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      中國大豆病蟲害發生現狀及全程綠色防控技術研究進展
      責任編輯:左彬彬 來源:《植物保護學報》2023年第2期 日期:2023-07-07
       
      作者:葉文武1,劉萬才2,王源超1*(1.南京農業大學植物保護學院,農業農村部大豆病蟲害防控重點實驗室;2.全國農業技術推廣服務中心)

             大豆是重要的糧油作物,既是飼用和食用蛋白的重要來源,也是植物油脂的重要原料。中國大豆的年需求量超過1.1億t,位居全球第一,然而國內每年的總產量不足2,000萬t,總需求的85%依賴于進口;受國際政治經濟形勢變化和新冠疫情等因素影響,國內所需大豆的穩定供應面臨著嚴峻挑戰。2019年以來,“中央一號文件”多次強調要發展大豆生產,提高大豆自給率。

             中國大豆產能不足,既有人多地少、種植規模有限的原因,也有單產水平偏低的原因。2020年,中國大豆播種面積為988.2萬hm2,平均每公頃產量約為1,950 kg,僅為美國和巴西等國家大豆單產水平的60%左右。其中,復種指數高、重茬連作普遍,導致大豆生產中病蟲害頻發,這是限制大豆產量和品質提升的一個關鍵因素。病蟲害所造成的大豆產量損失一般為15%~30%,嚴重時甚至會絕收。中國大豆生產中的已知病蟲害有近500種,造成大豆產量損失較大的有50余種,既有多年來普遍發生的根腐病、胞囊線蟲病、病毒病、灰斑病、炭疽病、蠐螬、大豆食心蟲Leguminivora glycinivorella、豆莢螟Etiella zinckenella、大豆高隆象甲Erganiadoriae yunnanus、大豆蚜Aphis glycines、煙粉虱Bemisia tabaci、點蜂緣蝽Riptortus pedestris和斜紋夜蛾Spodoptera litura等,也有近年來頻繁暴發或日趨嚴重的“癥青”、銹病、擬莖點種腐(莖莢枯)病和甜菜夜蛾Spodoptera exigua等。

             本文將從中國大豆生產中主要病蟲害的種類、大豆主要產區病蟲害的發生現狀、全程綠色防控技術以及病蟲害防控中存在的問題與未來展望4個方面進行闡述。

      1  中國大豆生產中主要病蟲害的種類

      1.1  主要病害

             中國大豆上記載的病原生物有200多種,引起的病害超過50種,本文整理總結了國內各大豆產區常發的24種病害(表1)。根據病原生物的種類可分為卵菌病害(疫霉根腐病、猝倒病和霜霉病等)、真菌病害(鐮孢根腐病、擬莖點種腐病、銹病和炭疽病等)、病毒病害(花葉病毒病等)、線蟲病害(主要是胞囊線蟲病)和細菌病害(主要是細菌性斑點病和斑疹病)等;而根據主要的危害部位可分為根部與莖基部病害或地下部病害(疫霉根腐病、鐮孢根腐病、立枯病、猝倒病、白絹病、擬莖點種腐病、胞囊線蟲病和紅冠腐病等)以及莖、葉和莢部病害或地上部病害(炭疽病、菌核病、灰斑病、霜霉病、擬莖點莖莢枯病、細菌性斑點病、病毒病、銹病、褐斑病、白粉病和葉枯病等)。

             根據病害發生特點,疫霉根腐病、鐮孢根腐病、猝倒病和立枯病等導致大豆根部和莖基部腐爛的病害一般統稱大豆根腐;由于目前中國大豆生產中引起擬莖點種腐病和擬莖點莖莢枯病的主要致病菌均為大豆擬莖點種腐病菌Phomopsis longicolla,這2類病害一般統稱為大豆擬莖點種腐;與美洲大豆銹病相比,由豆薯層銹菌Phakopsora pachyrhizi引起的亞洲大豆銹病在全世界范圍內發生更廣、危害更嚴重,一般簡稱為大豆銹病。

      表1  中國大豆生產中的主要病害

      1.2  主要蟲害

             中國大豆上記載的害蟲種類已逾400種,96%以上屬于昆蟲綱,包括鱗翅目、鞘翅目、半翅目、直翅目、雙翅目和纓翅目,其余為彈尾綱、蛛形綱和軟體動物。國內各大豆產區常發的35種害蟲如表2所示。根據為害方式主要分為地下害蟲(蠐螬、地老虎、螻蛄和金針蟲等)、食葉類害蟲(斜紋夜蛾等蝶蛾類的幼蟲,以及葉甲、蝗蟲和蝸牛等,多為鱗翅目、鞘翅目和直翅目害蟲)、刺吸類害蟲(蚜蟲、粉虱、薊馬、葉蟬、蝽和紅蜘蛛等,多為半翅目害蟲)和鉆蛀類害蟲(包括蛀根的豆根蛇潛蠅Ophiomyia shibatsuji、蛀葉的豆葉東潛蠅Japanagromyza tristella、蛀莖的豆稈黑潛蠅Melanagromyza sojae,以及蛀莢的大豆食心蟲、豆莢螟和大豆高隆象甲等)。

      表2  中國大豆生產中的主要蟲害

      2  中國大豆主要產區病蟲害發生現狀

      2.1  北方春大豆產區

             根腐病和胞囊線蟲病是北方尤其是東北春大豆產區最嚴重的2種病害。大豆疫霉根腐病也稱為大豆疫病,是由大豆疫霉Phytophthora sojae侵染引起的一種根腐病,于1989年首次在中國東北地區被發現,此后不斷蔓延,1998年該病害在黑龍江省34個縣、5個農場分局約30萬hm2大豆田均有發生,隨后10余年零星發生,但2020年以來再次暴發并呈現逐年上升趨勢;該病害除了導致大豆田大范圍死苗外,局部發生時導致的缺苗斷壟對大豆有效株數及產量也有很大影響,染病田塊大豆產量損失一般為15%~30%,重病田塊發病率超過70%,產量損失超過60%甚至絕收。大豆胞囊線蟲病于1899年在東北地區被發現,目前仍在北方春大豆產區頻繁發生,尤其是在重迎茬田塊,以及干旱、風沙和鹽堿地區危害更嚴重;染病田塊常見成片大豆植株變黃萎縮,病株根系不發達,細根增多,一般減產10%~30%,嚴重地塊減產可達70%~90%,甚至絕產。此外,灰斑病、菌核病和霜霉病等也是該大豆產區的主要病害。

             由于環境溫度偏低,大面積連片種植,栽培模式和農田生態比較簡單,北方春大豆產區的常發性害蟲種類相對較少。地下害蟲以蠐螬、金針蟲和地老虎為主,可引起缺苗斷壟,但總體發生較輕;食葉類害蟲主要有苜蓿夜蛾Heliothis viriplaca、黑條麥螢葉甲(也稱二條葉甲)Medythia nigrobilineata、雙斑長跗螢葉甲Monolepta hieroglyphica和蒙古灰象甲Xylinophorus mongolicus等,造成葉片受損,分布范圍相對較廣;刺吸類害蟲主要是蚜蟲、薊馬、紅蜘蛛和蝽等,主要為害癥狀為卷葉、植株矮小、秕粒以及落莢等,尤其是在高溫、干旱條件下為害加重;蛀莢類害蟲以大豆食心蟲為主,蛀根類害蟲主要是豆根蛇潛蠅。

      2.2  黃淮海夏大豆產區

             根腐病、擬莖點種腐病和“癥青”是黃淮海大豆產區的三大主要病害。該產區大豆根腐病的特點是病原種類復雜,已知有超過50種,多種病原卵菌(疫霉及腐霉等)和真菌(鐮孢菌及絲核菌等)的高度復合侵染給抗病品種和防控藥劑的篩選和利用增加了難度。擬莖點種腐病的突出問題是中后期造成的莖枯和莢枯,這種癥狀也俗稱為“黑稈”,一般造成10%~30%的產量損失,嚴重田塊病株率高達90%,甚至絕收;造成該病害發生日趨嚴重的主要原因是大豆種子帶菌率高,且部分品種(系)具有較強的感病性!鞍Y青(stay-green)”俗稱“貪青”或“倒青”,是指大豆理應正常成熟時,植株或部分分枝仍然持綠,有莢但無籽或籽粒癟爛的現象;這種現象最早可追溯到20世紀80年代,主要在黃淮海地區零星分布,然而近年來該病癥在黃淮海夏大豆產區頻繁、嚴重發生,造成大豆大幅度減產,重發時較多地塊甚至顆粒無收,嚴重影響農民種植大豆的積極性。此外,該產區常發的病害還有炭疽病、病毒病、霜霉病和細菌性葉斑病等。

             由于環境溫度較高,農田環境較為復雜,黃淮海夏大豆產區的常發害蟲種類較多,發生情況多變。蠐螬、地老虎和螻蛄等地下害蟲發生普遍,與北方春大豆產區不同的是,蠐螬在黃淮海產區的為害高峰出現在夏大豆的鼓粒期,其啃食須根甚至主根表皮層;斜紋夜蛾、甜菜夜蛾、大造橋蟲Ascotis selenaria、棉鈴蟲Helicoverpa armigera、豆天蛾Clanis bilineata tingtauica、豆卷葉螟Omiodes indicata和黑條麥螢葉甲等食葉類害蟲經常密集發生,大豆產量損失嚴重;煙粉虱、蝽(點蜂緣蝽和篩豆龜蝽Megacopta cribraria等)、蚜蟲和葉蟬等刺吸類害蟲造成大豆癟莢、落莢,煙粉虱和蚜蟲等密集發生時分泌的蜜露還會引起煤污病,同時也是病毒病(可能包括“癥青”)的重要傳播媒介;大豆食心蟲和豆莢螟等蛀莢類害蟲以及以豆稈黑潛蠅為主的蛀稈害蟲也都普遍發生。

      2.3  南方多作大豆產區

             南方多作大豆產區根腐病發生非常普遍,發病率高達70%以上,該病害主要由多種鐮孢菌引起,也有腐霉菌和絲核菌等。同時,大豆銹病經常大面積發生,也是該產區需要關注的重要病害;一般導致大豆減產10%~30%,嚴重發生田塊減產高達50%以上,若在大豆生長季早期發病甚至會造成絕收。近年來,隨著西南地區大豆種植面積的快速增加,大豆銹病在四川、貴州和廣西等省區的發生呈現加重趨勢。此外,炭疽病和病毒病等病害在南方多作大豆產區也經常發生,尤其是在菜用大豆(鮮食毛豆)產區,炭疽病是大豆生長中后期影響其產量和外觀品質的重要因素。

             南方農田生態背景復雜,耕作制度多樣,害蟲發生種類較多,且受小生境條件影響較大。斜紋夜蛾、甜菜夜蛾、蝗蟲、象甲、芫菁和葉甲等食葉類害蟲可在局部猖獗為害,大量取食葉片;稻綠蝽Nezara viridula、盲蝽、煙粉虱、蚜蟲、葉蟬和點蜂緣蝽等刺吸類害蟲可影響植株長勢和結莢鼓粒,煙粉虱和蚜蟲等可傳播病毒;大豆高隆象甲、大豆食心蟲和豆莢螟等多種蛀莢類害蟲是大豆生長中后期的重點防控對象;豆稈黑潛蠅在南方多作大豆產區也普遍發生,一些田塊的植株受害率可達100%;因為該產區土壤濕度相對較大,所以地下害蟲總體發生較輕。

      2.4  鹽堿地與干旱半干旱地區

             積極挖掘潛力增加耕地,開發鹽堿地、干旱半干旱地區種大豆,是農業農村部《“十四.五”全國種植業發展規劃》中提出的多措并舉保糧油供給的重要舉措,然而目前對這些地區大豆病蟲草害發生規律的了解相對較少。值得注意的是,干旱、鹽堿條件有利于大豆胞囊線蟲病發生,該病長期以來在黑龍江省西部的干旱地、鹽堿地和沙土地等地帶危害較重,近年來在安徽、河南、山東和山西等省也有發生;干旱半干旱地區尤其是高溫地區更有利于各類害蟲的發生,包括蠐螬和地老虎等地下害蟲,豆莢螟和大豆食心蟲等蛀莢類害蟲,斜紋夜蛾和甜菜夜蛾等食葉類害蟲,以及煙粉虱和蚜蟲等刺吸類害蟲,這些刺吸類害蟲的大發生經常還伴隨著病毒病的大范圍傳播與危害。因此,在鹽堿地與干旱半干旱地區種植大豆時,應加強對病蟲害發生及流行規律的調查監測。

      3  大豆病蟲害全程綠色防控技術

      3.1  總體策略

             大豆生產中的主要病蟲害,尤其是病害,一般可防而不好治,應遵循“預防為主,綜合防治”的植保方針,以選用綜合抗性較好的良種和健身栽培為基礎,以農業防治、物理防治和生物防治為重點,輔以必要的化學防治,切實提高對病蟲害的防治效率,達到綠色、高產、穩產的目標。大豆全程生產中應在及時監測掌握病蟲害種類和發生動態的基礎上,圍繞“前防苗弱,中控長勢,后保莢果”的目標進行全程綠色防控。

      3.2  播種期

             大豆播種期防控的重點是種子健康。針對重大病蟲害合理選用抗(耐)性品種,避免單一品種連續使用多年。在清選、精選的基礎上,做好種子攜帶病原菌的檢測,尤其是大豆疫霉等檢疫性有害生物,謹慎使用病害發生地區收獲的帶菌種子;同時,曬種可以降低苗期病蟲害的發生率,播種前進行種子出芽率測試也有助于預判病蟲害發生風險。選用復合種衣劑包衣或拌種是預防大豆種傳病害、土傳病害和地下及苗期害蟲的關鍵措施,注意對癥選擇有效成分,如在防治根腐病和擬莖點種腐病等病害時可選擇精甲.咯菌腈等殺卵菌和殺真菌的復配成分;在防治蠐螬和金針蟲等地下害蟲以及蚜蟲、葉甲和象甲等苗期害蟲時可選擇噻蟲嗪、吡蟲啉、溴氰蟲酰胺和氯蟲苯甲酰胺等殺蟲成分;在防治胞囊線蟲病時可選擇甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽(簡稱“甲維鹽”)等有效成分,或結合使用生物種衣劑SN101等。

      3.3  生長前期(苗期至分枝期)

             大豆生長前期也就是苗期至分枝期,應注意監測病害和控制害蟲密度。大面積連片大豆田可采用殺蟲燈結合性誘劑和食誘劑,監測及誘殺金龜子(蠐螬成蟲)、棉鈴蟲和斜紋夜蛾等害蟲的成蟲,可結合選用蘇云金桿菌Bacillus thuringiensis和球孢白僵菌Beauveria bassiana等生物制劑噴施防治;同時要注意保護和利用瓢蟲、食蚜蠅、草蛉和赤眼蜂等天敵,這將有助于控制蚜蟲等害蟲的密度。當蚜蟲、煙粉虱、豆稈黑潛蠅和斜紋夜蛾等害蟲發生密度較大時,可于幼蟲發生初期選用氯蟲苯甲酰胺、甲維鹽、氰戊菊酯和噻蟲.高氯氟等殺蟲劑噴霧防治。在防治蝸牛等軟體類害蟲時可撒施四聚乙醛顆粒劑。另外,根據莖枯病、炭疽病和葉斑病等大豆莖葉部病害發生情況,選用吡唑醚菌酯和苯醚.嘧菌酯等殺菌劑噴霧防治。此外,噴施氨基寡糖素.鏈蛋白等免疫激活劑可能有助于提高大豆植株對病毒病等病害及蟲害的免疫力。

      3.4  生長中后期(花莢期)

             大豆生長中后期也就是花莢期,應加強病蟲害的監測,及時做好“一噴多防”。在前期防控的基礎上,根據大豆病蟲發生情況,可噴施嘧菌酯、苯甲.丙環唑和唑醚.氟環唑等殺菌劑防治銹病等真菌性葉部病害及擬莖點莖莢枯病和炭疽病等莖莢部病害。煙粉虱和蚜蟲等刺吸類害蟲是病毒病傳播的主要介體,因此防治此類害蟲是控制病毒病蔓延的根本,可選用氯蟲苯甲酰胺和噻蟲嗪等殺蟲劑噴施防治。在大豆食心蟲和豆莢螟等成蟲盛發期,可采用條帶法噴灑生物食誘劑誘殺其成蟲;在成蟲產卵盛期可釋放赤眼蜂等卵寄生蜂寄生或殺滅害蟲卵;也可選用蘇云金桿菌、溴氰菊酯和高效氯氟氰菊酯等殺蟲劑防治成蟲和初孵幼蟲;在老熟幼蟲脫莢入土前,可選用白僵菌粉劑均勻撒施于地表,減少化蛹幼蟲的數量。建議結合大豆生長狀況,兼施葉面肥、生長調節劑或免疫誘抗劑以控制植株長勢,增強或保持大豆植株對病蟲害的抵抗力,包括預防根腐病引起的早衰。

      3.5  注意事項

             種子處理:選用在大豆上取得農藥登記的種衣劑,采用干式拌種法進行拌種,即拌種藥劑不再另外加水,防止種子吸水皺皮,按照藥劑說明書的比例直接拌種。復合使用多種藥劑拌種時,每公斤種子使用的藥劑總量不超過8 mL;拌種后陰干,可直接播種。

             “癥青”防控:目前,造成該現象的原因尚未有定論,但加強對點蜂緣蝽及煙粉虱等刺吸類害蟲的監測和統防統治,是目前防止大豆“癥青”發生最有效的措施。

             田間管理:重茬連作、土壤排水性差、植株間通透性低、除草劑和調節劑使用不當等因素均可能加重大豆根腐病和擬莖點種腐病等病害的發生,提倡起壟種植,注意及時排澇,采用合理輪作、適期播種、合理密植和及時清潔機具等綜合措施;注意病殘體及時離田處理,避免菌源積累和擴散。

      4  問題與展望

             近年來,在氣候條件變化、種植模式變革、品種更新與布局、農藥不合理使用以及外來生物入侵等多重因素的影響下,大豆病蟲害的種類與危害程度發生著明顯的變化,重大病蟲害蔓延加重或再猖獗(如北方春大豆產區的疫霉根腐病、黃淮海夏大豆產區的擬莖點種腐病和煙粉虱、南方多作大豆產區的銹病等)、次要病蟲害上升為害(點蜂緣蝽、甜菜夜蛾和細菌性葉部病害等)以及新發重大病蟲害“元兇”尚待完全破解(“癥青”等)等問題突出,給大豆病蟲害防控帶來了新的挑戰。

             由于中國對大豆病蟲害發生規律與防控技術的研究長期重視不夠、投入不足,導致研究隊伍嚴重缺乏,研究基礎比較薄弱,生產中急需解決的大豆病蟲害防控的關鍵問題主要有:(1)絕大多數大豆病蟲害的發生規律、監測預警和防控技術等研究都不夠深入,甚至空缺,嚴重限制了大豆防控技術方案的制訂;(2)品種感病是病蟲害暴發的根本原因,然而大豆資源對許多重大病蟲害的抗性情況仍然缺乏系統有效的鑒定和持續的監測,抗性品種的布局與利用尚缺乏科學的整體規劃;(3)大豆植保產品嚴重匱乏,正式登記的殺菌劑和殺蟲劑品種非常有限(僅約為水稻上同類登記產品的2%;http://www.chinapesticide.org.cn),現有產品存在嚴重的同質化和配方老化等問題,大豆病蟲害防控技術方案設計與推廣中經常出現“無藥可施”的困境。

             綜上所述,完善和強化大豆植保研究隊伍的建設,摸清大豆病蟲害的發生規律和品種資源的抗性,創建與良種配套的全程綠色防控技術體系,是提高中國大豆病蟲害防控技術水平、保障中國大豆高產穩產的重要基石。

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