在黃岡市紅安縣永佳和鎮(zhèn)金家村的一片玉米地外,可以看到一片“火燒狀”的雜草,這些雜草就是有“植物殺手”之稱的豚草。站在“全國豚草生物防治技術(shù)示范基地”站牌旁,看著即將枯死的惡性入侵雜草豚草,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所研究員、生物入侵防控創(chuàng)新團(tuán)隊首席科學(xué)家萬方浩感到很欣慰,惡性入侵雜草豚草的生物防治已見成效。
近日在湖北紅安縣召開的全國豚草生物防治展示及現(xiàn)場觀摩會上,中國工程院院士陳劍平、宋寶安、康振生等專家認(rèn)為,豚草生物防治與生態(tài)治理技術(shù)研究成果整體達(dá)到同類研究國際領(lǐng)先水平,其應(yīng)用是我國乃至全世界入侵雜草區(qū)域減災(zāi)持續(xù)治理的成功范例。
國際公害:危害大,防控難
打噴嚏、流鼻涕,發(fā)低燒……如果久治不愈,可能并不是傷風(fēng)感冒而是豚草過敏。記者了解到,豚草對人體有直接危害,它的花粉能夠引起過敏性變態(tài)反應(yīng),是秋季花粉過敏癥的主要致病原,人一旦吸入,會出現(xiàn)噴嚏、咳嗽、流涕、氣喘、全身發(fā)癢、頭痛等花粉過敏癥狀,嚴(yán)重的還會引發(fā)肺氣腫、哮喘,有可能危及生命。而且感染以后會年年復(fù)發(fā),一年比一年加重。在歷史上,前蘇聯(lián)克拉斯諾爾達(dá)地區(qū),在豚草花期約有七分之一的人因患豚草病無法勞動。因此,豚草被定為國際檢疫雜草、公害雜草,我國已將其列入外來入侵生物名單中。
豚草又名艾葉破布草、美洲艾,屬于菊科豚草屬,起源于北美洲索諾蘭地區(qū)。20世紀(jì)30年代,豚草傳入我國東南沿海地區(qū),“由于其脫離了原產(chǎn)地天敵等生物因子的制約,擴(kuò)散蔓延尤為迅速。”萬方浩告訴記者,目前豚草已在我國華中、華東、華南、華北及東北22?。ㄊ小⒆灾螀^(qū))廣泛分布。豚草花粉過敏的患者占豚草發(fā)生區(qū)人口總數(shù)的2~3%以上,過敏癥人群達(dá)1450余萬人,每年醫(yī)療費達(dá)14.5億元。
豚草對生態(tài)的危害則更大。豚草由于其極強(qiáng)的生命力,可以遮蓋和壓抑其他植物,造成原有生態(tài)系統(tǒng)的破壞,消耗土壤中的水分和營養(yǎng),形成單種優(yōu)勢群落,導(dǎo)致原有植物群落的衰退和消亡。豚草能混雜所有旱地作物,特別是玉米、大豆、向日葵、大麻、洋麻等作物,能導(dǎo)致作物大面積草荒,造成農(nóng)業(yè)慘重?fù)p失。
另一方面,豚草具備較高的生態(tài)環(huán)境適應(yīng)性,耐鹽堿、貧瘠、干旱,其繁殖力強(qiáng)大,種子量*可達(dá)3萬粒/株,并且種子有二次休眠特性,休眠期可達(dá)40年,這也使得豚草的防控治理工作難度非常大。
從1986年開始研究豚草,萬方浩這樣形容自己的科研工作:“30多年只干一件事。”萬方浩團(tuán)隊經(jīng)過30年的系統(tǒng)研究,不僅揭示了豚草適應(yīng)性廣、競爭力強(qiáng)、擴(kuò)散速度快的種群擴(kuò)張機(jī)制,還闡明了豚草在我國廣泛分布與暴發(fā)成災(zāi)的主要原因,為豚草的系統(tǒng)治理提供了理論基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)。
引進(jìn)天敵:昆蟲與豚草的對決
對豚草的防控治理,我國各地也采取過一些措施,“人民戰(zhàn)爭”式的人工拔除、割除,或除草劑化學(xué)防除,都“野火燒不盡、春風(fēng)吹又生”,效果并不理想。既然豚草暴發(fā)成災(zāi),根源在于沒有了原產(chǎn)地的天敵,那么引進(jìn)天敵防控則成為*有效和綠色環(huán)保的治理方式。
記者了解到,從1987年開始,萬方浩開始了尋找天敵昆蟲之旅。他先后從加拿大、美國和前蘇聯(lián)等國引進(jìn)7種天敵昆蟲,經(jīng)多年非選擇性和選擇性試驗,成功篩選出豚草卷蛾。另外,廣聚螢葉甲是一種不請自來的天敵昆蟲,經(jīng)過多年的安全性評價、適生性研究、規(guī)?;曫B(yǎng)及野外助增和助遷釋放,該天敵已在野外建立種群,并對釋放地豚草起到了很好的控制作用。周忠實研究員從2007年到中國農(nóng)科院植保所做博士后開始,就一直從事豚草生物防治研究,他發(fā)現(xiàn)廣聚螢葉甲蠶食葉片,阻斷光合作用;豚草卷蛾蛀食莖稈,截流營養(yǎng)供應(yīng)??梢哉f,這兩種天敵昆蟲各有分工且又互補(bǔ),共同對付豚草。施放這兩種天敵之后,豚草短時間內(nèi)呈大面積“火燒狀”枯死。
這兩種昆蟲戰(zhàn)斗力這么強(qiáng),除了對付豚草,會不會造成其他的生態(tài)傷害呢?萬方浩解釋了記者的疑惑,“團(tuán)隊針對豚草卷蛾選取15科37種植物、廣聚螢葉甲選取14科53種植物進(jìn)行試驗,并經(jīng)過連續(xù)多年的野外跟蹤觀察豚草卷蛾25年、廣聚螢葉甲10年,進(jìn)一步證實了兩種天敵昆蟲的寄主專一性,也就是說它們只吃豚草,對農(nóng)作物、果蔬、觀賞植物及其他有益生物高度安全。”
天敵如何釋放則是直接關(guān)系到防控治理豚草效果的又一個重要方面。植保所副研究員陳紅松介紹,5月底前在華南、華中、華北等豚草重災(zāi)區(qū),每畝分別釋放廣聚螢葉甲和豚草卷蛾各80、200和300頭控制豚草;7月中下旬,天敵昆蟲在釋放區(qū)自然增殖2~3代后,采用遠(yuǎn)距離人工助遷的方法,可擴(kuò)大控制區(qū)域40~60倍。豚草卷蛾可使豚草種子量降低20%~30%,廣聚螢葉甲對豚草的控制效果達(dá)95%以上。
多年大面積推廣應(yīng)用,兩種天敵昆蟲在19省份成功建立自然種群,并由中心釋放區(qū)域逐年向周邊擴(kuò)散;在大面積生防中心區(qū),豚草植株死亡率達(dá)95%以上,實現(xiàn)了穩(wěn)定持久的控制。
蟲草組合:阻擊豚草效果更佳
除了利用引進(jìn)天敵昆蟲防治豚草,萬方浩團(tuán)隊還*建立入侵雜草生態(tài)屏障攔截和替代修復(fù)技術(shù)。經(jīng)過十余年研究,他們從50種植物中篩選出紫穗槐、小冠花、雜交象草等十余種具有經(jīng)濟(jì)或生態(tài)利用價值的替代植物及其組合,用于豚草發(fā)生擴(kuò)散前沿的攔截與重災(zāi)區(qū)的替代修復(fù)。
在豚草擴(kuò)散廊道前沿,層次性地種植替代植物(紫穗槐、黑麥草、小冠花等)進(jìn)行綠化與攔截,阻止其擴(kuò)散蔓延。建立了11條豚草擴(kuò)散廊道前沿的生態(tài)屏障植物攔截帶,攔截防線達(dá)300多公里,有效切斷了豚草自然擴(kuò)散路徑,攔截效果達(dá)86%以上。
在果園與林地、草場與林地、撂荒地、河灘、退化草地等建立了10個豚草重災(zāi)區(qū)的植物替代修復(fù)示范縣,修復(fù)區(qū)域生物量降低97.8%。
團(tuán)隊按照“分區(qū)治理和分類施策”的總體原則,建立了豚草區(qū)域治理技術(shù)體系,在華北及周邊地區(qū)以替代植物攔截與生態(tài)修復(fù)技術(shù)為主,在華東、華南、華中豚草發(fā)生區(qū)以生物防治技術(shù)為主,在西南以植物替代控制與生物防治聯(lián)合控制技術(shù)為主。該技術(shù)體系先后在遼寧、湖北、云南等16個省市大面積推廣應(yīng)用,區(qū)域防效達(dá)85%~95%。
記者了解到,自2004年開展“全國十省百縣滅毒除害行動”以來,本成果的生物防治與植物替代技術(shù)一直作為主推技術(shù)大面積推廣應(yīng)用。截至2017年,相關(guān)研究成果已累計推廣應(yīng)用達(dá)6314萬畝次,總增收節(jié)支達(dá)58.3億元,取得了巨大的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會效益。
農(nóng)業(yè)網(wǎng)(Agronet.com.cn)微信掃一掃: 盡“掃”天下農(nóng)商情