2021年4月,安徽阜南縣許堂鄉邰莊村,農場主劉向前在自家的麥田里,發現了零星長著黃色條斑的小麥葉子,這是小麥條銹病的癥狀。種田多年的農人們,對這種可能給小麥造成巨大損失的疾病格外敏感,但只要發現,相應的防治手段會非常熟稔,短時間內,數百畝小麥全部打了一遍藥。警報拉響,行動范圍迅速擴大,在更廣袤的田野里,來自市、縣、鄉的農業技術人員,紛紛進入小麥田中,調查條銹病的發病情況,指導農戶打藥防治,那一段時間,鄉間田野的空中,到處都能看到飛行的植保無人機。12月上旬,劉向前告訴記者,今年夏天條銹病大暴發,但發現早、防治早,幾乎沒有造成損失,他盼著這種好勢頭能在2022年繼續上演。

 

小麥條銹病單個病斑。受訪者供圖


一年6000萬噸糧食“蟲口脫險”

 

包括復種,全國每年的播種面積超過20億畝,其中,糧食播種面積占絕大部分。國家統計局數據顯示,2020年,我國糧食播種面積超過17.5億畝,這成為保障我國糧食安全最重要的基礎。

 

保障糧食安全的另一個重要環節,是病蟲害的防治。2020年9月,我國公布了17種一類農作物病蟲害,其中大部分病原和害蟲的主要侵害對象是小麥、水稻、玉米三大主糧。

   

在小麥中,條銹病、赤霉病、蚜蟲,就是一類重大病蟲害防治對象。近幾年入侵中國的草地貪夜蛾,則給玉米帶來嚴重的威脅。在水稻中,北方水稻主要面臨著稻瘟病的危害,南方水稻還有稻飛虱、稻縱卷葉螟、二化螟等害蟲。

 

在和病蟲害戰斗中,是否能占據上風,直接影響著一年的收成。

 

這些病蟲害,并不是每年都會全部暴發,在2021年,我們與之戰斗的主要對手,是小麥條銹病、草地貪夜蛾、南方玉米銹病、稻縱卷葉螟等,還有常發高發的小麥蚜蟲。

 

卷葉是稻縱卷葉螟危害的典型癥狀之一。受訪者供圖


一組來自全國農技推廣中心的數據顯示,近10年來,我國水稻病蟲害年平均發生面積為12億多畝次,采取防治措施的面積為19億多畝次。在小麥中,平均年發生面積為8億多畝次,防治面積為11億多畝次,玉米年平均發生面積為7億多畝次,防治面積為6.4億多畝次。

 

值得注意的是,病蟲害造成的損失,不可能完全避免,只要發生,多少都會有損失。而覆蓋面積龐大、效果明顯的防治措施,可以將損失降到最低。同樣來源的數據顯示,通過實施有效的病蟲害防治,在三大主糧中,每年至少可以挽回近6000萬噸的產量損失,即便如此,仍有近1200萬噸的實際損失。

 

6000萬噸糧食“蟲口脫險”是什么概念?2021年,河南省的糧食產量僅次于黑龍江在全國排名第二,6544萬噸。我們幾乎是從蟲子口中奪回了全國產糧第二大省的全部收成。

 

被阻斷的草地貪夜蛾擴張路

 

2021年7月,江蘇徐州一家農場中,幾位農技人員正在為種植者做技術指導。田間的玉米葉上,有明顯的蟲洞,“這是玉米螟的典型癥狀,可以用無人機噴施氯蟲苯甲酰胺、甲維鹽的方法防治?!?/p>

 

玉米螟是玉米的重要害蟲,雖然并未列入全國17種一類病蟲害中,但在很多地方,被列入地方二類病蟲害。2021年,玉米螟在多地發生,安徽阜南縣植保植檢站在7月14日發布的一份病蟲情報顯示,當地春玉米一代玉米螟蟲田率100%,平均被害株率4.76%、最高8%,燈下蟲量較去年同期偏高,總體發生率中等偏輕,預計發生面積30萬畝。該蟲情預報還列明了不同時期的防治方法和注意事項。

 

同期,一份來自江蘇如皋農技推廣中心的病蟲情報,不僅公布了玉米螟的情況,還公布另外一個“王牌”害蟲——草地貪夜蛾的情況。

 

情報顯示,當地監測點“5月25日誘成蟲1頭,7月8日開始再次見成蟲,7月8日至8月3日自動測報數據累計誘蛾量42頭”。

 

草地貪夜蛾,這個2019年入侵我國的害蟲,在近兩年的時間里,已經快速入侵、定居并在春季往北遷飛,成為大眾矚目的重大農業害蟲之一。

 

作為外來物種,入侵之初因在本地缺乏天敵控制,一旦定居繁衍暴發,危害可能比原產地更大。國家玉米產業技術體系病蟲草害防控研究室主任、中國農科院植保所研究員王振營告訴記者,為應對草地貪夜蛾入侵,我國建立了完善的監測體系,全面系統監控草地貪夜蛾的發布動態,農業農村部還制定了“三區四帶”布防圖,層層布防,延緩草地貪夜蛾北遷的速度,最大限度減輕玉米主產區的防控壓力。

 

2020年6月,王振營和同事在廣西南寧調查玉米抗草地貪夜蛾試驗結果。受訪者供圖


王振營透露,當前,我國對草地貪夜蛾已經有了一整套監測預警體系和綜合防治技術,可以有效防控草地貪夜蛾的危害。2021年,草地貪夜蛾仍然以危害西南和南方玉米區為主,黃淮海和北方春玉米區發生危害面積很小,由于防控及時,對產量造成的影響很小。公開的數據也顯示,到現在為止,草地貪夜蛾仍被控制在長江以南,危害損失在3%以內。

 

在條銹病大暴發之后

 

控制住草地貪夜蛾的,是一整套完備的監控、防治系統。如病蟲測報,這是一套由分布全國的植保站層層監測,自下而上匯報、自上而下布置防治方法的體系,通常有長期、中短期發布預報等不同的形式,幾乎涵蓋了農作物所有的生長階段。

 

2021年3月9日,河南淅川縣發布病蟲情報,發出小麥條銹病的警報,警報顯示,當地在2020年11月新的小麥生長季首次發現條銹病,是歷年來的第二早,立即引起了各地各部門的廣泛重視。

 

中國農科院植保所研究員、作物真菌病害流行與防控創新團隊執行首席劉太國證實了這一點。他告訴新京報記者,繼2020年條銹病大流行之后,2021年,小麥條銹病再次流行,發病早、面積大、菌量足,導致黃淮海小麥主產省都受到嚴重發病威脅,嚴重程度也是近年罕見的。

 

劉太國說,條銹病能否嚴重流行是可以通過甘肅、四川等秋季小麥自生苗上條銹病的菌源來預測的。每年秋、冬季,中國農科院植保所會同全國農技推廣服務中心等單位植??萍既藛T,會統一進行菌源調查,從甘肅南部、四川西北部,到湖北西北部、河南南部等小麥條銹病菌菌源基數的調查研判,再結合氣象條件、品種種植信息等因素,可基本判斷來年該病害的流行程度和基本趨勢,結合全國農技推廣中心測報防治系統信息調試,農業農村部會將中后期小麥主要病蟲害發生趨勢通報有關單位,以便各地方提前做好夏糧生產工作。

 

這些措施,無疑起到了關鍵的作用。劉太國介紹,2021年4月,是條銹病盛發期,他曾在各地調查,“從北京出發,經河北、河南、安徽再到山東,調研一圈,除河北小麥生育期較晚尚未見小麥條銹病外,其他經過的各地都可見單片病葉或發病中心,尤其是河南,任何一塊地里,都可找到發病點,這說明,條銹病已經開始流行?!?/p>

 

然而,作為條銹病發生最嚴重的河南,受損反而是最小的。劉太國告訴記者,這和早防治有直接關系,“我在河南的時候,看到絕大部分田塊小麥都打過藥了,所以雖然可見條銹病的病斑,但病菌已基本被殺死了,當時,各地農業部門的干部,那段時間全都在地里指導防治,省里還墊資,撥??钸M行防治,確保國家夏糧豐收?!?/p>

 

小麥條銹病是小麥重大流行性病害,抓緊、抓準、抓好防治關鍵時期,直接關系著“蟲口奪糧”的戰果,如果錯過了防治窗口期,產量損失就基本形成了,防治效果將大打折扣。

 

微觀世界里的對抗戰

 

不論是條銹病,還是草地貪夜蛾,和病蟲害斗爭,是人類農業的永恒主題。

 

王振營告訴記者,僅在三大主糧上,每種農作物可能遭遇的病蟲害有數百種,現實中可能造成產量損失的,則有幾十種。

 

防治每一種病害或蟲害,都需要無數科學家們付出艱辛的努力。更麻煩的是,害蟲、病毒、真菌也在和人類斗爭,不斷進化。

 

以條銹病為例,它的“大本營”在甘肅和四川,尤其是甘肅的隴南地區,四川的川北地區,被稱為條銹病的“菌源基地”,在那里,有著龐大的菌群。

 

劉太國介紹,條銹病是由一種只在小麥上生長的病菌引起,病菌離開小麥植株,幾天之內就會死亡。劉太國告訴記者,在甘肅、四川的菌源基地,高山梯田上,海拔落差很大,小麥也是立體種植,各個海拔高度的梯田上都會種植小麥,山下的小麥成熟早、收割也早,小麥上的病菌死亡也早,但有一大部分隨著上升氣流傳染到山上沒收割的小麥上存活;山下收割過程中遺落的麥粒,會發芽形成“自生麥苗”,山上的病菌又會隨風吹落回到山下大量的“自生麥苗”上“落戶”,這樣病菌就可以度過火熱的夏季,也可以在麥苗體內度過寒冷的冬季,如此反復,條銹菌就在本地可以完成“周年循環”。

 

小麥條銹病發病中心,可以看到多個發病葉片。受訪者供圖


同時,條銹病還有全國范圍內更大的流行傳播路徑。在秋冬季,海拔2000米以上的條銹菌,有一部分菌會隨著氣流如季風南下,傳播到鄂北、豫南等地,病菌隨降雨等下沉氣流落到麥苗上,溫濕度合適時就會侵染發病,從而病菌也可以度過冬季。等到下一年春季的東南風來時,則再次把孢子帶回西北。

 

為有效防治條銹病,菌源基地所在省份的小麥新品種都要求高抗才能通過審定,但由于病菌的不斷變異,一個高抗品種可能幾年后就“喪失”了抗病性,病菌在快速而不斷地進化。劉太國介紹,1949年以來,我國小麥條銹菌新生理小種已經更新迭代了很多次,當前流行的是名為“條中34號”的病菌生理小種,它最早發現于2009年左右,現在已經擴散到全國各地。

 

菌群在進化,這意味著育種家們也要不斷改進、培育新的抗性品種,以應對菌群的進化,達到持續防控的效果。

 

種業是抗病蟲害基石

 

品種、病原和環境,是病害發生與流行的三大因素,劉太國告訴記者,這在植物病理學中被稱為“病害三角”。當然,這三角關系更離不開人為因素對病害發生與流行的影響,也稱為“病害四面體”。

 

當人的因素加入病蟲害和農作物的戰爭中,這場戰爭的形態,必然會發生變化。

 

變化之一,是提前調查掌握病、蟲基數,據此可研判病蟲害發生范圍和程度,進而從容應對。以小麥條銹病為例,包括條銹病菌越夏、越冬兩次大規模調查,以及田間持續的監測,對于保障小麥條銹病在全國范圍發生的有效防控起了重要作用,而在蟲害防治中對越冬蟲卵和幼蟲,也有同樣的調查,都可以讓種植者和農業專家們,提前進行有效研判。

 

氣象條件的不可測性更高,這也是現代化農業仍存在“靠天吃飯”現象的原因之一。

 

好在,2021年對水稻來說,無疑是一個好年景。

 

中國農業科學院植物保護研究所水稻害蟲創新任務負責人侯茂林研究員告訴記者,今年水稻蟲害較輕,水稻的兩遷害蟲都不算多,“算是老天幫忙”。

 

水稻的兩遷害蟲,包括稻縱卷葉螟和稻飛虱,對它們的預測比本地越冬害蟲更難。侯茂林解釋,“水稻的兩遷害蟲,主要是每年初夏,從東南亞隨季風遷入,而且降落地與鋒面有關,但季風和鋒面發生的具體時間、規模等難以預測,所以兩遷害蟲的預測,總是很難有相對準確的結果?!?/p>

 

在蟲害層面,北方水稻尤其東北水稻,面臨的威脅并不大,侯茂林解釋,這是因為,大部分水稻害蟲在北方都不能越冬。而在南方,除本地越冬害蟲外,水稻還要面臨稻飛虱、稻縱卷葉螟等兩遷害蟲的侵害。

 

對于北方水稻來說,防治好稻瘟病,豐產的可能性就非常高。稻瘟病是水稻最重要的病蟲害之一,危害較重,如果不加防治,大暴發的情況下甚至直接造成絕產。因此在水稻病蟲害防治中,稻瘟病從來都是位于前列的。和某些省份小麥條銹病高感一票否決一樣,水稻品種審定中,對稻瘟病的抗病性,也同樣具有一票否決權。

 

危害雖然嚴重,但同樣有非常成熟的防治辦法,中國農科院植物保護研究所副研究員康厚祥告訴記者,事實上,今年的稻瘟病發病還是較重的,但因為防治得力,對產量的影響較小。

 

2020年9月,康厚祥(左)和同事在做品種改良試驗,左邊是未改良的品種,許多稻穗已發病,右邊是改良后的品種,基本未發病。受訪者供圖


稻瘟病的防控,得益于兩方面的作用,康厚祥解釋,“第一是藥物防治,目前防治成本在1畝地50元-60元左右。第二是抗性品種,我國水稻育種水平極高,大部分地方都種植高抗品種。這其中,品種是最重要的因素?!?/p>

 

其實,不僅水稻,包括小麥、玉米,乃至其他作物,在對抗病蟲害的過程中,高抗品種從來都是決定勝負最重要的因素,而這一點,恰恰需要人們去不斷地突破和努力,在進化的道路上,跑在病蟲害的前面。

 

7萬架植保無人機織防控天網

 

中國農業科學院植物保護研究所王錫鋒研究員介紹,從新中國成立到現在,數十年的時間里,我們國家建立起了一套完整的植保體系,這其中包括從中國農科院到地方農科院的科研力量,從中國農業大學到地方農業大學的教研力量,從全國農技推廣中心到覆蓋全國所有縣的植保和農技推廣體系,“科研、教育、政府、群眾科技組織、生產者,全部在這個體系里面,非常完備,且反應速度極快?!?/p>

 

王錫鋒告訴記者,有一回他在田間調查時,發現地里有某種病毒病菌,遂打電話給全國農業技術推廣服務中心的一位領導,15分鐘后,當地植保站的人,就把電話打到他的手機上了?!拔覀儗Σ∠x害的敏感程度非常高,只要發現,就可以在最短時間里實施防治措施?!蓖蹂a鋒說,“這恰恰是我們這個農業大國力量的體現,也是植保體系完善的標志,事實上,這樣的反應速度在很多力量不夠的小國,根本不可能做到?!?/p>

 

2020年10月,王錫鋒和同事們在開封收獲抗病鑒定的種子。受訪者供圖


近年來,隨著農業規?;?、機械化水平的提升,另一股力量也加入了植保體系,即農業社會化服務的力量。在全國各地,尤其是糧食主產區,數量龐大的植保無人機以及操作無人機的“飛手”,為糧食生長提供了更加完備的防治服務。

 

“和人力噴藥相比,無人機的速度更快,效果也更好?!蓖蹂a鋒說。

 

數據顯示,2020年,我國農業植保無人機保有量超過7萬架,每架無人機,每天噴施300-400畝農田,是人工噴施的20到30倍。服務價格不高,據記者調查,在不同地區,每畝地的服務費用,在8-15元左右。

 

從政府到社會,從專家到農民,完善且周密的植保系統,成為了對抗病蟲害最重要的依托,“在這樣的體系下,可將病蟲害造成的大面積絕產的風險,控制在最低水平?!笨岛裣檎f。

 

害蟲威脅仍在前方

 

病蟲害總是和糧食作物生產伴隨而生,這是自然界的規律。更重要的是,在人類、作物和病蟲害的斗爭中,近憂和遠慮一直都在。

 

比如入侵害蟲,過去數十年中,不斷有新的害蟲進入我國,從上世紀70年代末傳入我國的美國白蛾,到上世紀90年代傳入的美國斑潛蠅,再到2019年侵入的草地貪夜蛾……

 

“對入侵害蟲,我們有三層防治體系。第一,對潛在的、可能會來的,以及新入侵的,進行風險評估,并作出預警。第二,對跨境的害蟲,如草地貪夜蛾、非洲蝗蟲、番茄潛葉蛾等,研發快速檢測技術,建立區域監測網,建立狙擊帶,通過各種方式捕殺。第三,已經進入且大面積發生的,如馬鈴薯甲蟲等,控制發生趨勢,阻截擴散?!蓖跽駹I介紹,“我國每年也都會對各種病蟲害的發生進行調查,為病蟲害的發生趨勢進行預報,來指導防控,以草地貪夜蛾為例,今年10月下旬,全國農技推廣中心組織了對云南省草地貪夜蛾冬季發生情況的調查,在楚雄等地進行田間調查時發現,在我們調查的玉米地塊,幾乎百分之百有草地貪夜蛾發生?!?/p>

 

病害也同樣如此,康厚祥告訴記者,科學家們在稻瘟病的基因中,發現了病菌持續進化的痕跡,揭開了漫長歷史中病菌和農作物爭斗、和藥物競爭的過程,這一過程從未間斷,“在未來,稻瘟病,仍然是水稻最重要的病害之一?!?/p>

 

值得重視的是,原本在水稻上發生的稻瘟病,正在全球范圍內威脅著小麥,康厚祥告訴記者,“稻瘟病菌侵染小麥成災的現象被稱為麥瘟病,最早是于1984年在南美首次暴發,幾十年中,一直在擴散,現在已經擴散到南亞的孟加拉國、非洲的贊比亞等國家。我國也建立了專門的監測機制,有專業的監測設備,觀察它的傳播速度、路徑等。最好的結果,是御敵于國門之外,但也要做好儲備抗病品種等防范麥瘟病危害的準備工作?!?/p>

 

水稻葉子上的褐飛虱成蟲和若蟲。受訪者供圖


病蟲害的發生和致害機制非常復雜,侯茂林告訴記者,許多機制當前都還沒有完全研究清楚,這也給防治帶來了很多困難;甚至有些蟲害和病害之間,還有千絲萬縷的聯系,比如稻飛虱,自身對水稻的危害就很大了,卻還要傳播水稻病毒,造成了南方水稻黑條矮縮病、水稻條紋葉枯病。

 

如今,2021年即將過去,糧食產量再創新高,中國人的飯碗,繼續牢牢端在中國人手中。但并不意味著,和病蟲害的斗爭,已經勝利了,2022年的蟲口奪糧戰爭又將打響?!斑@是一場持久戰,只要人類還在種糧,就永遠需要防治病蟲害?!蓖蹂a鋒說。

 

新京報記者 周懷宗

編輯 張樹婧 校對 盧茜