在山東省煙臺市,茫茫海上,有這樣一座小島,位于黃渤海的分界之處,向南是煙臺市區,向北連接大連,它正是長島海洋生態文明綜合試驗區的北隍城島。今年,中國農業科學院植物保護研究所(以下簡稱“植保所”)在此設立的長島試驗基地已建成整整20年,雷達監測、燈誘捕蟲、昆蟲分類、分析習性、制定防治策略……一代代青年學子20年如一日,扎根海島,開展跨海遷飛昆蟲種群的動態監測,及時預報蟲情,研究不同昆蟲的遷飛生物習性,創新綠色植保技術,為防治農業遷飛性害蟲貢獻力量。
長島試驗基地工作人員開展每日昆蟲分類統計。
精心試驗 艱苦建站
一座深海小島,緣何成為植保所長島試驗基地的駐地?
20世紀80年代末到90年代初,棉鈴蟲在我國黃河流域和長江流域連年暴發,1992年棉鈴蟲累計發生面積超2000萬公頃,直接經濟損失超100億元,對棉花等農作物造成了非常大的危害。在防治實踐中,監測難度大、預測準確率低的問題突出,成為了棉鈴蟲防治科技的主要瓶頸之一。
“為解決棉鈴蟲防治的難題,1996到1997年,植保所的科研人員以渤海灣為中心,以‘天津-大連-煙臺’為考察路線,進行了14次的客輪航捕,發現了包括棉鈴蟲在內的21種昆蟲的跨海遷飛行為。”首位駐島的博士生封洪強介紹,當時,這些發現成果在國內外首次證實了野外棉鈴蟲種群存在遠距離跨區域遷飛,并闡明了渤海灣通道在研究華北平原和東北平原害蟲季節性遷飛中的重要地位,也為長島試驗基地的建立提供了理論基礎。
2002年,封洪強等植保所科研人員來到北隍城島,設立了高空燈誘設備,進一步驗證在島上建站的可行性。“經過了一年的試驗,發現這個島能誘到很多遷飛性農業害蟲,像棉鈴蟲、小地老虎、粘蟲等等,而且數量非常大,每一次遷飛高峰也非常明顯。”封洪強說,整座小島郁郁蔥蔥,一片碧綠,幾乎沒有人種植農作物,所以在這個島上誘捕到的農業害蟲肯定是從大陸上遷飛過來的,是開展昆蟲遷飛的理想之地。
隨后,植保所科研人員將KC-2型車載昆蟲雷達運至北隍城島的山上,雷達監測表明,途經此島的跨海遷飛昆蟲生物量巨大,由此開啟了北隍城島雷達監測的序章。2003年,植保所在北隍城島建立定點觀測試驗站,正式開啟了跨海遷飛昆蟲野外監測工作。2007年,植保所科研人員主持完成的“棉鈴蟲區域性遷飛規律和監測預警技術的研究與應用”獲得國家科技進步二等獎。
克服困難 白手起家
建站早期,生活和試驗條件相當艱苦,植保所科研人員租住在當地漁民一個廢棄的小院子里,條件極為簡陋,大家都擠在農家炕上睡覺。
在當時的條件下,植保所科研人員更是將身邊可以利用的資源發揮到了極致。封洪強介紹,“最初,我們將采集到的蟲子鋪在地上,蹲在地上進行分揀,大地就是我們的實驗室,把培養皿放在小凳上進行解剖,甚至有時用貝殼做培養皿。”
“昆蟲一般是夜間遷飛,所以我們經常在太陽沒落山的時候就爬上山頂,開始運轉掃描雷達,緊盯計算機屏幕,認真記錄各種雷達信號,分析昆蟲遷飛數據,一直到第二天早上才結束觀測工作。”封洪強說。
回憶起當時的難題,大家不約而同地提到了用水問題。由于海島淡水資源匱乏,早年食用水都是人拉肩扛,用水十分不易。
作為駐島博士研究生之一,付曉偉2009年上島,并堅守了8年。他回憶道,北隍島的飲用水為島內地下苦咸水淡化,每五天供給一次,洗漱用水由雨水改為了未經淡化的苦咸水,時間久了,皮膚粗糙發硬并且很容易掉頭發。
2010年,植保所科研人員開始嘗試安裝垂直昆蟲雷達,與原有的掃描昆蟲雷達互為補充,開展聯合監測。2011年,他們在北隍城鄉原中心小學的舊址上,建立了長島站多元監測平臺。
2012年,我國東北地區粘蟲大暴發,對玉米安全生產構成了巨大威脅。“與其他基地不同,長島試驗基地位置特殊且沒有糧食生長,通過雷達監測到大量粘蟲成蟲,可以說明島的東西兩側大范圍內都有蟲子在遷飛。”植保所所長陸宴輝表示,長島試驗基地快速將粘蟲遷飛的信息反饋至農業農村部相關部門,對及時發布預警信息并做好防控準備、減少東北地區粘蟲危害作出貢獻。
蓄力青春 接續奮斗
“旋目夜蛾兩個,玉米螟一個,蘋梢鷹夜蛾兩個。”面對桌上放滿的形態各異的昆蟲,基地科研助理顧巖毫不費力地就叫出了它們的名字。在基地,分揀蟲子是一項重要的工作,即對前一天燈誘到的蟲子進行分類和分析。雖然枯燥,但對顧巖來說,這項工作已是游刃有余,兩分多鐘時間里,她便能挑揀并認出近40種昆蟲。
“我們的總體思路是,首先明確昆蟲遷飛的種類,進行遷飛生物學研究,掌握生物習性,再制定相應的綠色防控策略。”現在的駐島博士后周燕說,每年的6月份和9月份是遷飛高峰期,夜晚高空探照燈上方,昆蟲就像雪花一樣,一片片飄入燈里,落入網中,幾乎每15分鐘就要更換一次網箱,一晚要換五六次。
除去燈誘捕蟲,北隍城島鷹窩附近的山上,昆蟲雷達也正在旋轉監測,偵查空中蟲情。“現在我們用的雷達可以24小時不間斷監測昆蟲遷飛情況,并通過網絡遠程傳輸監測數據,可以大大減輕工作量。”現在的駐島博士生李曉康說道。
每每遇到遷飛高峰,島上的科研團隊就會不定期向全國農業技術推廣服務中心發布蟲情報告,及時發出預警信息,讓相應地區做好防護準備。“通過20年的監測,僅僅是鱗翅目害蟲就抓獲了250多萬頭,生物量非常巨大。我們采用地面和高空相結合的防治策略,以遷飛成蟲為重點,能取得更好的效果,減少了大量糧食損失。”周燕說。
2019年,農業農村部批復建設山東長島遷飛昆蟲科學觀測實驗站,經過3年多的建設,實驗基地大樓將于2023年7月竣工,基地師生的實驗環境也將迎來新的改善。
“20年來,長島試驗基地建立了世界一流的昆蟲雷達監測站,在重大害蟲高效監測預警上起到了極其關鍵的作用。”陸宴輝表示,未來,長島試驗基地將聯合全國多地的昆蟲雷達,編織成網,互相聯動,真正實現遷飛昆蟲的早發現、早預警。
2023年,植保所發布了以“扎根海島、問天探蟲、扼守咽喉、心系沃野”為核心的長島試驗站精神,激勵著一代代青年學子接力奮斗,繼續開展跨海遷飛昆蟲監測預警,研發農作物病蟲害綠色防控技術,為守護糧食安全助力。