草地螟数字化监测预警与科学防控
发布时间：2021-06-15
技术领域：资环技术
技术概述：（一） 技术基本情况（技术研发推广背景，能够解决的主要问题等） 草地螟是一种迁飞性害虫，寄生植物广，危害作物多，呈间歇性暴发，系我国历史上发生危害严重的一个害虫。草地螟虫灾是毁灭性的农业生物灾害，一旦暴发，将对粮食安全、农民收入、社会安定和国家声望造成严重的负面影响，大发生年份局部可造成作物产量损失高达 60%，为害严重区域甚至导致作物绝收。新中国成立以来草地螟已发生 3 次周期性危害。从 2018 年至今草地螟发生情况来看，草地螟种群数量已呈明显回升趋势，专家预测草地螟已经进入第 4 个暴发周期。自 1996 年暴发成灾至 2005 年，全国累计发生为害面积超过 4 亿亩次，造成的直接经济损失超过 100 亿元，草地螟数字化监测预警与科学防控是国家防灾减灾、粮食安全和改善生态环境及农业可持续发展的重大战略需求。为贯彻落实“2021-2035 年国家中长期科技发展规划”精神及一号文件“三农”领域补短板要求，提高对草地螟监测预警与科学防控水平，有必要设立此课题。草地螟发生分布具跨国性,与我国相邻的俄罗斯、蒙古国以及哈萨克斯坦等均有草地螟的发生为害，加之草地螟具有较强的远距离迁飞行为习性，境外虫源会对我国草地螟发生为害程度产生重要影响。草地螟暴发第 3 个周期结束约在 2010 年，之后我国草地螟种群数量急剧下降，2010-2013 年连续 4 年草地螟发生为害的面积下降到 2008 年的 5%左右。但随着草地螟种群的自我调节与恢复，我国农作物结构调整以及境外虫源迁入等因素的影响，如 2008 年我国一代草地螟幼虫发生面积约为 350 万亩，而且幼虫密度很低，但是，随后的一代成虫密度极高，造成了 1.65 亿亩的二代幼虫大发生，密度也非常高，对农作物造成了严重的危害。境外虫源影响我国一、二代草地螟发生，但由于草地螟国际合作研究薄弱，境外草地螟发生的虫源资料无法系统掌握，这些境外虫源可能会对我国草地螟第 4 个周期的发生产生重要影响。由于草地螟幼虫的抗药性较低，几乎所有的化学杀虫剂对幼虫的防治都十分有效，因而忽视了其他防治措施的应用和推广，从而导致了草地螟防治对化学杀虫剂依赖过重的局面。因此，长期依赖杀虫剂所产生的问题十分突出：首先，由于我国草地螟发生为害范围广阔，每年应用化学农药防治草地螟的面积高达 3000-8000 万亩次，化学农药施用量高达数千吨到数万吨，虽然在短期内可迅速抑制灾情，但对生态环境和农产品质量会造成严重的化学污染；其次，由于我国草地螟发生为害区域经济发展水平不高，多数农牧民文化水平较低，缺乏科学、安全的使用杀虫剂技术知识，时常会出现药害以及人畜中毒，并且导致草地螟天敌种群数量减少，控害功能下降，从而引发草地螟种群再猖獗等问题；再次，由于多数草地螟发生为害区属于干旱地区，在这些地区常常由于缺水而不能使用杀虫剂的问题十分突出；最后，长期依赖单一的化学防治技术也限制了其他与人、畜、天敌等和谐发展的环境友好型防治措施的开发和应用。因此，如何在加强预测预报技术应用并制定出正确的防治对策基础上，研发出其他有效、适用性强以及安全的可持续控制措施，减少对化学杀虫剂的使用和依赖及其对环境的污染、确保东北、华北和西北地区农牧业生产的可持续发展，并取得更好的经济、生态和社会效益便成了当务之急。 一是针对草地螟迁飞监测难的问题，在内蒙古自治区建立天地空的监测预警体系。内蒙古一直是草地螟的主要虫源地和发生灾害区。2018-2020 年，三年间草地螟发生范围逐年扩大，峰次多，蛾量高，由东部区逐步扩展至全区，发生旗县增多，各类测报工具诱蛾量突增明显。而且三年内我区没有当地越冬虫源，全部为境外虫源迁入，给我区的监测防控带来前所未有的压力。所以在内蒙古自治区建立天地空的监测预警体已经成为保障东北、华北和西北地区粮食安全的当务之急。首先在沿蒙古国边境线和有历史记录的迁飞通道建立雷达监测网，确定境外虫源来源。其次，在沿蒙古国边境地区和主要迁飞通道布设智能高空测报灯，形成一道坚固的预警和防控阻截带。最后在粮食主产区、草地螟重发区布设地面虫情测报灯、性诱、食诱监测站点。建立天地空的监测预警网络体系，结合监测预警和防控技术，做到精准防控、全面防控，保障防灾减灾成效。 二是加强国际合作和交流。针对我国相邻的俄罗斯、蒙古国以及哈萨克斯坦等草地螟境外虫源对我国草地螟发生为害程度产生重要影响，和邻国建立联系，监测草地螟迁飞情况。据专家分析 2018 年 5 月 31 日-6 月 5 日东北地区空中风场，判断我区兴安盟草地螟灯下成虫突增与草地螟从蒙古国南部迁入我国有关。2020 年我区初步和蒙古国建立联系，6 月初和 6 月下旬在距兴安盟较近的蒙古国东部和距巴彦淖尔市较近的蒙古国南部发现大量草地螟成虫，这为进一步研究草地螟的迁飞规律和区域分布提供了重要的科学依据。 三是建立适合草地螟重灾区综合防治技术体系。针对草地螟均主要依赖化学农药应急的防治的现状，同时使用化学农药带来的环境污染、土壤残留、食品安全等一系列的问题，开展针对草地螟发生规律，集成配套农业、物理、生物和化学等综合防控技术，通过在草地螟重灾区开展试验、示范，建立综合防治示范区，组建适合草地螟重灾区综合防治技术体系，从而提高草地螟综合防治水平和效益，为持续控制草地螟猖獗危害提供技术支持和保障。 （二） 技术示范推广情况（推荐技术示范展示范围，在小范围内示范展示还是已经实现较大范围推广应用） 一是推广草地螟天地空监测预警体系。 1、其利用高空测报灯、地面虫情测报灯、性诱监测设备，实时监测草地螟成虫数量、性比及雌虫卵巢发育情况，综合判断其属迁入或迁出，迁飞数量的多少，结合当地作物生长情况和气象信息，预测下一代幼虫发生时间和发生数量，提前组织应急防控。利用高空测报灯、虫情测报灯诱集草地螟技术已经是成熟技术，并已在全国广泛推广应用，在草地螟第 3 个发生周期发挥重要作用。虫情测报灯以杀虫效果虫体完整、诱集能力强、诱集面广、峰次明显，能够很好地反映田间虫情信息的特点已经得到广大植保工作者的认可。高空测报灯射程可以达到 500 m 以上，对空中迁飞的昆虫具有很强的诱集作用。2008 年 8 月初草地螟一代成虫在北京市区突然暴发，利用 300 台高空探照灯在北京北郊建立两条阻截带，并辅以地面频振式杀虫灯形成立体式防控，证明了高空测报灯和频振式杀虫灯组建的空中阻截带能够有效阻截迁飞昆虫，为其他迁飞性害虫的应急防控作出了典范。 2、在农业部种植业管理司的高度重视和支持下，2020年我区与蒙古国科研单位建立联系，在与兴安盟邻近地区安装了虫情测报灯，委托其在草地螟盛发期监测调查虫情测报灯监测草地螟成虫发生和田间成虫、幼虫发生情况。 3、受全国农业技术推广服务中心病虫害测报处委托，我区在内蒙古兴安盟科右前旗、赤峰市喀喇沁旗 2 个旗开展了草地螟性诱剂诱蛾试验。性诱剂可通过人工合成的类似性信息素的化学成分，吸引田间同种寻求交配的雄蛾，将其诱杀在诱捕器中，使雌虫失去交配的机会，不能有效地繁殖后代，降低后代种群数量而达到防治的目的，其具有诱虫专一、无杂虫，绿色环保，使用简便等特点。 4、受全国农业技术推广服务中心病虫害测报处委托，我区在科右前旗、太仆寺旗、察右中旗、商都县、乌拉特中旗、喀喇沁旗进行了草地螟食诱试验。食诱剂安全性高，杀虫谱广，雌雄通杀，使用简便。可以有效控制害虫种群数量，减少幼虫危害，实现农作物的提质保量，减少农药用量，生态效益显著，而且很适合偏远或没有通电的田块。草地螟食诱不仅可以作为灯诱监测的补充，指导当地短期预报和有效防治。 二是建立草地螟重灾区综合防治技术核心示范区 1、农业防治。一是早秋（春）深耕灭卵灭蛹。作物收获后，于末代幼虫（越冬代）入土作茧后或来年春季越冬代草地螟羽化前对农区有草地螟虫源田块进行深耕，耕深要求17-21cm。二是中耕除草。于草地螟成虫产卵前期和产卵期进行中耕除草，铲净田间和地边杂草并带出田外沤肥或挖坑埋掉。如卵已进入孵化高峰期，对高密度田块应先化防再中耕除草。 2、物理防治。利用草地螟成虫对黑光灯、白炽灯、高压汞灯有较强的趋性，于成虫始见期开始至成虫发生末期，在田间设臵灯光诱虫装臵诱杀成虫，从而起到“杀母抑子”控害作用，减少田间着卵量。 3、生物防治。保护利用草地螟寄生性（寄生蝇、寄生蜂等）、捕食性昆虫（步甲、蚂蚁等）和鸟类等天敌资源，利用赤眼蜂防治草地螟卵、白僵菌防治草地螟幼虫，采用生物农药或植物源农药开展草地螟防治，控制草地螟种群数量，减少化学农药使用量和农药残留对环境的污染。 4、科学用药防治。当前对草地螟重灾区应用化学防治技术仍是应急防治的主要措施之一，从当地生产实际，围绕绿色植保和农业高质量发展要求，开展高效低毒、低残留、食诱、性诱新农药防治使用新技术筛选试验、示范工作，优化施药技术，减少用药次数。在施药上要充分考虑，防效、环保、经济和保护天敌资源。充分体现科学植保、公共植保、绿色植保的理念。 （三） 提质增效情况（技术试验、示范或推广过程中节约成本、提升品质、增加效益、保护耕地与生态环保等情况） 一是天地空监测预警体系在 2018-2020 年草地螟监测防控起了重要作用，2018 年兴安盟 6 月 1 日晚高空测报灯第一次监测到蛾峰后，及时组织人员全面开展田间虫情踏查，广泛发动宣传，积极应对，挽回粮食损失 27 亿斤，取得虫口夺粮战役的胜利。2020 年草地螟成虫迁飞量极大，给监测防控带来前所未有的压力，然而各类测报工具发挥了重要作用，高空测报灯及时监测到草地螟一代成虫 65 万头、二代成虫115 万头的蛾峰。2020 年，内蒙古各级植保机构和全国农作物病虫疫情测报网 43 个国家级、30 个自治区级系统病虫疫情测报站，273 个乡镇监测点，高空测报灯 65 台、地面虫情测报灯 165 台和各类性诱监测设备 15600 台（套），天地空监测预警体系已成为我区提高重大迁飞性害虫草地螟预报准确率和植保信息服务到位率的重要手段和有效抓手。 二是建立高空阻截带，设立地面灯诱、性诱和食诱防控草地螟成虫，起到“杀母抑子”的作用。灯诱和性诱环保无污染，食诱防控用药量只占常规用药的 1%。在综合技术示范区采用早秋（春）深耕灭卵灭蛹、中耕除草灭卵和种植非喜食作物等农业技术，在卵期使用赤眼蜂、幼虫期保护利用天敌，使用白僵菌等生物农药和植物源农药进行防治，减少使用化学农药。另外，草地螟重灾防治示范区从当地实际出发，开展高效低毒、低残留新农药和高效新药械试验示范工作，优化施药技术，减少用药次数，提高用药效果。 （四） 技术获奖情况（该技术为核心的科技成果获得科技奖励等情况） 未申报科技奖励
技术要点：
（一）是草地螟数字化监测预警与科学防控包括核心技术 草地螟天地空监测预警体系、草地螟食诱、性诱技术的示范推广及建立草地螟重灾区综合防治技术的示范。 1、草地螟天地空监测预警体系是利用雷达、高空测报灯、地面虫情测报灯、性诱、食诱监测设备，实时监测草地螟成虫数量、性比及雌虫卵巢发育情况，综合判断其属迁入或迁出，迁飞数量的多少，结合当地作物生长情况和气象信息，预测下一代幼虫发生时间和发生数量，提前组织应急防控。 2、草地螟的性诱技术是性诱剂通过人工合成的类似性信息素的化学成分，吸引田间同种寻求交配的雄蛾，将其诱杀在诱捕器中，使雌虫失去交配的机会，不能有效地繁殖后代，降低后代种群数量而达到防治的目的，具有诱虫专一、无杂虫，绿色环保，使用简便等特点。 3、草地螟的食诱技术是利用食诱剂有效控制害虫种群数量，减少幼虫危害，食诱剂安全性高，杀虫谱广，雌雄通杀，使用简便，实现农作物的提质保量，减少农药用量，生态效益显著，而且很适合偏远或没有通电的田块。 （二）是建立草地螟重灾区综合防治技术核心示范区 1、农业防治。一是早秋（春）深耕灭卵灭蛹。作物收获后，于末代幼虫（越冬代）入土作茧后或来年春季越冬代草地螟羽化前对农区有草地螟虫源田块进行深耕，耕深要求17-21cm。二是中耕除草。于草地螟成虫产卵前期和产卵期进行中耕除草，铲净田间和地边杂草并带出田外沤肥或挖坑埋掉。如卵已进入孵化高峰期，对高密度田块应先化防再中耕除草。 2、物理防治。利用草地螟成虫对黑光灯、白炽灯、高压汞灯有较强的趋性，于成虫始见期开始至成虫发生末期，在田间设臵灯光诱虫装臵诱杀成虫，从而起到“杀母抑子”控害作用，减少田间着卵量。 3、生物防治。保护利用草地螟寄生性（寄生蝇、寄生蜂等）、捕食性昆虫（步甲、蚂蚁等）和鸟类等天敌资源，利用赤眼蜂防治草地螟卵、白僵菌防治草地螟幼虫，采用生物农药或植物源农药开展草地螟防治，控制草地螟种群数量，减少化学农药使用量和农药残留对环境的污染。 4、科学用药防治。当前对草地螟重灾区应用化学防治技术仍是应急防治的主要措施之一，从当地生产实际，围绕绿色植保和农业高质量发展要求，开展高效低毒、低残留、食诱、性诱新农药防治使用新技术筛选试验、示范工作，优化施药技术，减少用药次数。在施药上要充分考虑，防效、环保、经济和保护天敌资源。充分体现科学植保、公共植保、绿色植保的理念。 （三）2021 年草地螟数字化监测预警与科学防控将开展以下内容： 1、加强草地螟天地空监测预警体系。一是在兴安盟科右前旗建立三模式雷达监测站点，开启内蒙迁飞性害虫雷达监测新纪元。二是 2021 年 3 月下旬至 4 月上旬在全区范围内组织测报技术人员进行草地螟冬后越冬基数调查。2020 年11 月 2-7 日全国农技中心组织北方相关省、自治区、直辖市测报技术人员和科研教学单位有关专家赴内蒙古乌兰察布市（四子王旗、察右中旗）、鄂尔多斯市（达拉特旗、杭锦旗）2 市 4 旗进行草地螟冬前发生基数调查，调查了农牧交错区荒滩地、人工和天然草地以及向日葵、马铃薯、小麦、玉米间作大豆等农田。其中，四子王旗伴生藜科和菊科杂草的荒地和人工草地以及杭锦旗向日葵田中，草地螟越冬活茧量较高，密度可达每平方米数拾至上百头。三是西部地区于3 月 20 日、东部地区于4 月 15 日开始全面启动高空测报灯、地面虫情测报灯、性诱设备监测草地螟发生情况。 2、继续与蒙古国合作，在中蒙边境地区开展利用虫情测报灯监测草地螟成虫及田间发生情况调查。 3、继续开展草地螟成虫性诱和食诱试验并召开草地螟成虫性诱和食诱试验示范工作。 4、在兴安盟科右前旗召开天地空监测预警和草地螟重灾区综合防控现场会。 5、在已有的内蒙古农作物重大病虫数字化监测预警平台开发草地螟高空测报灯成虫诱测记载表、草地螟发生预警功能，形成内蒙古农作物重大病虫防控指挥系统。
适宜区域：全国草地螟发生区域均适宜推广。
注意事项：（一）草地螟数字化监测预警与科学防控是保障我国东北、华北和西北地区虫口夺粮、防灾减灾的重要技术措施，需加强组织领导，成立草地螟重灾区监测预警和综合防治领导小组，建立上下联动的高效运转机制，以保障监测预警技术到位，信息传递和防治技术指导到位。 （二）建立农科教合作机制，保障工作经费。建立天地空的监测预警体系，探索草地螟迁入迁出规律，是填补国家空白，需在基础设施建设和科研力量上投入经费，保障工作得以顺利开展。 （三）加强基层测报防治体系人才队伍建设，确保病情虫情有人查、疫情有人管、防治有人指导。加强社会化服务组织培育，创新服务方式方法，提升社会化防病治虫服务能力。
支撑单位：内蒙古自治区植保植检站
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