跨越千里追害虫!高校科研团队用技术守护粮食安全

据联合国粮农组织统计,世界范围内,农作物病虫害造成的产量损失在30%以上,其中有很大一部分是迁飞害虫造成的。如何捕捉它们的迁飞过程?前不久,由贵阳学院、南京农业大学、杭州师范大学联合攻关的“重大农业害虫迁飞理论及其种群监测和调控机制”研究成果荣获贵州省自然科学二等奖。从东南亚到我国的云贵高原再到长江中下游平原,这支高校科研团队耗时10余年时间千里追虫,通过明确虫源分布及迁飞路径,实现用现代技术手段守护农田。

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“这种迁飞性的害虫就是这样,我们通过卵巢解剖能有什么用处呢?判断它的种群性质……”

在位于贵阳学院的贵州省山地珍稀动物与经济昆虫重点实验室内,教授吴俨正现场给学生授课。

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贵阳学院教授吴俨 左

2017年,他带着自身在南京农业大学昆虫信息生态实验室已有的研究基础来到贵阳学院,与科研团队因地制宜研究西南地区害虫迁飞。“在农业农村部的一类农作物病虫害名录里面,有很多害虫都具有迁飞习性很难防控。”吴俨告诉记者,南方的主粮是水稻,水稻最主要的害虫之一就是稻飞虱,在贵州,白背飞虱最为严重,它不仅直接可以取食水稻,还能传播水稻的病毒病。

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白背飞虱

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由稻飞虱造成的农田危害

贵州省山地珍稀动物与经济昆虫重点实验室副主任、贵阳学院教授杨文佳提到,此前学校研究方向主要聚焦农产品储藏期病虫害控制和大田蔬菜类害虫防控,在害虫迁飞领域涉及较少。“吴俨老师的加入,填补了我们在这方面研究的空白,根据他博士期间做的关于昆虫迁飞的研究工作打下的基础,在贵州继续深入地开展相关研究。”杨文佳说道。

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贵州省山地珍稀动物与经济昆虫重点实验室副主任、贵阳学院教授 杨文佳

据了解,受季风的影响,很多迁飞性害虫从越南、泰国等东南亚国家迁飞进入我国,为了摸清害虫迁飞规律,团队开始追着虫子跑。

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贵阳学院教授吴俨说:“我们联合了国内很多优势团队,南京农业大学、杭州师范大学等,做生态学实验,我们就追着虫子跑,越南、老挝、缅甸、泰国都跑了一个遍,把虫子的越冬区、初始虫源地、直接虫源地都做了深入调查,贵州跑了30多个县,还绕着云南的边境线走了一圈。”

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由于昆虫个体小,迁飞往往发生在数百甚至上千米高空,现在的技术手段难以直接监测空中迁飞过程,空中虫群数量以及影响昆虫迁飞的关键因素等基础问题仍不清楚,严重制约测报的准确性。“比如说稻飞虱,它只有几毫米那么大,在空中通过肉眼是看不到的,我们升级了雷达监测的手段,监测它的空中种群,看它是什么时候来的,在哪个高度层迁飞,飞到哪去。”吴俨提到,由于昆虫是夜间飞行的,在夏天害虫主要迁入期,团队成员们基本上都在田间蹲守。借助昆虫雷达和诱虫灯等,每小时都去收集一次虫子,并观察其种群动态。

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使用高空灯诱虫

经过长达10余年的研究,团队借助雷达、大数据等技术成功创建了空中虫群数量测算方法,还研发出了迁飞昆虫的三维轨迹分析平台,明确我国稻飞虱境外虫源分布及迁飞路径,解决了西南地区重大农业害虫迁飞的理论性问题。

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贵州省山地珍稀动物与经济昆虫重点实验室副主任、贵阳学院教授杨文佳说:“害虫迁飞在植物保护领域是一个很重要的方向,我们在重点区域建设监测点,通过我们的研究,也希望能为贵州的一些入侵生物重要防控和农产品质量与安全提供帮助。”

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贵阳学院生物与环境工程学院院长 刘燕

近年来,贵阳学院搭建贵州省山地珍稀动物与经济昆虫省级重点实验室、外来入侵生物监测与防控贵州省高校重点实验室等,为全省农业发展提供智力支持。贵阳学院生物与环境工程学院院长刘燕表示,学院目前在生物入侵、害虫迁飞、农业资源利用、蔬菜生态栽培等方面的研究工作都在开展相关的研究工作,争取为贵州山地特色农业的发展,提供更好的科技支撑。

记者: 李发静 黄梓仓