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说说田间的病虫害

作者: 来源:中国气象报 时间:2020-03-18

专家顾问: 中国气象科学研究院生态与农业气象研究所研究员 霍治国

采访人 : 中国气象报记者 王玫珏

气温渐升,大江南北进入耕作的季节。春意最浓在田间,不过,随着农作物的复苏,病虫害也开始活跃。这些病虫害为何总是对农作物“不依不饶”?它们的发生、变化与气象条件有什么关系?在“病虫军团”发起的“夺粮大战”中,又有哪些科技“武器”可以派上用场?

卫星遥感巴基斯坦沙漠蝗灾监测分析图。图片来源:国家卫星气象中心

“旱生虫,湿生病”——病虫害偏爱怎样的“居住条件”

病虫害由两部分组成:病害和虫害。病害主要由真菌、病菌和病毒引发,而虫害则由有害昆虫诱发。

霍治国介绍,农作物病虫害是我国最主要的生物灾害。从种类上来说,农作物有害虫800多种、病害700多种;能造成重大损失的有100多种,其中重大流行性、迁飞性病虫害有20多种。

总是被频频提及的农作物病虫害,是常年都有还是偶尔发生呢?其实,病虫害的一个特点就是普遍性,表现为只要有寄主作物的存在,其寄生生物就不会放过繁殖、发展与危害的“机会”,构成了有害生物生存与危害的长期性。可以说,有害生物处于常年发生状态。在一般年份,病虫害造成粮食减产10%~15%、棉花减产20%以上。

农作物病虫害的发生与成灾,不能简单地归为某一因素,而是作物、有害生物、气象条件、管理措施等综合作用的结果,是两种或以上生物体动态的自然变异过程。

气象条件是病虫害发生流行的关键因素之一,天气、气候直接影响和制约病虫害的发生流行。温度、湿度、降雨、风速、风向等,这些人们所熟知的气象要素,还可以直接影响病害的发生、发展和流行,影响害虫的发育、繁殖、越冬、分布、迁移和适应。

对于农作物病虫源(菌)来说,气候变暖大概是它们“期盼”的一件事。因为在气温上升、降水异常等背景下,病虫害发育历期缩短、繁殖代数增加,让它们有机可乘危害更多地方、更长时间。

气候变暖有利于病虫越冬、繁殖。当暖冬出现时,情况更加有利,有更多的病虫成功越过冬季,在来年春季迎来“茁壮”生长的机会,显著增加冬后有效病虫源基数。如果生长季变暖,则可能造成病虫害发生界限北移,发生范围、危害程度呈扩大、加重趋势。

“旱生虫,湿生病”也不无道理。研究表明,降水偏少、干旱,易导致虫害严重发生;而降水偏多、雨日偏多,易导致病害严重发生。台风、暴雨可能使部分病害突发流行、田间虫口密度显著降低。

蝗虫逃不过卫星的“眼睛”——监测“粮食破坏者”都有哪些手段

说起农作物病虫害监测,过去人们脑海中浮现的场景可能是测报人员手拿着小本子,站在田间,通过目测的方法,“以点代面”估测田间病虫害情况。如今,监测田间病虫害发生信息有了更科学的方法,可通过人工田间系统调查和大田普查、害虫性诱和灯诱监测设备获取。

这其中,气象观测资料大有用处。“气象条件与病虫害发生、发展等动态过程具有影响关系,那么,通过筛选用于气象监测的关键影响因子与指标,有了气象观测资料、前期病虫害发生情况等,就可以构建病虫害气象监测指标或指标模式,并制作监测产品。” 霍治国说。

近些年,遥感技术作为一种范围广、速度快、非接触、无破坏、无污染的农作物监测技术,逐渐进入病虫害监测和防治领域。就在今年,监测沙漠蝗虫灾情也用到了卫星遥感。

2019年底至今,席卷非洲之角的沙漠蝗灾导致埃塞俄比亚、肯尼亚、吉布提、索马里等国家大面积农作物减产,蝗灾逐渐蔓延至西亚和南亚各国。

针对备受关注的沙漠蝗虫,中国科学院空天信息创新研究院利用我国高分系列卫星数据以及美国、欧空局相关系列卫星等数据,结合全球气象数据、植保调查数据,并与虫害预测预报模型相结合,通过数字地球科学平台大数据分析处理,实现大面积蝗灾动态监测预警。

国家卫星气象中心利用高分六号卫星宽幅相机影像(GF-6 WFV)、高分一号卫星宽幅相机影像(GF-1 WFV)计算的归一化植被指数(NDVI),针对沙漠蝗虫入侵范围内的巴基斯坦信德省和旁遮普省多个区域,监测分析了地表植被受损情况,为科学防控提供有力依据。

总的来说,迫切的生产需求、高分卫星的发射、无人机的应用,使得农作物病虫害遥感监测已经成为一种趋势。令人期待的是,更加先进的自动病虫气象站、病菌孢子捕捉仪、病虫害实景观测等设备研发也正处于实验室阶段。未来,农作物病虫害的监测手段将越来越丰富。

利用多元数据研发科学模型——病虫害能否被预测

天气预报是在观测资料、数值模式以及预报员的订正分析下制作出来的,那么,对于农作物病虫害来说,如果有了充足的监测资料、科学的模型,能否预测未来一段时间病虫害发生发展的情况呢?实际上,科学家正在朝着这一目标努力探索。

前不久,由中国气象科学研究院承担的公益性行业(气象)科研专项——“农作物病虫害发生气象条件监测、预警和评价技术”项目通过验收。该项目基于农情、灾情、地面气象、大气环流、海温等病虫害发生涉及的作物、有害生物、气象条件相互作用等多元信息,结合野外观测试验和田间实地调查等,以触发驱动病虫害发生流行的天气气候条件为核心,筛选出影响不同时空尺度病虫害发生气象等级的关键因子、关键时段,研发病虫害发生气象等级监测预警、预报预测、影响评价的技术方法、指标与模型。

“如同天气预报为防灾减灾提供支撑一样,有了病虫害气象预报、预警信息,各级植保部门提前组织统防统治、联防联控及促进科学用药也有了科学依据,可避免盲目用药及用药过量对环境的不利影响,有效减少病虫害造成的损失。”作为该项目的负责人,霍治国介绍,广东、河北、河南3个省份建成重大病虫害气象服务省级业务平台系统。项目成果还在广东、河北、河南、江苏、上海等5个省级农业气象业务中得到业务化应用,已具备业务服务与生产防控应用能力。

据统计,应用该项目成果指导防控,稻飞虱危害损失平均减少3.8公斤/亩,小麦白粉病危害损失减少1%到5%,农药施用量减少10.3%,示范区产量损失减少5%至30%,取得了明显的经济、社会与生态效益。(来源:《中国气象报》2020年3月13日四版 责任编辑:王美丽)