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從“美人計”到以蟲治蟲!花生守護女博士的“害蟲大作戰”

2023-09-27 16:17 大眾報業·半島新聞閱讀 (3288499) 掃描到手機

半島全媒體首席記者 王永端

初秋,當青島各地的農民收獲花生時,曲明靜博士卻在試驗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,還是國家花生產業技術體系生物防治與綜合防控崗位科學家、山東省農科院花生病蟲害綠色防控創新團隊首席專家。18年來,她不僅在野外研究害蟲,還在花生試驗基地建起多個網室養殖金龜子,研究這一害蟲的發生規律。

曲明靜博士在實驗室

多年里,曲明靜根據金龜子的生存習性,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”長城也已開始鍛造。

■損害秧苗和土地的農藥

位于萊西市的國家花生原原種擴繁基地,是山東省花生研究所的種植試驗基地。我國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、養殖害蟲,而且還指揮害蟲“大戰”。

“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,是基于研究蟲害發生規律的需要。

“這塊地的花生從播種到收獲,不會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。”

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所有地區,黃淮海產區發生最重,花生一旦成害將造成 20%~40%減產,嚴重減產可達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’這個漂亮名字的背后,對花生而言,是要‘害’。”

因為蠐螬在長江以北的有些地區或某些地塊泛濫,一些農戶種植花生之初,就施農藥。

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

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

“從播種到收獲,噴施農藥不下10次。”曲明靜說,“正是基于頻繁的施用各種農藥,在病蟲害高發區的花生植株、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生。”

前幾年,遼寧省一山羊養殖戶,將購買的花生秧喂了自家山羊后,導致多只山羊出現中毒癥狀甚至流產。事后相關部門在干燥的花生秧中檢測出了除草劑成分,這些成分可能會對羊的肝臟和血液系統有較大損害,可導致貧血、肝損傷等癥狀,嚴重時會危及羊的生命。

無獨有偶。2018年貴州省某縣一牧業公司波爾山羊場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,33只患羊死亡。

■為一只蟲子,遍走各地

農作物種植過程不論地上部植株噴藥還是根部施藥,秸稈或是根系都會有藥物殘存,長此以往,會對土壤和地下水造成危害。

曲明靜多年研究發現,部分種類農藥殘留在土壤中不易分解,影響下茬作物生長的同時,藥殘還改變了土壤酸堿度,殺滅土壤中有益生物,進而降低土壤品質造成土壤板結甚至鹽漬化,加重了土傳病害的發生。

近年,我國花生種植面積穩定在7000萬畝,花生更是我國重要的油料作物。正是基于花生的重要性和農殘對食品、環境和土壤造成的潛在危害,近年來國家也啟動了農藥減量施用計劃,作為國家花生產業技術體系生物防治與綜合防控崗位科學家的曲明靜在思考,如何更加科學安全的防治花生的第一害蟲蠐螬,同時最大程度的保護環境的安全。

“哪怕我國有2000萬畝花生少噴施農藥,也是一場前所未有的突破與革命。 ”曲明靜說,“實現這種突破,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現的,這一新領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律和習性。

蠐螬的優勢種有哪些?成蟲交配習性如何,飛翔能力如何?一只雌性成蟲能產多少卵?

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花生的危害性。

國家花生產業技術體系在全國花生主產省設置了25個綜合試驗站,負責為當地的花生種植戶示范先進種植管理技術。”曲明靜說,“因此,我們也會經常收到各地農戶關于蠐螬防治的技術需求。”

每到一個地方或省份,曲明靜會選擇蠐螬發生的重災地或重災區,將花生整穴挖出看看蠐螬的種類、蠐螬的發生和危害程度、金龜子的交配取食規律、周圍寄主植物分布情況,詳細詢問當地氣候的情況。夏天的白天和夜晚,農田里蚊蟲多,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,用隨身攜帶的風油精抹一抹,繼續上陣。

在我國,危害農業生產非常嚴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,在青島的農田中分布最為廣泛,而花生、地瓜、土豆、玉米等農作物是蠐螬的最愛。

顯然,摸清金龜子與蠐螬在大田對農作物“偏愛”造成的嚴重危害性,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花生等農作物的危害性,曲明靜在思考是不是要建網室,將這些害蟲養在網室里,近距離見證和分析蠐螬的習性。

“只有真正了解了它們的習性,才能對他們‘下手’。”曲明靜說。

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

曲明靜養殖的蠐螬

放于花生田的氣味誘捕器捕獲大量金龜子

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

“夏天我得到萊西的試驗基地去,需要晚上去,和金龜子在一起。”曲明靜說。

萬家燈火時,她卻乘上了從青島開往萊西的動車。下了動車,她再打上出租車趕往試驗基地。夜晚的試驗基地一片靜寂,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。

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

■美人計夜捕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,還要進食,飯飽的它們于凌晨鉆進土壤產卵,次日晚上再鉆出土壤輪回頭天的生活。

夜晚的網室里,陪著金龜子大軍一坐就是數小時的曲明靜,發現出土后的雌蟲和雄蟲非常活躍,很快進入交配狀態,大約三四十分鐘后雌雄蟲就分開各自取食,因此她猜測,雌雄蟲之間應該存在一種物質,能吸引到彼此來交配從而維持后代。通過更細致的觀察,曲明靜發現,交配前夕雌蟲腹部末端會伸出囊狀腺體,雄蟲會迅速飛往雌蟲,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進了室內,對這個囊狀腺體的物質進行了精確分離和鑒定,通過一次次的試驗,最終終于搞清了囊狀腺體內分泌物質的成分并且在體外合成,研發出了我國首個暗黑鰓金龜的性誘劑。實現了利用害蟲美人計監測誘捕害蟲的目的。

金龜子被捕獲后進行冷凍用于研究

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,豈知這個誘捕器并非是它們尋找的“妻子”,而是一個陷阱。試驗中,一個誘捕器曾一夜誘捕了2000多只雄性金龜子,同時引誘的雄蟲又充當誘餌引誘到了部分的雌蟲。當絕大多數雄性金龜子被滅殺,雌性金龜子的繁殖率也大大降低。

“氣味誘殺”金龜子的這一發明當前已被廣泛應用。

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

■從“氣味誘殺”到“植物誘殺”

紅麻吸引土蜂

以往的科研經驗告訴她,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,曲明靜發現榆樹和桑樹是最能吸引金龜子進食的寄主植物。 發現這一特性后的她,在花生試驗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,紛紛飛向桑樹進食時,豈知桑葉上已被曲明靜噴灑了化學藥劑。這些食用了噴有化學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。當大量金龜子的尸體在桑樹下和試驗田里堆積時,今年曲明靜發現她花生試驗田里的蠐螬蟲害少了。

“僅僅在桑樹上噴一些化學藥劑,就可減少金龜子和蠐螬的數量,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生’的思想,實現了利益最大化。”

找到可以利用桑樹來防控金龜子這一習性,僅是“植物誘殺”的開端。對她而言,剿滅蠐螬的最終目是為國家花生產業服務。

曲明靜認為,桑樹和榆樹能長成大樹,長此以往種植在花生等農作物地頭上的桑樹不僅會占據土地面積,而且桑樹的樹蔭會致花生減產甚至絕產。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性,需要科學家們嚴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現且學術嚴謹的科學家。

長期的夜間研究,曲明靜偶然間發現綠化植物紅葉石楠也能吸引金龜子的取食。當時200畝花生試驗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,發現很多金龜子聚集在紅葉石楠葉子上啃食。她用燈光照著仔細觀察了半個多小時,發現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,這一發現當時讓她相當意外。之后,她又將網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行對比,并研究三種植物共存的網室內,金龜子更喜歡取食哪種植物。

研究之初到現在,曲明靜的大網室里已經養殖繁殖了至少3000對成蟲和10000頭幼蟲。夏季的夜間,鉆進網室的曲明靜發現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

上述發現,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藥劑,夜間,當蜂擁而至的金龜子撲向這一植物取食還未飛離,已經喪身枝條下了。

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作物生長。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

對曲明靜而言,金龜子美人計、植物誘殺是生物防治蟲害的一個部分。為了開發更多的技術手段,曲明靜發現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蟲網室

“日照種植紅麻的農戶多,紅麻的蜜腺能吸引土蜂聚集,我最早在日照的農田里發現土蜂的存在。”曲明靜說,實際上在全國各地的普查中,我們也發現各地都有土蜂的身影。

這個初秋,在花生試驗基地旁邊的一塊地里,近2米高的紅麻生長旺盛,這些紅麻是曲明靜為研發土蜂聚集而栽種的。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?對于這一問題,曲明靜認為,這背后涉及寄主和天敵之間的化學通訊,復雜機理也是她想知道的,但目前還沒有研究清楚。不過她懷疑,土蜂產卵于蠐螬,可能靠氣味傳遞信息。

紅麻在曲明靜的試驗田里有了用武之地,蓖麻也在她的試驗田里派上了用場。

在試驗中,她發現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田里引誘金龜子使用。當前這些試驗還在探索階段。