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不找配偶也能子孫滿堂的“稻水象甲” 跨洋而來的水稻終結(jié)者

2014-12-21 10:47
環(huán)境與生活 2014年7期
關(guān)鍵詞:越冬成蟲稻田

今年5月份,四川省樂山市寶興村的村民發(fā)現(xiàn),自家水田里的水稻幼苗已經(jīng)返青,但突然又開始泛黃,連續(xù)噴灑農(nóng)藥未果,爾后水稻葉子枯萎,甚至出現(xiàn)幼苗大面積死亡。有農(nóng)業(yè)專家到田間調(diào)查發(fā)現(xiàn),一些水稻嫩葉上有明顯的蟲噬痕跡,初步統(tǒng)計(jì)該村有上百畝水稻死亡,無藥可救。專家判定造成水稻死亡的罪魁禍?zhǔn)?,是一種名為“稻水象甲”的害蟲。它被國際自然保護(hù)聯(lián)盟列為全球100種最具威脅的入侵物種之一,嚴(yán)重危害糧食安全。這稻水象甲為何許物也?怎會(huì)有如此的殺傷力?

無需交配的“繁殖機(jī)器”

稻水象甲的老家,遠(yuǎn)在大洋彼岸的美國路易斯安那州,它被國際自然保護(hù)聯(lián)盟列為全球100種最具威脅的外來物種之一,在我國《進(jìn)境植物檢疫危險(xiǎn)性病、蟲、草名錄》中,被列為二類檢疫性害蟲。環(huán)保部公布的《中國第二批外來入侵物種名單》中,就有它的大名。稻水象甲不直接危害人畜,攻擊的是最重要的糧食作物之一——水稻。

它的成蟲是小甲蟲,體長一般不超過4毫米,呈褐色。頭部向前延伸,像象鼻的形狀,所以被稱為“象甲”,與啃食谷倉糧食的“米象”長相接近。它和蝴蝶一樣屬于“變態(tài)”昆蟲,一生要經(jīng)歷卵、幼蟲、蛹、成蟲四個(gè)階段的蛻變。

稻水象甲有兩性生殖型和孤雌生殖型,發(fā)生在中國的均屬孤雌生殖型。作為孤雌生殖型動(dòng)物,稻水象甲被喻為“繁殖機(jī)器”,雌蟲不需要經(jīng)過交配就可產(chǎn)卵。每只雌蟲可產(chǎn)卵100~200粒,卵長約0.8毫米,珍珠白色。

每粒卵在正常情況下都可孵化成幼蟲。這么一來,如果環(huán)境適宜,只要有一只雌蟲,就能以驚人的繁殖速度,生育出一大批后代,“兒孫滿堂”,建立起一個(gè)新部落。

成蟲懷卵后幾乎天天產(chǎn)卵,產(chǎn)卵期可達(dá)1個(gè)月之久。產(chǎn)卵時(shí)間多為中午,產(chǎn)在水面以下的水稻葉鞘組織內(nèi),無水條件下,一般不能產(chǎn)卵。

產(chǎn)卵后10天左右,孵化成幼蟲。幼蟲為白色、蛆狀,最大長到7毫米。初孵的幼蟲,僅在葉鞘內(nèi)取食,爾后,在葉鞘上咬個(gè)洞爬出來,靠重力落到泥土里,再鉆到水稻的根部取食。幼蟲發(fā)育到一定階段,會(huì)變成白色的蛹,一般都附在水稻主根上,蛹外包一層有防衛(wèi)能力的繭。再過一段時(shí)間,蛹又羽化為成蟲稻水象甲。至此,稻水象甲結(jié)束泥地生活,開始大肆蠶食稻葉。

美國路易斯安那州立大學(xué)農(nóng)業(yè)中心研究助理馬蒂·弗雷,正在選取不同水稻品系的圓錐花序。該花序?qū)Φ舅蠹子械挚沽Α?/p>

附著在水稻根部剛羽化的稻水象甲

“行事低調(diào)”的雜食者

稻水象甲不太“挑食”,食物來源和寄主范圍非常廣泛。除以水稻為“主食”,稗、狗尾草、矮慈菇、鴨跖草、莎草、燈芯草等植物也都是它的菜。在美國,成蟲取食的寄主植物有7科、56屬、76種,幼蟲可取食的有5科、18屬、22種。日本的成蟲可在86種植物上取食,幼蟲取食的植物有22種。食性雜、寄主多,使稻水象甲安身立命的能力大大增強(qiáng)。

它們個(gè)頭小,其貌不揚(yáng),“行事低調(diào)”。白天大部分時(shí)間,都安靜地潛伏在稻叢基部,不吃不喝,黃昏后才爬至稻葉取食,不容易暴露身份。其卵和初孵幼蟲個(gè)頭小,潛伏在近水面的水稻葉鞘內(nèi),不是專業(yè)人員更不容易發(fā)現(xiàn)。幼蟲和蛹,更是潛伏高手,隱藏在稻田的水下泥中、稻根深處,如果不對(duì)水稻長勢(shì)、長相進(jìn)行細(xì)致觀察、判斷,根本難以發(fā)現(xiàn)。

可致稻谷減產(chǎn)八成

稻水象甲的成蟲主要危害水稻植株的地表部分,啃食水稻秧苗的葉尖,或者沿著水稻葉脈啃食葉片的上表皮和葉肉,使水稻葉片發(fā)白,影響光合作用。幼蟲更甚,把水稻根系當(dāng)作“安樂窩”,直接蛀食幼嫩的稻根。

新根被破壞,輕則影響水稻吸收能力,導(dǎo)致秧苗缺乏水分與營養(yǎng),葉片逐漸發(fā)黃,生長受阻,分蘗明顯減少,稻谷減產(chǎn)二到三成;重則使植株嚴(yán)重矮化,發(fā)黃枯萎,抽穗延遲,甚至整株死亡,稻谷減產(chǎn)七至八成。

受損最嚴(yán)重的稻田,水稻整體根系被全部破壞,稻株越長越小,手握秧苗輕輕一拔即起。拔起的稻株,根系腐爛變黑,不見新根,分蘗率降低,成穗株率和每穗粒數(shù)明顯減少,抽穗期和成熟期顯著推遲,有的稻株甚至?xí)伙L(fēng)刮倒或拔起漂浮于水面,稻田基本絕收。稻水象甲的作亂不僅威脅糧食安全,也對(duì)農(nóng)田環(huán)境與生態(tài)平衡造成難以估量的破壞。

在單季稻區(qū),水稻收割后,成蟲會(huì)轉(zhuǎn)移到稻田周圍的雜草中取食、越冬(度過冬季),主要分布在山坡的枯枝落葉表層、雜草根部。來年春季氣溫達(dá)到10攝氏度左右時(shí),越冬成蟲開始活動(dòng),復(fù)蘇后先取食禾本科等作物新葉,等水稻插秧時(shí),就進(jìn)入稻田為非作歹。

正常水稻根(右)與稻水象甲幼蟲蛀食的稻根(左)

稻水象甲在水稻葉片上留下道道噬痕

稻水象甲的蛹被一層繭包裹

這時(shí)候的秧苗較嫩,越冬成蟲就吃水稻的葉尖或者沿著葉脈方向吃嫩葉的葉肉。水稻秧苗長得健壯,葉子老了時(shí),稻水象甲吃不太動(dòng)了,就開始另外一項(xiàng)工作——產(chǎn)卵,繁殖新一代成蟲,就這樣周而復(fù)始。它們危害作物時(shí),密度可達(dá)每平方米200頭以上。

在氣候溫暖的雙季稻區(qū),稻水象甲可繁殖兩代。越冬成蟲在種一季稻時(shí)繁殖第一代成蟲,新成蟲在一季稻收割后,有的直接遷飛準(zhǔn)備越冬,有的則留在稻田里產(chǎn)卵,繁殖第二代成蟲,危害二季稻。待二季稻收成后,第二代成蟲會(huì)遷飛至越冬區(qū)蓄勢(shì),等待來年的一季稻插秧。

水陸空全能選手

除了入地,稻水象甲還善于潛水、游泳,還能上天,可謂水、陸、空全能選手。飛翔的成蟲,可憑借氣流遷移10公里以上。作為泳界高手,稻水象甲不僅能漂浮在水面上,還能潛入水中。有實(shí)驗(yàn)證明,將稻水象甲浸泡在海水或淡水中,均可存活20~45天。

此外,稻水象甲擅長“辟谷之術(shù)”,忍饑挨餓的能力堪稱一流。有觀察發(fā)現(xiàn),如果環(huán)境不適宜,成蟲可以不吃不喝,從頭年夏季一直到第二年春季,時(shí)間長達(dá)200多天。越冬期間,稻水象甲對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性和抗逆性特別強(qiáng),零下15℃的條件依然能存活。這段時(shí)間內(nèi),它們可以躲藏在稻草中,以“搭便車”的形式被人為遠(yuǎn)距離傳播。

它還有個(gè)外號(hào),被稱為“逃命大師”。其成蟲有“假死”特性,一旦遇到天敵,或者覺得生命受到威脅,就會(huì)以極快的速度從水稻葉尖或稻株上落下,漂在水面或地面上“裝死”,等天敵離開后再逃之夭夭。

魔爪遍布亞歐美

稻水象甲身懷各類絕技,保命本領(lǐng)高強(qiáng),使得它能大肆擴(kuò)張地盤,在美洲和亞洲的環(huán)太平洋地區(qū),以及歐洲部分地區(qū)淡定地安營扎寨,且越戰(zhàn)越勇。它的傳播途徑有人為傳播和自然擴(kuò)散。人為傳播主要是成蟲隨稻種、稻秧、稻谷、稻殼、稻草及其制品、其他寄生植物、交通工具等傳播。自然擴(kuò)散則與成蟲的飛翔和游泳技能關(guān)系密切。

19世紀(jì)后半葉,美國密西西比河流域的阿肯色、密西西比、路易斯安那和得克薩斯等州大規(guī)模種植水稻,稻水象甲便成為水稻的重要害蟲,并逐漸向南蔓延至墨西哥、古巴和多米尼加共和國等國。1959年,稻水象甲侵入美國加州的薩克拉門托河流域,首次被發(fā)現(xiàn)是孤雌生殖型,10年后便擴(kuò)張至全加州各稻區(qū)。至此,稻水象甲已遍布美國所有水稻種植區(qū)。

20世紀(jì)70年代,孤雌生殖型稻水象甲入侵亞洲地區(qū)。因輸入美國產(chǎn)的干稻草,1976年,日本愛知縣首見此蟲,10年后便蔓延遍及日本諸島;20世紀(jì)80年代擴(kuò)散至泰國、印度。2004年,意大利北部也發(fā)現(xiàn)孤雌生殖型稻水象甲。

我國于1988年在河北省唐山市唐??h(現(xiàn)名“曹妃甸區(qū)”),首次發(fā)現(xiàn)稻水象甲,此后,臺(tái)灣(1990年3月)、天津(1990年6月)、秦皇島(1990年7月)、北京(1990年8月)、遼寧(1991年7月)、山東(1992年6月)、浙江(1993年5月)、吉林(1993年7月)、福建(1996年4月)等地,也陸續(xù)報(bào)道了稻水象甲的發(fā)生,至1995年,全國水稻受災(zāi)面積已達(dá)40萬公頃,到2000年,僅遼寧省的發(fā)生面積就達(dá)近40萬公頃。它在我國的發(fā)生主要是由北向南,從東向西的趨勢(shì)。

截至2010年,該蟲已擴(kuò)散到全國20個(gè)省市區(qū)的局部地區(qū),還有大面積的潛在入侵地區(qū)。

挑稻根硬朗的種植

面對(duì)來勢(shì)洶洶的稻水象甲大軍,包括中國在內(nèi)的各受災(zāi)國使出了各類解數(shù),大致分為檢疫、農(nóng)業(yè)防治、物理防治、化學(xué)防治、生物防治等。

首先,加強(qiáng)檢疫,禁止疫區(qū)的稻谷、稻種、稻秧、鮮草(含稻草、雜草、葦草)外運(yùn),糧用稻谷可加工成大米后再外運(yùn)。嚴(yán)禁將稻草作為包裝填充物,提倡疫區(qū)的稻草全面曬干就地焚燒,禁止運(yùn)出或留作他用。同時(shí),做好宣傳,增加人們對(duì)稻水象甲危害性的了解。

農(nóng)業(yè)防治方面,選育抗蟲品種是有效方式之一。有研究表明,發(fā)根力強(qiáng)的品種,自身補(bǔ)償能力強(qiáng),受得起稻水象甲幼蟲的侵蝕,損失相對(duì)輕。

另外,要注意合理施肥。因?yàn)槭┓识嗟牡咎锿紫x多,容易呈直線增長,所以氮、磷、鉀要合理搭配,以降低幼蟲密度。適時(shí)排灌也是必要的。如果田間缺少靜止水,成蟲產(chǎn)卵將減少,也會(huì)影響孵化的幼蟲存活。美國南方稻區(qū)一直重點(diǎn)研究以適時(shí)排水或推遲灌水等田間水管理措施,來控制幼蟲。再有是清除雜草。春季越冬成蟲向稻田轉(zhuǎn)移前及秋冬季節(jié),燒毀稻田周圍的雜草,可使其失去食物來源,降低存活率。

化學(xué)防治仍是主打

物理防治方面,可采取燈光誘殺。稻水象甲具有趨光性,可以用黑光燈誘殺,或設(shè)置一片誘殺田,夜間點(diǎn)燈引誘稻水象甲集中產(chǎn)卵,然后再一舉殲滅。不過,這種方式難以大面積推廣。

到目前為止,發(fā)生稻水象甲危害的各國,仍以化學(xué)防治作為主要手段,對(duì)付成蟲見效快。美國自20世紀(jì)70年代末以來,一直使用“呋喃丹”殺蟲劑,但它毒性高,1995年后被禁用。雖然后來篩選出了幾種有一定效果的藥劑,但效果不及呋喃丹。日本、韓國和臺(tái)灣地區(qū)主要以撒施顆粒劑和育秧箱施藥等方式,來防治稻水象甲。

自1988年以來,我國各地進(jìn)行了防治稻水象甲的藥劑篩選工作,例如,遼寧省一般在插秧5~10天后,將甲基異柳磷、功夫、來福靈、速滅殺丁、敵殺死、氯殺威、菊殺乳油、滅掃利等藥劑,分別制成常規(guī)劑量噴霧,防治效果據(jù)說可達(dá)到96.4%。其中特制甲基異柳磷成本最低,且具有間接控制幼蟲的效果。其他疫區(qū)也采取了相應(yīng)的防治措施。不過,化學(xué)方式容易導(dǎo)致農(nóng)藥殘留,降低水稻品質(zhì)。

稻水象甲版生化危機(jī)

生物防治方面,稻水象甲的天敵較少,對(duì)成蟲有一定捕食作用的主要有鳥類、蛙類和蜘蛛等。美國讓有益線蟲寄生在稻水象甲幼蟲體內(nèi),使其致病死亡,防治效果接近40%;日本于1981~1990年使用白僵菌和綠僵菌等微生物,來控制越冬稻水象甲,具有一定的效果。

我國專家也發(fā)明了“綠僵菌”制劑,專門收拾稻水象甲成蟲。在插秧后3~5天,噴灑制劑噴霧,只要成蟲粘上,過一段時(shí)間就會(huì)變成淡綠色的“僵尸”。綠僵菌是一種從自然界篩選來的真菌,主要以“孢子”形式存在。孢子在成蟲的體表萌發(fā),長出菌絲,菌絲前端分泌酶,把成蟲的體表腐蝕掉。然后,菌絲穿入蟲體內(nèi),利用蟲體內(nèi)的營養(yǎng)大量繁殖,待將蟲體內(nèi)的營養(yǎng)吸收完,蟲體就變硬成了“僵尸”。不過,用這種方式見效較慢,在疫情高發(fā)區(qū),得配合化學(xué)農(nóng)藥使用。

(本文撰寫過程中參考了國家質(zhì)檢總局官網(wǎng)信息和肖鐵光、孟祥建、翟保平等人的論文,特此聲明并致謝。)

用鹽水浸泡受災(zāi)的水稻根,稻水象甲幼蟲便浮出。

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