美国白蛾防控技术的研究进展及展望

2022-09-22 01:29赵旭东耿薏舒郝德君代鲁鲁孙守慧
中国森林病虫 2022年5期
关键词:白蛾天敌幼虫

赵旭东耿薏舒郝德君代鲁鲁孙守慧

(1.南京林业大学林学院,江苏南京 210037;2.沈阳农业大学林学院,辽宁沈阳 110866)

美国白蛾Hyphantria cuneaDrury又称秋幕毛 虫,原产于北美洲,1940年传入欧洲,1945年传入亚洲,已经扩散至全球32个国家[1-2]。由于美国白蛾具有适应性强,繁殖量大,寄主种类多,传播途径广,危害严重,防治难度大等特点,被列为世界性检疫害虫[3-5]。我国自1979年在辽宁省丹东市首次发现以来,截至2022年3月已经扩散至14个省(自治区、直辖市)的611个县级行政区[6]。40多年来,美国白蛾不但对我国林木资源和相关产业造成严重危害,而且对国土生态安全构成威胁[7-10],并造成扰民现象。

自从美国白蛾入侵我国以来,国内学者以及林业工作者制定了多种防治策略,以期降低其对林业的危害。原国家林业局曾把美国白蛾列为全国六大森林病虫害防控对象之一,启动了京津冀美国白蛾工程治理项目,在治理区推广使用生物制剂、仿生农药,结合白蛾周氏啮小蜂Chouioia cuneaYang的释放,一些分散疫点被拔除,短期内延缓了美国白蛾的蔓延速度[11]。目前,基本形成美国白蛾常态化的防控机制和较成熟的防控技术体系。但是,美国白蛾适生性强,一旦条件适宜,种群极易暴发性增长,特别是近年来,异常气候多发,其发育不整齐、世代重叠现象明显,美国白蛾分布区不断扩大,寄主种类不断增多,为美国白蛾防控带来严峻挑战[9]。

笔者对美国白蛾的监测以及林业技术、生物防治、物理防治和化学防治等方面的研究进展进行综述,并结合林业行业的实际情况探讨美国白蛾的防控技术研究展望,以期为开展美国白蛾的科学防控提供参考,也为其他外来林业入侵害虫的管理提供借鉴。

1 美国白蛾监测技术研究进展

美国白蛾传播的方式多种多样,可随苗木、货物和交通工具远距离传播[9]。近年来,美国白蛾的传播范围不断扩大,疫区数量也逐年增加[7]。因此,针对美国白蛾种群进行虫情监测,既能防止美国白蛾的扩散蔓延,又能为其检疫监测和综合防控提供依据。目前针对美国白蛾的种群监测技术主要包括性信息素监测技术和诱虫灯监测技术。另外,在这两种传统监测手段基础上,进一步结合现代信息技术,在对美国白蛾开展更加快速、准确地监测定位方面也取得了一定的成果。

1.1 性信息素的应用

性信息素具有活性高、特异性强、无污染、不伤害天敌等优点,广泛应用于害虫的监测和防治[12]。20世纪70年代,各国学者开始研究美国白蛾的性信息素。1982年,首次在美国白蛾雌成虫中分离出性信息素,鉴定出3种组分(表1),但人工合成的性信息素组分在林间无引诱活性[13]。1989年,Tóth等进一步从美国白蛾性腺提取物中分离并鉴定出2种新组分[14](表1)。各国科学家相继对鉴定出的5种组分的人工合成化合物进行林间试验,如在意大利将(9Z,12Z,15Z)-十八碳三烯醛(C18:3Ald)、(3Z,6Z,9S,10R)-9,10- 环氧 -3,6-二十一碳二烯(C21-2Epo)和(3Z,6Z,9S,10R)-9,10- 环氧-1,3,6-二十一碳三烯(C21-3Epo)按不同比例配比,在林间试验中均显示出极强的诱虫活性[15];在日本和中国进行的林间试验也显示上述3种组分的引诱活性,单个诱捕器的一天最高诱蛾量可达80头[16-18]。研究还发现,不同地理种群的美国白蛾性信息素组分存在差异,对于新西兰种群,(9Z,12Z)- 十八碳二烯醛(C18:2Ald)、C18:3Ald、C21-2Epo 在1.2∶12.3∶1.1 的配比时,林间诱捕效果良好[16];而对于中国种群,C18:2Ald、C18:3Ald、C21-2Epo 和 C21-3Epo,当比例为2.0∶33.6∶58.4∶6.0 时,对美国白蛾雄蛾有显著的诱捕活性[17]。

表1 美国白蛾性信息素组分鉴定Tab.1 Identification of sex pheromone components of Hyphantria cunea

应用人工合成性信息素可监测美国白蛾成虫发生期,如张庆贺 等[18]利用该方法监测到美国白蛾在辽东地区1 a发生2代,羽化高峰期分别在5月下旬和7月底至8月初。同时,基于诱蛾量与当代成虫数量、诱蛾量与下一代虫口密度以及幼虫危害程度等因素之间的相关性,利用性信息素诱捕器也可以对下一代幼虫的种群密度、发生趋势以及危害程度进行预测。尤其在新疫区,虫口数量相对较低,可通过在林间设置高密度的性信息素诱捕器诱捕大量雄虫,以达到控制美国白蛾种群的效果,但需要考虑引诱效果易受到诱捕器的设置高度、密度、虫口密度以及气象因素等影响。随着美国白蛾的不断扩散,性信息素已经作为非疫区开展检疫监测的重要手段,相对于传统的灯光引诱监测,其具有精准、高效等优势。

1.2 测报灯的应用

测报灯是利用昆虫的趋光性而研发的监测设备,利用灯诱法监测和防治美国白蛾已成为生产上使用的常规防控手段。频振式杀虫灯对美国白蛾诱虫力强,控害范围大,并且对害虫具有很强的选择性,可用于预测预报[19]。

然而,测报灯具有广谱性,对趋光性昆虫都具有引诱性,用于美国白蛾种群监测效果不及使用性信息素好。在相同虫口密度的生态环境条件下,测报灯监测的成虫始见期较性信息素的迟5~10 d,羽化结束期较性信息素监测的提前5~6 d,二者在监测的高峰期上未见明显差异,但性信息素监测的高峰期更为明显,监测的成虫期较长,诱蛾量也明显高于测报灯[20]。随着LED光源的发展,根据昆虫敏感光谱研发的特异性波长诱虫灯用于美国白蛾的监测已成为可能,先后有学者研究证实351 nm波长[21]和360~365 nm[20]波段对美国白蛾成虫的引诱活性更强。因此,将性信息素与敏感光源协同使用,能够达到更好的引诱效果。

1.3 现代信息技术的应用

除了传统的性信息素和测报灯监测,移动互联网、智能终端设备以及卫星定位技术的发展也为监测美国白蛾提供了新手段。如利用具有全球定位系统(global positioning system,GPS)、摄像头和网络访问等功能于一体的智能手机,基于美国白蛾发生危害的数据和上传的精确地理坐标,手机端能随时查看美国白蛾发生情况[22-23]。这种基于移动手机设备的监测系统模型,简化了数据收集、传输和可视化过程,为建立美国白蛾分布式监测网络提供了便利。目前,已有研究者开展美国白蛾三维姿态信息识别软件系统研发,以期实现对美国白蛾成虫的快速识别[24]。

2 美国白蛾绿色防控研究进展

随着美国白蛾在我国的扩散蔓延,国内学者在深入研究美国白蛾生物学特性、扩散规律和危害特性的基础上,制定了多种防治策略,在美国白蛾的综合防控方面取得了丰硕的成果。

2.1 林业转基因技术防治

随着转基因技术的兴起,研究者通过将Bt毒素基因Cry1Ac和蛋白酶抑制剂基因API转入杨树,建立了转双抗虫基因741杨,林间试验显示对美国白蛾幼虫的抑制率均在80%以上,并且还能抑制存活下来的幼虫发育,使其发育速率减缓,不能正常化蛹,连续4 a饲虫试验未发现其抗虫性有下降趋势[25-26];利用农杆菌转化法将Bt毒素基因Cry1Ah3、Cry9Aa3以及与Bt毒素基因联合蛋白酶抑制剂基因SCK(Cry1Ac+SCK)成功转入杨树品系‘Shanxin’中,取食Cry1Ac+SCK和Cry1Ah3杨树品系叶片的美国白蛾幼虫死亡率分别为97% 和91%,并且所有幼虫在取食7~9 d后全部死亡[27]。除了传统的转基因技术,Xu等[28]将Bt毒素基因进行了预先筛选,并将筛选后的Bt毒素基因进行序列优化,形成高抗品系Cry1Ah1,将其转入杨树品系‘NL895’中,明显抑制了美国白蛾幼虫的存活率和化蛹率,降低了幼虫对叶片的取食量及取食面积,表现出优良的抗虫效果。

2.2 人工物理防治

根据美国白蛾幼虫结网幕和老熟幼虫下树化蛹的习性,开展有针对性的人工物理防治,对美国白蛾具有良好的防治效果。美国白蛾幼虫孵化后即在卵块附近吐丝结网,群集网中取食叶片,幼虫1~4龄以前群居网内取食,结网时间长达20 d左右,故可人工摘除美国白蛾网幕[11,29]。这种方法既简单又环保,尤其是在城市以及市区,发生危害不严重时,利用高枝剪将网幕连同小枝一起剪下集中销毁,可以有效地避免其在市区内的传播。

根据美国白蛾幼虫下树化蛹的习性,下树前在寄主树木1.5 m高的位置捆绑草把或草垫,待老熟幼虫向下进入草把或草垫内化蛹后,再适时将收集的蛹集中销毁,有效地控制下一代美国白蛾的种群数量[30]。这种方法操作简便,成本低、安全环保。诱集的美国白蛾蛹数量与捆绑草把的寄主种类以及树木的胸径无显著相关性,即无需考虑寄主树种以及树干的粗细,防治时期选择在第1代和第2代的老熟幼虫期,夏季诱集的数量显著高于秋季诱集的数量,且诱集的雌蛹数量显著高于雄蛹数量,这更利于对美国白蛾种群的控制[30]。

2.3 美国白蛾的生物防治

利用自然界的生物因子控制害虫,是害虫绿色防控的重要组成部分。国内外针对美国白蛾天敌资源的发掘和应用开展了广泛研究[31],生物防治已经成为控制美国白蛾的重要手段。

2.3.1 寄生性天敌

美国白蛾的寄生性天敌主要是寄生蜂和寄生蝇。Warren&Tadic于20世纪60年代总结全球的美国白蛾的天敌种类发现,在原产地北美洲有寄生性天敌51种,分属6个科;欧洲有39种,分属7个科;日本和韩国共有6种,分属3个科[32-33]。据最新统计,我国已记载的美国白蛾寄生性天敌53种,包括寄生蜂35种,寄生蝇16种,蒲螨和重寄生蜂各1种。其中在陕西省发现寄生性天敌11种,辽宁省大连市发现8种蛹期寄生性天敌,河北省秦皇岛市发现2种幼虫期和12种蛹期寄生性天敌,辽宁省沈阳市发现6种幼虫期和5种蛹期寄生性天敌[31,34-35]。根据寄生天敌的自然寄生率发现,不同地区的优势寄生天敌种类有较大差异。白蛾周氏啮小蜂、舞毒蛾黑瘤姬蜂Coccygomimus disparis、日本追寄蝇Exorista japonica等在自然界中具有较高的寄生率。

关于美国白蛾寄生性天敌的引进和利用始于20世纪50—60年代,前苏联、前南斯拉夫和前捷克斯洛伐克先后从美国和加拿大引进10种寄生天敌开展生物防治,经过大量试验,最终由于林间缺乏转主寄主,引进的天敌未能建立种群,无法发挥持续的控制作用[35]。我国昆虫学家发现的美国白蛾蛹期优势天敌白蛾周氏啮小蜂[31],具有寄生率高、出蜂量多、自然界存在替代寄主、能够保持较高的种群数量、持续控制效果显著等特点。通过对优良蜂种的鉴定、蜂种的保存、替代寄主的选择和蜂种的复壮等一系列研究,攻克了人工大量繁蜂的技术难题,研究出适宜的放蜂技术,在美国白蛾的防治中得到广泛应用,可有效控制其危害[36-38]。人工释放白蛾周氏啮小蜂防治美国白蛾的效果易受环境条件的影响,因此选择气温25℃以上时放蜂,并用牛皮纸包裹蜂蛹以提高蛹的保存率,同时在放蜂区域内严禁使用高效氯氰菊酯、阿维菌素等化学杀虫剂,均有利于提高防治效果[37-38]。

2.3.2 捕食性天敌

捕食性天敌是自然界中控制美国白蛾种群数量的重要生物因子。20世纪60年代,美国调查记录的捕食性天敌包括鸟类、蜘蛛、两栖类、蜱螨、双翅目、膜翅目、脉翅目、鞘翅目、直翅目、半翅目、革翅目和长翅目昆虫,隶属22个科119种,其中蜘蛛有14科98种[35]。在美国路易斯安那州调查发现1种鸟类、16种昆虫和19种蜘蛛捕食美国白蛾,在阿肯色州的美国白蛾网幕内发现41种蜘蛛[39]。

我国于1981—1982年在辽宁丹东开展天敌调查时,发现了瓢虫Coccinellidae、步甲Carabidae、草蛉Chrysopidae、蚂蚁Formicidae等捕食性天敌。截至目前,国内的美国白蛾捕食性天敌有昆虫、蜘蛛、两栖类和鸟类,共29种,其中蜘蛛占绝对优势[35]。近年来,对蠋蝽Arma chinensis、丽草蛉Chrysopa formosa和异色瓢虫Harmonia axyridis等捕食性天敌的室内捕食效果测定发现,这些天敌对美国白蛾卵、1~2龄幼虫均具有较好的捕食效果[33];而野外防治效果缺乏有效的评价标准,对于捕食性天敌的发掘和利用仍需进一步深入研究。

2.3.3 病原微生物

长期使用化学杀虫剂导致的农药残留、环境污染、生物多样性降低等生态环境安全问题日益突出[29,40]。因此,利用病原微生物对害虫进行防控是取代化学杀虫剂的有效手段。病毒、细菌、真菌以及线虫是生物防控美国白蛾的主要微生物资源。

美国白蛾的致病病毒目前已知3类4种,即核型多角体病毒(NPV)、质型多角体病毒(CPV)和两种颗粒体病毒(GV)。其中美国白蛾核型多角体病毒HcNPV(Hyphantria cuneanucleopolyhedrovirus)的研究和应用较广泛。1984年在辽宁丹东首次分离出美国白蛾核型多角体病毒,室内测定发现其在l.7×107PIB/mL时,美国白蛾3龄幼虫的死亡率为95.1%[41]。HcNPV可通过多种途径传播到寄主种群中,对美国白蛾不同虫龄幼虫均有直接致死作用,对2~3龄幼虫防治效果最好,并对其蛹重和雌虫产卵量均有显著影响[42-45]。由于HcNPV具有明显的专一性,需要宿主昆虫的活体扩繁,随着美国白蛾幼虫人工饲料的成功研发,实现了美国白蛾幼虫的大规模工厂化繁殖,解决了HcNPV大量生产的关键技术,为其应用提供了支撑[46-48]。

苏云金芽胞杆菌Bacillus thuringiensis具有来源广,杀虫效果好,对环境无害等特点,是防治美国白蛾常用的病原细菌[49]。国内外学者广泛筛选对美国白蛾具有毒杀活性的Bt菌株,为应用于美国白蛾的生物防治奠定了基础,来源于库尔斯塔克亚种Bacillus thuringiensisvar.kurstaki的菌株BtS-19、BtCYZ-4和Bt869对美国白蛾幼虫表现出高毒力,其中,菌株BtS-19和BtCYZ-4以菌落数量l×107CFUs/mL处理 72 h,2龄幼虫死亡率为100%[50-53];菌株Bt869以 l×107CFUs/mL处理72 h,3~4龄幼虫死亡率为100%[54]。在大面积防治时,采用飞机低容量或人工地面喷雾每667 hm2喷洒8 000 IU/μL苏云金杆菌悬浮剂(SC)100 mL,对美国白蛾低龄幼虫平均防治效果分别达到97.17%和 96.67%[55]。 孢子浓度为 106个/mL 的Bt处理组,美国白蛾幼虫均未能化蛹;小于106个/mL的处理组均能化蛹并羽化,且接蜂后能够正常出蜂,出蜂率33.13% ~51.25%,每蛹出蜂量117.43 ~143.42 头,均显著高于对照[56]。 因此,采用亚致死浓度的苏云金杆菌处理美国白蛾幼虫,对白蛾周氏啮小蜂寄生有利,不影响子代蜂的正常出蜂,对于控制美国白蛾具有协同增效作用,可作为一种高效控制美国白蛾的生防模式来应用。

病原真菌是昆虫病原微生物中最大的类群,具有可自身增殖、不污染环境、不伤害天敌、易于生产等优点,已经成功应用于多种农林害虫的生物防治中[57]。国内外学者针对美国白蛾高致病力菌株开展了广泛筛选和利用。球孢白僵菌Beauveria bassiana菌株Bb22-2、Bb22-3和Bb22-5在孢子浓度为1×108个/mL时,处理美国白蛾幼虫11 d后幼虫的死亡率均为100%[58];每株树施孢子浓度为220亿个/g的球孢白僵菌5~10 g时,对越冬代美国白蛾的防效为72.9%,对第 2代幼虫防效为88.4%[59];菌株 Bb7725孢子浓度为1×108个/mL时,处理美国白蛾7 d后其防效高于85%[60];菌株Bb08-12孢子浓度为1×107个/mL,处理美国白蛾5 d后,幼虫死亡率为79.32%[61]。每株树施孢子浓度为205亿个/g的粉拟青霉Paecilomyces farinosus5~10 g时,对美国白蛾越冬代的防效为83.5%,对第2代幼虫的防效为87.0%[59]。采用孢子浓度为1×108个/mL的爪哇棒束孢Isaria javanica菌处理后,美国白蛾3~4龄幼虫的死亡率高于80%[62]。另外,不同寄主来源和不同温湿度均能影响病原真菌的致病力。因此,可通过环境改善及基因改造获得毒力强、稳定性高的致病菌株。研究表明,白僵菌在通过紫外线诱变后,对美国白蛾的致死效果是原菌株的1.3倍[63]。

2.4 化学防治

化学防治具有见效快、防效高、成本低等特点,在美国白蛾大面积暴发或局部突发时,喷洒化学杀虫剂是快速抑制种群数量、减轻其危害的常用措施,也是生产中防治美国白蛾应用最广泛的方法。

2.4.1 主要化学农药

不同国家用于防治美国白蛾的化学杀虫剂有所差异。在美国白蛾原产地美国,其种群数量常保持相对稳定水平,较少暴发成灾;当发生危害时,常用Tempo 2C(氟氯氰菊酯,cyfluthrin),Orthene 75S(乙酰甲胺磷,acephate),AG500(二嗪磷,diazinon),Di-Beta 1.5EC(苏云金素,thuringiensin)等控制美国白蛾种群数量[64]。在韩国,美国白蛾大规模成灾时,先后应用杀螟硫磷(fenitrothion)、高效氯氟氰菊酯(lambda cyhalothrin)、灭幼脲(diflubenzuron)和氟啶脲(chlorfluazuron)等控制其种群数量[65]。伊朗则主要利用灭幼脲对当地美国白蛾进行化学防治[66]。由此可见,触杀型和生长调节剂类仿生药剂是国外防治美国白蛾的常用化学农药。

自美国白蛾入侵我国以来,相关学者一直致力于化学药剂的筛选及推广应用研究。通过室内比较12种农药的室内毒力发现,甲氨基阿维菌素苯甲酸盐(甲维盐)对美国白蛾幼虫的毒力最高,LC50为0.11 mg/L,高效氯氟氰菊酯的次之,LC50值为1.43 mg/L;25%吡虫啉粉剂和4.5%高效氯氰菊酯乳油 LC50分别为 10.93,6.02 mg/L,对美国白蛾2龄幼虫生长发育有良好的抑制效果,中毒幼虫表现为取食量减少,发育迟缓,行动缓慢,幼虫发育历期延长[67]。目前,我国用于防治美国白蛾的批准登记农药产品有44个,其中甲维盐、苦参碱和灭幼脲是使用量最大的农药品种。近年来,作用于昆虫鱼尼丁受体的双酰胺类杀虫剂由于对水产养殖的鱼、虾、蟹等水生生物相对安全,得到了广泛应用。如20%氯虫苯甲酰胺SC在120,150 mL/hm2剂量下,喷施2 d后美国白蛾2龄幼虫的虫口减退率分别为96.5%和100%;药后14 d,3龄幼虫的减退率分别为97.5%和99.0%,且表现出较好的速效性和较长的持效期[68]。硫虫酰胺对美国白蛾具有较好的生物活性及林间防效,10%硫虫酰胺 SC 50~100 mg/L施药后 3,7,14 d的防效均在 85% 以上[69],该药剂速效性好,持效期长,具有良好的应用前景。

2.4.2 植物次生物质

植物源农药的有效成分多为植物在进化中产生具有保护作用的次生代谢物质,如萜烯类、生物碱、类黄酮、甾体、独特的氨基酸和多糖等[70]。大多数植物次生代谢物质对植食性昆虫的生长发育都具有一定抑制作用,且部分次生代谢物质对其具有驱避、引诱、拒食、毒杀的作用[71-72]。利用这些物质研制的植物源农药具有环境友好、对非靶标生物安全、不易产生抗药性、作用方式特异等特点[73]。

土耳其学者研究证实蓍Achillea biebersteinii、马郁兰Origanum onites、迷迭香Rosmarinus officinalis、鼠尾草Salvia pratensis、夏香薄荷Satureja hortensis、流香艾菊Tanacetum balsamita6种植物精油对3~4龄美国白蛾幼虫均有较高的致死效果,其中马郁兰精油的致死率达87.7%[74];Park等从日本黄连Coptis japonica中分离出的异喹啉生物碱(isoquinoline alkaloids)类物质如黄连素(berberine)、非洲防己碱(palmatine)、黄连碱(coptisine)等,对美国白蛾4龄幼虫有显著的拒食效果,在500 mg/L时幼虫的死亡率达100%[75];银杏黄酮(ginkgo flavonoids)、银杏苦内酯(ginkgolide)、白果内酯(bilobalide)通过影响美国白蛾幼虫体内的保护酶以及解毒酶,从而导致幼虫高拒食率[76];从杜仲Eucommia ulmoides中分离的杜仲胶(gutta-percha)在室内的生测中对幼虫拒食活性达95%,林间抗虫活性达93.3%[77]。

商品化的植物源农药在美国白蛾防治中已经得到推广。如应用1.3%苦参碱可溶性液剂1 000~1 500倍液防治美国白蛾2~3龄幼虫的死亡率超过98%[78];3.6%烟碱.苦参碱微囊悬浮剂1 600倍液施药7 d后其防治效果在98%以上[79];2.8%木烟碱微囊悬浮剂5倍液地面超低量喷雾,或航空施药750~1 050 mL/hm2,防治效果(校正虫口减退率)均达99%以上,并具有较好持效性[80]。

3 结论与展望

基于当前的各项研究成果,针对美国白蛾在我国的发生情况,在美国白蛾的扩散前沿,以性信息素监测为主要手段,同时配合使用人工摘除网幕、施用HcNPV和Bt菌、以及植物源农药进行疫点拔除;在美国白蛾分布区,利用性信息素和测报灯进行种群动态监测,同时进行人工摘除网幕、扎草把灭蛹、释放白蛾周氏啮小蜂、保护各种捕食性天敌,对美国白蛾种群数量实现长期控制;在美国白蛾暴发危害区,合理使用化学农药和植物源农药进行地面或航空施药,在压低虫口密度后及时开展种群监测和生物防治,并对暴发区进行林分改造,降低美国白蛾暴发危害的可能性。

美国白蛾自1979年传入我国40多年来,地理分布区逐渐扩大,寄主种类也不断增加,已形成发生范围继续扩大、疫点数量增加、局部危害加重的趋势,为美国白蛾的综合防控带来了严峻挑战[81]。虽然有关美国白蛾各种防治技术的研究均取得一定进展,包括监测技术、林业技术防治、人工物理防治、生物防治和化学防治等,基于这些技术形成了常态化的美国白蛾防控机制和相对成熟的防控技术体系。但是,随着美国白蛾发生特点和成灾规律的变化,以及国家对环境保护策略的新要求,美国白蛾防控策略需要进行相应的调整,不但需要改进和完善传统防控技术,而且需要研发经济高效、安全实用的新技术和新产品,以应对美国白蛾发生发展的新形势和新特点,同时进一步整合各项防治技术,形成更为完备的综合防治技术体系,实现对美国白蛾的可持续治理。

随着5G通信、物联网、无线传感器网络、无人控制系统等新技术的发展,林业有害生物监测逐渐向基于物联网技术的自动观测、融合地面和遥感观测的多尺度发展。传统的测报灯和性信息素与这些新技术的有机结合将实现美国白蛾监测的智能化、自动化,探索现代智能技术的推广应用,提高美国白蛾精准化监测水平。

美国白蛾天敌众多,但目前仅有白蛾周氏啮小蜂得到充分应用。未来需要深入开展优势天敌的生物学、生态学、行为学及人工饲养技术等应用基础研究,建立林间种群的维持技术,发挥对美国白蛾不同虫态的持续控制作用。此外,核型多角体病毒、苏云金杆菌等病原微生物优良菌株的筛选、毒性测定等研究已经比较深入,随着人工大量增殖、环境抗逆性等关键技术的突破,未来将替代化学农药,成为美国白蛾绿色防控中的主要措施。

随着美国白蛾的不断扩散和局部暴发,以化学农药为主的防控策略仍然是快速控制种群数量的主要措施,目前生产中采用航空施药防治与地面补充防治相结合的策略抑制暴发种群。然而,长期使用化学农药引发的抗药性、污染环境和破坏生物多样性等问题应引起重视,一方面要准确掌握美国白蛾生物学和发生规律,选择敏感虫态、敏感期施药,研发农药减量的精准施药技术;另一方面研究化学农药与其他防治措施的协调施药技术,做到科学合理用药,提升持续防控能力。

人工合成的美国白蛾性信息素具有活性高、专一性强和使用方便等特点。它不仅是种群动态的精细化监测手段,而且在大量诱杀以及干扰交配等方面具有广阔的应用前景。因此,尚需优化人工合成工艺,降低使用成本,为大范围实施诱杀及干扰交配提供支持。另外,有必要深入探索性信息素与天敌、无公害农药的联合应用技术,发挥协同控害作用。

转基因技术、基因编辑技术以及基因沉默技术的快速发展,为开发特异性和高效性的生物制剂、广泛开展美国白蛾绿色防控展现出潜在的前景。如RNAi技术广泛应用于基因功能研究,由于其高效性和特异性,有望成为第四代杀虫剂的核心技术[82]。基于piggyBac转座子和CRISPR/Cas9的遗传转化体系已经在美国白蛾上获得成功,尚需进一步筛选美国白蛾靶标基因,研发高效运载体系,为探索基于RNAi技术的美国白蛾遗传调控方法和新型药剂研发奠定基础。

上述防治技术的进一步发展,对美国白蛾的综合防控将有望形成以种群动态精准监测为基础,多种生物防治手段(天敌昆虫、病原微生物)为主体,适时配合以植物源农药为主的精准施药技术,并在关键区域使用以基因编辑技术或基因沉默技术为载体的新型遗传防治手段,实现对美国白蛾的可持续控制。

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