材料与方法
1.1 试验园概况
试验园:海南省儋州特色果园绿色综合防控试验示范项目,地点位于儋州市南丰镇松门村委那旦村,区域面积约为153.33 hm2,中心示范区果园面积为53.33 hm2,果园管理良好,果树生长健康。示范果园的基本情况和示范园害虫、杀虫剂使用情况分别见表1和表2。
1.2 方法
为评估绿色防控技术对示范园内害虫的控害潜能。根据示范园内建植作物,分别在柚子园、荔枝园内规划绿色防控区和常规防控区。每区域面积约为6.67 hm2,区域间隔50 m以上。绿色防控区采用技术包括:释放捕食螨、安置诱虫灯、施用生态有机肥,在绿色防控区柚子园内还种植了柱花草(Stylosanthes guianensias SW.)以改良土壤。常规区为日常的果园管理措施,包括病虫害防控及水肥的常规施用。
1.2.1 绿色防控技术 (1)释放捕食螨:捕食螨为胡瓜钝绥螨[Amblyseius cucumeris(Oudemans)](福建艳璇生物防治技术有限公司生产,福建省农业科学院植物保护研究所监制),净含量≧2 500头/小包。项目执行期间,共在示范园内释放捕食螨2次,每株挂2袋。释放前1周,全园进行施药防治病虫害。释放后,按产品配套技术进行管理。
(2)安置诱虫灯:诱虫灯为频振式太阳能杀虫灯PS-15III-1(购于佳多科工贸有限责任公司),光波范围为360~680 nm,最佳驱光距离≦78 m。项目执行期间,总共安置杀虫灯32盏,分别在果园的四周、道路两侧,杀虫灯安放高度高于作物0.5~1 m。
(3)施用生态有机肥:施用的生态有机肥为高原羊粪,在植株根部附近进行沟施。项目执行期间,共施用2次。
(4)种植柱花草:在绿色防控区柚子园内种植柱花草(Stylosanthes guianensias SW.)以改良土壤。
1.2.2 害虫调查方法 重点调查示范园内常见害虫,柚子主要害虫包括柑橘红蜘蛛、柑橘蚧壳虫、柑橘潜叶蛾、柑橘木虱,荔枝主要害虫包括荔枝蒂蛀虫、荔枝蝽象、荔枝卷叶蛾、龟背天牛。常规区与绿色防控区各调查15株样树。采用5点取样法,每点选取3株样树。每株分别调查东、南、西、北4个方向的5个叶片、枝条、嫩梢上的虫数、虫道数。
杀虫灯安装后,每周定期定点清理并统计杀虫灯所诱集的昆虫种类和数量。据观测,示范园内灭虫灯在每日约19点自动开启,24点后陆续自动关闭,亮灯持续时间约5~6 h。
1.3 数据分析
根据不同时期的调查数据,计算荔枝园、柚子园在绿色防控区与常规区的平均值,并采用SAS version 9.13()对2个区域的数据进行Tukey’s HSD差异显著性分析。
2 结果与分析
2.1 柚子园内不同防控区虫害的控制效果
由表3可知,捕食螨在柚子园释放后,除木虱在调查期间未被发现,柑橘红蜘蛛、柑橘蚧壳虫、柑橘潜叶蛾均有发现。直至末次调查时,在常规防控区,数据显示以上3种害虫的平均发生量分别为3.35、17.38、4.55头;结合表3和图1,绿色防控区的害虫数量明显少于常规区,以上3种害虫的平均发生量分别为0.93、11.04和2.67头,主要优势害虫蚧壳虫的种群呈下降趋势。表明捕食螨在柚子园内对害虫具有一定的控制潜能。
2.2 荔枝园内不同防控区虫害的控制效果
由表4可知,捕食螨在荔枝园释放后,在荔枝园内调查的害虫有荔枝蒂蛀虫、荔枝蝽象、荔枝卷叶蛾、龟背天牛,在常规区及绿色防控区均被发现。直至末次调查,绿色防控区的害虫平均发生量少于常规区。数据显示,常规区上4种害虫的发生量为2.01、5.79、3.42、0.97头,而在绿色防控区下降至1.16、2.67、1.67和0.21头。结合表4和图2,绿色防控区的害虫平均发生量明显少于常规区,主要优势害虫荔枝蝽的种群呈下降趋势。表明捕食螨在荔枝园内对害虫具有一定的控制潜能。
2.3 太阳能杀虫灯诱虫效果分析
由表5可知,示范园内所诱捕的昆虫种类主要有鳞翅目、鞘翅目等,包括夜蛾类、蝽类、金龟子类、蝇类、甲虫类和瓢虫类,其中,尤以蛾类、蝽类、甲虫类居多。这表明太阳能杀虫灯在对害虫具有一定的控制潜能。
2.4 绿色防控模式的综合效益分析
柚子和荔枝的生产作为农业生产活动,既要提高其产品产量,又要提高其品质。当前作为农业生产中经济价值较高的热带水果,由于采用化学防治为主,大量使用化学农药和化肥,既给食品安全带来隐患,又危害着生态环境安全。因而对该生产的经济效益分析不仅要进行投入和产出的经济核算,同时还需对环境效益和社会效益进行定量分析[2]。从经济学的角度分析,柚子、荔枝生产中的害虫防治其产生的效益是综合性的,包括经济效益、社会效益、环境效益。使用化学防治为主的常规防治方法,除产生由产品出售所带来的经济效益为正效益外,其对社会带来的危害和对环境造成的污染均为负效益[3]。
2.4.1 不同防控模式经济效益对比分析 经济效益通常分直接和间接2种。植保技术措施要能成为一种经济性行为,防治费用(C)必须小于或等于防治取得的利益(B),也就是只有当C≤B时,防治才有意义[4]。果园的成本主要包括4大部分:农药、肥料、人工和其他费用(包括基础设施、易耗品等)。因荔枝园与柚子园相临,农药、肥料、人工及其它费用都处于共用状态,所以成本的核算是以荔枝园和柚子园综合的平均成本进行核算。表6是示范园投入的绿色防控产品及经济指标情况,太阳能杀虫灯的成本以寿命为10 a进行计算,以直线法平均分摊成本。种植的柱花草主要用于改良土壤,未用于收益。与常规防控区相比,绿色防控区采用捕食螨、杀虫灯为重点的物理诱控技术防治,虽然捕食螨、杀虫灯、生态有机肥、柱花草等绿色防控产品的应用增加了防治成本,但化学农药施用减少,产品更安全,生态有机肥的施用使水果在甜度和口感上比常规防控区好,收购价也较高,平均每千克提高1元。由表7可看出,每667 m2绿色防控区净产值增加989.6元,常规防控区防治成本虽低,但收购价低于绿防区,净产值比绿色防控区低。由此可见,在绿色防控模式下,虽然防治成本相对较高,但产品的品质提高,经济效益高于常规防控区。
2.4.2 不同防控模式其他效益分析 根据层次分析方法(AHP),有害生物综合治理的综合效益评估中的经济、环境和社会3大效益的权重值分别为0.617、0.216和0.167[4]。据此,常规防治和绿色防治的柚子园和荔枝园的计算公式如下:
常规防治:综合效益=经济效益-环境效益-社会效益
绿色防治:综合效益=经济效益+环境效益+社会效益
从表8可看出,每667 m2果园实施绿色防控的柚子和荔枝的经济效益、社会效益、环境效益均比常规防治下有所增长,总效益分别增长1 603.8元和1 125.5元。由此可见,在绿色防控模式下,虽然防治成本相对较高,但总效益高于常规防控区,农药和化肥的施用次数和使用量减少,从而有效控制水果农药残留,保障农产品质量安全,综合其对社会、环境的影响,综合效益显著高于常规防控区。
3 讨论与结论
3.1 绿色防控模式对优势害虫的控制潜能
从儋州特色果园的试验结果看,针对热带特色水果荔枝、柚子的主要虫害有害螨、蚧壳虫、潜叶蛾等,采用捕食螨、太阳能杀虫灯等绿色防控技术具有一定的控害潜能。果园害虫复杂,常形成病虫连发、多发、重发的作物生长环境,尤其是荔枝园虫害较多,单一使用灯诱杀、以螨治螨等绿色防控手段虽然对虫害具有一定的控制效果,但从整体防控效果看,难以达到有效控制的目的。通过多种有害生物生态控制措施与科学用药技术协调组配,实现对病虫害的综合控制正日益受到重视和应用[5]。本研究应用捕食螨、太阳能杀虫灯等绿色防控技术与常规防控区相比,对半翅目、鳞翅目、鞘翅目等热带果树主要害虫具有较好的控制效果。常规区以化学防治为主,用药次数多,施药剂量大,但害虫数量却明显高于绿色防控区,表明害虫对农药的抗性增强。化学杀虫剂的大量使用必然会对生态环境产生直接的影响,其中对害虫天敌的影响尤为明显[6]。实施捕食螨和太阳能杀虫灯等绿色防控技术模式的控虫害效果较好,从技术角度可实现可防可控,有利于保护生物的多样性,又能有效减少农药和化肥的使用量。
3.2 热带果树绿色防控的综合效益评价
作物虫害的防治既要考虑对虫害的防治效果,又应考虑经济效益,以及农产品品质安全和生态环境等综合效益的影响。在实际生产中,农户更关注虫害的防治效果和生产成本,为了生产安全而大量使用化学农药,不仅增加了生产成本,而且使用害虫的抗药性增强,农药残留降低了作物产品品质,给食品安全带来隐患。本研究通过绿色防控技术模式的应用,不仅直接经济效益高于常规防治区,而且每个成长周期的环境效益和社会效益分别达5 947. 7、4 598.5元(柚子)和2 413.6、1 866.1元(荔枝),比较2种模式的综合效益,虽然绿色防控早期投入相对较大,但由于产品品质的改善,总体经济效益高于化学防治为主的技术。实施太阳能杀虫灯、捕食螨、生态有机肥等绿色防控技术可有效控制荔枝、柚子的常见虫害,减少农药、化肥的使用量,提升水果品质,确保水果质量安全,有利于生物多样性的保护,种植柱花草有利于土壤的改良。相对于以化学防治为主的常规防控,绿色防控可有效解决果园发展与质量安全、生态环境保护之间的矛盾,实现生态与经济的可持续协调发展。
3.3 绿色防控模式在热带水果产业发展中的前景分析
热带水果是经济价值较高的热作产业,也是热区主要的农业产业[7]。海南琼中绿橙和儋州特色果园实施的绿色防控示范,取得了较好的控害效果和经济效益。一些地区绿色防控模式在水果产业的实施也取得较好的控害效果和经济效益,比如南方的柑橘、广东茂名的荔枝、福建长汀的杨梅、陕西的苹果等[8-12]。许多发达国家也推行绿色防控模式,逐步减少化学农药和化肥的使用,如日本在20世纪90年代就开始实施农药、化肥的减量使用,取得了很好的效果,日本农业正在逐步告别农药化肥[13]。丹麦将农药化肥的使用量写进了法律,大幅降低了其使用量,成为世界农产品最安全的国家之一,袁士畴认为丹麦的经验与国内外的许多实验都已证实,只要科学种植,合理施肥施药,限制化肥和农药的使用依旧可让作物实现增产[14]。2015年3月中国农业部印发了《到2020年农药使用量零增长行动方案》和《到2020年化肥使用量零增长行动方案》的通知,农药、化肥减量增效势在必行[15]。中国从20世纪90年代中期开始就一直是世界水果生产大国,但不是世界水果贸易大国,以2014年为例,水果的出口占产量的比重仅为1.1%,其中重要的原因就是大量农药和化肥的使用导致水果的品质不高,农药残留超标问题严重[16]。绿色防控技术模式今后在中国农业中的推广应用是必然趋势,在热带水果产业发展中的应用前景是广阔的[17-18]。
3.4 建议
兼顾生产安全和质量安全。实施绿色防控模式并不排除化学防治的适时适量使用,生产安全和质量安全二者都要兼顾。在生产实践中应根据实际情况灵活采取相应的措施。提倡精准施药和施肥,提高农药、肥料的使用效率。
大力推广低毒高效农药和有机肥的使用。低毒农药和有机肥的适用性广,对于小规模种植户也适用,更具有整体的辐射作用,对于农户来说相对好操作,生产成本不会明显增加。一次性投入过大的绿色防控技术,小规模农户难以承担,妨碍其推广应用。
探索更加经济、适用、高效、简便的绿防技术模式。政府应加大科研投入力度,在病虫害防治、土壤改良、生态有机肥料、除草等方面研发更加经济实用的技术和产品供农户选用,避免生产成本的增加,促进产业化推广[19-21]。
加大补贴和优惠政策的力度。政府应鼓励和吸引更多的企业生产绿色防控产品或提供绿色防控技术服务,并在税收减免、财政补贴等方面给予政策优惠。鼓励广大农户使用低毒高效的低毒农药、有机肥等绿色防控技术产品并给予适当的补贴。
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