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智鬥草地貪夜蛾

雷浩然,中國青年報,中國青年網記者李潤文

"不怕敵人的牙齒和爪子,害怕敵人的天生。這是南京農業大學植物保護學院教授胡高在談到病蟲害防治時說的。

近兩年來,最能打動胡高教授神經的,是聯合國糧食及農業組織全球對農業害蟲草原大遷徙的貪婪之夜的警告。這是對生物物種的突然入侵。草甸是一種起源于美洲熱帶和亞熱帶地區的有害昆蟲,已經席卷了非洲,歐洲,整個印度,甚至到達了中國幹旱寒冷的山西和甘肅北部地區。

今年夏天,胡高教授的日程安排得很滿,他去了雲南、河南等地,調查了受災農作物和病蟲害的發生情況。

與往年相比,今年的氣候特别不尋常。冬春氣溫異常高,冬季昆蟲較大,蒼蠅飛來飛去的害蟲随風飛,雨停,雨季超長時間擾亂了原有飛行路線和規律的發生,很多地方都有大面積的遷徙害蟲為現象。

過去,人們經常不得不帶着害蟲奔跑,追逐他們的臀部。

現在,利用大資料爬行和預測,胡高教授和他的團隊希望将被動追逐轉化為主動蹲下,将被動戰争轉變為主動戰争,并充分阻止物種入侵。

追蹤草地上的夜莺

2019年初,在中國雲南發現了草地夜蛾。研究害蟲防治的胡高教授在得知這個消息後神經緊張。此前,他一直在關注草地夜莺的最新發展。

智鬥草地貪夜蛾

草夜莺的幼蟲是灰綠色的,頭部有倒的"Y"形斑點,腹部末端有四個黑點,正方形排列。這是一種非常可食用的害蟲,幼蟲寄生在作物植物中,對作物的葉子、莖類食物、玉米、水稻、高粱、甘蔗等十幾種作物都非常有害。它們直接在葉子上産卵。幼蟲切斷幼苗和幼苗的莖,咬掉植物的生長點并導緻植物死亡。一個小的草幼蟲可以破壞整個玉米幼苗。暴露于害蟲的作物可減少多達20%,這可能嚴重導緻沒有收獲顆粒物。

草地夜工作起源于美洲的熱帶和亞熱帶地區,直到2016年才在西半球活躍。2016年,在非洲發現了草甸貪婪的夜校,證明它們已經遍布各大洲。胡高教授開始跟進研究,他提出要為草蛾入侵亞洲乃至中國做好準備。

他的恐懼得到了證明。2018年5月,草地夜幕入侵印度,去年1月,它出現在中國雲南。

作為一種典型的遷徙昆蟲,饑餓的夜蟲可以在風的幫助下一夜之間飛行100公裡(蒼蠅隻有15公裡),這種速度在整個害蟲世界中都是前所未有的。此外,草蜀夜班的繁殖能力也相當驚人。貪婪的夜班草可以在大約25攝氏度的條件下在大約30天内繁殖一代。每次産卵可産100~200粒,一生可産900~1000粒,一年可繁衍後代。

當搬遷路線不明确時,很難及時預測。即使國内出現"嚴防死亡"的局面,2019年草原貪婪夜蛞蝓依然影響全國26個省近1500個縣市。2019年1月,雲南發現草渣,5月侵入湖北,7月山西、甘肅也有草渣幼蟲。

"一旦草地夜蛾在我國形成定居點,損失是不可估量的。高虎教授認為,現階段,掌握草木夜工的遷徙路徑和及時預測是最重要的任務。

建構監控站點以密切跟蹤

時間緊迫,任務繁重,最重要的是農民的财産損失難以衡量和預測。胡高教授表示,近兩年來草原貪夜蛾在中國還沒有形成聚居地,一方面是因為國家對死亡的嚴格防範,另一方面是因為今年的不尋常天氣将大量草貪夜蛾"收容"在雲南貴州地區。

今年是草蛾入侵我國的第二年,未來仍存在廣泛危害的風險。然後,Hu Gao教授和他的團隊一手掌握監控,另一隻手掌握模型。

借助大量第一手資料,并根據現有昆蟲等草食夜班的遷徙資料,胡高教授在短時間内建立了資料模型,初步确立了貪草夜班的遷徙路線。

與胡高教授多次通路和研究不同,他的幾位研究所學生長期駐紮在害蟲遺址進行研究,蹲下監測,努力收集第一手資料。這些年輕人已經在雲南農村駐紮了五個多月。

南京農業大學博士生陳輝就是其中之一。自3月以來,陳輝一直在雲南省元江縣監測和研究深蹲。

他經常在早上6點起床.m,在田間做實驗,在農村宣傳,在地上抓蟲子。天氣很熱,但他們毫不含糊地工作。傍晚是草貪婪的夜莺活動時間,它們經常在這段時間内匆匆忙忙地檢測資料,完成相關話題。

雲南省元江縣位于低熱谷地區,夏季常有40多天無雨,夏季平均氣溫高達37攝氏度。"起初,我們穿着長袖,長褲和帽子工作,然後當我們覺得太熱時我們放棄了。直到現在,陳輝的胳膊上還是有發熱的斑點。

然而,在現場建立監測點,工具不足,讓博士生體驗到赤腳醫生的尴尬。

在記錄遷徙昆蟲的路線時,這種感覺尤其強烈。

記錄昆蟲的路線需要專業的飛行模拟器。陳輝的實驗室已經進口了飛行模拟器,但他不能把它們帶到現場,他必須自己手動完成。

開發飛行模拟器最困難的部分是解決如何使用微控制器的問題。也就是說,飛行模拟器中的微控制器和編碼器是如何連接配接的,以及如何用計算機傳輸資料。"資料收集,無法可視化上傳可能會耗盡。

陳輝特意買了一堂網絡課,又買了一台51單片機學習機,但是有很多關鍵問題靠自學無法做到,缺乏回報,遇到困難無處可問。包括胡教授在内的實驗室成員都沒有相關經驗。巧合的是,有一天陳輝在朋友圈看到一位朋友轉發了相關知識,他趕緊聯系了這位朋友。

最後,陳輝拿下了飛行模拟器裝置的微控制器部分,讓他能夠收集到所有資料,最終被轉換成可研究的圖表和遷移路徑圖。

在整個過程中,陳輝得到了胡高教授的很多幫助:"他非常支援學生們的想法,在我做飛行模拟器的時候,他讓我大膽地放開了手。"

正是胡教授和他的團隊在世界各地建立的"監測網絡"使資料預測成為可能。

主動威天被動驅蟲劑

目前,胡高教授一行在雲南實驗區設定了十幾個實驗區,利用誘蟲燈、高光燈、性誘因等方法捕捉草食夜蟲,然後進行數量統計。這些監測點的建立是為了整合無數草竺夜泾的路徑,這就是飛行遷徙路線圖。

這是一個漫長而乏味的過程。胡高教授說:"資料量非常大,條目頻繁,資料結構複雜,一個研究所學生在一夜之間輸入資料修改了九次。"

根據預測模型,1月份,在華南地區,包括廣東、廣西、雲南、福建、台灣等省份,以及海南島,有當地草原貪婪的夜蟲,當地越冬種群,3月和4月,海外草原上還會有貪婪的夜蟲進入國内源頭。在長江以南的大部分地區,可以看到成蟲在3月遷徙,主要遷徙期為4月和5月。江淮、黃淮、華北平原、四川盆地和貴州省大部分地區從4月到5月,長江以南有零星的昆蟲源遷徙,主要遷徙期為5月和6月。黃河以北的主要遷徙期為7月,而甘肅省北部、甯夏回族自治區、陝西省、山西省、河北省、内蒙古自治區南部和東北地區可能要到7月才能遷入。他們的預測結果也與近兩年草地夜場爆發的趨勢基本一緻,為制定全國草地球場貪婪夜行者三區防衛三區三帶布防方案提供了強有力的理論支援。

胡高教授認為,華南越冬區、黃淮海地區和西南西北玉米片區是防治草粒夜工的關鍵點。在目前草原貪夜蛾尚未在我國形成聚居地的情況下,應在一兩年内建立化學防治、實體防治、生物防治、農業防治等綜合防治技術體系。防治的基本思想是因地制宜實行分區管理,對成蟲進行早期監測和誘殺,防止草食夜蟲大規模遷徙,重點防治幼蟲,避免暴發。

在了解蟲害動态和遷徙飛行的同時,高虎教授根據美國noAA資料庫提供的近5年的氣象資料,通過昆蟲遷徙軌迹算法,将昆蟲自身的飛行能力作為參數進行資料計算和分析,做出準确的預測。

胡教授希望,未來大資料預測能夠用于為害蟲的到來做準備,将被動的昆蟲根除轉變為主動的地面防禦。"現在,至少可以說,明年草地夜間襲擊的時間和地點是可以預測的。"胡高教授說。

遷徙的害蟲和農場守衛之間的緻命鬥争仍然在安靜的田野中肆虐。

來源:中國青年報客戶