘米的圆形笼子,每个笼子里放两头未交配的雌蛾,也可用成品性引诱剂,把笼子吊在水盆上,水盆内盛水并加入少许煤油,在黄昏后放于田中,一个晚上可诱杀数百上千只雄蛾。
③ 糖醋诱杀 糖6份,酒1份,醋2-3份,水10份,配置成糖醋液。可诱杀地老虎、斜纹夜蛾、粘虫、梨小食心虫等。配好的诱虫液放在盆里,保持3-5厘米深,每亩放一盆,盆要高出作物30厘米,连续进行15天。
④ 谷草把诱卵 粘虫喜欢在黄色枯草上产卵,利用该习性将虫诱到谷草把上产卵,集中烧毁灭卵,每亩插10把;在苹果园里,也可以用这种办法防治美国白蛾等。
⑤ 黄板诱杀 用纸板或纤维板裁成长1厘米、宽0.2厘米的长条,用油漆涂成黄色,再涂上一层粘油(可用10号机油加少许黄油调匀),每亩设20-30块,置于田间与植株高度相同,可有效诱杀白粉虱、蚜虫、潜叶蝇等。当虫粘满板面时,及时重涂粘油,一般7-10天重涂一次。
⑥ 植物诱杀 利用害虫对某些植物有特别的嗜食习性,人为种植此种植物诱杀害虫。如在玉米周围种蓖麻,可诱杀金龟甲;棉田内种植玉米可诱杀棉铃虫。
⑦ 银灰膜避蚜 播种或定植前,在菜田间铺设银灰膜条,可有效避免有翅蚜迁入菜田。
⑧ 泡桐叶诱杀 用新鲜泡桐叶或莴苣叶,每亩放60-80片,下午放上,次晨捕捉,连续3-5天,可大量诱杀地老虎幼虫。
⑨ 沼液杀蚜虫取沼液原液,按照1:10比例稀释后,对小麦和苹果蚜虫有一定的防治效果。
⑩ 中草药提取液 用烟草、猫眼草、半夏等中草药提取液,按照1:50比例稀释对红蜘蛛、蚜虫等有一定防治效果。
(五)我们成功了
2009年6月3日,在山东平邑县蒋家庄弘毅生态农场,传来令人兴奋的消息。我的学生乌云塔娜发来下面两条手机短信: “这几天虫子比较多了,院子里有200多克(1只灯每晚擒获的虫子,本博注)。果园我也天天去,比院子里稍微多一些。蚊子几乎没有,我们都还没有挂蚊帐,还没有被咬过。” “国外有机农业都偏重虫害和杂草防治这块。我们这几天也在做杂草调查。现在金龟甲数量明显增多了,诱到的虫子80-90%都是它。等您来了看看我们的成果吧。”
第一条短信中,生态农场没有蚊子是很令人兴奋的。我们自2006年起全面停止了农药、除草剂、化肥、农膜、添加剂,根本不用转基因,来验证生态学的办法到底有多大的功能。第二条短信中,严重危害花生产量的金龟甲如果现在就诱捕,按照往年的经验,秋后就危害不了了。
因为没有了农药、化肥、除草剂、农膜、添加剂、转基因,农场里生物多样性迅速提高。约200只麻雀和6只燕子在农场安家了,还有刺猬、野鸡,饲养有狗、猫、鸡、鸭、鹅、猪,还有2只鹦鹉呢,可惜不能出笼子。空地里栽植了本地的乔木和灌木,给鸟儿们歇脚用,明年计划栽果树。农场里的“害虫”再也不敢来危害庄稼。最有意思的是,我们养殖了2只鸽子,2个月后变成5只了,有3只是被“拐来”的。真不知道鸟儿们用的什么招数拐跑了人家的“良家妇女”。有一点是清楚的,这里没有污染,有大量天然半天然食物可以“米西米西”。
不打农药,用诱虫灯取代肩背式喷雾器,一可节省大量的药钱,二可保护生态环境,三也省了体力。更重要的是,我们保护了农村妇女,挽救了母亲。目前,给庄稼打药的活多为妇女干,长期接触剧毒农药让农民得了不少怪病或癌症。2009年5月,农场邻村的两名40岁的农村妇女,被癌症夺去了生命,前后不到10天。
从理论上讲,生态农场的规模越大,生态效益和经济效益就越高,管理的成本也越小,带动的就业人数就越多。可惜,我们没有地。地都分给农民了,一些农民看到了好处,要跟我们学。生态的办法缺陷是慢,他们往往等不得。越等不得,效益就越低,有时农民连本钱都收不回来,如2008年的大蒜,只有5分钱1斤。很明显,农民的钱被农药商、化肥商、农膜商、除草剂商、添加剂商、或转基因公司分割了,最后将所有的钱掏给医院。环境污染了。怪病多了,重病多了,不正常死亡的农民也多了。我们的团队要用大量的事实证明:生态学不是“软道理”,而是比转基因等6个技术之和还要强大的“硬道理”。
2017年,《科学通报》(62:289-297)以《产量与经济效益共赢的高效生态农业模式》为例发表了我们的成果。文章称,由于大量化学物质投入以及元素不能循环,导致农田生态系统退化,耕地质量和产量均呈下降趋势,食物链受到污染。我们的研究从低产田开始,通过秸秆养牛、腐熟牛粪还田恢复地力;以物理+生物方法控制虫害;以人工+机械管理杂草,停止农药、化肥和除草剂污染,同时不用地膜、人工合成激素、转基因种子生产优质安全食品,并在线上与线下销售。通过10年的实验结果表明:所在村庄农田生态环境改善,减少农药用量58.3%;物理+生物控虫效果明显,每盏灯年捕获量从2009年的33 kg下降到2015年的2.6 kg,下降92%;年消耗秸秆1000 t,秸秆利用率从1.1%提高到62.5%。有机肥还田提高了土壤生物多样性,有机果园蚯蚓数量317条/平方米,而普通果园只有16条/平方米;粮食年产量从最初的1524.5 斤/亩提高到2016年的2324.5 斤/亩,其中冬小麦、夏玉米、大豆和花生产量分别超出山东省平均水平42.6%、60.9%、32.2%和38.1%。由于产品质量好,产品已销售到除西藏以外的30个省、市、自治区,经济效益明显,平均亩效益是普通农田的3-5倍,带动所在村庄67户农民从事高效生态农业。我们的研究可为国家制定生态农业发展规划、精准扶贫、农村环境保护等提供科学依据。
上述成果摘要在《今日头条》发布后,有人对我们发表在科学通报上的文章,农药下降没有到100%就怀疑我们的技术(我们实验所在村减少了58.3%农药用量)。六不用(不用农药、不用化肥、不用除草剂、不用地膜、不用人工合成激素、不用转基因种子)当然是不能用农药的,只要是采用弘毅模式的,率先解决的是农药残留问题。文章的数据是全村农田平均结果,有些农户还没有改变习惯,市场使然。如果全村纳入我们的“四道防线”害虫防控系统,就是零农药使用。实际上,害虫之所以越来越猖獗,是人类大量使用农药造成天敌物种消失,生态失衡造成的。
如果恢复了生态平衡,害虫造成的产量下降是没有那么可怕的。据我了解,目前全国没有一个村实现零农药,而我们的科技完全可以做到,问题是农民认为没有农药的农产品,卖普通价是感觉吃亏的,留给自己吃的是六不用的,卖到市场上的该用药就用,他们不会关注什么环保和市民健康的,而他们本人也是农药的受害者。事实上,靠近弘毅生态农场的农田用药量也大幅度下降了。用药是农民的习惯问题,也有农药商各种公关的功劳(农药商是不希望农田里没有害虫的)。
害虫控制必须从源头开始,生态农业是现代农业的最高阶段。很多人依然戴着有色眼镜,崇洋媚外心理严重。美国的工业化农业是不可持续的,我国采取这种模式短短三四十年暴露的问题已经充分验证了笔者的判断——这些问题概况起来就是:农业面源问题、土壤酸化、农田生物多样性尤其天敌物种消失、医院人满为患、农村空心化、农产品大量滞销、资源严重浪费等等。
(六)我们的做法
为了寻找环境友好型的害虫防治对策,2006年6月,我们在山东平邑县蒋家庄建立了弘毅生态农场,摒弃了化肥、农药、农膜、除草剂、添加剂、转基因六项有害技术,转而使用生态平衡的栽培与耕作技术,取得了重要进展。我们的做法是不盲目杀死试验区内的每一个生命,靠食物链和人工适当干预达到生态平衡。粮食产量由实验初期的亩产500多千克(玉米小麦两季)提高到1000多千克,实现了吨粮田。
研究地点位于山东省临沂市平邑县卞桥镇蒋家庄村,地处中纬度区,海拔200-400 m,属温带季风区大陆性气候,年平均气温12.3-13.3℃,年平均降雨量824.8 mm,全年无霜期为188.8-212.0d,全年日照时数在2539-2490 h,为农作物提供了较长的生育期和充足的光照。该地区农耕历史悠久,农业生态系统耕作制度为一年两熟制,主要粮食作物为小麦、玉米,经济作物为大蒜、花生。全村耕地总面积68公顷,人均耕地0.073公顷(1.097亩)。这里介绍我们对害虫的防治措施。具体做法为:
① 秸秆不烧掉 全部靠肉牛(每年售出100头,保留100头基础母牛,100头左右的小牛)转化,牛粪进入沼气池,腐熟的牛粪和沼渣沼液还田(最近正在设计将牛粪通过趋粪型的蚯蚓转化一次,提取出大量蛋白质,使牛粪再升值1次。中国农业大学的研究生肖智华同学免费给我们送来了蚯蚓)。
② “杂草”不用除草剂杀灭,而回归人工除草,既松土,又保湿。除掉的草连同小广场里割下来的草坪草(因没有农药所有草都可用,老百姓农田里的草因打药和杀虫剂均不可用)喂养蝗虫和淡水鱼,两项收益可以提供一个农民全年就业。等于蚂蚱和鱼给农民发了“锄禾日当午”的工钱。
③ “害虫”靠特殊光谱的诱虫灯诱捕,这个整晚瞪着眼等那些“害虫”自投罗网的“哨兵”,令“害”虫变得不害了,它们成了鸡的食物。在玉米小喇叭口时,我们将柴鸡放进玉米田。这样下半年严重危害花生的金龟甲幼虫(当地群众称之为大牙)不能对花生形成危害。去年靠近我们院墙的外面的农田,因诱虫灯的存在,虫害明显减少。老百姓用于花生的剧毒农药(绿英)费用每亩50元,但依旧控制不了虫害。我们控制虫害的成本远低于剧毒农药。另外,鸡的净收益是玉米的2-3倍。这个办法的缺陷是好赖不分,连益虫也诱捕。但还是比农药好,农药连无辜的鸟儿们也不放过。
④ 建有两块人工湿地:一片为荷花池,池塘里有青蛙、蟾蜍、泥鳅、蜻蜓,蚊子的幼虫在这里被吃掉了,能够产1000-2000斤有机藕;一片为淡水鱼塘,养有青、草、鲢、鳙四大家鱼,鱼儿们是以生态农场里的“杂草”和荷花塘里的浮萍为食的,不加任何添加剂。约2000尾鱼,2年收获,长到3斤左右。
⑤ 农场里生产近20种有机粮食和蔬菜,有小麦、玉米、大豆、花生、绿豆、韭菜、芹菜、土豆、葱、蒜、萝卜、白菜、西红柿、黄瓜、南瓜、丝瓜等,还有一些野菜如荠菜、马齿苋等,都是有机的。在城市吃韭菜后反胃严重,因为农药残留多,而在生态农场里吃韭菜饺子或包子是不反胃的,因为我们不用药,不用化肥,而用有机肥肥田。运用生态学的原理,结合物理(诱虫灯)和生物(害虫天敌)的方法,大幅度减少乃至杜绝农药使用,保护农田害虫天敌,利用大自然的恢复力,改善农田环境,逐步恢复农田生态平衡,保障粮食安全。
高频紫外诱虫灯通过引诱成虫扑灯,高压电网触杀,使害虫落入灯下专用接虫袋中并及时收取害虫,达到灭杀害虫的目的。诱虫灯可诱杀小菜蛾、甜菜夜蛾、白飞虱、斜纹夜蛾、银纹夜蛾、天蛾、稻螟、稻纵卷叶螟、稻飞虱、稻二化螟、稻三化螟、叶蝉、棉铃虫、烟青虫、红铃虫、盲蝽蟓、造桥虫、蝼蛄、金龟子、玉米螟、谷子钻心虫、大豆食心虫、豆天蛾、吸果夜蛾、桃蛀螟、天蛾、松毛虫、灯蛾、松天牛、杨树白蛾、卷叶蛾、大青叶蝉、米蛾、药材甲、黑粉虫、麦蛾、地老虎等。
农田害虫天敌包括捕食性天敌和寄生性天敌。捕食性天敌昆虫的种类很多,涉及19个目、120多个种,其中,蜻蜓目、螳螂目和脉翅目的全部种类(共33科)均具捕食性。寄生性天敌昆虫涉及膜翅目、双翅目、捻翅目、鞘翅目及鳞翅目等5个目,分属于98个科。此外,还包括除昆虫以外的其它捕食性天敌和寄生性天敌,如蜘蛛、捕食螨、寄生螨、线虫、益鸟、两栖类、兽类及鱼类等。
下面,我们以小麦-玉米农田生态系统为研究对象,对比诱虫灯控虫区和常规化防区防治效果;诱虫灯控虫区分三个处理,处理1:不施农药;处理2:在小麦开花前和玉米大喇叭口期分别防治一遍害虫;处理3:在小麦播种耕地时防治一遍地下害虫,小麦开花前和玉米大喇叭口期分别防治一遍害虫;常规化防区为处理4:常规防治害虫(小麦播种耕地时防治一遍地下害虫,小麦开花前、小麦开花后、玉米苗期、玉米大喇叭口期分别防治一遍害虫)。具体防治措施和农药用量见表1。
表5-1山东农村农药防治害虫措施及农药用量
作物 | 农药名称 | 施药时期 | 施药方式 | 药量 (克/亩/次) | 农药费用 (元/亩/次) | 施药劳动力费用 (元/亩/次) | |
小麦 | 辛硫磷 | 小麦播种前 | 土施 | 500 | 5 | 10 | |
小麦 | 阿维.吡虫啉 | 小麦开花前、后 | 喷施 | 30 | 3 | 20 | |
玉米 | 辛硫磷 | 玉米苗期 | 浇灌 | 500 | 5 | 10 | |
玉米 | 玉米丢芯剂 | 玉米大喇叭口期 | 丢芯 | 800 | 5 | 25 | |
注:土施为耕地前将农药和土拌匀后撒到地面;喷施为将农药兑水后用喷雾器喷施;浇灌为配合浇水施入;丢芯为人工将农药丢入玉米芯内。
我们于2013年5月6日在挂灯区悬挂12盏普通杀虫灯和10盏太阳能杀虫灯,于次日早晨6-7点收集害虫,至2013年10月23日结束。平均每盏灯年捕获害虫1499.1 g,其中蛾类7045头,重357.4 g,占总重的23.84%;金龟甲类862头,重344.5 g,占总重的22.98%;蝼蛄类544头,重287.2 g,占总重的19.16%。
高频紫外诱虫灯的防虫效果显著,害虫捕获量从2009年的4.5 kg/d下降到2013年的0.02 kg/d;每盏灯年捕获量从33.8 kg下降到 2.4 kg。害虫还存在,但基本不对庄稼构成产量威胁。其科学原理在于,害虫都是有性繁殖的,交配后的雌虫无法回到地里产卵,这样害虫从卵这个阶段就控制了。并且,我们的做法是在惊蛰时就开始让诱虫灯工作,每天除下雨自动关灯外,生长季节天天捕捉,害虫几乎无构成大种群的能力。并且停止农药后,益虫(夜间不活动或少活动)益鸟(夜间不活动)数量增加,残余的害虫又成为益虫益鸟的食物,如此“物理+生物”的立体防治,就构成了无虫害的农田生态环境,不用农药也不会对产量构成威胁。
为了明确诱虫灯的控虫范围,我们以金龟甲为研究对象,在距诱虫灯不同距离处,释放用不同颜色标记的金龟甲,金龟甲捕获情况见表2。可以看出,距离诱虫灯70米处的金龟甲依然能够被诱虫灯捕获,但是在距离诱虫灯45米以内捕捉到的金龟甲占70米以内捕捉到的金龟甲数量的84.6%,故初步确定诱虫灯捕捉半径为45米,控虫面积约为10亩。但由于释放个数和重复次数较少,距离设置间隔太大,诱虫灯的控制范围还有待进一步的研究。
表5-2 诱虫灯不同距离捕获金龟甲效果
离诱虫灯的距离(米) | 诱虫灯控制范围(亩) | 释放个数 | 捕获个数 | 捕获占有率(%) | |
15 | 1.1 | 10 | 6 | 46.1 | |
30 | 4.2 | 10 | 3 | 23.1 | |
45 | 9.5 | 10 | 2 | 15.4 | |
60 | 17.0 | 7 | 1 | 7.7 | |
75 | 26.5 | 7 | 1 | 7.7 | |
合计 —— | —— | 44 | 13 | 100 | |
注:捕获占有率为某距离处捕获的金龟甲占距诱虫灯75米以内捕获总数的百分比。
在诱虫灯控虫区,无农药处理与有农药处理的小麦产量差异显著,但玉米产量不显著,小麦和玉米周年产量均达到1吨。说明在利用诱虫灯控虫的前提下,只需要对小麦蚜虫进行防治即可,防治地下害虫和玉米害虫对产量的贡献不大。我们还发现,施2遍农药处理比施3遍农药处理的周年产量少4.03千克,小麦和玉米都按2.0元/千克算,合计8.06元,但施2遍农药处理比施3遍农药处理产生的费用少15元,而且农药用量少37.6%。因此,防治1遍小麦蚜虫,并在玉米大喇叭口期防治1遍害虫更加合算。同时施2遍农药处理的周年产量与常规化防处理的周年产量相差不大,甚至高于常规管理,但农药用量减少55.4%。这很可能是减少农药的使用,使农田生态环境得到改善,有利于作物的生长(表3)。能否进一步减少农药用量,比如只在小麦季防治1遍害虫,而在玉米季仅利用诱虫灯,并保证达到吨粮田还有待进一步的研究和追踪。
表5-3小麦和玉米每亩每年产量、农药用量和费用
处理 | 小麦产量 (千克) | 玉米产量 (千克) | 小麦+玉米产量 (千克) | 施药量(克) | 农药减少量(%) | 费用(元) |
诱虫灯 | 481.26±0.95b | 523.45±3.44a | 1004.71±4.38b | 0 | 100 | 19.2 |
诱虫灯+两遍农药 | 498.15±1.01a | 555.75±12.58a | 1053.90±13.37a | 830 | 55.4 | 72.2 |
诱虫灯+三遍农药 | 501.84±5.60a | 556.08±10.75a | 1057.93±14.58a | 1330 | 28.5 | 87.2 |
五遍农药 | 498.47±1.20ab | 546.80±19.15a | 1045.28±18.21ab | 1860 | 0 | 106.00 |
注:两遍农药指在小麦开花前和玉米大喇叭口期分别防治一遍害虫;三遍农药指在小麦播种耕地时防治一遍地下害虫,小麦开花前和玉米大喇叭口期分别防治一遍害虫;五遍农药指在小麦播种耕地时防治一遍地下害虫,小麦开花前、小麦开花后、玉米苗期、玉米大喇叭口期分别防治一遍害虫。
上述工作是中国科学院大学博士生郭立月完成的,由于工作出色,他已正式在中国科学院植物研究所就职。鉴于以上研究发现,我们特提出以下具体建议:
第一,由国家出资,提供诱虫灯及电线,创立农村基本农田生态系统无虫害环境。今后农民种地不用担心虫害,虫害由国家专业人员统一防治。以中等规模农村1000亩地为例,仅需要100盏诱虫灯,100个支架,电线8000米,诱虫灯350元/盏,支架100元/个,电线2元/米,共计61000元。诱虫灯安装由所在村庄和电工完成,所涉及的少量费用可由所在村配套支付。建议国家在进行水利、道路等农田基本建设时,将害虫防治统一考虑在内。
第二,成立防治农田害虫的企业,管理几个或者十几个村庄。每500亩安排一个人,或由村组织专门人员,按时收取诱虫灯捕捉的害虫。由公司或者村发放工资,国家提供少量运转费。同时可收取农民害虫防治费10-15元/亩/年,作为公司的利润。国家对害虫防治的专项经费直接给防虫公司,公司成员可由农民组成。
第三,充分发挥各级植保站的功能。植保站工作人员应常去田间地头,及时了解病虫害的发生情况,帮助农民防治病虫害,减少农药使用。植保站人员工资由国家支付,除非常必要的收费外,禁止植保站向农民收取服务费。
第四,国家设立对农田生态系统方面研究的专项研究资金。鼓励科学家走到一线农田,不要求他们急功近利发文章,以防虫效果为考核目标,不以文章为考核标准。杜绝从事植保的科学家从事贩卖农药的活动,减少乃至杜绝农药污染,从而保证中国农田始终处于生态健康的状态。