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吴孔明院士:草地贪夜蛾的监测预警与控制策略
作者:韩爱青 发表时间:2021年11月04日

  近日,由中国科学院动物研究所(以下简称动物研究所)主办,中华人民共和国濒危物种科学委员会、中国动物学会、中国昆虫学会、中国科学院中国动物志编辑委员会、国际动物学会和中国科学院文献情报中心联合承办的第二期“动物科学大家谈”活动在动物研究所召开。

 

  长期从事棉铃虫等重大农业害虫生物学、监测预警与控制技术的研究工作,先后主持科技部、农业部和国家自然科学杰出青年科学基金和创新群体科学基金等10余项科研课题的中国工程院院士吴孔明以“草地贪叶蛾的监测预警与控制策略”为题,在介绍该物种的基础生物学知识后,从种群监测预警、应急防控技术、可持续治理技术和区域性监测治理四个方面,深入浅出地介绍了草地贪叶蛾入侵中国的具体时间和潜在重大危害,我国及时有效的应对措施,包括雷达监测防控系统、开放的数据库系统、新型农药抗药性和转基因玉米抗性研究等,以及国际合作情况,为全球粮食安全贡献“中国智慧”。 

  构建中国草地贪夜蛾监测预警体系 

  吴孔明介绍,草地贪夜蛾是世界最重要的一种迁飞性害虫,原产于美洲,2018年12月从云南开始侵袭中国,对玉米以及其他作物的生产构成重要影响。2018年3月,他和团队就在江西南昌投用了针对草地贪夜蛾的高空灯监测点,12月11日首次监测到草地贪夜蛾。2019年的4月份监测到跨南海草地贪夜蛾的迁飞,通过科学分析发现源头在柬埔寨。 

  通过监测和科学分析,第一只草地贪夜蛾于2018年12月11日进入我国,2019年4月开始从南海顺着东线进入到华东地区,2019年9月5号“先锋部队”到达渤海,基本上一年时间实现了全覆盖。 

  总体来说,草地贪夜蛾的虫源中我国本土虫源不到三分之一,70%以上来自于东南亚和南亚的国家。“对我国而言,首先要把监测预警网络和体系建立起来。目前草地贪夜蛾的监测网覆盖27个省,一共有1646个县曾发现草地贪夜蛾。所以将监测平台中心建在农业部的全国农业技术推广服务中心,下面就是省、县,一直到监测点。比如现在这个季节,我每隔一两天都会进入监测网去看一看全国的形势,平台有严格规定,地方首次发现草地贪夜蛾,当天必须上报监测网。我国的监测体系任何国家都做不到,这是我们自己的优势,建立了一个国家层面上的监测预警体系。”吴孔明说。 

  多年来他一直希望能够建立更加现代化的迁移性昆虫监测体系,而这需要具备三类装备:一是高空灯,可以到达500米的高度。二是雷达,垂直的高精准雷达和扫描雷达,可以获得昆虫在空中迁移的高度、速度及一些迁移活动的参数。三是建立一个基于气象和昆虫行为学的迁飞轨迹预测模型,该模型可以模拟出一批虫子在空中迁移的路线和它降落的区域,包括起飞的区域,这样能对降落的区域发出预警。目前这一模型体系基本上已经建立起来。 

  另外,各地的数据都进入到统一的全国信息平台,可以利用其中的数据对全国性草地贪夜蛾虫害发生的情况、分布、时间进行系统分析。 

  应急防控 在最短时间里控制虫害 

  吴孔明表示,近两年我国在区域性的防控上形成了政府组织动员的防控体制机制。我国针对草地贪夜蛾的防控,共有四道防线与三个重点地区——华南地区、长江流域和华北地区。最前线的是西南华南监测防控带,由高空灯、性诱剂组成的监测和阻截,这是防控从国外进入我国的草地贪夜蛾。在长江流域重点是种植玉米的县,这是一个防控带。最后一道是长城防线,沿长城布防,主要保护东北玉米主产区。 

  从应急防控草地贪夜蛾的角度看,首先要用好农药,尽快将虫害扑灭。“我和学生们将虫子采回来进行抗药性检测,市面上只有五六种新型农药起作用,能够很好地控制虫害。我们通过药效实验筛选出几种农药,相关结果以最快速度在《植物保护》期刊发表。”吴孔明指出,2018年玉米田平均打药次数是两次,到了2019年接近四次,到了2020年已经到了六次,给农民带来较大的负担。“按照这个趋势,短则三年、长则五年,这几种农药就不起作用了,所以必须解决可持续治理问题,必须有新的技术来支撑我国对草地贪夜蛾的防控。” 

  “我认为防控最核心的问题就是源头管控。在虫源地我们要有一系列的技术,不管是物理防控、生物诱杀、生物防治、抗性品种还是农药,尽可能多地解决化学农药的使用量,用一些绿色防控技术将虫源地虫子的数量控制到最低,让它起飞的数量降至最少。起飞以后实行空中监测,沿着虫子迁移的路线进行高空阻截,使到达目的地虫子的数量越来越少。如果数量多,则再配以其他的措施来解决。这样一来就形成从源头、降落到迁飞,地面和空中综合防控体系。”吴孔明说。 

  实现草地贪叶蛾可持续治理 

  吴孔明介绍道,2019年5月份,农业农村部批准团队在云南使用转基因抗虫玉米,评估对草地贪叶蛾的控制效果。至今,他们已经种植了转基因抗虫玉米长达六个生长季。其中有两个基因形成的叠加性状转基因玉米,对草地贪夜蛾的控制效果基本上实现不需要打农药的目的。 

  “从某种情况来说,这种技术带来的防控效果,可以说非常好。而且这种技术也是成熟的,可以作为一个核心技术来控制草地贪夜蛾。” 

  他们同时还做了一个实验,种植转基因玉米、普通玉米、高粱、小麦、谷子、花生和大豆。发现在有玉米存在的情况下,小麦、谷子、花生和大豆就基本上没有出现草地贪夜蛾。 

  那么在转基因玉米和普通玉米上,又有着什么样的规律呢?比较玉米出苗后的草地贪夜蛾产卵数量,在两类玉米上没有显著差别。但是三天后,转基因玉米上就不再有存活的草地贪夜蛾,而普通玉米上有。转基因玉米成为诱杀陷阱,形成一个生态调控机制,可以解决草地贪夜蛾的区域性迁移危害。 

  “这几年,我们一方面在评估转基因玉米对草地贪夜蛾的控制效果,另外一方面我们要解决采取什么样的手段来治理抗性,防止其产生抗性的问题。”吴孔明说。 

  他表示,关于食诱剂的研究,最近十年来取得了长足的进步。“将食诱剂涂到可以粘虫子的物体表面,一晚上粘一大堆,效果很好。但对于食诱草地贪夜蛾,难度非常大,效果目前不太理想,一晚上也就能粘个十只、八只,食诱剂的效率还需要进一步提升。不过这项工作其实已经开始看见曙光了,目前在云南多地田间都设有食诱剂。” 

  草地贪叶蛾区域性监测治理的重要性 

  草地贪夜蛾是国际性的虫害,属于全球性的问题。而中国的主导虫源并不产生在我国,因此在吴孔明看来,其他国家如何防控与我国有非常大的关联。目前,联合国粮农组织成立了一个全球草地贪夜蛾防控指导委员会,协调全球性的草地贪夜蛾防控工作。他也加入了这一委员会,每三个月开一次指导组工作会议,了解全球情况,并协调政策等。 

  他表示,目前孟加拉国、柬埔寨、中国、印度尼西亚、日本、老挝、缅甸、韩国、斯里兰卡、泰国和越南共11个亚洲国家一致通过《亚洲区域草地贪夜蛾可持续治理协作倡议》,将我国的草地贪夜蛾防控与亚洲11国协作防控进行衔接,甚至将我国一些技术进行输出。如果能够解决协作防控,我国的防控压力就会随之大大减轻。同时,这一问题的源头现在在非洲,但是非洲目前没有任何防控手段,基本上属于“靠天吃饭”。 

  “中国作为一个大国,怎么让我国的一些防控技术走出去,以解决东南亚、南亚、近东、非洲的问题,这是我们需要做的事情。我们也对草地贪夜蛾的迁飞路线,基于气象的一些特征进行了分析,上述这些国家基本上是连在一块的。”吴孔明说,最近联合国粮农组织也希望中国能够在技术层面上,给其他国家提供更多的支撑,先将亚洲整个地区的检测预警和防控体系衔接,然后再解决近东、非洲的问题,最后将这些国家和地区连接起来,形成一个全球的草地贪夜蛾防控监测预警和控制的技术体系。“这个工作非常难,因为涉及到很多国家,需要协调立场,需要官方的、非官方的一系列组织的努力。” 

  吴孔明认为,草地贪夜蛾的入侵,与非洲猪瘟、新冠肺炎疫情本质上“是一码事”。生物灾害在当今这个时代,往往已经由过去的局部问题演化成全球性问题。中国已经建立了一整套监测预警体系,已经将草地贪夜蛾对我国粮食产量造成的损失降到了最低。根据农业农村部的统计,草地贪夜蛾给我国粮食产量带来的总损失不到3%。但是从全球角度看,这个数字高达18%。 

  “作为一个全球性的一个问题,草地贪夜蛾既是一个植物保护问题,又是经济问题。如何通过中国的一些技术来帮助解决全球性害虫防控问题,这是中国科学家需要做的事情。”吴孔明说。 

 

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