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虫儿飞千里只为浪漫旅行?

2018-03-30 17:26  来源: 科技日报

每年,都有数不清的昆虫从我们头顶飞过,如同候鸟一般。它们昼伏夜出,遇见可口的农作物就停下来大吃一顿,一路上还不停地繁育后代,农业专家称其为迁飞性害虫。

三月底的越南,稻飞虱正在稻田里大快朵颐,为即将开始的跨国旅行填饱肚子,广西或是它们入境中国的第一站;数千公里外的华北平原,春雨惊醒了土壤中的棉铃虫蛹,熬过了寒冬的小家伙们,正在等待小麦抽穗时破土而出,一路北上直达东北;与此同时,江南的粘虫、小地老虎也已经越冬羽化,开始忙着“收拾行李”准备上路,还有远在俄罗斯的草地螟、哈萨克斯坦的蝗虫都没闲着……在春光乍泄的时节里,一年一度的虫虫“春运”即将拉开帷幕。

每年,都有数不清的昆虫从我们头顶飞过。大致的规律如同候鸟一般,春季从炎热的南方飞向温润的北国,秋季又随着呼啸的北风一路南去。这些昆虫大多并非善类,它们昼伏夜出,遇见可口的农作物就停下来大吃一顿,一路上还不停地繁育后代,农业专家称其为迁飞性害虫。

小小的迁飞性害虫怎么能飞数千公里?农民伯伯见了它们为何头疼不已?科学家又有什么高招能让虫虫的旅行泡汤?近日,在南京农业大学举行的全国农作物病虫测报技术培训班上,院士专家给出了答案。

  迁飞成虫地面灯诱控技术(受访者供图)

  稻飞虱

 

一夜可迁移几百公里

2006年的夏末,南京城突然下了一场前所未见的“虫雨”——黑压压的褐飞虱漫天飞舞,南京市植保站设置了15个观测点抓捕,其中在浦口的点一夜就抓了11万只!

农业生产者或许有这样的经历,一些虫害的发生仿佛是突然从天而降,而这一类害虫大多属于迁飞性害虫。这次在南京创下纪录的褐飞虱,就来自遥远的东南亚。

中国工程院院士、中国农科院副院长吴孔明介绍说,农作物病虫害分为三类,其中一类害虫,如稻飞虱、稻纵卷叶螟、麦蚜、棉铃虫、玉米螟、粘虫、草地螟、飞蝗等,都具有较强的迁移习性,它们可能造成大范围农作物严重减产、重大经济损失或不良社会影响。

但是,这些敢跟人争夺口粮的害虫却小到不起眼,比如稻飞虱还没有蚂蚁大,即使是身材魁梧的蝗虫在大自然中也只能算个小家伙。那么,在狂风、暴雨、烈日等变幻莫测的恶劣天气面前,这些小虫子如何才能顺利抵达千里之外的目的地呢?

南京农业大学植保学院书记吴益东告诉科技日报记者,迁飞性害虫往往在夜间飞行,飞行高度一般在几百米以上,如果天公作美,它们乘风而行,一夜之间就可以迁移几百公里。比如稻飞虱就是随着上升气流一起飞行,遇到下沉气流,才会落地生根。

迁飞性害虫在飞行过程中,有时会主动降落选择合适的繁殖地,有时受下沉气流、降雨、昼夜节律改变等因素影响,会发生被动降落。由于害虫迁飞时往往成群结队,因此,无论是主动降落还是被动降落,往往都会给人以从天而降的感觉。

不同的害虫也有各自的旅行爱好。棉铃虫食性很杂,它们最喜欢吃植物的花朵,比如小麦的麦穗、花生的花、玉米穗等,会顺着农作物逐渐开花成熟一路向北吃过去,最终来到棉花上繁殖后代。而稻飞虱只对水稻情有独钟,它们从越南、泰国等地出发,每降落一处就繁衍一次后代,当地水稻成熟后,它们迫于生存继续北上,一直到水稻吃完后才回迁。

解开虫虫迁飞的秘密

说到底,虫儿飞千里,可不是什么浪漫旅行,其实它们就是一伙流窜作案的抢粮飞贼。想要在虫口夺粮,知己知彼才能决胜千里之外,而病虫测报人员就是我们的前哨。

2002年,吴孔明在渤海中的北隍城岛建起昆虫迁飞观测站。渤海湾是东北平原与华北平原之间最重要的动物迁飞通道,小岛以渔为生,岛上既没有农业也没有本土性害虫,如果捕捉到害虫必然是路过的。

观测站里有昆虫雷达,专门负责对空扫描探测,可以获得昆虫的数量、高度、方向、速度和体型等参数;还有大型探照灯,每晚向夜空射出一道光柱,昆虫一旦被光吸引便自投罗网。

吴孔明团队通过观测站捕捉并研究昆虫迁飞的秘密,比如模拟昆虫迁飞轨迹、虫源地同位素示踪、取食行为测定等。通过十多年的观测研究,他们发现跨海迁飞昆虫120余种,其中农林害虫26科106种。

每年春季,身强力壮的年轻昆虫随东亚季风向高纬度地区迁飞,秋季则拖家带口原路返回。数据表明,近三成的昆虫回迁数量增长10倍以上,有四成的昆虫回迁数量接近10倍。也就是说,春季飞过去1只虫,秋季就飞回来10只虫。虫子虽小却不傻,当“迁飞收益”大于“迁飞风险”,虫子们就认为这件事值得干!

吴孔明团队还研究了昆虫迁飞时的成层与定向行为。简单地说,就是虫子知道它们要往哪飞。虫虫用什么来导航还不清楚,但可以明确的是,它们的头都朝着一个方向。以春夏为例,当风向大于45°时,昆虫头部逆时针偏转;风向小于45°时,头部顺时针偏转。这充分证明迁飞这件事是有组织、有计划、有目的,比如地老虎顶着风也要死命往前飞,不过棉铃虫是个例外,它们不会跟风较劲,大多是在随风飘。

过去科学家认为,昆虫交配后就不再迁飞专心养育子女,但研究发现,5—6月捕获的昆虫发育基本成熟,七成已交配;9月回迁的昆虫,则基本没有交配,以年轻一代为主。

吴孔明说,现在已基本把我国北方地区昆虫迁飞的规律搞清楚。2016年,他们又在西沙永兴岛建起观测站,研究分析南方昆虫迁飞的奥秘。

布下天罗地网“虫口夺粮”

近年来,迁飞性害虫频繁暴发。2008年草地螟突袭北京,2012年华北、东北地区三代粘虫大暴发,2013年二代粘虫在华北地区突然大暴发。据统计,我国2013年农作物病虫草鼠害发生面积73亿亩次,比2003年增长了21%。

“相比起本地的害虫,迁飞性害虫让人防不胜防。”吴益东说,过去人们主要依靠化学防治,也就是喷洒农药杀死害虫。

然而,随着农药滥用,害虫也在不断进化。比如此前对稻飞虱一直有效的药物——吡虫啉,目前的褐飞虱对此不再感冒;20多年前,我国棉花种植业也曾遭遇棉铃虫无药可治的窘迫局面。

“要实现农药零增长与绿色防控,病虫害的测报最关键。”中国工程院院士、西北农林科技大学康振生教授认为,我国农业生产防治病虫害过度依赖化学用药,应当破除防虫就是打药的观念,进一步了解害虫发生规律。

吴益东表示,监测害虫的传统方法主要是灯诱和地面调查等,取样范围有限、时效性差。应采用智能化无人值守的监测网络,运用昆虫雷达进行实时测报。

吴孔明建议,根据害虫迁飞规律在全国划定若干重点地区,如与邻国接壤的边境地带、华中与华北过渡地带、华北与东北过渡地带迁飞虫源地与降落地等,通过减少虫源地的起飞数量、封锁重要迁飞过境通道、控制中途降落再起飞种群、消灭迁入区降落定居成虫等方式,消灭大部分迁飞性害虫。

“去年6月粘虫暴发时,北隍城岛一盏探照灯一个晚上可以捕获一万只,整个华北向东北迁飞的棉铃虫超过1000万只。”为此他大胆设想,在山东省靠近渤海湾地区,每隔30—50公里建一个拦截站,通过昆虫雷达、高空灯、地面灯、食诱剂等结合,形成一个联防联治的网络,用光柱把害虫从天上“打下来”,“如果还有较多落网的,再打药也不迟。”

 

作者: 张 晔   [责任编辑: 童植]