一 水稻病虫的演替原因及区划
(一)水稻病虫演替概况及原因
水稻病虫的演替,是病虫发生的基本规律与各稻区的基本生态条件相互作用的结果,由于两者间不断地进行双向选择,并按一定的轨迹运行,便形成了各病虫的地方发生规律,这一规律左右着病虫的历史演替过程。研究分析当地基本生态条件对病虫的影响,是研究和掌握病虫发生的地方规律的基本方法,是病虫测报的重要依据。为了全面认识湖北水稻病虫的历史演替过程,现对湖北主要稻区的基本生态条件状况作简要的介绍。
1.主要稻区的基本生态条件
农田生态系统是一个极其复杂的生态系统,它主要包括地理气候条件,土壤结构与性质,农作物布局,耕作制度与品种,栽培管理方法,社会经济状况等要素。现存的耕作制度和栽培管理水平,是当地地理气候条件、社会经济状况的综合反映。湖北省稻田耕作制度,经历了几次大的变革,形成了以双季稻为主的稻区、以中早晚稻并主的单双季混栽稻区和纯中稻区三大类型,根据各种明显的差异,全省可分成七大稻区,即鄂东沿江平原双季稻区,鄂东南低山陵双季稻区,江汉平原混栽稻区,鄂东北低山丘陵混栽稻区,鄂中北丘陵岗地单季稻区,鄂西南山地单季稻区,鄂西北山地单季稻区。
(1)鄂东沿江平原双季稻区。
范围:该区包括黄冈、浠水、蕲春、武穴、黄梅、新洲、黄陂、孝感、汉阳、黄石、鄂州等县市。
地理气候特点:该区地势低缓,稻田主要分布在海拔高度100米以下,平原、湖泊、丘陵、岗地交错,以平原为主;温、光、水资源丰富,年辐射量110千卡/厘米2左右,≥10℃的积温在5000℃以上,年日照时数1901.4~2107.9小时,日照率在43%~48%,年降雨量在1171~1403.7毫米之间,其中≥10℃的温雨量占80%左右,在灾害性气候上,是属于春、夏涝严重,多伏秋旱地区;在水稻生产上,该区人均面积小,复种指数高,栽培管理水平高,播面单产高,是最适宜的双季稻种植区。
稻田耕作制度与栽培管理特点:该区约有水田面积560万亩,双季晚稻种植面积在470万亩左右,约占水田面积的84%。主要耕作制度有绿肥—双季稻、油菜—双季稻、麦—瓜—稻、麦—稻等,稻田复种指数一般在260%以上。在栽培管理技术上,均以保温育秧,稀播壮秧、油菜大苗移栽,施用多效唑等技术,解决茬口和季节矛盾,提高土地利用率和生产效益。水稻当家品种,早播有浙幅802、鄂早6号、二九丰等,晚稻有汕优64、鄂晚5号、鄂宜105等,中稻以汕优63为主。
(2)鄂东南低山丘陵双季稻区。
范围:该区包括咸宁、阳新、通山、通城、崇阳、蒲圻、武昌等县市。
地理气候特点:该区地处幕阜山脉西北缘,地势为东南高、西北低,以低山丘陵地貌为主,兼有部分山间盆地、河谷或低湖平原。温、光、水资源丰富,年辐射量102~106千卡/厘米2, ≥10℃积温在5000℃以上,年日照时数1730~1916小时,日照率39%~44%,年降雨量1416~1569.5毫米,雨日多达140天,为全省三大降雨中心之一,≥10℃的温雨量达80%以上。在灾害性气候上,属于春、夏涝严重,伏旱、秋旱严重地区。人均水田面积较少,复种指数高,除高山和冷浸烂泥田外,较适合发展双季稻。
稻田耕作制度与栽培管理特点:该区约有水田面积215万亩,双季晚稻种植面积约149万亩左右,约占水田面积的69%。稻田耕作制度主要有绿肥—双季稻、油菜—双季稻、麦—瓜—稻、麦—稻等,复种指数250%左右。栽培管理特点同鄂东沿江平原稻区基本相近。水稻当家品种,早稻有浙幅802、鄂早6号、威优49等,晚稻有威优64,汕优64、仙优64、鄂宜105等,中稻基本为汕优63。
(3)江汉平原混栽稻区。
范围:该区包括汉川、云梦、应城、天门、仙桃、洪湖、潜江、江陵、监利、公安、石首、松滋、嘉鱼、枝江、枝城等县市。
地理气候特点:该区地势低缓,湖泊众多,均以平原低湖田为主,稻田一般分布在海拔50米以下。温光、水资源丰富,年辐射量103~110千卡/厘米2, ≥10℃的积温在5000℃左右,年日照时数1834.8~2005.5小时,日照率在41%~48%之间,年降雨量1098.8~1388.9毫米,≥10℃的温雨量占80%以上。在灾害性天气上,属于梅涝严重,多伏秋旱地区,晚稻易受寒露风影响。该区人均耕地面积大,劳平负担重,虽然自然条件有利于发展双季稻,但因劳力的季节紧张,双季稻发展受到一定的限制。
稻田耕作制度与栽培管理特点:全区约有水田面积780余万亩,双季晚稻种植面积540万亩左右,约占水田面积的68%,县市之间差异很大,有的以双季稻为主,有的则以一季中稻为主。稻田耕作制度,双季稻田以绿肥—双季稻、油菜—双季稻为主,中稻田则以麦—稻、油菜—中稻为主,绿肥—中稻—再生稻也占有一定的比例,复种指数在230%~250%之间。在栽培管理上,保温育秧、稀播壮秧、两段育秧、大苗移栽和施用多效唑等技术,得到广泛应用,对夺取大面积平衡增产起了重要作用。水稻当家品种,早稻有浙幅802、鄂早6号,晚稻有汕优64、鄂晚5号、鄂宜105、中稻以汕优63为主。
(4)鄂东北低山丘陵混栽稻区。
范围:该区包括英山、罗田、麻城、红安等县市。
地理气候特点:该区地处大别山南麓,地势北高南低,以低山丘陵为主,兼有河谷平原。温、光、水资源较丰富,年辐射量108.7~112.1千卡/厘米2, ≥10℃的积温在5000℃左右,年日照时数2110.9~2114小时,日照率在45%左右,年降雨量1139.4~1416.9毫米,≥10℃的温雨量占80%以上,是夏季暴雨集中区之一。在灾害性气候上,属于春旱、夏涝、多伏秋旱严重地区。该区人均水田面积小,劳力资源丰富,水利条件较差,较适合发展双季稻。
稻田耕作制度与栽培管理特点:该区约有水田面积140万亩,双季晚稻种植面积79万亩左右,占水田面积56.4%,县市之间差异悬殊。主要耕作制度有绿肥—双季稻、油菜—双季稻、小麦—中稻等,复种指数在230%左右。在栽培管理上,保温育秧,稀播壮秧、大苗移栽和施用多效唑等技术得到一定的应用。水稻当家品种,早稻主要有浙幅802、二九丰、鄂早6号、晚稻主要有汕优64、鄂晚5号、鄂宜105,中稻以汕优63为主。
(5)鄂中北丘陵岗地单季稻区。
范围:该区包括大悟、广水、安陆、京山、钟祥、荆门、宜城、随州、枣阳、襄阳、老河口、襄樊、当阳等县市。
地理气候特点:该区地处鄂中北,境内有荆山、洪山等山脉,以丘陵岗地为主,地势平缓,海拔高度在200米左右。温光资源丰富,但水资源较差,年辐射量105~110千卡/厘米2, ≥10℃的积温在4750~4950℃之间,年日照时数1900~2100小时,日照率在41%~48%之间,年降雨量914.8~1074.6毫米,主要集中在6~8月。在灾害性气候上,是属于春、秋旱严重的少涝地区。该区人平耕地面积大,最适合发展小麦—中稻的两熟耕作制度,故属全省单产高、商品率高的主产粮基地之一。
稻田耕作制度与栽培管理特点:该区约有水田面积750余万亩,基本上为纯中稻区,中稻种植面积占全省的45%左右,是湖北省最大的中稻产区,也是第二大水稻产区。稻田耕作制度,以麦稻两熟为主,油菜中稻两熟为辅,复种指数在210%左右。在栽培管理上,常应用稀播壮秧,两段育秧,喷施多效唑和大苗移栽等技术,获得高产、高效的目的。水稻当家品种以汕优63为主,有少量的扬稻2号。
(6)鄂西南山地单季稻区。
范围:该区包括鄂西自治州的全部,宜昌市的宜昌、远安、兴山、秭归、长阳、五峰等县市。
地理气候特点:该区地处武陵山区,北靠巫山、大巴山、东接江汉平原,地貌复杂,以山地为主,兼有部分山间盆地,稻田分布高差较大,气候特点因海拔高度而异。年辐射量在87~100千卡/厘米2之间,≥10℃的积温在4000~5000℃之间,年日照时数1200~1400小时,日照率26%~37%,均为全省最低值。年降雨量1300~1700毫米,为全省之冠。其中三峡河谷地带的积温和日照时数偏高,降雨量偏少。在灾害性气候上,该区域夏涝和秋涝较多,无明显干旱。该区因日照少,积温低,雨水多,对麦、稻生产有较大影响。
稻田耕作制度与栽培管理特点:该区约有水田面积167万亩,基本上为纯中稻区,耕作制度以麦稻两熟为主。在栽培管理上,除稀播壮秧、大苗移栽外,半旱式栽培技术的应用较为突出。水稻当家品种主要有汕优63、汕优64、湘州5号等。
(7)鄂西北山地单季稻区。
范围:该区包括郧阳地区、十堰市、神农架林区和谷城、南漳、保康等县市。
地理气候特点:该区南有巫山、大巴山、武当山、北有秦岭山脉、境内山岭起伏,地形复杂,以山地为主。气候特点有阴坡阳坡之分,年辐射量101.2~104.5千卡/厘米2,≥10℃的积温4386~5125℃,年日照时数1859.5~1947.7小时,日照率在37%~45%之间,年降雨量773.2~849.4毫米,主要集中在夏季。在灾害性气候上,属春旱和初夏旱严重,伏秋少旱,极少有涝灾的多旱少涝区。该区人均水田面积小,灌溉条件较差,降水过于集中,水稻生产风险性较大。
稻田耕作制度与栽培管理技术:该区约有水田面积126万亩,耕作制度以麦稻为主,油菜稻为辅。在栽培上也与鄂中北一季稻区相近,其中两段育秧对减少水稻生产的风险起着重要作用。水稻当家品种以汕优63为主。
2.各稻区病虫演替概况
由于各稻区的气候特点和生产条件存在着显著差异,同一稻区不同年代间在耕作制度、水稻品种、栽培管理水平上也各不相同,从而引起了病虫发生的年代间变化。
(1)鄂东平原双季稻区。该稻区在耕作制度上可分为三个时期,即20世纪50年代麦稻两熟为主期,60年代早中晚稻混栽期,70年代以来的双季稻为主期。随着耕作制度的改革,水稻品种、肥水条件和栽培管理技术都有相应的显著变化,从而引起了水稻病虫年代间的演替。
该区20世纪50年代发生的主要病虫有胡麻叶斑病、稻瘟病、二化螟、稻苞虫、稻蝗;60年代发生的主要病虫有稻瘟病、黄矮病、三化螟、黑尾叶蝉、二化螟、稻苞虫;70年代发生的主要病虫有稻瘟病、白叶枯病、小球菌核病、纹枯病、三化螟、褐飞虱、稻纵卷叶螟、稻蓟马;80年代发生的主要病虫有纹枯病、稻瘟病、白叶枯病、三化螟、稻纵卷叶螟、褐飞虱、白背飞虱、稻蓟马、二化螟。
(2)鄂东南低山丘陵双季稻区。该区稻田耕作制度的改革,也有单季稻为主,早中晚稻混栽,双季稻为主三个时期,仅在进度上比鄂东平原迟2~3年,水稻品种和施肥管理水平均有显著变化,年代间病虫演替敏感而显著。
该区20世纪50年代发生的主要病虫有稻瘟病、胡麻叶斑病、二化螟、稻苞虫、稻螟蛉、负泥虫、稻蝗;60年代发生的主要害虫有稻瘟病、胡麻叶斑病、三化螟、稻苞虫、稻蝗;70年代发生的主要病虫有稻瘟病、黄矮病、小球菌核病、白叶枯病、纹枯病、赤枯病、三化螟、黑尾叶蝉、稻纵卷叶螟、褐飞虱、稻蓟马;80年代发生的主要病虫有纹枯病、稻瘟病、白叶枯病、叶尖枯病、褐飞虱、白背飞虱、稻纵卷叶螟、三化螟、稻蓟马。
(3)江汉平原混栽稻区。该区耕作制度有较大的变化,从20世纪60年代前的单季稻区发展到双季和一季并主的混栽稻区,总变化较双季稻区稳定,主要是品种和肥水管理水平变化较大。
该区50年代发生的主要病虫有胡麻叶斑病、稻瘟病、二化螟、稻苞虫、稻蝗;60年代发生的主要病虫有稻瘟病、二化螟、三化螟、稻苞虫、稻蝗;70年代发生的主要病虫有纹枯病、白叶枯病、小球菌核病、黄矮病、二化螟、三化螟、稻纵卷叶螟、褐飞虱、稻蓟马;80年代发生的主要病虫有纹枯病、白叶枯病、叶尖枯病、二化螟、三化螟、稻纵卷叶螟、褐飞虱、白背飞虱、稻蓟马。
(4)鄂东北低山丘陵混栽稻区。该稻区耕作制度的改革过程同江汉平原相近,20世纪50年代以单季稻为主,60~80年代为单双季混栽,品种与栽培管理水平变化较大。
该稻区50年代发生的主要病虫有稻瘟病、胡麻叶斑病、二化螟、稻苞虫、负泥虫;60年代发生的主要病虫有稻瘟病、二化螟、三化螟、稻苞虫;70年代发生的主要病虫有稻瘟病、纹枯病、白叶枯病、三化螟、稻纵卷叶螟、褐飞虱、稻蓟马;80年代发生的主要病虫有纹枯病、稻瘟病、叶尖枯病、二化螟、三化螟、稻纵卷叶螟、褐飞虱、白背飞虱。
(5)鄂中北丘陵岗地单季稻区。该区在耕作制度上变化不大,主要是麦稻两熟制,20世纪70年代绿肥水稻占有一定比例,80年代油菜水稻取代了绿肥水稻,在当家品种上有四次大的更换过程,在栽培管理上变化比较大,对病虫产生了较大影响。
该区因稻田生态条件较为稳定,不同时期的病虫变化较小。70年代前发生的主要病虫有稻瘟病、二化螟、稻苞虫、灰飞虱;70年代发生的主要病虫有纹枯病、白叶枯病、二化螟、稻蓟马;80年代发生的主要病虫有纹枯病、叶尖枯病、白叶枯病、二化螟、稻纵卷叶螟、褐飞虱、白背飞虱、稻蓟马。
(6)鄂西南山地单季稻区。该区稻田耕作制度稳定,在品种和栽培管理技术上有较大变化,但农田生态系统的总体变化较小,故年代间病虫发生情况较为稳定。
该区20世纪50~60年代间发生的主要病虫有稻瘟病、二化螟、稻苞虫、稻秆蝇;70年代除稻瘟病外、稻纵卷叶螟、褐飞虱显著上升;80年代发生的主要病虫有稻瘟病、稻曲病、纹枯病、稻纵卷叶螟、褐飞虱、白背飞虱、稻秆蝇。
(7)鄂西北山地单季稻区。该区稻田耕作制度稳定,除品种和栽培管理技术变化较大外,稻田生态条件变化小,所以年代间病虫的变化不大,为湖北省病虫发生为害最轻的稻区。
该区在20世纪80年代前发生的主要病虫仅有稻瘟病、二化螟、稻苞虫;80年代稻瘟病、稻曲病、二化螟为常发性病虫;稻纵卷叶螟、褐飞虱上升为偶发性害虫,一般均难达到中等以上的发生水平。
为了便于查阅和比较,在综合统计分析的基础上,整理出湖北省主要水稻病虫发生演替概况见表1-1。
表1-1 湖北省水稻主要病虫演替概况
3.水稻主要病虫年代间演替的主要特点
解放以来,湖北水稻病虫的发生演替过程,各稻区虽有各自的不同之处,但又都有其共同的特点,其主要特点如下。
(1)主要病虫种类都有较大的变化,在变化程度上是双季稻区大于混栽稻区,混栽稻区又大于单季稻区。除稻瘟病和二化螟外,其他病虫都是从20世纪50~60年代的次要病虫演替成为主要病虫,其重要性常超过上两种病虫。
(2)病和虫的为害损失程度,正在以虫害为主向以病虫并主的方向转化,特别是20世纪80年代中后期以来,病害的为害更为突出,有继续上升的势头,是值得注意的动向。
(3)从不同稻区和稻种的发生为害程度看,双季稻区重于混栽区,混栽稻区又重于单季稻区;早稻重于中稻,中稻又重于晚稻。与80年代以前比则正好相反。
(4)从病虫种类看,迁飞性害虫和流行性病害随着年代的转移,发生为害加重的趋势最明显,最突出,特别是白叶枯病、稻飞虱和稻纵卷叶螟,且其年度间的变化大,稳定性差。
(5)主要病虫种类有由少到多的倾向,20世纪70年代前,能造成大为害的仅有3~4种,而80年代则达到4~6种。
4.水稻病虫年代间演替的主要原因
新中国成立以来,湖北水稻病虫所发生的一系列重大变化,与耕作制度改革、品种的更换、施肥量的增加、化学农药的更新换代有着密切的关系,这些因素的变化,在病虫害年代间演替中起主要作用,而气候的变化则只在年度间起主导作用。
(1)稻田耕作制度的改革的影响。湖北省东南部稻区耕作制度改革的程度最大,主要经过了两次大的改革,第一次由麦稻两熟制改为绿肥双季稻三种两熟制,第二次由绿肥双季稻改为油菜双季稻三熟制。这些地区在20世纪50年代前中期基本上为一季稻区,当时三化螟一年发生三代,而大部分中稻避开了第三代为害,故发生轻。但随着双季稻的发展,早中晚并存极有利于专食性三化螟的发生和危害。三化螟由三代变为四代,各代都有适合其发生为害对象田,种群基数不断增长,终于酿成60年代三化螟多次暴发为害。70年代以来,由于双季稻的继续扩大,混栽程度相对减少,对三化螟又起了一定的抑制作用,其种群密度也相应减少,为害减轻。双季稻和混栽稻区不仅有利于三化螟的发生为害,同时也有利于黄矮病、白叶枯病、稻纵卷叶螟、稻飞虱的发生和为害,是这些次要病虫逐步上升为主要病虫的原因之一。所以在病虫演替程度、病虫种类和为害程度上,都是双季稻区大于、多于和重于混栽稻区,而混栽稻区又大于、多于和重于一季稻区。
(2)当家品种的更换影响。水稻当家品种的更换,是病虫发生演替的又一重要原因,特别是高抗或高感品种的推广,对某些病虫的演替起着决定性作用,湖北省解放以来,几次品种大更换都引起了水稻病虫的重大变化。①1956~1960年籼改粳,造成了一晚和双晚稻瘟病、黄矮病的流行;②60年代的高改矮,使纹枯病、白叶枯病、螟虫等多种病虫的发生为害加重,特别是广陆矮4号和农垦58的大面积推广,使水稻黄矮病三度大流行;③20世纪80年代以来,由于中晚杂的推广,有利于二化螟而不利于三化螟的发生繁殖,使二化螟大发生的频率明显上升,三化螟的种群数量则显著减少。汕优63的推广,导致白叶枯、稻飞虱发生为害的加重,威优系统杂交稻的推广,引起恶菌病严重发生;④在生产实践中,高抗高感的品种所占面积比例不大,中间型的品种往往占多数,其感病生育期与适合流行期吻合程度大则发病重、吻合程度小的则发病轻;⑤抗病品种诱发病菌生理小种的变化,对病害演替亦有重要影响。
(3)肥料的影响。湖北省不同年代间,在肥料结构和施用方法上都有很大的变化,这些变化对病虫的演替产生重大影响。
在肥料种类结构上,随着年代的推移,逐渐从农家肥为主变为绿肥为主,再从有机肥为主过渡到以无机肥为主,由于施用腐熟的农家肥,水稻生产发育较稳健,抗耐病虫的能力强,施用绿肥,一般也较利于水稻的生长发育,只是在过量的情况下,才加重病虫的发生和为害,但大量施用无机氮素肥料,特别是过迟过量施用,常导致稻株中淀粉含量下降,游离氨基酸和水分含量的增加,既增加了病虫的繁衍所需营养,又降低了稻株本身的抗耐病虫为害的能力,有利加重绝大多数病虫的发生和为害。
在肥料施用方法上,过迟过量施用速效氮肥,引起水稻后期贪青披叶,是诱发病虫为害的又一重要原因。
(4)农药的影响。化学防治是病虫防治的有效方法之一,在过去的几十年中,农药对控制病虫为害,确保农作物增产起了极为重要的作用。农药对病虫害的影响也必须一分为二:在积极作用方面,它不仅使稻苞虫、稻螟蛉、负泥虫等主要害虫成为次要害虫,而且对大部分病虫都有控制或减轻为害的作用;在消极作用方面,由于大量滥用化学农药,使害虫抗性得到迅猛发展,害虫天敌大量死亡,导致次要害虫主害化,主要害虫再猖獗,有关这方面的研究和报导很多,例如,湖北省双季稻和混栽稻区,大量施用有机氯制剂,曾引起了黑尾叶蝉及其传播的水稻黄矮病的暴发和流行,有机氯停用后,曾被有效控制的稻蝗、稻象甲、稻绿蝽等次要害虫种群数量明显回升,在局部地方造成严重为害。据报导,稻飞虱对有机磷、氨基甲酸酯类农药敏感性的降低,成为近年来稻飞虱大暴发的原因之一。
(5)外来虫源的影响。迁飞性害虫在湖北稻区发生为害的急剧上升,除本地稻田生态条件的变化对其发生为害有利之外,南方稻区稻田生态条件促进其发生为害,种群密度增加,使其迁入湖北省的虫量增加,也是其中的重要原因。东南亚和我国南方稻区虫源量的变化,左右着湖北省迁飞性害虫年代间的演替趋势。