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我国玉米病虫害发生现状、趋势与防控对策

学术期刊发表网 位置:农业论文 时间:2019-04-27 15:37 ()
摘要:摘要近年来,随着我国农业种植结构的调整和耕作栽培方式的转变,玉米品种选育加快,种植面积迅速增加,玉米病虫害发生一直呈加重趋势,一些次要病虫害在全国范围或局部地区为害不断加重,上升为主要病虫害,生产上还出现了一些新发病虫害,对玉米安全生产构

  摘要近年来,随着我国农业种植结构的调整和耕作栽培方式的转变,玉米品种选育加快,种植面积迅速增加,玉米病虫害发生一直呈加重趋势,一些次要病虫害在全国范围或局部地区为害不断加重,上升为主要病虫害,生产上还出现了一些新发病虫害,对玉米安全生产构成了威胁。本文总结了我国玉米重要病虫害的发生现状,并对发生趋势进行了分析,目前生产上的重要病虫害如亚洲玉米螟、桃蛀螟、棉铃虫以及黏虫为害加重并将持续发生;土传病害玉米茎腐病、穗腐病等危害将持续加重;风险性叶斑病玉米大斑病、南方锈病等仍在流行,未来不可忽视;还需关注未来危害性具有上升趋势的病虫害。提出了相应的防控对策。

  关键词:玉米病虫害,发生,现状,趋势,防控对策

植物保护学报

  玉米是我国重要的粮食作物,更是重要的饲料作物,在发展我国的畜牧业和水产养殖业中具有战略性意义,在医药、化工方面也有广泛用途。因此,随着社会对玉米需求量的增加,玉米的播种面积自21世纪初快速增长,据国家统计局发布的调查数据,2012年玉米播种面积为3503万hm2,总产量20561.4万t,超过水稻产量,成为我国第一大粮食作物;2015年玉米播种面积和总产双双创历史新高,分别达到3811.9万hm2和22463.2万t[1]。

  近10年来,伴随着农业种植业结构调整和耕作栽培方式转变(秸秆还田、免耕直播、地膜覆盖等)、玉米品种更新换代和种植面积及地域的扩大、全球性气候变暖,玉米病虫害发生持续呈加重趋势,2011年全国玉米病虫害发生面积为7165.7万hm2次,2012年快速上升至8101.79万hm2次,2013年为8157.5万hm2次,达到了历史新高,2014年略有下降,但在2015年仍高达7753万hm2次[2-4];玉米主要病虫害带来的产量损失总量自2010年开始已持续超过了水稻病虫害引发的水稻产量损失总量[5]。

  玉米生产环境及气候的变化导致一些重要病虫害的发生规律改变、危害加重,一些得到控制的病虫害再次猖獗危害,一些次要病虫害在全国范围或局部地区危害不断加重,甚至上升为主要病虫害,并出现了一些新的病虫害,对玉米安全生产构成了威胁[6-7]。

  研究表明,随着全球温度的上升,水稻、玉米和小麦上的害虫为害将加剧,若气温提升1℃,虫害引发的损失将提高10%~25%,而对主要在温带地区种植的玉米和小麦影响更大,当气温提升2℃时,预计中国玉米减产将达23%,美国玉米减产更将高达32%[8]。为了更有针对性地控制玉米病虫害的危害,我们对中国玉米病虫害的发生现状进行了综述,对其发生趋势做了预测,并提出了防控对策。

  1当前生产上危害严重的病虫害

  1.1蛀穗害虫及黏虫为害加重并将持续发生

  1.1.1亚洲玉米螟是玉米生产中最严重的生物胁迫问题

  亚洲玉米螟Ostriniafurnacalis(以下简称玉米螟)一直是我国玉米上最重要的害虫。近年来,随着全球气候变暖、玉米种植面积和密度的增加以及东北春玉米区大量秸秆得不到及时处理,加之该区域玉米播种期提前和晚熟品种推广,为玉米螟越冬种群基数的扩张、世代数增加和为害期的延长提供了适宜的环境和良好的寄主条件,导致玉米螟为害加重,大发生频率增加。

  东北春玉米区玉米螟大发生周期由20世纪80年代前的10年左右缩短至20世纪80年代后的5年左右,近年来更是每1~2年就有一次大发生。2003年以来,全国玉米螟的发生呈持续上升趋势,常年发生面积在2000万hm2以上,2012年总体偏重发生,全国发生面积达2426万hm2,自2003年以来呈逐年持续上升态势[2]。

  2013-2018年,全国玉米螟年发生面积稳定在2300万hm2[9]。自2008年以来,黑龙江省的玉米螟一直呈偏重发生至大发生的态势,年发生面积为260万~400万hm2,造成了严重的产量损失。全球气候变暖导致玉米螟的发生世代在一些地区出现了显著的变化:属第二积温带的黑龙江齐齐哈尔,历史记载为1代玉米螟发生区,而目前则为完全2代或不完全2代区[10];黑龙江哈尔滨也从1代区变为1、2代混合发生区[11]。

  吉林省原为1代区的伊通县和集安市变为了1.5代区,原为2代区的双辽市和梨树县出现第3代低龄幼虫,已变为2代为主兼2.5代发生区[12];辽宁省沈阳地区由传统的2代区转变为2、3代混生区[13]。玉米螟在东北春玉米区发育代数的增加,直接导致该区域玉米螟幼虫为害的加重。

  在黄淮海夏玉米区,由于大面积实施秸秆还田,玉米螟的越冬基数下降,加之春播寄主面积较少,2代玉米螟在夏玉米心叶期为害比较轻,但由于农户多不进行防治,使得3代种群数量上升,导致穗期玉米螟为害偏重发生的年份增多,2012年、2013年、2015年和2016年3代玉米螟在该区多数省份中等至偏重发生。

  玉米螟近年来在新疆南疆和北疆玉米主产区呈整体暴发态势,已严重影响新疆玉米的安全生产和玉米种植业的持续健康发展[14]。玉米螟为害的加重,不仅带来重大的直接生产损失,也明显增加了玉米各类穗腐病的发生[15],引发了更大的病虫害威胁。根据目前玉米螟的发生情况和采取的防治措施,1、2代玉米螟在东北春玉米区、新疆南疆及伊犁河谷地区中等偏重到大发生、3代玉米螟在黄淮海中等偏重发生的态势将持续下去,直到我国批准转基因抗虫玉米的商业化种植为止。

  1.1.2桃蛀螟为害加重,发生区域将继续扩大

  20世纪90年代后期以来,桃蛀螟Conogethespunctiferalis在黄淮海和西南玉米区的为害逐渐加重[16]。在黄淮海地区,虫害发生严重的田块中,桃蛀螟种群数量与为害程度已超过玉米螟,成为该区玉米穗期的主要害虫,2015年河北香河玉米穗期调查桃蛀螟平均百株72头,最高563头,南皮县桃蛀螟最高地块百株63头,远大于玉米螟数量[4],河南原阳夏玉米穗期桃蛀螟的百株虫量达246头,果穗受害率83.3%[17]。

  在黄淮海夏玉米区,已形成桃蛀螟与玉米螟、棉铃虫混合发生为害的态势[4,18-19]。桃蛀螟主要聚集在玉米果穗上取食为害,不仅造成直接产量损失,还可加重穗腐病发生,导致玉米籽粒品质明显降低,造成更大的经济损失[6,20-21]。田间调查表明,桃蛀螟对玉米的为害已经扩展到北方春玉米区的河北省承德以及辽宁省营口、朝阳等地,其北扩趋势值得注意。根据近年来桃蛀螟的田间发生调查结果,桃蛀螟在黄淮海夏玉米区的为害将呈加重趋势。

  1.1.3棉铃虫为害上升,局地对玉米生产影响明显

  自20世纪80年代后期以来,棉铃虫Helicov-erpaarmigera在黄淮海夏玉米区蛀穗为害十分严重。90年代后期,由于黄淮海地区转基因抗虫棉的大面积种植,有效控制了3代棉铃虫种群数量,玉米穗期棉铃虫为害减轻[22]。

  近年来,由于黄淮海地区棉花种植面积大幅减少,导致玉米田棉铃虫发生面积呈逐年上升趋势[23],加之该区域小麦收获后免耕直播玉米,麦田中1代棉铃虫在土壤中化蛹后种群数量增大,成虫羽化后正值夏玉米心叶初期,直接在玉米心叶中产卵,造成2代棉铃虫对玉米幼叶的为害加重;随后,3代和4代棉铃虫继续在玉米田为害,特别是4代棉铃虫的幼虫在夏玉米果穗上取食花丝、穗尖幼嫩组织和籽粒,加重了玉米穗腐病的发生[15,24]。

  2012年全国玉米田棉铃虫发生面积为422万hm2次,2013年为668.9万hm2次,2014年为501.5万hm2次,2015年为474万hm2次,2016年为493.4万hm2次,在黄淮海玉米区一直呈偏重发生。玉米田棉铃虫发生面积与抗虫棉种植面积呈显著负相关,随着转基因抗虫棉对棉铃虫控制能力的下降,当棉铃虫种群数量积累到一定程度,必定会出现大发生的境况[23]。

  2017年,棉铃虫在北方春玉米区和黄淮海夏玉米区严重发生,与虫量上升有一定关系,同时也与近年花生在黄淮海种植面积大幅增加导致棉铃虫种群数量增大有关。近年来,2~4代棉铃虫在玉米上都有为害,发生为害范围也逐渐扩大。棉铃虫在甘肃河西走廊对玉米的为害加重[25],北方春玉米区的辽宁、吉林和内蒙古等地玉米穗期均出现了棉铃虫的为害。根据对近期棉铃虫发生区域、种群数量的调查,预计在未来5~10年间,其对玉米的为害将呈加重趋势。

  1.1.4黏虫不定期暴发,危害大,迁飞路线需要严密追踪

  黏虫Mythimnaseparata原本是我国农作物的重要害虫。随着种植结构的调整,20世纪80年代初广东、广西南部黏虫越冬代发生区不再种植小麦,越冬寄主植物的缺乏导致黏虫越冬种群数量小,很少再对农作物生产构成威胁。进入21世纪后,黏虫在我国大部分地区基本上属于中等偏轻发生,并未对粮食生产构成太大威胁。

  近年由于南方冬季繁殖区甘蔗和再生稻面积的增大,有利于黏虫的种群数量不断积累,加之2012年特殊的气候条件,导致3代黏虫在华北和东北地区暴发成灾,发生面积达361.3万hm2,重发面积64.7万hm2,重发玉米田块百株虫量一般为100~500头,最高达5000头,有4866hm2的玉米叶片被吃光,其中河北、天津、山西3省(直辖市)发生为害程度居30年之首,吉林居20年之首,内蒙古、北京和云南等地居15年来之首[26]。

  2013年,黏虫维持了2012年的重发态势,2代黏虫在东北、华北、黄淮局部、江南局部和西南地区普遍发生,山西和河北局部地区大发生;3代黏虫在东北、华北和黄淮局部偏重发生,并且在辽宁、山西和山东局部地区造成严重为害[7]。3代黏虫为害对玉米产量造成损失较大,受害玉米籽粒不饱满,果穗短而细,秃尖严重,为害损失率为25.79%~73.84%[27]。2016年3代黏虫在陕西、山西和河南三省交界的黄河湾区域局部暴发为害[28]。

  2017年,2代黏虫在东北、华北、黄淮、西南地区普遍发生,总体发生程度重于2014-2016年;3代黏虫在内蒙古东部、山西南部、陕西北部和宁夏中东部等地区发生严重[29]。从近年黏虫发生区域和世代为害特点可见,黏虫的发生规律已经出现变化,原来黏虫3代要从东北回迁至黄淮海一带为害,但自2012年以来已经多次在东北当地严重为害,2代和3代连续为害的局面多次上演。由近年监测到的黏虫种群数量持续较高以及发生情况来看,黏虫发生进入了一个新的阶段,未来黏虫在全国范围内局部严重发生的局面还将持续。

  1.2土传病害连续暴发,危害将持续加重

  1.2.1茎腐病在各地区重发生,严重威胁玉米生产

  玉米茎腐病在我国曾于20世纪80年代暴发,目前已经成为玉米生产上重要的病害,常造成玉米植株的倒伏。随着机械化收获技术的广泛应用,由多种病原菌引发的茎腐病因导致植株倒伏而对生产的危害性更为明显。该病是在玉米灌浆中后期发病,长期以来一直没有引起足够的重视,病害发生面积和造成的产量损失至今无确切的统计数据。

  近年来,茎腐病的频繁暴发对玉米生产影响极大。2013-2015年茎腐病在东北地区普遍发生[30],2014年在黄淮海地区暴发[31-32],2016年在山西北部至甘肃西部一线严重发生,2017年在黄淮海及西北局部偏重发生。一般情况下,茎腐病的发生直接导致减产5%~10%,同时也引起植株倒伏,加重了穗腐病的发生。

  3玉米病虫害防控对策

  由于我国玉米种植地域广、生态条件各异、种植结构和栽培方式不同,田间病虫害种类在地域间存在很大差异,因此要根据当地的生产实际,制定相应的防控对策。玉米的作物特点、种植模式、生产价值、耕作方法、主要病虫害发生规律都影响着玉米病虫害防治措施的选择。根据多年的研究与实践,我们认为,玉米病虫害的防控应采取以农业防治为基础、抗病虫品种选择和种子包衣为核心、生长中后期病虫害提早统一防控的治理策略。

  3.1农业防治

  3.1.1秸秆处理由于亚洲玉米螟等钻蛀性害虫以老熟幼虫在玉米秸秆、穗轴等植株残体中越冬,因此,在玉米收获时进行秸秆粉碎还田,可以有效杀死这些害虫,减少越冬虫口密度。秸秆还田也同时能够使得带有大量病菌的植株叶片进入土壤并腐烂,破坏了病菌越冬的基础,减少了翌年叶斑病发生的初侵染源。

  在黄淮海夏玉米区,小麦收获后留在田间的麦秸和麦糠是二点委夜蛾的栖息和产卵场所,清除田间、特别是播种行的麦秸和麦糠,或进行小麦灭茬处理,可以有效控制二点委夜蛾幼虫对玉米幼苗的为害。对玉米瘤黑粉病、丝黑穗病、茎腐病、褐斑病以及苗枯病等当年严重发病的地块,则不宜进行秸秆还田,以减少田间菌源数量,同时还可以考虑尽可能地将玉米与其他非禾本科作物轮作。

  3.1.2翻耕土地

  翻耕土地能够破坏土栖害虫和在土壤中化蛹害虫的栖息或化蛹场所,降低害虫种群密度,可减轻翌年的为害。

  3.1.3及时清除田边地头杂草

  田边地头的杂草是许多害虫的食源植物或越冬寄主,如蚜虫、叶螨、黏虫、灰飞虱等,一些也是玉米病害致病菌的寄主。田间观察发现,杂草丛生的玉米田是迁飞黏虫选择降落取食的重要目标;矮花叶病的发生也是由于玉米苗期有大量来自杂草上的蚜虫飞入田间传播病害的结果。

  3.1.4适当调整玉米播期

  在玉米丝黑穗发生较重地区,调整玉米播期至地温稳定达到10~15℃的时期,有利于种子快速萌发出土,降低病原菌的侵染几率,可明显减轻丝黑穗病的发生。在黄淮海的粗缩病常发区,通过适期晚播或早播,使玉米苗期与灰飞虱1代成虫发生高峰期不相遇,可避免或减轻粗缩病的发生[86,101]。

  3.1.5合理施肥

  合理施肥可以提高植株对病虫害的抗性。钾既是玉米生长不可缺少的肥料,也是影响植株抗病性的重要元素。增施钾肥,能显著降低玉米茎腐病的发生[102]。钾元素可稳定细胞结构、防止细胞间隙扩大、加厚细胞壁,降低病原菌入侵的几率;影响玉米根系分泌物的组成,抑制病原菌生长;通过形成位于胞间及胞内的闭塞物限制病原物在寄主细胞间的扩展;提高玉米植株内酚类物质含量,调节酚代谢相关酶活性,提高根系中蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶活性,增强玉米抗病性[103-105]。

  3.2选用抗病虫品种

  选用抗病虫玉米品种是最为安全、经济和有效的病虫害控制措施[57]。对于丝黑穗病、茎腐病、苗枯病、线虫矮化病等土传病害及玉米生长中后期发生的大斑病、小斑病和南方锈病等叶斑病,抗病品种的选择能够起到未雨绸缪的预防作用,避免病害突发带来的巨大损失,并能够在田间发挥减缓病害流行的作用。虽然生产推广品种普遍对玉米害虫的抗性水平较差,但品种间仍存在抗虫水平的差异,选用中抗或耐虫品种同样也可减轻害虫为害造成的损失。

  3.3生物防治

  对于亚洲玉米螟、棉铃虫和桃蛀螟等害虫,在卵期可以通过田间释放松毛虫赤眼蜂Trichogrammadendrolimi、螟黄赤眼蜂T.chilonis和玉米螟赤眼蜂T.ostriniae进行防治[106],也可在幼虫低龄期喷洒Bt制剂或白僵菌可湿性粉剂进行防控。利用木霉菌颗粒剂在播种前与复合肥混合施入土壤,对茎腐病有很好的防控效果,同时对纹枯病有一定的防效[107]。

  3.4化学防治

  3.4.1选用适宜的种衣剂进行种子处理

  根据当地主要地下害虫、土传病害和苗期病虫害的发生种类,选用适宜的种衣剂进行玉米种子包衣处理。对于一般真菌病害,可选用含有福美双或咯菌腈等广谱杀菌剂成分的种衣剂;对于腐霉根腐病,则需要选用含有精甲霜灵杀卵菌剂成分的种衣剂;对于丝黑穗病,应选含有戊唑醇或苯醚甲环唑杀菌剂成分的种衣剂[108];对于线虫矮化病,则需要含有丙硫克百威或硫双威等杀线虫剂成分的种衣剂。

  此外,木霉菌复合种衣剂对玉米茎腐病有很好的防效[109]。对于地下害虫和苗期害虫重的地区,种衣剂应含有噻虫嗪、吡虫啉、丙硫克百威、丁硫克百威、氟虫腈或溴氰虫酰胺等杀虫剂成分[110-111]。溴氰虫酰胺+噻虫嗪对多种苗期害虫有很好的防效[112]。

  3.4.2生长中后期病虫害防控对策

  对于暴发性害虫和流行性病害,应急化学防治是必需的,应根据病虫害发生的种类,选用适宜的药剂进行及时防控。防治叶螨、黏虫和双斑长跗萤叶甲等害虫时,还应将药剂同时喷洒在田间杂草寄主上,以提高防治效果。玉米抽雄后植株高大、密度高、叶片叠加,导致药剂喷洒困难、药效降低。因此,对后期发生的叶斑病和穗期害虫及穗腐病的防治关口应前移至心叶末期(大喇叭口期)。

  根据当地叶斑病和穗期害虫发生的种类以及发生趋势的预报,选择适宜的杀菌剂和杀虫剂,单独或组合,利用自走式高杆喷雾机或无人机进行大面积防治,达到一次施药兼治多种病虫害的目的。此阶段的施药,特别是施用具有保护性作用的杀菌剂,能够提高玉米抗病性、推迟和减少病菌的初始侵染,保护叶片绿色组织,同时也能够诱导玉米自身抵抗病虫害危害的相关代谢活动开始活跃,从而提升玉米对病虫害的抵御能力,减轻病虫害引发的危害,提高玉米产量和品质。

  参考文献

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  [2]刘杰,姜玉英.2012年玉米病虫害发生概况特点和原因分析[J].中国农学通报,2014,30(7):270-279.

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  [7]刘杰,姜玉英,曾娟.2013年我国黏虫发生特点分析[J].植物保护,2015,41(3):131-137.

  相关农业刊物推荐:《植物保护学报》(双月刊)创刊于1962年,是中国科协主管、中国植物保护学会主办的一种综合性学术期刊,1986年借用在中国农业大学。刊登了大量植物保护学科各方面,包括农作物病害、虫害、草害、鼠害、农药等,偏重应用或与应用联系较紧密的未曾发表过的研究论文、文献综述及研究简报等。为传播科技信息、推动我国的植物保护学科和国民经济的发展起到了一定的作用。

  

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