茶园生态建设模式涵盖茶叶品种、栽培、土壤、生物、植保、肥料等领域。我们秉承以人为本的理性生态伦理,努力振兴茶业。
本文在已有研究成果的基础上,系统分析和总结了现有的观测事实和季节性变暖对农作物病虫害的变化规律。
暖冬可以延缓害虫进入越冬期,延长冬前感染时间和冬季繁殖时间,缩短病原体潜伏期,降低害虫越冬死亡率,增加冬后细菌和虫源数量;病虫害发生期、迁移期、危害期提前,发生面积扩大,危害程度加重;越冬北界北移,高空上升。持续暖冬可显著提高害虫越冬存活率,冬后虫源基数显著增加。
与正常年份相比,暖冬病菌繁殖感染率可提高50%以上,冬季害虫存活率可达正常年份的1-2倍,冬后细菌和虫源基数可增加1倍以上,持续暖冬后虫源基数可达正常年份的5倍以上。发病期和虫害发生期提前5天以上,最早可分别提前20天和30天以上;稻飞虱越冬北界北移2—4个纬度,小麦条锈病越冬高空增加100—300米。暖春有利于提前病虫害的危害期,加快扩展速度,加重发生程度。持续的暖春可以使个别害虫种群表现出周期性的衰减。夏季不利于一些病虫害的安全,会增加一些病原体的低海拔,减少面积和细菌数量,延长发育期,增加一些害虫的死亡率。暖秋有利于害虫滞留,世代数比正常年份可增加一代。
结果表明,气候变暖和降水变化对我国农作物病虫害的影响总体上有利于病虫害的爆发和成灾,危害加剧。气候变暖导致的作物生长季变暖,对大多数害虫的发育期和为害期、害虫的种群增长力和繁殖代数、病虫害的地理范围和为害程度等都产生了重大影响。,导致病虫害发生边界北移,海拔边界高度增加,危害地理范围扩大,危害程度明显加重。降水变化导致区域降水减少、高温干旱、降水过多、暴雨洪水、年降水量异常、梅雨和副高变化及其导致的降水异常等。,从而导致区域性病虫害、灾害和损失损害的加剧。
温暖的冬天
根据冬季气温异常的异常情况,
1956-2005年中国暖冬年超过22年,其中1986年以来几乎每年都可以定义为暖冬。根据中华人民共和国国家标准《暖冬等级》中暖冬的定义,从1952年到2007年,我国共有15个暖冬,分别是1973年、1979年、1987年、1990年、1991年、1993年、1995年、1997年、1998年、1999年和2001年,我国发生了5次强暖冬事件,分别是1979年、1999年、2000年全国暖冬指数呈显著上升趋势,在有效面积不变的情况下,暖冬面积以每10年10%的速度增长。全国暖冬基本出现在80年代中期以后,其中90年代以来有12个暖冬。1997-1999年和2001-2004年是中国连续两个暖冬期。
一个
暖冬对越冬存活和病虫害感染的影响
暖冬可延缓病原菌进入越冬期,延长冬前感染时间和冬季繁殖时间,增加越冬病原菌源数量和冬后病原菌源基数,缩短病原菌潜伏潜伏期;在我国暖冬年,冬季病菌的繁殖和感染率比冬前可提高50%以上,冬后病菌基数可达正常年份的2倍以上。
河南省许昌市2006年10月至12月月平均气温分别比正常高3.5℃、2.3℃和0.4℃,适宜冬前水稻纹枯病菌的侵染。截至12月中旬,水稻纹枯病菌的侵染率已达7.1%,比近10年同期平均水平高出5.9个百分点。湖北省枣阳市1997/1998年冬季平均气温比往年高1.2℃。10月30日至108天后的2月15日,平均病株率和病情指数分别从1.5%上升到29%和0.375上升到7.5。但在2月15日至3月25日的48天内,系统观测场的平均病株率急剧上升至60%,病情指数上升至28.4。
在江苏省太湖地区,90年代12月下旬至2月中旬的旬累计平均最低气温比1985-1989年的平均值平均上升2.9℃,导致小麦纹枯病平均白穗率上升0.43%,这是小麦纹枯病发生程度加重的主要原因之一。
在暖冬年份,小麦条锈病菌可以进入冬季繁殖期。据湖北省谷城县北河镇郭店湖村小麦条锈病定点系统观察,该病发生于1991年12月4日,12月25日和1月5日发病面积分别增加到0.259和0.4m2,病叶数分别增加到27和54片。2002年2月20日至2月24日,湖北省谷城、翼城老小麦条锈病病区田间发病率达50%,比冬前分别增长16.7%和39.3%。3月初,襄樊市小麦条锈病发病率达到24.4%,是2001年同期的2.1倍。
河南省文县1990/1991年秋冬气温1-2℃,小麦白粉病发病率由冬前的0.18%上升到冬后的3月中旬的19.4%,上升了108倍。湖北省襄阳县1995/1996年11月至2月气温比正常高1℃,冬后3月上旬小麦白粉病发病率由冬前的0.007%上升到16.3%,上升了几千倍。1999年3月底,小麦赤霉病田间稻桩携带的细菌量冬后大幅增加,浙江和上海小麦赤霉病中捕获的孢子量空是正常年份的两倍多。
1961-1975年,美国俄勒冈州彭德尔顿小麦条锈病1月平均气温较1961-1975年1月多年平均气温上升2.4℃,3年2月平均气温为5.74℃,对应的病原潜伏潜伏期为29d几天。1935-1960年2月平均气温为2.8℃,相应的潜伏期为60-70天。1961-1975年2月平均气温为4.8℃,对应的潜伏期为37天。暖冬增加了欧洲小麦赤霉病和小麦锈病越冬病原体的数量。
暖冬可降低害虫越冬死亡率,增加冬季繁殖或存活数量,增加冬后虫源基数;在我国温暖的冬季,冬季害虫的存活率可达正常年份的1-2倍,冬季后的虫源基数可达正常年份的2倍以上。1999年冬以后,河南省35个蝗虫县的22500多个抽样点中,卵点占12.35%,比正常高3%;黄河滩区蝗虫卵平均密度为10.05卵/m2,是正常年份的2.3倍,越冬死亡率为3.65%,为历史最低。2007年2月10日,重庆东部冬季板田稻堆中的活螟虫数量达到10头/m2,是多年平均值的1-2倍。
1987年2月10日,广东海丰褐飞虱平均成虫密度为2.6头/m2。由于冬季育种量的增加,1987年4月下旬,海南琼海、陵水等地100簇旱稻密度达到1000-4500株,株高达到15000株,相当一部分田出现“打顶”。1991年冬季以后,桂南16个县褐飞虱残体平均密度为0.8个/m2,最高密度为14.4个/m2,是前一年的8倍。
2005/2006年暖冬,海南省文昌市冬季稻飞虱第一代数量增多,导致第二代、第三代危害加重。1962-1967年间,当日本克山县1月平均气温在4℃左右时,稻青虫成虫冬季死亡率下降约16.5%。发现1979-1983年日本千叶县和1975-1983年日本鸟取县茶翅虫越冬死亡率与1月和2月平均气温有关。当温度在4℃左右时,越冬死亡率下降13.5%。
暖冬增加了欧洲玉米螟和马铃薯叶蝉的越冬种群,增加了美国墨西哥豆瓢虫和豆叶甲的种群和世代数。持续的暖冬可以显著增加害虫越冬的生存基础和越冬后害虫的来源基础。受20世纪90年代以来持续暖冬的影响,21世纪以来,冬季害虫的生存基数明显增加。在我国近期持续暖冬期间,冬后虫源基数可达90年代平均值的5倍以上。1996-1999年,辽宁省兴城市每百茎玉米螟的活虫数分别为80.7、97.4、78.6和68.2。2000年、2003年、2005年、2006年和2008年,每百茎活虫数分别达到151.8、689.7、411.3、697.5和113.0,玉米螟越冬虫数增加,田间为害率也显著增加;
第一代玉米螟发生在2000年,第二代发生在2003年,第二代发生在2005年,沿海平原和山区分别发生在2006年和2008年。2000-2007年初春对湖北省荆州市棉田红蜘蛛越冬情况的调查表明,每百株红蜘蛛的平均成螨量为157只,是1990-1999年平均成螨量的5.7倍。2001-2005年2-3月对江苏省洪泽县稻田灰飞虱越冬代的调查结果表明,2001-2003年,每667m2的虫数一般为2.7-14万,部分为6-8万,其余为20-30万。2004-2005年,平均场次为8-12万,单场次约为40万。
2
暖冬对病虫害发生期、迁移期和为害期的影响
暖冬可以提前病虫害的发生期和为害期,扩大发生面积。在全国暖冬年,发病期可比正常早5天以上;其中小麦病害发病可比正常早20多天。
1995年、1997年、1998年和1999年,安徽省和县油菜菌核病发病期分别为2月15日、2月28日、2月23日和2月24日,比正常早7-15d。2002年,安徽省巢湖市各县区菌核病始于2月下旬,比正常早5-7天,3月中旬进入叶部病害高峰期,比正常早10天左右。3月22日,茎病植株开始到处出现,比正常早10多天,4月中旬,12d进入茎病高峰期;比平时早几天。5月中旬,自然发病株率达到62%-100%,平均82.5%。强奸在巢湖市很常见,这种疾病在历史上很少见。
2001-2002年,我国部分省份小麦条锈病受暖冬影响,各地小麦条锈病发病期比正常早20多天;四川省绵阳市于2001年11月21日开始发病。2001年12月、2002年1月15日、2002年3月22日发病面积分别为1.3、3.7、7万hm2分别。2002年2月初和3月初,四川省发病面积分别为20万hm2和40万hm2。截至3月20日,四川省21个市122个县的发病面积为69万hm2,占种植面积的38%。2002年3月下旬,我国条锈病发生面积已达200万hm2。2007年,小麦白粉病始于2007年1月11日,比往年平均早45天左右。3月12日病田率66.7%,平均病株率33.2%,3月28日分别上升到100%和70.2%,平均病株率是3月12日的2.1倍。3月达到流行高峰,5月下旬荆州发病面积达69,100 hm2,占小麦种植面积的84.4%,低洼湖区发病面积达100%。美国中部和南部各州1999-2000年的暖冬导致条锈病广泛发生。
暖冬可以提前越南、泰国、缅甸等海外或我国越冬区稻飞虱的迁飞期和高峰期,有利于增加种群密度,提前田间为害期。在我国暖冬年,稻飞虱迁飞的开始期、高峰期和危害期可提前10天以上。1981-1995年,广西龙州县稻飞虱首次出现的早、晚期与广西冬季气温基本一致。1987年3月下旬,广西方城当地稻田和杂交育种场稻飞虱发生为害,为害期提前一个月;1991年稻飞虱的迁飞期,南方向两广,北方向江淮稻区一般提前10-20天。
2007年广西稻飞虱成虫在沿海地区2月下旬开始出现,广西南部3月上旬开始出现,比正常早10多天;3月上半月,部分县出现第一次迁徙高峰,3月1日至3月25日30个县灯下捕虫总数为1935,是去年的5.36倍,是全年的3.33倍;4月中下旬,全区出现明显的突增高峰,比正常早10-15天。4月15-25日,困在灯下的昆虫总数为89165只,比上年增长76.8%,比正常增长150.4%。沿海地区、桂东南部分地区和桂中、桂西南部分地区成为第二代复发区。100丛的人口密度一般在2500-8000,高的人口在2-5万,少数沿海田高达7-10万。2007年4月19日,云南省红河州首次出现稻飞虱高峰期,达131头,比正常发生早15-20天。
在暖冬的影响下,2000-2007年稻飞虱开始迁飞,初光下百虫高峰日和高峰日均呈提前趋势。与2000年相比,移民初期提前16.7天;平均天数。除2006年外,100种昆虫在第一次光照下的高峰期和高峰期分别提前了11天和7.2d。在2001年至2004年和2007年的5个全国暖冬年中,3年内100种昆虫在初光下的峰日数和昆虫数与峰日数和昆虫数完全一致。每年五个全国暖冬年出现三个最大的昆虫种群高峰。近年来,广西灯下诱捕稻飞虱的高峰期普遍较早。2008年第一个明显的迁徙高峰出现在4月中旬,比2007年提前10天左右,比正常年份提前20天左右。2007年约有20个灯下成年人突增高峰,2006年约有18个灯下成年人突增高峰。
在我国暖冬年,麦蚜发生期可提前5天以上,最早可达30天以上。从1985年到2003年,甘肃省武威市小麦蚜虫的发生初期总体呈上升趋势,1999年的发生初期比1990年提前了34天。1999年小麦蚜虫发生期提前7-10天,河南、山东、河北、江苏、安徽、四川、陕西、甘肃等省发生面积超过1000万hm2。河南省苗期蚜虫的发生是近20年来前所未有的。控制不好的田里有2000-5000头蚜虫,最高的有5万头,是1998年同期的10-20倍。
2004年,天津市静海县小麦蚜虫的开始日期为4月2日,分别为17、5、14d分别比2003年、2002年和2001年提前了几天。达到控制指标的时间为5月4日,分别比2003年和2001年提前18天和9天。5月10日,指定田间100头蚜虫数量为3250头,分别比2003年、2002年和2001年增加3164头、1230头和3076头。
2007年3月底,河南省漯河市小麦蚜虫发生严重,虫源中心多,密度高。4月3日,麦蚜蔓延至整个麦田,进入为害高峰期,比1998-2006年提前5-46天。
三
暖冬对病虫害越冬界限的影响
暖冬可使害虫越冬北界北移,增加病害越冬海拔上限。全国暖冬年可使稻飞虱北界北移2—4个纬度,使小麦条锈病越冬高度提高100—300米。
越冬褐飞虱的北界一般在1月平均温度等温线12℃附近,25 N以北广阔的稻区为越冬区;越冬白背飞虱北界暖冬年约26 N,越冬区在26 N以北;稻纵卷叶螟在我国东半部越冬的北界为1月平均温度等温线4℃,相当于30 N第一线,在北界以北,无虫态可越冬。
1979年2月下旬至4月上旬,在湖南省永顺、吉首、湘潭、长沙等6个县的游泳草、蜈蚣、灯心草、风车草、围栏草等5种杂草上采集到稻飞虱卵3047枚。它们在三种不同的环境中长大:室外、昆虫室和温室。3月23日至28日共孵化出若虫1062只,4月3日至5月29日,将第二代成虫与不同县饲养的成虫配对,放入60目塑料纱笼的大网中,观察繁殖系数。到7月21日,每对平均繁殖量为460-2537.5,增长220-1286.7倍,最高为14805-21439倍。结果表明,褐飞虱可在29 N附近的草地和再生稻上以卵越冬,并能正常发育和繁殖后代。
1987年3月4日至7日,对四川省米易县安宁沟4个乡镇的白背飞虱和褐飞虱的越冬场所和生存状况进行了调查。结果表明,所有稻飞虱均可在有水的田间发现,越冬密度在朝阳背风的冬季梯田最高,百丛白背飞虱可达5.5头。1987年2月中旬在江西省赣州市发现少量稻飞虱,1991年3月在福建南部许多县发现少量稻飞虱,这些县比25 N的一年冬季北方界线偏北1-2个纬度..
1990 ~ 1993年在四川省盐源县进行的稻飞虱越冬田间调查表明,1990 ~ 1991年在雅砻江流域籼稻区发现了少量的白背飞虱成虫和若虫。1992年2月6日,在52个冬季稻田和麦田中发现4个成虫和2个4龄若虫,1993年2月8日在麦田中发现3个成虫。1996年12月12日,在江西省修水县户外发现白背飞虱,共捕获2只。车前传播柑桔黄龙病的北界已被推到浙江椒江地区北纬28° 22—28° 46..与20世纪90年代以前相比,陇南山区冬小麦种植高度和条锈病越冬高度明显增加了100—300米,导致小麦条锈病的危害范围扩大,发生时间从3月提前到2月。近50年来,日本黄鹂的地理范围向北移动了一个纬度,从大阪到东京,很可能是暖冬造成的。
未来,随着气候的不断变暖,暖冬、暖春、夏热、秋暖的发生概率、范围和强度将继续增大,喜温、低温敏感型病虫害爆发和灾害的风险将明显增大,从而对农作物病虫害发生和灾害的时间空变化产生更加显著的影响。
因此,在考虑未来农业布局和结构变化的基础上,季节性变暖对农作物病虫害影响的研究应重点关注以下几个方面:基于近60年的气象、病虫害观测数据和不同情景下的气候变化预测结果,季节性变暖对农作物病虫害变化、灾害、越冬和越夏等的影响。揭示不同季节变暖条件下病虫害的时间空变化和规律,以及伴随农业气象灾害的灾变机制,研究未来季节变暖对病虫害发生和灾变的影响预测、风险评估和适应对策。
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