跨洋而来的水稻终结者

自然生态 来源:环境与生活 2014-7-17 15:33:00 3337 0条评论

不找配偶也能子孙满堂的“稻水象甲”

跨洋而来的水稻终结者

◎萧野


今年5月份,

四川省乐山市宝兴村的村民发现,

自家水田里的水稻幼苗已经返青,但突然又开始泛黄,

连续喷洒农药未果,尔后水稻叶子枯萎,

甚至出现幼苗大面积死亡。

有农业专家到田间调查发现,

一些水稻嫩叶上有明显的虫噬痕迹,

初步统计该村有上百亩水稻死亡,无药可救。

专家判定造成水稻死亡的罪魁祸首,

是一种名为“稻水象甲”的害虫。

它被国际自然保护联盟列为全球100种最具威胁的入侵物种之一,

严重危害粮食安全。

这稻水象甲为何许物也?怎会有如此的杀伤力?





水稻根系上附着的是包着一层茧的稻水象甲蛹


无需交配的“繁殖机器”

稻水象甲的老家,远在大洋彼岸的美国路易斯安那州,它被国际自然保护联盟列为全球100种最具威胁的外来物种之一,在我国《进境植物检疫危险性病、虫、草名录》中,被列为二类检疫性害虫。环保部公布的《中国第二批外来入侵物种名单》中,就有它的大名。稻水象甲不直接危害人畜,攻击的是最重要的粮食作物之一——水稻。

它的成虫是小甲虫,体长一般不超过4毫米,呈褐色。头部向前延伸,像象鼻的形状,所以被称为“象甲”,与啃食谷仓粮食的“米象”长相接近。它和蝴蝶一样属于“变态”昆虫,一生要经历卵、幼虫、蛹、成虫四个阶段的蜕变。

稻水象甲有两性生殖型和孤雌生殖型,发生在中国的均属孤雌生殖型。作为孤雌生殖型动物,稻水象甲被喻为“繁殖机器”,雌虫不需要经过交配就可产卵。每只雌虫可产卵100~200粒,卵长约0.8毫米,珍珠白色。

每粒卵在正常情况下都可孵化成幼虫。这么一来,如果环境适宜,只要有一只雌虫,就能以惊人的繁殖速度,生育出一大批后代,“儿孙满堂”,建立起一个新部落。

成虫怀卵后几乎天天产卵,产卵期可达1个月之久。产卵时间多为中午,产在水面以下的水稻叶鞘组织内,无水条件下,一般不能产卵。

产卵后10天左右,孵化成幼虫。幼虫为白色、蛆状,最大长到7毫米。初孵的幼虫,仅在叶鞘内取食,尔后,在叶鞘上咬个洞爬出来,靠重力落到泥土里,再钻到水稻的根部取食。幼虫发育到一定阶段,会变成白色的蛹,一般都附在水稻主根上,蛹外包一层有防卫能力的茧。再过一段时间,蛹又羽化为成虫稻水象甲。至此,稻水象甲结束泥地生活,开始大肆蚕食稻叶。



美国路易斯安那州立大学农业中心昆虫学者麦克·斯托特博士与娜塔莉·胡美尔博士,在稻田里收集稻水象甲,用来做实验。


“行事低调”的杂食者

稻水象甲不太“挑食”,食物来源和寄主范围非常广泛。除以水稻为“主食”,稗、狗尾草、矮慈菇、鸭跖草、莎草、灯芯草等植物也都是它的菜。在美国,成虫取食的寄主植物有7科、56属、76种,幼虫可取食的有5科、18属、22种。日本的成虫可在86种植物上取食,幼虫取食的植物有22种。食性杂、寄主多,使稻水象甲安身立命的能力大大增强。

它们个头小,其貌不扬,“行事低调”。白天大部分时间,都安静地潜伏在稻丛基部,不吃不喝,黄昏后才爬至稻叶取食,不容易暴露身份。其卵和初孵幼虫个头小,潜伏在近水面的水稻叶鞘内,不是专业人员更不容易发现。幼虫和蛹,更是潜伏高手,隐藏在稻田的水下泥中、稻根深处,如果不对水稻长势、长相进行细致观察、判断,根本难以发现。




美国路易斯安那州立大学农业中心研究助理马蒂·弗雷,正在选取不同水稻品系的圆锥花序。该花序对稻水象甲有抵抗力。



可致稻谷减产八成

稻水象甲的成虫主要危害水稻植株的地表部分,啃食水稻秧苗的叶尖,或者沿着水稻叶脉啃食叶片的上表皮和叶肉,使水稻叶片发白,影响光合作用。幼虫更甚,把水稻根系当作“安乐窝”,直接蛀食幼嫩的稻根。

新根被破坏,轻则影响水稻吸收能力,导致秧苗缺乏水分与营养,叶片逐渐发黄,生长受阻,分蘖明显减少,稻谷减产二到三成;重则使植株严重矮化,发黄枯萎,抽穗延迟,甚至整株死亡,稻谷减产七至八成。

受损最严重的稻田,水稻整体根系被全部破坏,稻株越长越小,手握秧苗轻轻一拔即起。拔起的稻株,根系腐烂变黑,不见新根,分蘖率降低,成穗株率和每穗粒数明显减少,抽穗期和成熟期显著推迟,有的稻株甚至会被风刮倒或拔起漂浮于水面,稻田基本绝收。稻水象甲的作乱不仅威胁粮食安全,也对农田环境与生态平衡造成难以估量的破坏。

在单季稻区,水稻收割后,成虫会转移到稻田周围的杂草中取食、越冬(度过冬季),主要分布在山坡的枯枝落叶表层、杂草根部。来年春季气温达到10摄氏度左右时,越冬成虫开始活动,复苏后先取食禾本科等作物新叶,等水稻插秧时,就进入稻田为非作歹。

这时候的秧苗较嫩,越冬成虫就吃水稻的叶尖或者沿着叶脉方向吃嫩叶的叶肉。水稻秧苗长得健壮,叶子老了时,稻水象甲吃不太动了,就开始另外一项工作——产卵,繁殖新一代成虫,就这样周而复始。它们危害作物时,密度可达每平方米200头以上。

在气候温暖的双季稻区,稻水象甲可繁殖两代。越冬成虫在种一季稻时繁殖第一代成虫,新成虫在一季稻收割后,有的直接迁飞准备越冬,有的则留在稻田里产卵,繁殖第二代成虫,危害二季稻。待二季稻收成后,第二代成虫会迁飞至越冬区蓄势,等待来年的一季稻插秧。


水陆空全能选手

除了入地,稻水象甲还善于潜水、游泳,还能上天,可谓水、陆、空全能选手。飞翔的成虫,可凭借气流迁移10公里以上。作为泳界高手,稻水象甲不仅能漂浮在水面上,还能潜入水中。有实验证明,将稻水象甲浸泡在海水或淡水中,均可存活20~45天。

此外,稻水象甲擅长“辟谷之术”,忍饥挨饿的能力堪称一流。有观察发现,如果环境不适宜,成虫可以不吃不喝,从头年夏季一直到第二年春季,时间长达200多天。越冬期间,稻水象甲对环境的适应性和抗逆性特别强,零下15℃的条件依然能存活。这段时间内,它们可以躲藏在稻草中,以“搭便车”的形式被人为远距离传播。

它还有个外号,被称为“逃命大师”。其成虫有“假死”特性,一旦遇到天敌,或者觉得生命受到威胁,就会以极快的速度从水稻叶尖或稻株上落下,漂在水面或地面上“装死”,等天敌离开后再逃之夭夭。


魔爪遍布亚欧美

稻水象甲身怀各类绝技,保命本领高强,使得它能大肆扩张地盘,在美洲和亚洲的环太平洋地区,以及欧洲部分地区淡定地安营扎寨,且越战越勇。它的传播途径有人为传播和自然扩散。人为传播主要是成虫随稻种、稻秧、稻谷、稻壳、稻草及其制品、其他寄生植物、交通工具等传播。自然扩散则与成虫的飞翔和游泳技能关系密切。

19世纪后半叶,美国密西西比河流域的阿肯色、密西西比、路易斯安那和得克萨斯等州大规模种植水稻,稻水象甲便成为水稻的重要害虫,并逐渐向南蔓延至墨西哥、古巴和多米尼加共和国等国。1959年,稻水象甲侵入美国加州的萨克拉门托河流域,首次被发现是孤雌生殖型,10年后便扩张至全加州各稻区。至此,稻水象甲已遍布美国所有水稻种植区。

20世纪70年代,孤雌生殖型稻水象甲入侵亚洲地区。因输入美国产的干稻草,1976年,日本爱知县首见此虫,10年后便蔓延遍及日本诸岛;20世纪80年代扩散至泰国、印度。2004年,意大利北部也发现孤雌生殖型稻水象甲。

我国于1988年在河北省唐山市唐海县(现名“曹妃甸区”),首次发现稻水象甲,此后,台湾(1990年3月)、天津(1990年6月)、秦皇岛(1990年7月)、北京(1990年8月)、辽宁(1991年7月)、山东(1992年6月)、浙江(1993年5月)、吉林(1993年7月)、福建(1996年4月)等地,也陆续报道了稻水象甲的发生,至1995年,全国水稻受灾面积已达40万公顷,到2000年,仅辽宁省的发生面积就达近40万公顷。它在我国的发生主要是由北向南,从东向西的趋势。

截至2010年,该虫已扩散到全国20个省市区的局部地区,还有大面积的潜在入侵地区。



被稻水象甲侵袭后,农田中间秃了一大片。




挑稻根硬朗的种植

面对来势汹汹的稻水象甲大军,包括中国在内的各受灾国使出了各类解数,大致分为检疫、农业防治、物理防治、化学防治、生物防治等。

首先,加强检疫,禁止疫区的稻谷、稻种、稻秧、鲜草(含稻草、杂草、苇草)外运,粮用稻谷可加工成大米后再外运。严禁将稻草作为包装填充物,提倡疫区的稻草全面晒干就地焚烧,禁止运出或留作他用。同时,做好宣传,增加人们对稻水象甲危害性的了解。

农业防治方面,选育抗虫品种是有效方式之一。有研究表明,发根力强的品种,自身补偿能力强,受得起稻水象甲幼虫的侵蚀,损失相对轻。

另外,要注意合理施肥。因为施肥多的稻田往往幼虫多,容易呈直线增长,所以氮、磷、钾要合理搭配,以降低幼虫密度。适时排灌也是必要的。如果田间缺少静止水,成虫产卵将减少,也会影响孵化的幼虫存活。美国南方稻区一直重点研究以适时排水或推迟灌水等田间水管理措施,来控制幼虫。再有是清除杂草。春季越冬成虫向稻田转移前及秋冬季节,烧毁稻田周围的杂草,可使其失去食物来源,降低存活率。



稻水象甲是一种小甲虫,体长一般不超过4毫米,呈褐色。头部向前延伸,像象鼻的形状,所以被称为“象甲”。

化学防治仍是主打

物理防治方面,可采取灯光诱杀。稻水象甲具有趋光性,可以用黑光灯诱杀,或设置一片诱杀田,夜间点灯引诱稻水象甲集中产卵,然后再一举歼灭。不过,这种方式难以大面积推广。

到目前为止,发生稻水象甲危害的各国,仍以化学防治作为主要手段,对付成虫见效快。美国自20世纪70年代末以来,一直使用“呋喃丹”杀虫剂,但它毒性高,1995年后被禁用。虽然后来筛选出了几种有一定效果的药剂,但效果不及呋喃丹。日本、韩国和台湾地区主要以撒施颗粒剂和育秧箱施药等方式,来防治稻水象甲。

自1988年以来,我国各地进行了防治稻水象甲的药剂筛选工作,例如,辽宁省一般在插秧5~10天后,将甲基异柳磷、功夫、来福灵、速灭杀丁、敌杀死、氯杀威、菊杀乳油、灭扫利等药剂,分别制成常规剂量喷雾,防治效果据说可达到96.4%。其中特制甲基异柳磷成本最低,且具有间接控制幼虫的效果。其他疫区也采取了相应的防治措施。不过,化学方式容易导致农药残留,降低水稻品质。


正常水稻根(右)与稻水象甲幼虫蛀食的稻根(左)


稻水象甲版生化危机

生物防治方面,稻水象甲的天敌较少,对成虫有一定捕食作用的主要有鸟类、蛙类和蜘蛛等。美国让有益线虫寄生在稻水象甲幼虫体内,使其致病死亡,防治效果接近40%;日本于1981~1990年使用白僵菌和绿僵菌等微生物,来控制越冬稻水象甲,具有一定的效果。

我国专家也发明了“绿僵菌”制剂,专门收拾稻水象甲成虫。在插秧后3~5天,喷洒制剂喷雾,只要成虫粘上,过一段时间就会变成淡绿色的“僵尸”。绿僵菌是一种从自然界筛选来的真菌,主要以“孢子”形式存在。孢子在成虫的体表萌发,长出菌丝,菌丝前端分泌酶,把成虫的体表腐蚀掉。然后,菌丝穿入虫体内,利用虫体内的营养大量繁殖,待将虫体内的营养吸收完,虫体就变硬成了“僵尸”。不过,用这种方式见效较慢,在疫情高发区,得配合化学农药使用。


(本文撰写过程中参考了国家质检总局官网信息和肖铁光、孟祥建、翟保平等人的论文,特此声明并致谢。)

[责任编辑:XK]
 
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