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[农民日报]以虫治草以草抑草

阻击豚草恶性入侵的生物防治战初显成效

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  在黄冈市红安县永佳和镇金家村的一片玉米地外,可以看到一片“火烧状”的杂草,这些杂草就是有“植物杀手”之称的豚草。站在“全国豚草生物防治技术示范基地”站牌旁,看着即将枯死的恶性入侵杂草豚草,中国农业科学院植物保护研究所研究员、生物入侵防控创新团队首席科学家万方浩感到很欣慰,恶性入侵杂草豚草的生物防治已见成效。

  近日在湖北红安县召开的全国豚草生物防治展示及现场观摩会上,中国工程院院士陈剑平、宋宝安、康振生等专家认为,豚草生物防治与生态治理技术研究成果整体达到同类研究国际领先水平,其应用是我国乃至全世界入侵杂草区域减灾持续治理的成功范例。

  国际公害:危害大,防控难

  打喷嚏、流鼻涕,发低烧……如果久治不愈,可能并不是伤风感冒而是豚草过敏。记者了解到,豚草对人体有直接危害,它的花粉能够引起过敏性变态反应,是秋季花粉过敏症的主要致病原,人一旦吸入,会出现喷嚏、咳嗽、流涕、气喘、全身发痒、头痛等花粉过敏症状,严重的还会引发肺气肿、哮喘,有可能危及生命。而且感染以后会年年复发,一年比一年加重。在历史上,前苏联克拉斯诺尔达地区,在豚草花期约有七分之一的人因患豚草病无法劳动。因此,豚草被定为国际检疫杂草、公害杂草,我国已将其列入外来入侵生物名单中。

  豚草又名艾叶破布草、美洲艾,属于菊科豚草属,起源于北美洲索诺兰地区。20世纪30年代,豚草传入我国东南沿海地区,“由于其脱离了原产地天敌等生物因子的制约,扩散蔓延尤为迅速。”万方浩告诉记者,目前豚草已在我国华中、华东、华南、华北及东北22省(市、自治区)广泛分布。豚草花粉过敏的患者占豚草发生区人口总数的2~3%以上,过敏症人群达1450余万人,每年医疗费达14.5亿元。

  豚草对生态的危害则更大。豚草由于其极强的生命力,可以遮盖和压抑其他植物,造成原有生态系统的破坏,消耗土壤中的水分和营养,形成单种优势群落,导致原有植物群落的衰退和消亡。豚草能混杂所有旱地作物,特别是玉米、大豆、向日葵、大麻、洋麻等作物,能导致作物大面积草荒,造成农业惨重损失。

  另一方面,豚草具备较高的生态环境适应性,耐盐碱、贫瘠、干旱,其繁殖力强大,种子量最高可达3万粒/株,并且种子有二次休眠特性,休眠期可达40年,这也使得豚草的防控治理工作难度非常大。

  从1986年开始研究豚草,万方浩这样形容自己的科研工作:“30多年只干一件事。”万方浩团队经过30年的系统研究,不仅揭示了豚草适应性广、竞争力强、扩散速度快的种群扩张机制,还阐明了豚草在我国广泛分布与暴发成灾的主要原因,为豚草的系统治理提供了理论基础和科学依据。

  引进天敌:昆虫与豚草的对决

  对豚草的防控治理,我国各地也采取过一些措施,“人民战争”式的人工拔除、割除,或除草剂化学防除,都“野火烧不尽、春风吹又生”,效果并不理想。既然豚草暴发成灾,根源在于没有了原产地的天敌,那么引进天敌防控则成为最有效和绿色环保的治理方式。

  记者了解到,从1987年开始,万方浩开始了寻找天敌昆虫之旅。他先后从加拿大、美国和前苏联等国引进7种天敌昆虫,经多年非选择性和选择性试验,成功筛选出豚草卷蛾。另外,广聚萤叶甲是一种不请自来的天敌昆虫,经过多年的安全性评价、适生性研究、规模化饲养及野外助增和助迁释放,该天敌已在野外建立种群,并对释放地豚草起到了很好的控制作用。周忠实研究员从2007年到中国农科院植保所做博士后开始,就一直从事豚草生物防治研究,他发现广聚萤叶甲蚕食叶片,阻断光合作用;豚草卷蛾蛀食茎秆,截流营养供应。可以说,这两种天敌昆虫各有分工且又互补,共同对付豚草。施放这两种天敌之后,豚草短时间内呈大面积“火烧状”枯死。

  这两种昆虫战斗力这么强,除了对付豚草,会不会造成其他的生态伤害呢?万方浩解释了记者的疑惑,“团队针对豚草卷蛾选取15科37种植物、广聚萤叶甲选取14科53种植物进行试验,并经过连续多年的野外跟踪观察豚草卷蛾25年、广聚萤叶甲10年,进一步证实了两种天敌昆虫的寄主专一性,也就是说它们只吃豚草,对农作物、果蔬、观赏植物及其他有益生物高度安全。”

  天敌如何释放则是直接关系到防控治理豚草效果的又一个重要方面。植保所副研究员陈红松介绍,5月底前在华南、华中、华北等豚草重灾区,每亩分别释放广聚萤叶甲和豚草卷蛾各80、200和300头控制豚草;7月中下旬,天敌昆虫在释放区自然增殖2~3代后,采用远距离人工助迁的方法,可扩大控制区域40~60倍。豚草卷蛾可使豚草种子量降低20%~30%,广聚萤叶甲对豚草的控制效果达95%以上。

  多年大面积推广应用,两种天敌昆虫在19省份成功建立自然种群,并由中心释放区域逐年向周边扩散;在大面积生防中心区,豚草植株死亡率达95%以上,实现了稳定持久的控制。

  虫草组合:阻击豚草效果更佳

  除了利用引进天敌昆虫防治豚草,万方浩团队还首次建立入侵杂草生态屏障拦截和替代修复技术。经过十余年研究,他们从50种植物中筛选出紫穗槐、小冠花、杂交象草等十余种具有经济或生态利用价值的替代植物及其组合,用于豚草发生扩散前沿的拦截与重灾区的替代修复。

  在豚草扩散廊道前沿,层次性地种植替代植物(紫穗槐、黑麦草、小冠花等)进行绿化与拦截,阻止其扩散蔓延。建立了11条豚草扩散廊道前沿的生态屏障植物拦截带,拦截防线达300多公里,有效切断了豚草自然扩散路径,拦截效果达86%以上。

  在果园与林地、草场与林地、撂荒地、河滩、退化草地等建立了10个豚草重灾区的植物替代修复示范县,修复区域生物量降低97.8%。

  团队按照“分区治理和分类施策”的总体原则,建立了豚草区域治理技术体系,在华北及周边地区以替代植物拦截与生态修复技术为主,在华东、华南、华中豚草发生区以生物防治技术为主,在西南以植物替代控制与生物防治联合控制技术为主。该技术体系先后在辽宁、湖北、云南等16个省市大面积推广应用,区域防效达85%~95%。

  记者了解到,自2004年开展“全国十省百县灭毒除害行动”以来,本成果的生物防治与植物替代技术一直作为主推技术大面积推广应用。截至2017年,相关研究成果已累计推广应用达6314万亩次,总增收节支达58.3亿元,取得了巨大的生态、经济和社会效益。

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