沙漠蝗生物学特性及防治技术研究进展

历史记载中,沙漠蝗Schistocerca gregaria(Forsk.,1775)主要在北非发生,对当地农作物构成严重威胁。大规模发生时,可向西亚等地继续扩散为害。2020年初沙漠蝗在巴基斯坦、印度大量发生,肆虐为害,对粮食安全和生态安全构成了严重威胁。因其具有迁飞性,周边多个国家面临重大入侵风险。因本次沙漠蝗发生规模与破坏程度堪比1985年非洲蝗灾,2020年2月11日,联合国粮农组织(FAO)向全球发布预警:"高度戒备正在肆虐的蝗灾,防止被入侵国家出现粮食危机"。本文介绍了沙漠蝗分类地位、形态学特征,概述了沙漠蝗生物学特性、监测预警与防治技术研究进展,为科学防控沙漠蝗提供理论支撑。     

蝗虫综合防控技术研究进展

蝗灾是世界性生物灾害,给农牧业生产造成巨大经济损失。2020年初沙漠蝗Schistocerca gregaria再次暴发,严重影响自然生态系统和社会经济的发展。进入21世纪以来,蝗虫防治的新技术和新策略不断发展。本文概述了我国蝗虫主要成灾种类、分布及其危害,总结了近年来蝗虫监测预警及防控技术相关研究进展,重点介绍了以生物防治为主,化学农药应急防控和生态调控为辅的蝗虫绿色可持续防控技术体系,并从不同方面对未来草原蝗虫综合防控技术体系的构建进行展望,以期为蝗灾科学治理提供理论支撑。     

沙漠蝗防控技术的综述

沙漠蝗Schistocerca gregaria为重大农业害虫,2020年初至今,沙漠蝗大面积暴发,导致多国进入紧急状态,联合国粮食及农业组织(Food and Agriculture Organization of the United Nations,FAO)号召全球共同应对沙漠蝗灾害。为有效防控沙漠蝗,本研究对沙漠蝗的监测技术、防治策略、防治方法、施药方法与药剂选择等方面进行了综述,并对未来进行了展望,以期为沙漠蝗迁飞为害预防与精准防控提供参考。     

沙漠蝗温度和食物适应性分析

沙漠蝗Schistocerca gregaria是世界性重大害虫,分布于非洲、亚洲和欧洲的65个国家和地区。食物和温度是造成沙漠蝗暴发的重要因素。本文综述了沙漠蝗重点为害区域的植被特征,证实沙漠蝗可取食8科11属300余种植物;对温度与沙漠蝗种群动态的关系进行分析,发现沙漠蝗可在18.5℃以上、46℃以下生活,温度适应性强;并对沙漠蝗在非洲、亚洲及欧洲的国家或地区的适生性进行对比,结合温度和食物因子分析,探讨了沙漠蝗在我国的潜在分布区域,并从防治理念和技术手段等方面对沙漠蝗的防治进行了展望。为防止沙漠蝗入侵为害我国,建议应加强西藏自治区和云南省等边境地区沙漠蝗的监测预警工作。     

南亚与北非地区温度、降水量与沙漠蝗发生程度的相关性分析

为分析沙漠蝗Schistocerca gregaria发生程度与其发源地以及主要迁徙路线上气象因子的关系,本研究统计1992—2019年沙漠蝗发源地和2条主要迁徙路线上9个主要国家的年平均温度、年平均降水量及当年沙漠蝗灾害发生程度,并对其相关性进行分析。结果表明,埃塞俄比亚、索马里和苏丹3个沙漠蝗发源地国家的沙漠蝗重度发生与轻度发生时的年平均降水量之间差异显著;沙漠蝗2条迁徙路线上的沙特阿拉伯沙、巴基斯坦、伊朗、阿尔及利亚、马里和毛里塔尼亚6个国家沙漠蝗重度发生时的年平均降水量显著高于轻度和中度发生时的年平均降水量,但中度发生时的年平均降水量与轻度发生时的年平均降水量之间差异不显著。在近20年中,沙漠蝗发源地和2条迁徙路线上9个主要国家沙漠蝗发生程度不同时,其年平均温度均无显著差异。因此年平均降水量为沙漠蝗发生的一个主要限制性因素。     

主要蝗虫生态治理策略在我国的实践应用

蝗灾是全球性的重大自然灾害。20世纪末,由于全球气候变化和人类对自然资源的不合理开发利用,蝗灾呈持续加重趋势。2020年初,沙漠蝗Schistocerca gregaria大面积暴发,席卷了从西非到东非、从西亚至南亚的20多个国家,给农牧业生产带来巨大损失,严重威胁全球粮食安全。高效、长久的控制蝗灾成为人类面临的一个重大课题。本文主要总结蝗虫生态治理策略的概念以及草场改良、放牧调节、天敌招引等不同治理措施对蝗虫种群的影响,并指出蝗虫生态治理策略面临的一些问题,并对未来应用情况进行了展望。     

中国特色蝗灾治理技术体系及应用成效

中国有数千年蝗灾发生为害的历史,建国初期在政府的组织领导下,在科研人员和广大群众的努力下,提出并实施了“改治并举”的策略,改造东亚飞蝗发生基地近2/3,同时大规模使用化学农药进行防治,初步形成了以改造蝗虫发生基地为特色的蝗灾治理技术体系,经过长期实践,蝗灾得到有效遏制,保障了我国粮食生产安全和社会稳定,取得了世界瞩目的成绩。自20世纪80年代起,随着利用蝗虫微孢子虫Nosema locustae和绿僵菌Metarhizium spp.等微生物的治蝗技术获得突破性进展,我国已经形成了以生态控制（改造蝗虫发生基地）为基础,以生物防治为核心,以信息技术为辅助的具有中国特色的蝗灾治理技术体系,并走在国际前列。该技术体系的长期大规模应用,不但在有效防治蝗灾保障我国粮食安全生产、避免大规模使用化学农药造成环境污染和生态失衡等方面发挥了重大作用,而且也在支援国际蝗灾治理中做出了贡献。最后对未来蝗灾治理的关键问题和发展方向进行了探讨。     

沙漠蝗在中国的潜在地理分布

为明确世界性害虫沙漠蝗Schistocerca gregaria入侵我国的风险性,根据沙漠蝗已知的全球最新分布数据,利用MaxEnt模型结合ArcGIS软件对其在我国的潜在地理分布进行预测,并对19个相关环境因子的贡献率进行分析。结果显示:陕西、宁夏、西藏、云南、新疆、青海、甘肃、河北、河南、山东、内蒙古、山西、四川、辽宁、北京、天津和广西等省(直辖市、自治区)都存在沙漠蝗的适生区,其中高度适生区主要集中在我国西北地区,且大多数适生区都生长有沙漠蝗偏好寄主蒺藜Tribulus terrester;影响沙漠蝗分布的主要气候因素为降水量,其中最干月降水量的贡献率最高,为40.2%。表明今后需加强沙漠蝗在我国适生区内的监测工作,预防其入侵扩散。     

明代晋陕蒙地区蝗灾的韵律性及其与气候变化关系

通过检索《中国基本古籍库》及《爱如生数据库·中国方志库》,搜集史料,构建10a尺度上的蝗灾频次与县次序列。采用最小二乘法、小波分析等方法,对蝗灾发生的趋势与周期,及与气候变化的关系进行研究。结果表明:明代晋陕蒙地区蝗灾共发生73次,每2.6次/10a,县次共258次,每9.3次/10a;4种等级蝗灾各占总灾害频次的41.3%、37.8%、12.9%和8%;蝗灾爆发峰值季节在夏秋。整体上看,蝗灾频次与县次呈现下降-缓慢上升-快速上升的波动趋势;蝗灾频次存在55a的周期,县次则存在110a的主周期和55a和20a的次周期。蝗灾空间分布差异性明显,主要在地势相对平坦地区、沿河谷与湖泊等水系发达区域分布。蝗灾发生与气候波动变化有良好对应关系,气候转折期及偏干暖阶段,蝗灾发生规模较大的特征。长时间的暖干气候引起的蝗灾,影响范围更广,县次更多。     

褐背施蝗Schmidtiacris schmidti雄成虫染色体核型分析

蝗灾一直是世界性的难题,几乎所有国家都曾经或正在遭受蝗灾为害(于红妍和石旺鹏,2020)。随着监测和防控技术的发展以及人们环保意识的进一步加强和绿色治理技术的广泛应用,蝗灾将被可持续控制(赵紫华等,2020)。作为生物遗传物质的载体,染色体在各个物种细胞内的数量是一定的,但对于不同物种来说,其染色体数目、相对长度、着丝粒位置会有所不同。对染色体特征进行研究和分析,可以为昆虫近缘种的鉴别、物种演化及亲缘关系分析提供参考和依据。     

蝗虫微孢子虫的基因组学研究进展及应用现状

蝗虫微孢子虫Antonospora locustae是蝗虫生物防治过程中的重要病原微生物。本文主要讨论蝗虫微孢子虫基因组的研究进展,明确蝗虫微孢子虫基因组独特的压缩特征,了解蝗虫微孢子虫获取能量的途径。此外,本文对蝗虫微孢子虫在我国蝗虫的防治中的应用现状进行综述,并探讨未来基于基因组测序技术开发的治蝗新方法。     

Locust Plagues and the Dieldrin Controversy

Abstract

The accepted strategy for the control of locust plagues is to check an upsurge of population before swarms break out and start a widespread plague. The organisation, men and materials necessary for this work must be established before locust plagues are imminent. Primary targets for control are the hoppers. Red locust hoppers can be efficiently controlled only by vegetation baiting with dieldrin. The ULV drift-spraying method of application is particularly successful. Objections to the use of dieldrin on environmental grounds have been put forward but are without substance when the recommended method is used. A small aircraft can blanket spray 5,000 ha/h using the ultra low dosages necessary for desert locust hoppers. Three such aircraft could cope with the area of red locust hopper outbreaks although the dosage necessary for these is likely to be higher in the denser vegetation of their habitat. Field trials to establish the lowest dosage rate for red locust hoppers are urgently required.

If the facilities and resources needed to control locust plagues are not made available, it is hoped that FAO will provide expert teams to survey the economic and social effects of a locust plague, by investigation on the spot, so that responsibility can be assigned and an accurate history can be drawn up for the guidance of future governments. At the present time, governments have the choice of providing what is needed in the confident expectation of preventing plagues, or providing too little or nothing which will, sooner or later, inevitably lay a plague on their doorsteps.     

西藏飞蝗研究进展

西藏飞蝗Locusta migratoria tibetensis是为害小麦Triticum aestivum、青稞Hordeum vulgare等禾本科作物及牧草的重要高原害虫,具有发生面积大、繁殖能力强和为害重等特点,在西藏自治区雅鲁藏布江沿岸、青海省玉树藏族自治州和四川省甘孜藏族自治州等地均有过多次暴发的历史记录,给当地农牧业造成了严重的经济损失。为全面了解西藏飞蝗的发生规律及其相关研究进展,本文主要综述了西藏飞蝗的地理分布、形态学特征、生物学特性、生态学特征和防治措施等内容,同时对西藏飞蝗未来的研究方向以及综合防控进行了展望。     

The desert locust,Schistocerca gregaria,and its control in the land of israel and the near east in antiquity,with some reflections on its appearance in Israel in modern times

Locusts and grasshoppers have caused periodic devastations since the very beginning of recorded history and are a threat worldwide until this very day. The most feared of all locusts was (and is) the desert locust,Schistocerca gregaria (Forsk.) (’arbeh’). This review deals with different aspects of man’s interaction with this pest in the Mediterranean and Near East regions as reflected by ancient literature: decorations found in Egyptian tombs (6th Dynasty, 2420-2270 B.C.), in the Har-ra=Hubullu list (Assyria — the Ashurbanipal Royal Library, 669-626 B.C.) and in Biblical, Rabbinical, Greek and Roman literature. The aspects covered herein are those of locust nomenclature, terms used for the development stages (life cycle), outbreaks, plagues and their consequences (famine), locusts as food, etc. Some control measures during Biblical, Grecian, Roman, Mishnaic, Talmudic, Byzantine and modern times (19th and 20th Centuries) are reviewed. Nowadays, the total area invaded during desert locust outbreaks and plagues extends over 29 million square kilometers of desert and subdesert, involving more than 60 nations. Between plagues the ’natural’ locust population occupies an area of approximately 14 million square kilometers of desert and subdesert. An attempt is made to identify various terms for locust in the pre-Biblical, Biblical, Rabbinical, Greek and Roman literature according to modern nomenclature.