林海裕 馬軍輝 何衛(wèi)中 徐 平* 王校常

(1.浙江大學(xué)茶葉研究所，浙江 杭州 310058； 2.麗水市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，浙江 麗水 323000；3.麗水市農(nóng)林科學(xué)研究院，浙江 麗水 323050)

茶葉是我國重要的特色經(jīng)濟(jì)作物，也是世界三大非酒精飲料之一。截止2020年，我國現(xiàn)存茶園面積321.7萬公頃，年產(chǎn)量292.3萬噸[1]，浙江省內(nèi)的茶園面積達(dá)到20.7萬公頃，產(chǎn)量17.72萬噸[2]。然而，集約化的種植方式加上茶葉原本枝繁葉茂的特性，使得茶園害蟲頻繁發(fā)生。使用化學(xué)農(nóng)藥對茶園害蟲進(jìn)行防治是保證茶園生產(chǎn)的重要手段之一，然而，過量或者不當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)藥劑使用會帶來抗藥性、害蟲再猖獗以及農(nóng)藥殘留等不可忽視的問題，對我國茶業(yè)的可持續(xù)發(fā)展帶來了挑戰(zhàn)。因此，推進(jìn)國內(nèi)生態(tài)茶園的建設(shè)，加快茶產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，必須要借助茶樹蟲害綠色防控技術(shù)作為抓手，著力破解茶園蟲害羈絆茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展的痛點(diǎn)，提升茶園生產(chǎn)能力，降低茶園人力物力成本，促進(jìn)茶產(chǎn)業(yè)走上可持續(xù)的高質(zhì)量發(fā)展道路。目前，針對各種害蟲的特點(diǎn)，開展了諸多綠色防治技術(shù)的研究與應(yīng)用，取得了一定的成效。物理防治作為綠色綜合防治的重要組成部分，具有無抗性、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景。本文就我國茶園主要害蟲物理防治的研究與應(yīng)用進(jìn)行了梳理和總結(jié)。

1 茶園主要害蟲與為害方式

在整個(gè)世界范圍內(nèi)的茶園中，存在超過1,000種為害茶樹的害蟲，僅在我國就有840種[3]。我國茶園內(nèi)的有害節(jié)肢動物根據(jù)物種劃分，大致可以分為昆蟲與螨類，其中有害昆蟲以鱗翅目、半翅目、鞘翅目為主。根據(jù)其為害茶樹的方式則可以分為四大類：吸汁型害蟲、食葉型害蟲、鉆蛀型害蟲和地下型害蟲。其中，吸汁型害蟲主要通過其刺吸式口器，從茶樹新梢嫩芽嫩莖中吸取營養(yǎng)物質(zhì)，造成茶樹葉片生產(chǎn)緩慢，茶梢萎縮，芽尖枯焦[4]。食葉型害蟲以鱗翅目的蛾類幼蟲以及鞘翅目的象甲為代表，直接采食茶樹的葉片，會造成葉片大面積的空洞或者缺損，造成茶葉減產(chǎn)，影響茶樹樹勢，嚴(yán)重時(shí)會造成茶樹死亡。鉆蛀型害蟲包括部分鱗翅目以及鞘翅目，其幼蟲蛀空茶樹枝條。地下型害蟲主要取食茶樹根系，某些鞘翅目害蟲如在幼蟲時(shí)期為害茶樹根部，成年之后還會轉(zhuǎn)化為食葉類害蟲。吸汁型與食葉型害蟲由于種類較多，且直接為害茶葉新梢，對茶葉的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)影響最為突出[5]。表1中列舉了一些我國茶園常見的吸汁型與食葉型害蟲種類。

由于茶園節(jié)肢動物的生存依靠茶樹、雜草與遮陰植物一起提供的相對穩(wěn)定的小氣候以及充足的食物來源[6]，而我國國土幅員遼闊，茶區(qū)分布較廣，茶園種植的地理范圍不同，因此氣候環(huán)境與茶樹品種的變化導(dǎo)致了茶園的害蟲組成具有一定的區(qū)域特異性，害蟲遷徙也會造成當(dāng)?shù)夭鑸@害蟲種群改變。例如灰茶尺蠖的近親茶尺蠖(Ectropisobliqua)僅在我國浙江、江蘇、安徽交界處有分布[7]，過去在貴州多發(fā)的茶棍薊馬也隨著種群遷徙擴(kuò)散到浙江、江西、江蘇、湖北等地[8]。定期對茶園害蟲種群做好監(jiān)測，明確當(dāng)?shù)夭鑸@內(nèi)主要的害蟲種類，因地制宜地制定防治策略非常重要。

表1 我國茶園代表性吸汁型與食葉型害蟲

2 浙江省茶園主要害蟲防治手段概述

目前，對浙江省內(nèi)茶園為害較大的主要害蟲是假眼小綠葉蟬、茶尺蠖以及茶橙癭螨。圖1中展示了針對其的綜合防治主要方法。在近年來的研究與應(yīng)用中，針對茶園害蟲的防治取得了許多突破性的進(jìn)展，但是現(xiàn)有的許多茶園害蟲防治技術(shù)依舊存在一些問題：

2.1 抗蟲品種選育暫未取得系統(tǒng)性突破

目前，關(guān)于茶樹抗性的分子生物學(xué)機(jī)制已有較多研究[9-10]，其中茉莉酸、水楊酸等次生代謝物介導(dǎo)的抗性研究最為集中[11-13]。然而，由于茶樹目前還缺乏穩(wěn)定的遺傳轉(zhuǎn)化體系，同時(shí)茶樹育種要綜合考慮品種的產(chǎn)量、適制性等因素[14]，目前國內(nèi)抗蟲品種的選育工作還有待突破。

2.2 茶園害蟲抗藥性提升

我國茶園農(nóng)藥逐步淘汰了高水溶性與高殘留的農(nóng)藥[15]。目前經(jīng)過篩選，茚蟲威、蟲螨腈、唑蟲酰胺等高效農(nóng)藥已經(jīng)成為我國茶園害蟲防治的主要藥劑[8]。然而，許多不科學(xué)的用藥已經(jīng)在我國部分茶園造成后果，導(dǎo)致茶園害蟲產(chǎn)生抗藥性。調(diào)查發(fā)現(xiàn)浙江西北部不同茶區(qū)的茶尺蠖種群對溴氰菊酯、功夫菊酯和聯(lián)苯菊酯等已經(jīng)普遍產(chǎn)生了不同程度的抗藥性[16]。在福建不同地區(qū)，小綠葉蟬對于菊酯類的農(nóng)藥已經(jīng)產(chǎn)生了不同程度的抗性，對啶蟲脒和吡蟲啉的抗性大幅增加[17-18]。提升農(nóng)民安全科學(xué)用藥意識、合理篩選高效低毒的新型農(nóng)藥是未來的重點(diǎn)工作方向。

2.3 生態(tài)防治技術(shù)有待成熟

目前茶園害蟲生態(tài)防治主要是兩個(gè)方向，即利用微生物以及利用天敵生物。相較于化學(xué)藥劑，微生物制劑農(nóng)藥的毒性更低、無殘留、有效期更長、安全性更高以及對天敵友好。目前，常用于我國茶園害蟲防治的微生物源農(nóng)藥包括蘇云金桿菌、白僵菌、綠僵菌、茶尺蠖核多角體病毒、短隱桿菌等[8,15,19-20]。相比之下，雖然已經(jīng)明晰了許多天敵昆蟲對茶園害蟲的制約作用，但是目前在距離商品化應(yīng)用上還存在一定距離，更多的是借用其他園藝領(lǐng)域已經(jīng)成熟的產(chǎn)品，例如赤眼蜂用于防治茶尺蠖[21]，胡瓜鈍綏螨用于捕食茶橙癭螨[22]。開發(fā)成熟穩(wěn)定的天敵補(bǔ)充途徑，是生態(tài)防治的深化方向。

圖1 浙江省茶園主要蟲害與防治方法

3 茶園主要害蟲物理防治研究進(jìn)展

物理防治，顧名思義，即利用物理手段對害蟲進(jìn)行防治。相對于其他防治措施，物理防治有著以下的優(yōu)點(diǎn)：(1)不會產(chǎn)生抗性：害蟲一旦被陷阱捕捉就難以掙脫，保證消滅。(2)操作簡便：物理防治裝置設(shè)定后，定期維護(hù)即可長效防治害蟲，解放人力資源，降低生產(chǎn)成本。(3)環(huán)境友好：物理防治手段無公害，不會產(chǎn)生殘留問題，保證了環(huán)境與食品的安全。目前，根據(jù)物理防治的手段，可以將物理防治分為兩大類，傳統(tǒng)的物理防治手段是通過引誘物，如顏色、燈光、性誘劑等聚集害蟲，讓害蟲落入陷阱直接殺滅；而通過干擾害蟲交配行為來進(jìn)行防治則是一種新的物理防治思路。

3.1 使用引誘物進(jìn)行防治

3.1.1粘蟲色板 許多茶園昆蟲都對黃綠色有較強(qiáng)的敏感性[23]，它們依靠顏色的區(qū)分來找到適合的食物來源以及繁殖地點(diǎn)[24]。利用害蟲對顏色的趨向性，把帶有粘性的色板放置在茶園茶樹蓬面上方對害蟲進(jìn)行誘殺，是一種效果顯著的物理防治手段。粘蟲色板是針對葉蟬、粉虱、薊馬類害蟲的蟲群基數(shù)較常用誘殺手段。

為提高視覺陷阱對害蟲引誘的效率，物理防治應(yīng)當(dāng)針對茶樹害蟲的偏好設(shè)置。例如針對害蟲趨向顏色對色板進(jìn)行篩選[23,25-28]，邊磊[29-30]在利用正交優(yōu)化法，對比了RGB顏色模式下不同顏色針對茶小綠葉蟬的吸引力，確定金色(RGB: 255,215,0)作為數(shù)字化色板的引誘色。RGB顏色規(guī)格的統(tǒng)一對害蟲有更好的靶向作用，并且更加便于推廣。在此之上，為解決色板對天敵誤傷的情況，添加紅色(RGB: 255,0,0)作為天敵昆蟲的趨避色。天敵友好型色板針對天敵趨避色、粘著力以及基板材質(zhì)進(jìn)行了優(yōu)化。相較于數(shù)字化色板，在色板懸掛于高于茶樹蓬面上方20 cm的高度時(shí)，天敵友好型色板葉蟬誘捕量在夏、秋兩季平均提高了28.9%和65.8%，天敵誘殺量平均降低了30.0%和35.4%[31]。

3.1.2殺蟲燈 同樣是利用害蟲的視覺趨向，根據(jù)茶園中小綠葉蟬、尺蠖等害蟲的夜行性以及其對于光線的趨向性，在茶園中可以設(shè)置殺蟲燈進(jìn)行誘殺。在捕殺方式上也進(jìn)行了一定的改進(jìn)，傳統(tǒng)的電網(wǎng)型頻振式殺蟲燈由于高壓電網(wǎng)之間間距過大，對于體積較小害蟲如小綠葉蟬有著誘而不殺的缺點(diǎn)。風(fēng)吸式殺蟲燈改變了捕殺方式，利用風(fēng)壓從而提高了對小型害蟲的殺滅效果，增加了殺蟲燈的穩(wěn)定性，也延長了燈源的壽命[32]。在天敵保護(hù)方面，通過調(diào)整殺蟲燈發(fā)射的光譜頻段，針對天敵與害蟲趨向的光波長進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)合風(fēng)吸裝置可以有效的降低LED殺蟲燈對于害蟲天敵的吸引以及誤殺[33-34]。對風(fēng)吸式LED燈的燈高以及燈距進(jìn)行測試，證實(shí)了風(fēng)吸式LED燈在降低小綠葉蟬蟲群基數(shù)上有較為明顯的作用[35]。風(fēng)吸式殺蟲燈在茶園中設(shè)置高度為燈源離地面130 cm時(shí)，針對葉蟬以及尺蠖的誘捕效果最好[36]。改進(jìn)的天敵友好型殺蟲燈利用太陽能作為能源，光源懸掛在茶樹蓬面上方40 cm或60 cm，光控模式下工作3 h，該殺蟲燈在茶園中可以有效防控65 m內(nèi)的小綠葉蟬以及100 m內(nèi)的尺蠖類害蟲[34]。

3.1.3性誘劑 昆蟲性信息素是昆蟲求偶時(shí)期用于辨別與定位異性同種個(gè)體所使用的化學(xué)物質(zhì)，特異性強(qiáng)，在種群密度較小的情況下仍舊可以發(fā)揮較好的作用。在植物保護(hù)領(lǐng)域，昆蟲信息素已經(jīng)在害蟲的檢測與監(jiān)控、大規(guī)模的誘捕殲滅以及妨礙交配等方面起到了良好的作用。目前，已經(jīng)檢測分析出不少茶園常見害蟲的性信息素，并通過人工合成以此開發(fā)出高效誘殺產(chǎn)品[37-39]。

利用性信息素作為誘集物質(zhì)，再通過粘板進(jìn)行捕殺，是生物防治與物理防治的有機(jī)結(jié)合。茶毛蟲一年發(fā)生兩代，以幼蟲危害春茶以及秋茶，發(fā)生時(shí)間歷期長且不整齊，使用傳統(tǒng)化學(xué)防治效果較差。在茶園中大面積使用性誘劑可以使茶園茶毛蟲種群數(shù)量大大減少，能有效減少蟲口密度，效果略優(yōu)于燈光引誘[40-42]。對誘捕器的改進(jìn)也提高了對目標(biāo)害蟲的誘捕能力，船式誘捕器在粘板型誘捕器當(dāng)中效果較好[43-44]，相較于傳統(tǒng)的誘捕器，漏斗形誘捕器改進(jìn)了粘板的局限性，在高種群密度的環(huán)境下更有優(yōu)勢[45]。殺蟲燈也可與性誘劑相結(jié)合，綜合二者的引誘效果，提高誘捕率的同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)天敵友好[36]。

3.2 通過振動干擾妨礙昆蟲交配

通過妨礙害蟲交配，降低害蟲世代更替是一種新的物理防治思路，其優(yōu)點(diǎn)相較于誘殺裝置，不用頻繁清理害蟲殘骸、更換粘板，進(jìn)一步解放了茶園勞動力。目前，在茶園中相關(guān)研究尚處于起步階段，主要集中在小綠葉蟬的防治上[46]。

昆蟲之間主要的通訊方式包括化學(xué)交流以及物理交流兩大類別。其中化學(xué)交流主要依靠昆蟲信息素進(jìn)行，而在物理交流中，聲通訊是最主要的溝通交流方式[47]。這種聲音通訊在半翅目的葉蟬科當(dāng)中被廣泛作為求偶信號：葉蟬通過寄主植物進(jìn)行振動信號的傳導(dǎo)，并通過這樣的傳導(dǎo)來識別并且定位交配的對象[48-49]。因此，因此，人工產(chǎn)生振動噪聲可以對害蟲的交配通訊進(jìn)行妨礙，進(jìn)而降低害蟲的增殖。國外已經(jīng)有學(xué)者對葡萄種植園中的假眼小綠葉蟬(EmpoascavitisG?the)以及葡萄帶葉蟬(ScaphoideustitanusBall)的聲通訊機(jī)制做了研究，并且給出了利用干擾聲通訊妨礙交配的防治策略[50-53]。圖2中介紹了葉蟬類害蟲的求偶機(jī)制以及妨礙其通訊的基本原理。

圖2 葉蟬類害蟲的求偶機(jī)制以及妨礙其通訊的基本原理

基于這一原理，杭州聲能科技有限公司通過指向性發(fā)射陣列、反射罩、吸音和可減載聲屏障設(shè)計(jì)，使聲波裝置全天候定向可控發(fā)射，開發(fā)了有效干擾小綠葉蟬的交配的定向聲波發(fā)生裝置，并在“三農(nóng)六方”和“浙江省農(nóng)業(yè)重大技術(shù)協(xié)同推廣計(jì)劃”等項(xiàng)目支持下，將多光譜殺蟲燈和聲波防控進(jìn)行整合(圖3)，同時(shí)通過云端技術(shù)實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)蟲情測報(bào)。目前該技術(shù)已在新昌、松陽、臨海等地進(jìn)行了應(yīng)用測試，取得了顯著的效果，有望成為茶園蟲害物理防控的突破口。

圖3 聲波和多光譜物理防控裝置

4 問題與展望

雖然聲光防控技術(shù)作為一種綠色的物理防控技術(shù)，與其他防控技術(shù)相比具有諸多的優(yōu)勢，但目前還未完成成熟，需要進(jìn)一步解決如下兩個(gè)重要問題。(1)物聯(lián)網(wǎng)蟲情預(yù)警系統(tǒng)。構(gòu)建茶園蟲情預(yù)警系統(tǒng)，在蟲害發(fā)展初期及時(shí)對茶園進(jìn)行管控，在害蟲爆發(fā)之前就對其進(jìn)行處理，能節(jié)省茶園害蟲防治成本。同時(shí)也能夠及時(shí)了解到茶園害蟲種群變化，因時(shí)制宜改變綜合防控策略。使用粘蟲板與引誘劑對害蟲進(jìn)行蟲情監(jiān)測已經(jīng)得到了一定的應(yīng)用，但還是要依靠植保工作人員的經(jīng)驗(yàn)對蟲情進(jìn)行預(yù)測。未來，使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)打造茶園害蟲防控體系將成為綠色防控的重點(diǎn)應(yīng)用方向[54-55]。Sun等[56-57]利用電子鼻技術(shù)檢測害蟲侵染茶園程度，證明了電子鼻是一種可行的害蟲發(fā)生率預(yù)測技術(shù)。新的檢測技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)加持到蟲情預(yù)警系統(tǒng)當(dāng)中，能夠?qū)崟r(shí)對蟲情進(jìn)行檢測，并結(jié)合歷史數(shù)據(jù)與環(huán)境變量給出預(yù)測，確保化學(xué)農(nóng)藥使用科學(xué)高效。在未來茶園當(dāng)中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)連接的物理防控網(wǎng)絡(luò)將扮演一個(gè)有效的集天敵保護(hù)、環(huán)境友好、低成本高效率的害蟲防治系統(tǒng)，為我國茶葉清潔高質(zhì)生產(chǎn)提供保障；(2)環(huán)境友好程度還需升級。目前物理防控手段上仍存在包括粘蟲板的降解周期過長、聲波防控噪聲過大等缺點(diǎn)。物理防控作為茶園害蟲無害化防治的重要手段，未來的發(fā)展方向應(yīng)當(dāng)更加向追求環(huán)境友好方向升級。破解這些非功能性的短板的同時(shí)，也要加大對物理防控的宣傳、培訓(xùn)，確保物理防治手段能夠有效協(xié)助農(nóng)業(yè)防治、生態(tài)防治，使得茶園能夠有效防治茶樹病蟲害的前期下，實(shí)現(xiàn)化學(xué)農(nóng)藥減量的目標(biāo)，打造環(huán)境友好的生態(tài)茶園。