看女博士的治虫“三十六计”

本文转自：半岛都市报

气味诱杀、植物诱杀、以虫治虫……

看女博士的治虫“三十六计”

9月22日,曲明静查看建在试验基地的小型养虫网室。

放置于花生田地的气味诱捕器,能捕获大量金龟子。 文/图半岛全媒体首席记者王永端

初秋正是收获的时节,花生有没有被蛴螬啃食?有没有其它病虫害?日前,记者在国家花生原原种扩繁基地见到曲明静博士,她在试验田里忙着查看种植的花生。身为山东省花生研究所研究员,曲明静还是国家花生产业技术体系生物防治与综合防控岗位科学家、山东省农科院花生病虫害绿色防控创新团队首席专家。

18年来,曲明静不仅在野外研究害虫,还在花生试验基地建起多个网室养殖金龟子,研究这一害虫的规律。多年里,曲明静根据金龟子的生存习性,不仅利用“性诱剂”和“食诱剂”剿灭,“以虫治虫”的“生物防治长城”已现雏形。

频繁施用农药造成多种污染

位于莱西市的国家花生原原种扩繁基地,是山东省花生研究所种植试验基地,诸多花生新品种从这里杂交选育而出,这里还是花生、玉米等农作物虫害的研究基地。9月22日,曲明静在试验田里查看种植的花生,“这块花生地之所以收获较晚,是基于研究虫害发生规律的需要。”

“这块地从播种到收获,不会在土壤里施加任何杀虫剂,也尽量不在植株上喷洒杀虫剂。”曲明静介绍,“除了施肥和基本控旺外,完全靠自然生长。”她弯腰拔出一穴花生,放在手里拨弄着果仁说:“没有蛴螬啃食,也没有其它病虫害。”

曲明静所说的蛴螬,是土壤中常见的啃食花生果皮和果仁的害虫,在全国花生产区都有生长,又以黄淮海产区最为严重,一旦成害将造成花生减产20%～40%,严重时减产可达70%～80%,甚至绝收。“蛴螬的成虫就是通常所说的金龟子。”曲明静说,“金龟子漂亮名字的背后,对花生种植却是要‘害’。”

“一些种植户将农药放在花生种子里搅拌均匀种下,土里还要放农药。”曲明静说,“在一些病虫害严重的种植区,花生苗期在植株上喷洒菌剂,随后喷洒2～3遍预防食叶虫和蚜虫的药,封垄之前喷一遍预防白绢病的药。这些完成,再喷洒控制花生苗生长过旺的药,生长期喷洒除草剂,后期喷洒2～3遍防治叶斑病的药,还要喷洒灭蛴螬的药。从播种到收获,喷施农药不下10次。”

“频繁施用各种农药,病虫害高发区的花生植株、荚果、土壤和地下水受到了不同程度的污染,还加重了土传病害等的发生。”曲明静告诉记者,近年来在辽宁、贵州等地,数次发生养殖山羊因相关污染中毒的现象。

走进农田观察,风油精随身

近年来,我国花生种植面积稳定在7000万亩左右,花生更是重要的油料作物。基于花生的重要性和农残对食品、环境和土壤造成的危害,国家启动农药减量施用计划,作为国家花生产业技术体系生物防治与综合防控岗位科学家的曲明静在思考,如何更加科学安全的防治花生第一害虫蛴螬,同时最大程度保护环境安全。

曲明静告诉记者,“要实现这种突破,最有效的方式就是采用各种生物防治的措施。”

蛴螬的优势种有哪些?成虫交配习性如何?雌性成虫能产多少卵?对于这些问题,尽管曲明静在博士在读期间做过研究,但是她决定要亲眼看到蛴螬对花生的危害性。曲明静选择蛴螬重灾地或重灾区,将花生整穴挖出,仔细查看蛴螬的种类、蛴螬的发生和危害程度,还有金龟子的交配取食规律、周围寄主植物分布情况,并详细询问当地气候的情况。

农田里蚊虫多,曲明静为了观察蛴螬和金龟子,腿脚、胳膊和脸上经常被蚊虫叮起大包,她用随身携带的风油精抹一抹,继续上阵。

“在我国,危害农业生产非常严重的金龟子,分为华北大黑鳃金龟、暗黑鳃金龟、铜绿丽金龟三种。其中暗黑鳃金龟和铜绿丽金龟,在青岛的农田中分布广泛,花生、地瓜、土豆、玉米等农作物是蛴螬的最爱。”摸清蛴螬和金龟子“偏爱”农作物的严重危害性,仅是曲明静研究并利用生物剿灭蛴螬的第一步。

“网室养害虫,第一次听说”

掌握了第一手资料,曲明静开始思考建网室,将害虫养在网室里,近距离见证和分析蛴螬的习性。“只有真正了解了它们的习性,才能对它们‘下手’。”曲明静说道。

从2020年开始,曲明静在试验基地划出一分地,指挥工人在地里用钢管和丝网施工。听说这名纤弱的女博士要养害虫,施工工人笑了,“在网室里养害虫,还是第一次听说。”最终,3个小型网室建起来了,每个网室的高度大约1.5米,面积约6平方米。建3个网室之目的是将三种金龟分别放在不同的网室中。

“夏天需要晚上去试验基地,和金龟子在一起。”曲明静说道。

数不清的万家灯火时,曲明静登上了从青岛开往莱西的火车,再打出租车赶往试验基地。夜晚的试验基地一片静寂,曲明静头顶着探照灯,承受着蚊虫叮咬观察金龟子。

“从晚上七八点钟开始观察交配取食计数,常常要忙到午夜。”曲明静介绍,这些被她捕捉后放在网兜中的金龟子,会被小心翼翼地送到网室。

“每到夜幕降临,从泥土钻出地面性成熟的金龟子,除了寻找异性交配还要进食,它们饭饱后于凌晨钻进土壤产卵,次日晚上再钻出土壤重复这一过程。”网室里,曲明静陪着金龟子大军一坐就是数小时,发现出土后的雌虫和雄虫非常活跃,很快就能进入交配状态,大约三四十分钟后分开各自取食。她猜测,雌虫和雄虫之间应该存在一种物质,吸引彼此来交配从而维持后代。

发明“美人计”,已广泛应用

曲明静通过更细致观察发现,在金龟子交配前夕,雌虫腹部末端会伸出囊状腺体,而雄虫会迅速飞往雌虫,这里面有什么奥秘?

为此,曲明静将金龟子从室外“请进”室内,对这个囊状腺体的物质进行精确分离和鉴定。通过一次次试验,曲明静终于确定囊状腺体内分泌物质成分,研发出我国首个暗黑鳃金龟的性诱剂,实现利用“美人计”监测诱捕金龟子的目的。

“诱捕剂采用了金龟子的雌性成分。”曲明静介绍,当夜间出土的雄性金龟子,嗅到诱捕器上的雌性气味会纷纷飞向诱捕器。试验中,一个诱捕器曾一夜诱捕2000多只雄性金龟子,这些雄虫又充当诱饵引诱来部分雌虫。

“当绝大多数雄性金龟子被灭杀,雌性金龟子的繁殖率也大大降低。”曲明静介绍,“气味诱杀”金龟子的发明已被广泛应用,“在西南到四川、北到吉林和东到青岛,一些花生、玉米、土豆、萝卜等农作物种植区,已经开始应用气味诱捕器。实践证明,在放置了诱捕器的地块,金龟子大量减少,农作物收成显著提高。”

“气味诱杀”到“植物诱杀”

在田间观察时,曲明静发现榆树和桑树是最吸引金龟子进食的寄主植物。发现这一特性后,她在花生试验田的地头种植桑树。

“仅在桑树上喷一些化学药剂,就可以减少金龟子和蛴螬的数量,可以减少在花生上的喷药量。”曲明静利用桑树防控金龟子,仅是“植物诱杀”的开端,“桑树和榆树能长成大树,长此以往种植在农作物地头上的桑树不仅会占据土地面积,树荫还会导致花生减产甚至绝产。因此,桑树和榆树并不是引诱和绞杀金龟子最有效的树种。能否找到替代植物?”

曲明静偶然发现,绿化植物红叶石楠也能吸引金龟子取食。“不管在课本上还是以往的研究,没有涉及红叶石楠能吸引金龟子。”曲明静说,这一发现让她相当意外,又在网室里栽上红叶石楠,对桑树、榆树和红叶石楠三种功能植物进行对比。

“从研究之初到现在,大网室已经养殖繁殖至少3000对成虫和10000头幼虫。”曲明静发现,出土的金龟子完成交配后的首选食材,在榆树、桑树和红叶石楠间没有明显不同。

曲明静信心倍增,她将试验基地绿化道上的红叶石楠叶片上喷洒化学药剂,夜间金龟子蜂拥而至向这一植物,结果取食还未飞离已经丧身枝条下,“作为绿化树种的红叶石楠,其小体型种植在地头或大田行道边并不影响农作物生长,这也就意味着红叶石楠可替代桑树、榆树这两种诱集寄主植物。”

新探索,利用土蜂剿灭蛴螬

对曲明静而言,气味诱杀、植物诱杀只是生物防治虫害的一部分。为了开发更多技术手段,她发现红麻可以很大程度上吸引土蜂聚集,而体型较小的土蜂又是蛴螬的天敌。

“日照种植红麻的农户多,红麻的蜜腺能吸引土蜂聚集。”这个初秋,在试验基地旁边一块地里,近2米高的红麻生长旺盛,这些是曲明静为研发土蜂聚集而栽种的,“红麻种植在花生附近,吸引不少土蜂聚集,这些土蜂入地后,直接将卵产在蛴螬身上。如此,寄生在蛴螬身上的土蜂卵以蛴螬为食,最终将蛴螬消灭。”

在两者相杀之前,土蜂如何找到蛴螬?曲明静认为,这背后涉及寄主和天敌之间的化学通讯,复杂机理也是她想知道的,但是目前还没有研究清楚,“土蜂产卵于蛴螬,可能靠气味传递信息。”

如今,红麻在曲明静的试验田里有了用武之地,蓖麻也在她的试验田里派上用场。在试验中,她发现蓖麻有麻痹某些种类金龟子的功效,于是她将蓖麻也种在试验田里引诱金龟子,当前这些试验还在探索阶段……