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從“美人計(jì)”到以蟲治蟲!花生守護(hù)女博士的“害蟲大作戰(zhàn)”

2023-09-27 16:17 大眾報(bào)業(yè)·半島新聞閱讀 (3275330) 掃描到手機(jī)

半島全媒體首席記者 王永端

初秋,當(dāng)青島各地的農(nóng)民收獲花生時(shí),曲明靜博士卻在試驗(yàn)田里忙著查看她今年種植的晚期花生,有沒有被蠐螬啃食。

身為山東省花生研究所研究員的曲明靜,還是國(guó)家花生產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系生物防治與綜合防控崗位科學(xué)家、山東省農(nóng)科院花生病蟲害綠色防控創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)首席專家。18年來,她不僅在野外研究害蟲,還在花生試驗(yàn)基地建起多個(gè)網(wǎng)室養(yǎng)殖金龜子,研究這一害蟲的發(fā)生規(guī)律。

曲明靜博士在實(shí)驗(yàn)室

多年里,曲明靜根據(jù)金龜子的生存習(xí)性,不僅利用“食誘劑”和“性誘劑”剿滅,而這背后“以蟲治蟲”的“生物防治”長(zhǎng)城也已開始鍛造。

■損害秧苗和土地的農(nóng)藥

位于萊西市的國(guó)家花生原原種擴(kuò)繁基地,是山東省花生研究所的種植試驗(yàn)基地。我國(guó)諸多花生的新品種不光從這里雜交選育而出,這里還是花生、玉米等農(nóng)作物蟲害的研究基地。身高不足1.6米的首席專家曲明靜,卻在這片大田里不僅常年研究蟲害、養(yǎng)殖害蟲,而且還指揮害蟲“大戰(zhàn)”。

“大田中早期種植的花生,收獲已接近尾聲。”曲明靜說,她眼前的這塊花生收獲晚,是基于研究蟲害發(fā)生規(guī)律的需要。

“這塊地的花生從播種到收獲,不會(huì)在土壤里施加任何殺蟲劑,也盡量不在植株上噴灑殺蟲劑。”曲明靜說,“除了施肥和基本控旺外,完全靠自然生長(zhǎng)。”

曲明靜彎腰使勁拔出了一穴花生,放在手里撥弄著帶著鮮土氣息的花生果說:“沒有蠐螬啃食,也沒有其他病蟲害。”

寄生在蠐螬身體上的土蜂卵(中)最終絞殺蠐螬

遭蠐螬啃食的花生

曲明靜所說的蠐螬,是土壤中常見的啃食花生果皮和果仁的害蟲。這種害蟲分布在全國(guó)所有地區(qū),黃淮海產(chǎn)區(qū)發(fā)生最重,花生一旦成害將造成 20%~40%減產(chǎn),嚴(yán)重減產(chǎn)可達(dá)70%~80%,甚至絕收。

“蠐螬的成蟲,就是通常所說的金龜子。”曲明靜說,“‘金龜子’這個(gè)漂亮名字的背后,對(duì)花生而言,是要‘害’。”

因?yàn)橄擉┰陂L(zhǎng)江以北的有些地區(qū)或某些地塊泛濫,一些農(nóng)戶種植花生之初,就施農(nóng)藥。

“一些種植戶往往將農(nóng)藥放在花生種子里攪拌均勻了種下,土里還要放農(nóng)藥。”曲明靜說,“土里放藥,是消滅蠐螬幼蟲等害蟲的第一關(guān)。”

曲明靜說,在一些病蟲害嚴(yán)重的省份或地區(qū),花生苗期要在植株上噴殺菌劑,隨著花生的生長(zhǎng)要噴兩到三遍食葉蟲和蚜蟲藥,封壟之前噴一遍藥預(yù)防白絹病。這些完成,再開始噴控制花生苗生長(zhǎng)過旺的農(nóng)藥,生長(zhǎng)期間還要噴除草劑,后期還要噴灑防治二到三遍防治葉斑病的藥,同時(shí)還要施殺滅蠐螬的藥。

“從播種到收獲,噴施農(nóng)藥不下10次。”曲明靜說,“正是基于頻繁的施用各種農(nóng)藥,在病蟲害高發(fā)區(qū)的花生植株、莢果、土壤、地下水都受到了不同程度的污染,又加重了土傳病害等的發(fā)生。”

前幾年,遼寧省一山羊養(yǎng)殖戶,將購(gòu)買的花生秧喂了自家山羊后,導(dǎo)致多只山羊出現(xiàn)中毒癥狀甚至流產(chǎn)。事后相關(guān)部門在干燥的花生秧中檢測(cè)出了除草劑成分,這些成分可能會(huì)對(duì)羊的肝臟和血液系統(tǒng)有較大損害,可導(dǎo)致貧血、肝損傷等癥狀,嚴(yán)重時(shí)會(huì)危及羊的生命。

無獨(dú)有偶。2018年貴州省某縣一牧業(yè)公司波爾山羊場(chǎng)羊群因食用噴了除草劑的秧苗慢性中毒,共造成42只懷孕母羊流產(chǎn),33只患羊死亡。

■為一只蟲子,遍走各地

農(nóng)作物種植過程不論地上部植株噴藥還是根部施藥,秸稈或是根系都會(huì)有藥物殘存,長(zhǎng)此以往,會(huì)對(duì)土壤和地下水造成危害。

曲明靜多年研究發(fā)現(xiàn),部分種類農(nóng)藥殘留在土壤中不易分解,影響下茬作物生長(zhǎng)的同時(shí),藥殘還改變了土壤酸堿度,殺滅土壤中有益生物,進(jìn)而降低土壤品質(zhì)造成土壤板結(jié)甚至鹽漬化,加重了土傳病害的發(fā)生。

近年,我國(guó)花生種植面積穩(wěn)定在7000萬畝,花生更是我國(guó)重要的油料作物。正是基于花生的重要性和農(nóng)殘對(duì)食品、環(huán)境和土壤造成的潛在危害,近年來國(guó)家也啟動(dòng)了農(nóng)藥減量施用計(jì)劃,作為國(guó)家花生產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系生物防治與綜合防控崗位科學(xué)家的曲明靜在思考,如何更加科學(xué)安全的防治花生的第一害蟲蠐螬,同時(shí)最大程度的保護(hù)環(huán)境的安全。

“哪怕我國(guó)有2000萬畝花生少噴施農(nóng)藥,也是一場(chǎng)前所未有的突破與革命。 ”曲明靜說,“實(shí)現(xiàn)這種突破,最有效的方式就是采用各種生物防治的措施。”

顯然,這也不是靠想象就可實(shí)現(xiàn)的,這一新領(lǐng)域的嘗試與探索需要摸清幼蟲蠐螬和成蟲金龜子的生活規(guī)律和習(xí)性。

蠐螬的優(yōu)勢(shì)種有哪些?成蟲交配習(xí)性如何,飛翔能力如何?一只雌性成蟲能產(chǎn)多少卵?

夜幕下,紅葉石楠上被絞殺的金龜子

右為蠐螬啃食后腐爛的花生仁

帶著這些問題,曲明靜博士在讀期間也做過一些研究。盡管如此,但她還是要親眼看到蠐螬對(duì)花生的危害性。

國(guó)家花生產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系在全國(guó)花生主產(chǎn)省設(shè)置了25個(gè)綜合試驗(yàn)站,負(fù)責(zé)為當(dāng)?shù)氐幕ㄉN植戶示范先進(jìn)種植管理技術(shù)。”曲明靜說,“因此,我們也會(huì)經(jīng)常收到各地農(nóng)戶關(guān)于蠐螬防治的技術(shù)需求。”

每到一個(gè)地方或省份,曲明靜會(huì)選擇蠐螬發(fā)生的重災(zāi)地或重災(zāi)區(qū),將花生整穴挖出看看蠐螬的種類、蠐螬的發(fā)生和危害程度、金龜子的交配取食規(guī)律、周圍寄主植物分布情況,詳細(xì)詢問當(dāng)?shù)貧夂虻那闆r。夏天的白天和夜晚,農(nóng)田里蚊蟲多,為了觀察金龜子和蠐螬,腿腳、胳膊和臉上被蚊子叮起大包的她,用隨身攜帶的風(fēng)油精抹一抹,繼續(xù)上陣。

在我國(guó),危害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)非常嚴(yán)重的金龜子分為華北大黑鰓金龜、暗黑鰓金龜、銅綠麗金龜三種。其中暗黑鰓金龜和銅綠麗金龜,在青島的農(nóng)田中分布最為廣泛,而花生、地瓜、土豆、玉米等農(nóng)作物是蠐螬的最愛。

顯然,摸清金龜子與蠐螬在大田對(duì)農(nóng)作物“偏愛”造成的嚴(yán)重危害性,僅是曲明靜研究并利用生物剿滅蠐螬的第一步。

■金龜子的生死牢

掌握蠐螬的分布和親眼見證這一害蟲對(duì)花生等農(nóng)作物的危害性,曲明靜在思考是不是要建網(wǎng)室,將這些害蟲養(yǎng)在網(wǎng)室里,近距離見證和分析蠐螬的習(xí)性。

“只有真正了解了它們的習(xí)性,才能對(duì)他們‘下手’。”曲明靜說。

在之前建立大型網(wǎng)室研究的基礎(chǔ)上,從2020年開始,她在試驗(yàn)基地要了一分地,開始指揮工人在地里用鋼管和絲網(wǎng)施工。當(dāng)工人聽說眼前這個(gè)纖弱的女博士要養(yǎng)害蟲,施工工人都笑了:“在網(wǎng)室里養(yǎng)害蟲,這還是第一次聽說。”

曲明靜養(yǎng)殖的蠐螬

放于花生田的氣味誘捕器捕獲大量金龜子

3個(gè)小型網(wǎng)室建起來了,每個(gè)網(wǎng)室的高度大約1.5米,面積約6平方米。建3個(gè)網(wǎng)室之目的是將三種金龜分別放在不同的網(wǎng)室中。

“夏天我得到萊西的試驗(yàn)基地去,需要晚上去,和金龜子在一起。”曲明靜說。

萬家燈火時(shí),她卻乘上了從青島開往萊西的動(dòng)車。下了動(dòng)車,她再打上出租車趕往試驗(yàn)基地。夜晚的試驗(yàn)基地一片靜寂,曲明靜頭頂探照燈,開始在200畝的花生基地里,承受著蚊蟲叮咬觀察金龜子。

“從晚上七八點(diǎn)鐘開始觀察交配取食計(jì)數(shù),常常要忙乎到近午夜12點(diǎn)。”曲明靜說,當(dāng)夜這些被她捕捉后放在網(wǎng)兜中的金龜子被小心翼翼地送到網(wǎng)室。從此,網(wǎng)室成了這些金龜子的生死牢籠。

■美人計(jì)夜捕2000金龜子

每到夜幕降臨,從泥土鉆出地面性成熟的金龜子除了尋找異性交配之外,還要進(jìn)食,飯飽的它們于凌晨鉆進(jìn)土壤產(chǎn)卵,次日晚上再鉆出土壤輪回頭天的生活。

夜晚的網(wǎng)室里,陪著金龜子大軍一坐就是數(shù)小時(shí)的曲明靜,發(fā)現(xiàn)出土后的雌蟲和雄蟲非常活躍,很快進(jìn)入交配狀態(tài),大約三四十分鐘后雌雄蟲就分開各自取食,因此她猜測(cè),雌雄蟲之間應(yīng)該存在一種物質(zhì),能吸引到彼此來交配從而維持后代。通過更細(xì)致的觀察,曲明靜發(fā)現(xiàn),交配前夕雌蟲腹部末端會(huì)伸出囊狀腺體,雄蟲會(huì)迅速飛往雌蟲,是不是這里面有什么奧秘呢?因此她將這些害蟲精靈從室外請(qǐng)進(jìn)了室內(nèi),對(duì)這個(gè)囊狀腺體的物質(zhì)進(jìn)行了精確分離和鑒定,通過一次次的試驗(yàn),最終終于搞清了囊狀腺體內(nèi)分泌物質(zhì)的成分并且在體外合成,研發(fā)出了我國(guó)首個(gè)暗黑鰓金龜?shù)男哉T劑。實(shí)現(xiàn)了利用害蟲美人計(jì)監(jiān)測(cè)誘捕害蟲的目的。

金龜子被捕獲后進(jìn)行冷凍用于研究

金龜子的幼蟲蠐螬

“誘捕劑采用了金龜子的雌性成分。”曲明靜說,當(dāng)夜間出土的雄性金龜子嗅到誘捕器上的雌性氣味,紛紛飛向誘捕器,豈知這個(gè)誘捕器并非是它們尋找的“妻子”,而是一個(gè)陷阱。試驗(yàn)中,一個(gè)誘捕器曾一夜誘捕了2000多只雄性金龜子,同時(shí)引誘的雄蟲又充當(dāng)誘餌引誘到了部分的雌蟲。當(dāng)絕大多數(shù)雄性金龜子被滅殺,雌性金龜子的繁殖率也大大降低。

“氣味誘殺”金龜子的這一發(fā)明當(dāng)前已被廣泛應(yīng)用。

“南到四川、北到吉林、西到山西、東到青島,一些花生、玉米、土豆、蘿卜等農(nóng)作物種植區(qū),目前已經(jīng)開始應(yīng)用氣味誘捕器。”曲明靜說,實(shí)踐證明,放置了誘捕器的地塊,金龜子和蠐螬大量減少,農(nóng)作物收成顯著提高。

■從“氣味誘殺”到“植物誘殺”

紅麻吸引土蜂

以往的科研經(jīng)驗(yàn)告訴她,桑樹和榆樹的葉子是蠐螬成蟲金龜子的最愛。在田間觀察時(shí),曲明靜發(fā)現(xiàn)榆樹和桑樹是最能吸引金龜子進(jìn)食的寄主植物。 發(fā)現(xiàn)這一特性后的她,在花生試驗(yàn)田的地頭種植了桑樹。來年夏季到來,金龜子夜間出土尋找異性交配完成,紛紛飛向桑樹進(jìn)食時(shí),豈知桑葉上已被曲明靜噴灑了化學(xué)藥劑。這些食用了噴有化學(xué)藥劑桑葉的金龜子還沒鉆入土地,就紛紛從桑葉滑落到地上,或者喪命于入土回巢中途。當(dāng)大量金龜子的尸體在桑樹下和試驗(yàn)田里堆積時(shí),今年曲明靜發(fā)現(xiàn)她花生試驗(yàn)田里的蠐螬蟲害少了。

“僅僅在桑樹上噴一些化學(xué)藥劑,就可減少金龜子和蠐螬的數(shù)量,可以減少在花生上的噴藥量。”曲明靜說,“蟲害的減少,歸功于‘地下害蟲地上治,防治住了金龜子就減少了蠐螬的發(fā)生’的思想,實(shí)現(xiàn)了利益最大化。”

找到可以利用桑樹來防控金龜子這一習(xí)性,僅是“植物誘殺”的開端。對(duì)她而言,剿滅蠐螬的最終目是為國(guó)家花生產(chǎn)業(yè)服務(wù)。

曲明靜認(rèn)為,桑樹和榆樹能長(zhǎng)成大樹,長(zhǎng)此以往種植在花生等農(nóng)作物地頭上的桑樹不僅會(huì)占據(jù)土地面積,而且桑樹的樹蔭會(huì)致花生減產(chǎn)甚至絕產(chǎn)。因此,桑樹和榆樹并不是引誘和絞殺金龜子最有效的樹種。能否找到替代植物,一段時(shí)間來,曲明靜為此陷入困惑。

蓖麻葉有麻痹金龜子的功效

與各類害蟲、益蟲廝殺或握手,掌握并利用它們的習(xí)性,需要科學(xué)家們嚴(yán)密的洞察力與思考力。一直以來,曲明靜就是這樣一位善于發(fā)現(xiàn)且學(xué)術(shù)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)家。

長(zhǎng)期的夜間研究,曲明靜偶然間發(fā)現(xiàn)綠化植物紅葉石楠也能吸引金龜子的取食。當(dāng)時(shí)200畝花生試驗(yàn)基地中間的道路上種植了一株很小的紅葉石楠,一次夜間捕捉金龜子的她,發(fā)現(xiàn)很多金龜子聚集在紅葉石楠葉子上啃食。她用燈光照著仔細(xì)觀察了半個(gè)多小時(shí),發(fā)現(xiàn)仍有金龜子不停飛向這紅葉石楠取食。

“不管在課本上還是以往的研究,沒有聽說紅葉石楠能吸引金龜子。”曲明靜說,這一發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí)讓她相當(dāng)意外。之后,她又將網(wǎng)室里栽上了紅葉石楠,她要在用桑樹、榆樹和紅葉石楠三種功能植物進(jìn)行對(duì)比,并研究三種植物共存的網(wǎng)室內(nèi),金龜子更喜歡取食哪種植物。

研究之初到現(xiàn)在,曲明靜的大網(wǎng)室里已經(jīng)養(yǎng)殖繁殖了至少3000對(duì)成蟲和10000頭幼蟲。夏季的夜間,鉆進(jìn)網(wǎng)室的曲明靜發(fā)現(xiàn)出土的金龜子完成交配首選的食材在榆樹桑樹和紅葉石楠間沒有明顯不同。

紅葉石楠是金龜子食物的最愛

上述發(fā)現(xiàn),讓她信心倍增。之后,她用同樣的辦法,將200畝基地綠化道上的紅葉石楠葉片上噴灑化學(xué)藥劑,夜間,當(dāng)蜂擁而至的金龜子撲向這一植物取食還未飛離,已經(jīng)喪身枝條下了。

作為綠化樹種的紅葉石楠,其小體型種植在地頭或大田行道邊并不影響農(nóng)作物生長(zhǎng)。這也就意味著紅葉石楠可替代了桑樹、榆樹這兩種誘集寄主植物。

■利用土蜂剿滅蠐螬

對(duì)曲明靜而言,金龜子美人計(jì)、植物誘殺是生物防治蟲害的一個(gè)部分。為了開發(fā)更多的技術(shù)手段,曲明靜發(fā)現(xiàn)紅麻可以很大程度上吸引土蜂的聚集,而這種體型較小的土蜂又是蠐螬的天敵。

曲明靜和她的小型養(yǎng)蟲網(wǎng)室

“日照種植紅麻的農(nóng)戶多,紅麻的蜜腺能吸引土蜂聚集,我最早在日照的農(nóng)田里發(fā)現(xiàn)土蜂的存在。”曲明靜說,實(shí)際上在全國(guó)各地的普查中,我們也發(fā)現(xiàn)各地都有土蜂的身影。

這個(gè)初秋,在花生試驗(yàn)基地旁邊的一塊地里,近2米高的紅麻生長(zhǎng)旺盛,這些紅麻是曲明靜為研發(fā)土蜂聚集而栽種的。紅麻種植在花生附近,吸引了不少土蜂聚集,這些土蜂入地后,直接將卵產(chǎn)在蠐螬身上。如此,寄生在蠐螬身上的土蜂卵以蠐螬為食,最終將蠐螬消滅。

兩者相殺之前,益蟲土蜂是如何找到害蟲蠐螬的?對(duì)于這一問題,曲明靜認(rèn)為,這背后涉及寄主和天敵之間的化學(xué)通訊,復(fù)雜機(jī)理也是她想知道的,但目前還沒有研究清楚。不過她懷疑,土蜂產(chǎn)卵于蠐螬,可能靠氣味傳遞信息。

紅麻在曲明靜的試驗(yàn)田里有了用武之地,蓖麻也在她的試驗(yàn)田里派上了用場(chǎng)。

在試驗(yàn)中,她發(fā)現(xiàn)蓖麻有麻痹某些種類金龜子的功效,于是她也將蓖麻種在了試驗(yàn)田里引誘金龜子使用。當(dāng)前這些試驗(yàn)還在探索階段。