王莉莉
2025-04-29 11:52:41
小虫子:种植者最好的伙伴
有益生物,或者叫做益虫,它们是我们在温室运营当中极其重要的一个部分。它们被我们的种植者和生物巡视员作我们的综合害虫管理(IPM)战略的一部分!
IPM是一种成熟的方法,将所有的可用的技术,有组织和计划实施,以环境可持续的方式抑制害虫种群。
作为IPM策略的一部分,我们将益虫引入我们的作物中,以保持我们的植物健康,防止有害虫破坏它们。我们目前在温室里使用19种不同种类的益虫进行害虫防治,我们还使用熊蜂进行授粉。
记住这点很重要,我们用于控制害虫和保持植物健康的每一种昆虫都各具特色。它们能与不同的害昆虫种群作斗争,但需要采取不同的施用措施,并且各自的防治外观和效果都不同。我们使用的各种虫子都有其特殊的目的。
我们的种植者和生物巡视员对这些虫子了如指掌,我们也希望你能了解它们!来看看我们最喜欢的5种虫子吧。
我们最小的团队成员们
胡瓜钝绥螨(Cucumeris)
胡瓜钝绥螨是一种好虫子。我们在定植后将其释放在作物上进行预防,而且也会在整个生长季进行局部防治。胡瓜钝绥螨通常是浅棕色或棕褐色,但它们非常小,要在我们的植株上找到它们,需要熟知它们的特性和良好的视力!
这种益虫主要作为防御处理措施,它们被放置在纸袋里,我们使用时直接将其挂在植株茎杆上。在每个种植行中,我们通常每三棵植株上挂一个纸袋子。每个纸袋子里大约有250只活的胡瓜钝绥螨,在大约两周的时间里,所有的纸袋子会孵化出250只成虫,接着它们都会离开纸袋,因为它们吃光了里面的食物,需要出来寻找新的食物。
胡瓜钝绥螨
胡瓜钝绥螨在它们所在的种植行的植株上爬行,并寻找食物,而我们想让它们吃的食物正是蓟马和红蜘蛛!这是两种以番茄、彩椒和黄瓜为食的破坏性害虫。
“有趣的事实:就像我们的许多天敌昆虫一样,胡瓜钝绥螨虽然不会飞,但是它可以通过爬行,到达排此温室的整个种植行(对于如此微小的虫子来说,这是一个令人印象深刻的壮举)!”
草蛉(Lacewing)
草蛉是我们温室里少数能飞的有益生物之一!这只虫子看起来像一只小飞蛾,身体呈浅绿色,有助于它藏匿于我们温室的植株中间。通常,在我们的温室里,草翅被用来防治蚜虫,而蚜虫是一种常见的温室作物的害虫。
与胡瓜钝绥螨不同的是,我们在种植季的开始阶段就释放草蛉。当我们释放这种益虫的时候,每2.5英亩(1公顷)的温室就施用一根管子,每根管子里都包含10000到20000只的草蛉!我们的生物巡视员只需在管子顶部戳一个洞,然后整个温室内自然就释放了成虫。
在每一根管子里,也都有草蛉幼虫,或未孵化的卵,它们会在整个种植季不断孵化并自动释放到温室里。我们巧妙地将带有幼虫的管子放置在温室中,这样,当卵孵化后,新的草蛉就自然地释放到作物上。而且在温室环境中,草蛉自身也会繁殖,这就是为什么我们在种植季开始时只在作物上施用一次。
不纯伊绥螨(Degenerans)
这种微小的虫子是我们最喜欢的虫子之一。它非常小,看起来像一个在植物叶子上滚动的黑色小球。在定植完成后,它能对蓟马和红蜘蛛进行防治。
为了释放这种虫子,我们的生物巡视员会把一片叶子撕开,折成玉米煎饼形状,把瓶子里的不纯伊绥螨洒在折好的叶子上,然后把叶子放回植株上,这样虫子就可以很容易地爬到作物上。每瓶不纯伊绥螨含有大约250只虫子。
不纯伊绥螨
不纯伊绥螨通常需要更长的时间才能在温室环境中建立种群,然后在整个生长季,它们能以速度惊人繁殖,种植者和生物巡视员如果翻开植株的叶子,就会发现下面有上百个不纯伊绥螨,由于繁殖速度如此之快,使得我们的团队只需要在种植季开始时,将这种天敌释放到我们的作物上作为一种预防措施。
“有趣的事实:当我们的生物巡视小组发现某种类型的害虫或病害时,他们会用彩色丝带来标记他们发现了什么,以及在哪里发现的。例如,如果巡视人员发现了螨虫,他们会在发现螨虫的那个种植行的末端系上一条橙色的丝带,而且也会把同样的丝带系在与受感染植物的吊绳上。有了这个系统,我们的团队可以轻松地在发现感染害虫的地方,并释放适量的益虫。”
智利小植绥螨(Persimilis)
智利小植绥螨是我们在温室里用来控制红蜘蛛的益虫。如果在整个种植季温室中一旦出现了红蜘蛛的种群上升,我们的巡视员在都会释放这种桔黄色的虫子进行控制。除非种植者认为有必要,否则这种虫子不会被预防性地释放。
智利小植绥螨独特的原因是,因为它们没有眼睛,而是依靠其它感官来帮助它在我们的植物周围移动并找到害虫。当植株受到害虫的胁迫时,植株会释放压力信号,尤其是通过叶片。这种对威胁的反应使智利小植绥螨能够快速发现试图伤害我们植物的害虫。它们利用它们的高度感官来感知植物的压力信号并消灭害虫!
红蜘蛛
熊蜂(Bumble Bees)
与我们在这里讨论过的其它益虫不同,熊蜂不攻击害虫。它在温室里的唯一目的就是授粉!我们用美洲东部熊蜂(学名:Bombus impatiens),一种原产于北美的熊蜂,为我们的番茄作物授粉。
因为在温室里没有风,通常风会自然传播花粉,所以我们需要在温室环境中引入传粉者来给我们的番茄花授粉。没有熊蜂那样的传粉者在我们的温室里飞来飞去,我们的番茄植株永远不会从花朵变成果实!
为了把熊蜂引入温室里,我们把熊蜂的蜂箱放在温室里的每个种植行的地上。这是因为,在自然界中,熊蜂经常把它们的蜂箱建在离地面很近的地方。每个蜂巢包含100-150只熊蜂,其中包括一只蜂王,而她大约是其他蜜蜂的三倍大。
熊蜂
当熊蜂离开蜂巢觅食时,它们毛茸茸的身体和腿会从花朵上采集花粉,也会在花朵上采集花蜜和花粉食用。每次它们去到一朵新花的时候,都会掉落下一些途中采集到的花粉。这就是它们自然传播花粉的方式,而这些花粉会帮助我们把番茄花坐果!
“有趣的事实:如果我们的益虫没有害虫可以取食,我们释放在温室里的很多益虫就会靠取食植物的花粉存活!”
我们爱(有益的)小虫子!
我们的团队知道益虫在温室里有多重要,它们有成千上万的植物需要照料,因此我们需要成千上万的好虫子来帮助我们的植株保持健康,保护它们免受害虫的侵害。
王莉莉
2025-04-29 11:50:49
甘蓝银纹夜蛾克星-->赤眼蜂
赤眼蜂(Trichogramma spp.)是赤眼蜂科(Trichogrammatidae)的一个属,包括全球约200个已知的物种,其中大约30个原产于北美。尽管比针头小(1mm),但它们的生态作用是巨大的。“成年赤眼蜂雌性会找到一个害虫卵,将自己的卵注射到里面,然后让她的幼虫从内部吃掉宿主,”Joharchi博士解释说。“当宿主卵孵化成破坏性飞蛾时,新的赤眼蜂反而出现,准备继续重复这个寄生循环。”
▲© Anatis Bioprotection Inc.
能精确定位经济作物害虫
赤眼蜂主要寄生在飞蛾(鳞翅目)的卵中,其中包括臭名昭著的农业害虫,如甘蓝银纹夜蛾、苹果蠹蛾、小菜蛾和卷心菜白蝶。“自1970年代以来,它们已成功用于农艺和水果作物。它们还会攻击一些甲虫和苍蝇的卵。这使它们在综合害虫管理(Integrated Pest Management)中具有不可估量的价值。”
Anatis Bioprotection推荐在北美使用的三个关键物种:甘蓝银纹夜蛾赤眼蜂(Trichogramma brassicae)、玉米螟赤眼蜂(T. ostriniae)和微小赤眼蜂(T. minutum)。“每个物种都有其首选的宿主和作物环境。选择合适的是成功的关键。”Joharchi博士说。此外,他们公司还提供三种赤眼蜂混合物,可有效控制多种害虫。
▲© Anatis Bioprotection Inc.
快速生命周期,快速见效
赤眼蜂的最大优势之一是其快速的生命周期。“从卵到成虫,它们可以在短短7到14天内发育,具体取决于温度,”Joharchi博士说。“这意味着它们可以超过许多害虫物种的繁殖速度,迅速使天平向有利于种植者的方向倾斜。”
一只雌性一生可以产下多达300个卵,这提供了一个可以压倒害虫种群的生物级联。“因为它们是孤雌生殖,所以未受精的卵子会变成雄性,受精的卵子会变成雌性。雌性甚至更喜欢新鲜的寄主卵,这通常会产生更多的雌性后代——这意味着下一代有更多的寄生虫。”他解释说。
▲© Anatis Bioprotection Inc.
以信息素为指引
赤眼蜂更令人印象深刻的是它们能够使用信息素(寄主释放的化学线索)来定位宿主卵。“这些化学信号引导赤眼蜂找到合适的宿主卵,它们根据卵的形状、大小、颜色甚至表面纹理来评估质量。这是这种微小生物的复杂行为。”
▲© Anatis Bioprotection Inc.
现场应用
为了利用赤眼蜂的力量,Anatis Bioprotection建议一旦发现第一只夜蛾类的活动就开始释放。“我们通常建议每平方米引入20-25个赤眼蜂,或者每2000平方米投放一张包含100个个体的卡片,”Joharchi博士指出。“均匀分布是关键,应每周重复释放,至少持续4周或直到达到害虫抑制效果。”
“我们正在从基于化学的方法转变为与自然合作的方法,而不是对抗自然的方法,”他说。
王莉莉
2025-04-29 10:27:01
近日,国家发展改革委发布,今年“两新”政策加力扩围,设施农业新纳入支持范围,更新改造将率先从设施种植业开始。记者在采访中发现,国内各大设施蔬菜优势产区,正在推进老旧棚体结构改造和基础生产设备更新。
山东是设施农业大省。这段时间,潍坊市昌乐县正在对186个蔬菜大棚进行更新改造,其中,最先完工的7个大棚已经开始投入使用,棚里种植的西瓜还有十几天就可以采摘上市了。
种植户 赵忠修:4月初成熟时候正好是市场最缺的时候,一斤西瓜多卖四五块钱。
赵忠修告诉记者,以往每年仅能种植两茬西瓜,如今却能种三茬。之所以能多产出这一茬西瓜,得益于将过去保温效果欠佳的低矮塑料膜小棚,替换成了这种高达七八米的土墙式日光温室大棚。
采访中记者了解到,大棚能不能保暖,棚膜是关键。这家棚膜厂的销售员告诉记者,现在本应是他们的销售淡季,但由于瓜棚改造工程对棚膜的需求量极大,这使得他们收获了不少订单 。
昌乐天合塑业销售部 员工 肖立娟:很多农户看到他们基地上用大棚膜之后,从外地来的订单也多了,给我们签合同的也越来越多了。
据了解,一个大棚的改造,除了棚膜,钢材、棉被等施工材料都需要换新升级。
目前,山东正在整县推进老旧低效设施改造,推广高效宜机棚型,建设大跨度钢构大棚、大型连栋温室等高端设施,计划完成30个县(市、区)老旧设施改造提升。
中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所研究员 设施植物环境工程团队首席专家 程瑞锋:全国设施农业的总面积4200多万亩,里边有接近两千万亩都需要升级改造。改造涉及到各种建筑资产投资,带动水泥、钢筋,墙体加薄膜和保温被以及温室内部的水肥机,总体体量应该在8000亿元以上。
设施农业升级改造 迎更多“跨界发展”机在采访中记者发现,各地设施农业的升级改造,不仅带动了钢筋水泥、薄膜棉被等原材料的市场,更提升了设施农业的科技含量。
在位于河北衡水的这个智能番茄大棚里,土壤传感器一刻不停歇收集着土壤和栽培基质的温湿度、酸碱度、养分数据。
平台的AI“大脑”可以根据这些数据,精准计算出当前番茄生长最适宜的水肥配比和灌溉时间,随后滴灌带就将水肥输送到每一株番茄苗。精确到小数点的施肥浇水,不仅能把番茄的糖度提高10%至20%,产量提升20%,还能节约一半的水,减少40%的施肥量。
天津市经济技术开发区科芯数字农业研究院 常务副院长 胡建龙:以前是凭感觉,感觉温度上来了,应该开风口了。改造之后,有传感器告诉是在28.5℃了,应该在什么时间开风口。
如今,越来越多的智能设备正在为设施农业的现代化、高效化发展注入强劲动力。在浙江平湖的智慧农业产业融合示范园,记者看到在生菜的种植过程中,机械臂、自动化轨道等智能化设备的加入,使得生菜的种植基本实现了全自动化运行,这套企业自主研发的控制系统能够自动判断蔬菜生长状态、提醒采收。如今,系统已经收集了25亿条农业种植数据,为作物生长提供了一套更精细的管理模式,实现一年种植生菜不少于10茬。
中国农业科学院都市农业研究所首席科学家 研究员 杨其长:在农业领域里面,设施农业跟现代科技结合非常紧密,同时设施农业的需求也推动了现代科技发展。这种升级改造,从提高生产效率,到劳动效率、机械化率来说是非常必要的。
未来设施农业还有“N种”打开方式
设施农业不仅可以提升土地利用效率,提高农产品质量产量,还具有突破自然条件限制的优势。那么,未来设施农业发展的方向还有哪些?
记者来到四川天府新区,一座20层的垂直植物工厂矗立眼前。踏入这座无人化工厂,记者看到在立体栽培区中,精度达0.01毫米的伺服电机机械手正在有序种植新一茬的叶菜。在人工光育苗室里,LED光源通过动态光谱调节模拟日出日落,构建出比自然环境更适宜作物生长的“人造生态”。
中国农业科学院都市农业研究所研究员 王森:植物工厂占地面积是200平方米,栽培架栽培面积只有100平方米,但实际上我们每年可以生产15茬叶菜,每年产量是50吨,生产效率跟同面积大田相比提高100倍以上。
高效、高产背后的秘密在于,200平方米的植物工厂内布置了200多台(套)的传感器,实时监测空气、温度、湿度、营养液浓度、光照强度等14项参数。而对于20层高8.8米垂直植物工厂来说,上下环境的均匀性需求十分突出。
中国农业科学院都市农业研究所助理研究员 周波:监测到数据之后,通过一些智能决策算法,指挥决策执行机构,比如:空调、通风、均匀性通风管道来解决问题,实现均匀性。
记者在采访中了解到,蔬菜不仅能“住进”大楼,还能住进集装箱里。在山东武城,蘑菇的种植与当地的空调产业实现了“跨界合作”。
这个蘑菇舱内,4个智能传感器会实时自动跟踪蘑菇菌丝生长情况并预测其产量,调整舱内湿度、温度、光照、二氧化碳等参数,模拟出适合蘑菇生长的环境,一个舱七天就可以供应市场1500斤蘑菇。
据了解,农业农村部将启动“大中城市周边现代设施农业更新工程”。未来,随着设施农业不断提档升级,将产出更多高品质的蔬菜、水果,满足城市居民对优质农产品的需求。
王莉莉
2025-04-29 10:22:28
发现“媒人”,破解番茄种间“相亲”难题
番茄是重要的蔬菜作物,在世界范围内广泛种植。但这种常见的果蔬也面临着“相亲”难题。在繁衍后代时,番茄有着复杂的“择偶”机制。
最近,中国科学院昆明植物研究所研究人员在学术期刊《新植物学家》上发表的一项新成果,揭开了番茄种间单向不亲和反应的神秘面纱,为解决番茄“相亲”难题找到了新的方法。
种间单向不亲和阻碍番茄育种
番茄在种植过程中,很容易受到病虫害的多重影响,导致产量和品质下降。
以前,科学家发现,长期驯化使栽培番茄遗传多样性大幅降低,抗逆性减弱。相比之下,野生番茄却有极高的遗传多样性,具有抗病虫害、抗旱和耐盐碱等优良特性。
同时,番茄的世界存在一种奇特的现象——种间单向不亲和。这种现象就像是番茄界的“相亲”规则,决定了哪些番茄可以顺利结合,哪些则注定无缘。
以野生的潘那利番茄和栽培番茄为例,二者各自自交授粉后都能顺利产生后代,但当它们进行种间授粉时,情况就变得复杂了。如果用栽培番茄的花粉,去给潘那利番茄的花柱授粉,花粉管会在花柱中停止生长,无法完成受精;但反过来,用潘那利番茄的花粉给栽培番茄的花柱授粉,花粉管却可以正常生长并完成受精,这就是农学家常说的单向不亲和。
这种现象阻碍了栽培番茄的育种改良。“它就像是番茄之间的‘隐形屏障’,阻碍了优良基因的流动。”中国科学院昆明植物研究所研究员郭晗解释说,团队的研究目标,就是找到调控这种反应的遗传因子,打破这个屏障,选育更多优质番茄新品种。
为定向调控生殖障碍提供新靶点
此前,人们通过远缘杂交技术将野生番茄的优良基因导入栽培番茄,培育出高产、优质、抗逆性强的新品种,推动番茄产业的可持续发展。但番茄种间单向不亲和的遗传密码迟迟未破解,郭晗团队为此做了多年研究。
“野生潘那利番茄的单向不亲和反应,是由花粉端和花柱端的遗传因子共同调控的。”郭晗说,这些因子通过复杂的互作网络,决定了花粉管能否在花柱中顺利生长。
郭晗团队在前人研究的基础上,发现了两个新的花粉种间单向不亲和位点,并对其功能作了验证。这两个位点与已知的花粉种间单向不亲和因子SpFPS2协同作用,共同造成了潘那利番茄与栽培番茄的单向不亲和反应。这一发现,不仅完善了番茄种间单向不亲和反应的分子调控框架,还为利用生物技术手段定向调控生殖障碍提供了新的靶点。
“我们通过构建多种番茄遗传材料,系统地解析了这些种间单向不亲和位点之间的互作关系。”论文的第一作者、昆明植物研究所博士研究生马文春说,这就好比找到了番茄的“媒人”,可以精准地调控两种番茄之间的亲和性。
通过一系列研究,研究团队发现,野生潘那利番茄的种间单向不亲和反应涉及三种类型的花柱种间单向不亲和机制,每种机制都有对应的花粉种间单向不亲和位点。这些位点之间的相互作用,决定了番茄种间授粉的亲和性。
比如,当强功能的种间单向不亲和花粉因子遇到弱功能的种间单向不亲和花柱因子时,花粉管可以正常生长;而当弱功能的种间单向不亲和花粉因子遇到强功能的种间单向不亲和花柱因子时,花粉管的生长就会受到抑制,表现出不亲和反应。
“我们的研究不仅整合了近十年来该领域的工作,还为后续的分子机制研究奠定了基础。”郭晗说。未来,研究人员可以利用生物技术手段,精准地调控番茄的亲和性,从而打破野生番茄和栽培番茄之间的生殖障碍。这意味着,未来有望培育出更多高产、优质、抗逆性强的番茄新品种。“这项研究不仅为番茄育种提供了新的理论支持,也为其他作物的远缘杂交育种提供了宝贵的借鉴。”郭晗说。