水稻重要害虫防治的杀虫剂应用及关键技术研究进展

这是一篇关于水稻重要害虫防治的杀虫剂应用及关键技术研究进展的思维导图，主要内容包括：四、总结与展望水稻田重要害虫占据我国一类农作物害虫数量的 3/10，且抗药性问题突出，在今后较长时间内其防治仍离不开化学农药的使用。因此，在充分利用其他防治措施的前提下，如何利用现代化的加工手段和施药技术，提高现有杀虫剂的利用率和防治效果，延长其有效使用时间，仍是水稻害虫防控的长期研究课题。而高效植

水稻重要害虫防治的杀虫剂应用及关键技术研究进展

• 一、水稻重要害虫的发生现状
  • 稻飞虱
    • 种类与危害
      • 半翅目飞虱科：通过取食、产卵和传播水稻病毒病直接或间接为害水稻，其中褐飞虱危害最为严重，其次为白背飞虱和灰飞虱。
      • 褐飞虱：单食性害虫，寄主植物以水稻为主，为害单季中稻和晚稻穗期。成、若虫群集于稻丛基部，刺吸茎叶组织汁液，引起稻株瘫痪倒伏，造成 “冒穿” 或 “虱烧” 等症状，还易传播水稻病毒病草状丛矮病毒（rice grassy stunt virus, RGSV）和齿叶矮缩病毒（rice ragged stunt virus, RRSV）。
      • 白背飞虱：主要取食水稻，兼食大麦、小麦、玉米、甘蔗、野生稻和稗草等。为害穗期早稻、单季中稻和分蘖期晚稻，在稻株上的活动位置比其他两者都高。直接危害症状与褐飞虱危害大致相同，会引起 “黄塘”，还传播南方水稻黑条矮缩病毒（southern rice black - streaked dwarf virus, SRBSDV）。
      • 灰飞虱：取食范围广，包括水稻、小麦、玉米、高粱、稗草、千金子等禾本科植物。直接危害是刺吸茎秆汁液，造成植株矮小，籽粒不饱满，较少出现类似褐飞虱和白背飞虱的 “虱烧” 或 “黄塘” 症状。间接危害是传播条纹叶枯病（rice stripe disease, RSV）、水稻黑条矮缩病等多种水稻病毒病，所造成的危害常大于直接危害。
    • 发生特点
      • 褐飞虱：发生代数随地区气候温度、水稻栽培期而不同，每年可发生 1 - 12 代，通常淮北地区发生 1 - 2 代，江淮地区发生 3 代，广东和广西发生 8 - 9 代，海南发生 12 代。喜湿热，在华中稻区和华南稻区发生为害较重。
      • 白背飞虱：在我国发生 1 - 11 代，其中，新疆、宁夏发生 1 - 2 代，北方稻区发生 2 - 3 代，淮河以南稻区发生 3 - 4 代，长江以南稻区发生 4 - 7 代，而南岭以南稻区发生 7 - 11 代。在长江流域发生面积大，在华南稻区和西南稻区造成的产量损失占比较高，且在西南稻区的发生重于褐飞虱的发生。
      • 灰飞虱：喜低湿，耐低温能力较强，不耐高温。危害呈由北向南递减，东北和华北稻区发生频繁，在其他水稻产区造成的产量损失较低。年最多发生 8 代，由北方寒冷地区到南方温暖地区世代逐渐增加，但不具备远距离迁飞，多以局部越冬为主。
    • 发生情况
      • 褐飞虱
        • 20 世纪 80 年代后：年发生面积为 1300 万 - 2000 万 hm² 次，约占水稻种植面积的 50%。
        • 2005 - 2010 年：连续 5 年在南方稻区暴发，造成多处 “冒穿”“倒伏” 等现象，实际损失达 188 万吨 / 年。
        • 2013 - 2019 年：危害总体呈减轻趋势。
        • 2019 年后：发生为害表现出明显的区域性，总体呈南重北轻的特点。华南、江南稻区早稻和单季稻褐飞虱偏重发生，西南、长江中下游和江淮稻区褐飞虱偏轻至中等发生。
        • 2023 年：在华南、江南、长江中下游沿江及以南稻区偏重发生，南方其他稻区中等发生，全国发生面积 1000 万 hm² 次。
      • 白背飞虱
        • 2005 - 2009 年：在我国连续大发生，最高年发生面积达 1316 万 hm² 次。
        • 2012 年：我国西南稻区偏重发生，发生面积为 200 万 hm² 次。
        • 2023 年：全国发生面积约 1000 万 hm² 次，在西南东部、华南西部和东部稻区偏重发生，南方其他稻区中等发生。
      • 灰飞虱
        • 20 世纪 90 年代后期：暴发，传播 RBSDV，并迅速蔓延至整个长江流域中东部稻区，造成了巨大的经济损失。
        • 2004 年：江苏省灰飞虱传播的水稻纹枯病发病严重，危害面积占水稻种植总面积的 79%；此后几年，灰飞虱在东北、安徽、江苏、山东等地间歇性大暴发，造成小麦和水稻的大面积减产。
        • 近几年：发生较轻，水稻产区害虫发生总面积均呈逐年减少的趋势。
  • 二化螟
    • 危害特点：又称蛀心虫、钻心虫、白穗虫等。以幼虫形态在水稻发育的各个阶段钻蛀稻茎，造成水稻 “枯心”“枯鞘”“白穗” 和 “虫伤株”，影响水稻的正常生长。
    • 发生情况
      • 发生代数：在我国每年可发生 1 - 5 代，发生代数与温度有关，由北到南随气温升高，发生代数逐渐增加。
      • 地区分布：主要分布于我国长江流域及以南稻区，在沿海、沿江平原地区为害最为严重。
    • 历史发生情况
      • 20 世纪 90 年代：我国水稻螟虫发生量总体呈上升趋势。
      • 2000 - 2010 年：辽南地区二化螟发生、危害严重，3 成以上的水稻受到侵害，重灾区水稻产量损失占总产量一半。
      • 2010 - 2020 年：华中稻区二化螟发生面积较大，年均发生面积近 1000 万 hm² 次；而西南、东北和华北稻区的二化螟发生面积也较其他害虫发生面积大，其中，西南稻区年均发生面积高达 246.34 万 hm² 次。
      • 2023 年统计至 8 月底：全国二化螟累计发生面积 1066.7 万 hm² 次，总体偏重发生。
  • 稻纵卷叶螟
    • 危害特点：属鳞翅目螟蛾科，又称稻苞叶虫、刮青虫等，晚间活动，具有远距离迁飞能力。幼虫期在水稻叶片吐丝，把叶片两边纵卷成管状虫苞，一苞一虫，3 龄后转移为害，虫龄增大，食量增大，虫苞扩大，耐药力也变强。稻纵卷叶螟一生可转移为害稻叶 5 - 9 片。严重时，被卷的叶片只剩下透明发白的表皮，全叶枯死，致水稻千粒重降低，秕粒增加，造成减产。
    • 发生情况
      • 发生代数：在适温下可连续多代繁殖，全国由北向南发生代数增加，年发生 1 - 11 代。
    • 历史发生情况
      • 20 世纪 60 年代：发生严重，多次暴发，之后发生较轻。
      • 2005 - 2015 年：年均发生面积达 1900 万 hm² 次，造成的产量损失超过 700 万吨，占水稻总产量的 3.6%。
      • 2010 - 2020 年：在华中、华南稻区发生严重，平均年发生面积分别达到 1166.38 万 hm² 次和 283.22 万 hm² 次。
      • 2023 年统计至 8 月底：全国稻纵卷叶螟累计发生 1066.70 万 hm² 次，总体中等发生，局部大发生。
• 二、水稻害虫防治药剂应用及其抗性现状
  • 稻田常用杀虫剂的发展
    • 稻飞虱
      • 发展阶段
        • 第一阶段（1950 - 1960 年）：主要使用滴滴涕等有机氯类农药。
        • 第二阶段（1960 - 1990 年）：有机氯类农药逐渐被淘汰，氨基甲酸酯类农药快速发展，速灭威、异丙威等品种被大量用于稻飞虱的防治，该阶段开始使用对稻飞虱具有高选择性的昆虫生长调节剂类杀虫剂噻嗪酮。
        • 第三阶段（1990 年后）：新烟碱类杀虫剂被大规模推广使用，逐渐成为防治稻飞虱的主力军。
        • 登记药剂：目前登记用于防治稻飞虱的化学农药单剂产品有 1113 种，主要品种有吡虫啉、吡蚜酮、噻虫嗪、噻嗪酮、异丙威、呋虫胺、毒死蜱、仲丁威、速灭威和烯啶虫胺等，这些产品大多数为新烟碱类、氨基甲酸酯类和有机磷类杀虫剂，也包括少数吡啶甲亚胺类和昆虫生长调节剂类杀虫剂。
    • 二化螟
      • 发展阶段
        • 第一阶段（20 世纪 80 年代前）：主要应用六六六、敌百虫、杀虫脒。
        • 第二阶段（1983 年到 90 年代中期）：六六六、滴滴涕等有机氯类杀虫剂被禁，沙蚕毒素类杀虫剂杀虫单、杀虫双，有机磷类杀虫剂三唑磷和毒死蜱被用于防治二化螟。
        • 第三阶段（20 世纪 90 年代末到 21 世纪初）：苯基吡唑类杀虫剂氟虫腈和大环内酯类杀虫剂阿维菌素大量用于防治二化螟。
        • 第四阶段（2008 年后）：双酰胺类杀虫剂氯虫苯甲酰胺和氟苯虫酰胺在我国登记，并逐渐成为防治二化螟的主要杀虫剂。
        • 登记药剂：目前登记应用于二化螟防治的单剂杀虫剂产品有 485 种，主要品种有氯虫苯甲酰胺、阿维菌素、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐（甲维盐）、三唑磷、毒死蜱等，主要分类为双酰胺类、大环内酯类和有机磷类杀虫剂。
    • 稻纵卷叶螟
      • 发展阶段
        • 第一阶段，上世纪 50 - 70 年代：主要使用六六六等有机氯类化学药剂。
        • 第二阶段，1983 年我国禁用六六六、滴滴涕、杀虫脒等高毒农药后：开始以有机磷类杀虫剂（毒死蜱、辛硫磷等）和沙蚕毒素类杀虫剂（杀虫单、杀虫双）为主。
        • 第三阶段，2010 年禁用了高毒有机磷类杀虫剂甲胺磷、久效磷等：防治药剂多样化。
        • 登记药剂：目前登记用于稻纵卷叶螟防治的化学单剂产品有 743 种，主要包括有机磷类杀虫剂（毒死蜱、辛硫磷等），大环内酯类杀虫剂（阿维菌素、乙基多杀菌素等）和双酰胺类杀虫剂（氯虫苯甲酰胺、四氯虫酰胺等）。
  • 抗药性现状
    • 褐飞虱
      • 2021 年：除了上海金山、江西上高、湖南邵阳 3 个褐飞虱种群对吡蚜酮处于中等水平抗性，抗性倍数为 53.9 - 93.6 倍，其余皆为高水平抗性，抗性倍数为 104.6 - 347.8 倍；对呋虫胺、烯啶虫胺、毒死蜱、氟啶虫胺腈以中等水平抗性为主；对三氟苯嘧啶为敏感到低水平抗性。
      • 2022 年：对呋虫胺、吡蚜酮的抗性呈下降趋势，但整体仍处于中等至高水平抗性；对新烟碱类药剂吡虫啉、噻虫嗪，生长调节剂类杀虫剂噻嗪酮为高水平抗性；对烯啶虫胺、氟啶虫胺腈、环氧虫啶、毒死蜱仍以中等水平抗性为主。
    • 白背飞虱
      • 2021 年：广西、福建、四川、安徽、江苏等地的白背飞虱田间种群对三氟苯嘧啶、氟啶虫胺腈、吡蚜酮等大部分杀虫剂处于敏感至低水平抗性阶段，对噻嗪酮、毒死蜱以中等水平抗性为主（抗性倍数分别为 49.0 - 79.2 倍、6.7 - 38.6 倍）。
      • 2022 年：对新烟碱类药剂的抗性呈发展趋势，吡虫啉、噻虫嗪、呋虫胺均出现中等水平抗性的田间种群，广东恩平种群对吡虫啉的抗性倍数已达到 53.3 倍。整体来看，对多数药剂的抗性变化不明显，除对噻嗪酮、毒死蜱的抗性水平较高外，对其他药剂仍处于敏感至低水平抗性阶段。
    • 灰飞虱
      • 2021 - 2022 年：安徽、江苏和浙江 3 个省的灰飞虱田间种群对噻嗪酮为中等到高水平抗性（抗性倍数为 89.2 - 146.6 倍），对毒死蜱为中等水平抗性，对吡蚜酮、烯啶虫胺、噻虫嗪、呋虫胺、氟啶虫胺腈等杀虫剂均处于敏感至低水平抗性阶段。
    • 二化螟
      • 2008 年：氯虫苯甲酰胺在我国登记上市后，迅速成为长江中下游稻区二化螟防治的主要药剂。
      • 2010 - 2013 年间：大多数种群对氯虫苯甲酰胺处于敏感水平阶段，只有少数种群表现出低水平抗性。
      • 2014 - 2016 年：浙江和江西部分种群对氯虫苯甲酰胺抗性上升为中等水平（抗性倍数 27.8 - 77.6 倍）。
      • 2017 - 2018 年：江西、浙江及湖南种群对氯虫苯甲酰胺已达高水平抗性，其中江西南昌种群抗性水平最高（抗性倍数 536.8 倍），安徽和湖北大部分种群也升至中等水平抗性（抗性倍数 10.7 - 58.1 倍）。
      • 2019 - 2022 年：氯虫苯甲酰胺高抗区域扩展至安徽、湖北、上海及华南稻区，其中江西南昌种群的抗性高达 1293.1 倍；湖北、江西、湖南及浙江田间种群对阿维菌素也已达高水平抗性（抗性倍数 101.3 - 443.5 倍）；多数监测种群对甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、乙基多杀菌素、毒死蜱、三唑磷为中等水平抗性；目前所有田间种群对环丙氟虫胺和杀虫单均处于敏感水平。
    • 稻纵卷叶螟
      • 2003 年：江苏扬州地区稻纵卷叶螟种群对杀虫单、甲基对硫磷产生低至中等水平抗性。
      • 2019 年：湖北孝感稻纵卷叶螟种群对氯虫苯甲酰胺产生了 7 倍左右的抗性，长沙种群对溴氰虫酰胺也产生了 7 倍左右的抗性，而华中其他地区的稻纵卷叶螟田间种群对双酰胺类杀虫剂尚未产生抗性。
      • 2021 年：湖南、广西稻纵卷叶螟田间种群对氯虫苯甲酰胺产生中等水平抗性（抗性倍数 13.4 - 22.1 倍）。
      • 2022 年：广西兴安、江苏丹阳、安徽潜山、安徽庐江和湖北武穴稻纵卷叶螟田间种群对氯虫苯甲酰胺快速升至高水平抗性（抗性倍数 102.3 - 135.1 倍），且对其他双酰胺类药剂存在较高水平的交互抗性；对阿维菌素和甲氨基阿维菌素苯甲酸盐为低至中等水平抗性（抗性倍数分别为 6.0 - 32.0 倍、7.4 - 50.0 倍）；对乙基多杀菌素的抗性以低水平抗性为主；目前田间种群对茚虫威、氰氟虫腙、毒死蜱仍处于敏感水平。
• 三、水稻田杀虫剂应用的关键技术研究进展
  • 交替轮换用药
    • 背景：水稻稻飞虱、二化螟、稻纵卷叶螟已出现严重的抗药性问题，单一依靠某一种或某一类杀虫剂难以有效防控害虫。
    • 措施：交替轮换使用不同抗性机理的药剂是保障水稻田杀虫剂有效性的重要措施。例如，在褐飞虱的防治中，尽管三氟苯嘧啶对其高效，但每季水稻使用 1 次，并做好与吡蚜酮及其混剂的交替轮换使用；在使用乙基多杀菌素防治抗药性二化螟时，每季水稻最多使用 2 次，并注意与其他不同作用机理的药剂轮换使用。
  • 种衣剂或拌种技术
    • 效果：三氟苯嘧啶拌种、包衣的应用可有效控制早期稻飞虱虫源基数。武庆发现，三氟苯嘧啶拌种处理水稻种子，播种后 56 - 133 天对田间褐飞虱防治效果仍在 80% 以上。唐涛等采用 24% 氟苯虫酰胺水分散粒剂 1 - 4 克拌种处理 1 千克水稻种子，播种后 64 天对稻纵卷叶螟的防效为 77.3%。韩永强等采用 50% 氯虫苯甲酰胺悬浮剂 1.25 克拌种处理 1 千克水稻种子，对二化螟的防效在 93% 以上，对稻纵卷叶螟的防效在 70% 以上，同时还能促进水稻生长，具有一定的增产效应。
  • “送嫁药” 技术
    • 定义：“送嫁药” 是指水稻移栽（包括机插、抛栽或人工栽插等方式）前在秧苗期使用的最后一次农药，包括防病、防虫、补充营养和增加抵抗力的药剂等。
    • 作用：秧苗带药移栽，由 “虫等药” 变为 “药等虫”，不但确保秧苗健壮不带病虫害，预防、减轻或推迟大田病虫的发生和为害，有效减轻水稻分蘖期病虫的防治压力，还具有省工、省力、省药的特点，起到事半功倍的效果。
    • 实例：20 世纪 70 年代，宁德地区农科所研究了晚稻秧苗带药移栽的治虫效果，用 40% 乐果乳油 500 倍液处理秧苗，移植后 11 天对稻飞虱防治效果达到 85.1%。江西、湖南等地农民习惯在移栽秧苗前施用 “送嫁药”，对控制早稻 1 代二化螟、减轻大田期二化螟发生基数和发生程度有较好效果，19% 溴氰虫酰胺悬浮剂处理 40 天后，对二化螟造成的枯鞘和枯心防效良好。
  • 合理使用性诱剂
    • 原理：性诱剂是人工合成雌蛾在性成熟后释放出一种能吸引同种雄蛾寻求交配的化学物质。
    • 作用：通过性诱剂，实现对二化螟和稻纵卷叶螟的短期精准测报，从而确定化学药剂的施药适期，有效提高化学药剂的防治效果。
    • 实例：蔡庆尧等研究了性诱剂对二化螟的防效，发现性诱剂群集诱杀方法可明显减少药剂防治前的螟害率，枯鞘丛率下降 60.7%，枯鞘株率下降 65%。
  • 无人机施药
    • 特点：植保无人机具有作业效率高、防治效果好、劳动强度低、对作物安全的特点，特别是对水稻中后期病虫害防治效果显著，能彻底解决水稻中后期病虫害防治困难或延误防治时间等问题，从而避免水稻产量的严重损失。
    • 发展：随着飞防助剂、无人机机器等一系列研发创新，近几年农用植保无人机得到迅猛发展，无人机喷药技术逐渐成熟。创新型无人机通过搭载遥感相机和传感器能自动获取大范围的农田信息，实现对具体水稻虫害灾情点的农药精确喷洒，同时极大减少了农药的使用量。
    • 效果：陈豪明等研究结果证明，无人机喷雾施药对二化螟防效达到 90%。赵莲英研究了植保无人机喷施纳米农药对水稻主要害虫的防治效果，药后 7 天，对稻飞虱的防效达到 95.7%，对 5 代稻纵卷叶螟的防效为 88.2%，杀虫效果均高于对照药剂。
• 四、总结与展望水稻田重要害虫占据我国一类农作物害虫数量的 3/10，且抗药性问题突出，在今后较长时间内其防治仍离不开化学农药的使用。因此，在充分利用其他防治措施的前提下，如何利用现代化的加工手段和施药技术，提高现有杀虫剂的利用率和防治效果，延长其有效使用时间，仍是水稻害虫防控的长期研究课题。而高效植保装备、省力化施药技术的不断涌现，将施药技术由自动化、机械化走向精准化、智能化，也为水稻田杀虫剂的安全高效使用带来了新的曙光。