沼液在我国植物病虫害防治上的应用

李建波

(南阳农业职业学院， 河南 南阳 473003)

农作物病虫害极易给农业生产造成巨大损失。据联合国粮农组织估计[1]，世界粮食产量常年因虫害损失10%；世界棉花产量因虫害损失16%，因病害损失14%。我国是农业大国，农作物受病虫害的影响非常严重，农作物病虫害是影响作物最终产量的关键因素之一[2]。农药则是重要的农业生产资料，在防治农作物等病、虫、草、鼠害，保护农业生产安全等方面发挥着重要作用[3]。在1949～1989年的40年间，全世界粮食生产由每公顷1000 kg提高到2499 kg，其中被认为作出了巨大贡献的4大核心因素便是农药、化肥、良种、灌溉[4]，而全世界通过植保增加的粮食中，农药的贡献被认为是在80%以上[5]。1990年世界农药销售额为264亿美元，2014年全球作物保护农药的销售额已经达到了577.1亿美元[6]。2014年7月AgroPages[7]报道，2019年全球植物保护市场将达到759亿美元。全球农药产量将从2013年的230万t增加到2019年的320万t，复合年增长率为6.1%。然而随着时间的推移，由于农药负面效应的逐渐显现，突出表现为药害、人畜中毒、农药残留、对有益生物的伤害、抗药性等，而这当中最受关注的又是农药残留、人畜中毒、抗药性[5]。

我国是最大的户用沼气生产国和消费国，并且根据《可再生能源中长期发展规划》，在2020年我国大型畜禽养殖场和工业废水沼气工程提供的沼气年利用量更将达440亿m3 [8]。沼液是有机物在进行厌氧消化产生沼气的同时而得到的一种厌氧产物，含有丰富的营养物质、矿物质、水解酶、B族维生素、氨基酸、植物激素、抗生素和腐殖酸等，是一种良好的有机液体肥料[9]。相关的报道和实验表明，沼液不仅能代替部分化肥对农作物起到促进生长发育的作用，还能对农作物的大部分病虫害起到减轻或防治作用，而且效果非常显著，与农药相比具有无抗性、价格低、无残留等优势，是理想的化学农药替代品[10-12]。本文通过文献查阅，总结了沼液在农作物病虫害防治方面的应用现状，以期为合理使用沼液植物病虫害防治提供依据，为拓宽沼液利用途径、提高沼液利用率提供参考。

1 沼液防治的植物病虫害种类

1.1 沼液防治的植物病害的种类

对相关报道进行统计，沼液可以预防粮食作物、经济作物等30多种作物的90种病害，参见表1。可以看出，主要防治植物真菌性病害，其次是细菌性、病毒性病害，不仅能防治植物地上部分叶部、茎部病害，而且能够防治根部病害。

1.2 沼液防治的植物害虫种类

从报道的资料可以看出，沼液主要防治粮食作物和经济作物60多种害虫，参见表2。

2 防治病虫害效果

2.1 降低病虫害发生率

许多研究表明，作物使用沼液能减轻病虫害发生的作用。董晓涛[28]等，利用不同浓度沼液对番茄幼苗进行叶面喷施防治叶霉病，当沼液浓度分别为50%，75%和100%时，明显降低番茄苗期病情指数，抑制番茄叶霉病原菌孢子的萌发率，提高叶片的叶绿素含量。高燕[39]等的研究表明，喷施沼液组较对照均可不同程度降低桃树缩叶病的发生，其中以沼液稀释倍数为1/8处理的效果最好，于第3次喷施后7a，病叶率由50%降低至8%，枝条新叶平均增加5片，枝条生长了4 cm，均高于其它处理；其次为沼液稀释倍数为1/4和1/16的处理，病叶率分别由45%降低至10%，由52%降低至15%。

表1 沼液防治的植物病害种类

表2 沼液防治的害虫种类

周超[55，58]等在室内对异型眼蕈蚊、韭菜迟眼蕈蚊成虫、幼虫的驱避、拒食、产卵选择性进行测定，纯沼液处理后，幼虫驱避率、拒食率分别达43.25%和40.21%，雌雄成虫选择系数分别为-0.61和-0.45，雌成虫产卵驱避率为33.47%。对韭菜迟眼蕈蚊幼虫的驱避率、拒食率分别达55.30%和53.81%，雌雄成虫选择反应率分别为33.20%和30.50%，对雌虫产卵驱避率为36.82%；以沼液∶水(l∶1)处理幼虫、成虫，随着时间的延长防效逐渐提高，处理后15 d防效达到最大，分别为43.16%和56.50%。桑得福[59]等施用沼液复方杀虫剂防治小麦蚜虫，用量为525 kg·hm-2和600 kg·hm-2时可达到与杀虫剂抗蚜威同等的防治效果。王春华[60]等通过对棉花不同生长发育期喷施沼液、磷酸二氢钾和清水的研究表明，早期喷施沼液和磷酸二氢钾均能不同程度的抑制田间虫口数量增长和蚜虫扩散，对蚜虫的虫口数量减弱作用可持续10 d左右。

2.2 提高产量

李尚金[46]等对魔芋应用沼液后，每667 m2增产82.9～147.4 kg，灌根+喷施相对防效为37.4%，魔芋软腐病病情指数最低。剡学文[16]等用沼液浸泡麦种和喷施小麦，小麦营养生长旺盛，可抑菌并刺激小麦增强抗逆性，减少全蚀病发生，提高产量，用沼液浸种、抽穗期喷施25%沼液，小麦产量比对照增产60.64%。桑得福[59]等施用沼液复方杀虫剂防治小麦蚜虫具有显著的增产效果，且增产效果要好于杀虫剂抗蚜威，增产幅度可达30.26%。隆祖燕[36]等用沼液灌根，不仅极显著降低辣椒炭疽病、白斑病、黑斑病和青枯病的发生，而且能使辣椒增产29.75%。

沼液与一些农药混用会产生增效作用，比如沼液与氧化乐果混合喷施麦田，平均杀虫率达99.25%，比单用氧化乐果等农药防治的杀蚜率提高5%；与乐果混合喷施麦田平均杀虫率达98.3%，提高杀虫率15%；应用沼液防治蚜虫，可减少农药用量60%以上[61]。

2.3 提高品质

赵玲[62]等用50%沼液处理草霉产量较好，并有效地降低果实的酸度和亚硝酸盐的含量，果实维生素C含量、固形物含量、固酸比，分别比化肥处理提高62.5%，10.5%，41.7%。徐卫红[63]，在施用氮磷钾化肥基础上，每营养钵增施沼液500 mL不但能改善蔬菜营养品质，使莴笋和生菜硝酸盐含量分别降低53.5%和45.5%，而且可使2种蔬菜分别增产51.0%和56.7%。周倩倩[64]等以4年生枸杞宁杞一号为供试材料，增施沼液可加快枸杞的新梢生长，提高叶面积和叶绿素含量，促进多糖、类胡萝卜素、黄酮和甜菜碱的积累，同时增加枸杞果实百粒质量及产量。

2.4 对环境污染小

从表2可以看出，沼液防治的害虫大多属于r—对策害虫。这类害虫有的以孤雌生殖方式在短时间内迅速扩增种群数量，种群受干扰后恢复能力强；有的则通过长距离迁飞在大范围内迁移为害。这些害虫既可直接刺吸、产卵为害，也可将分泌物盖布在植株表面影响植物生长，还可传播植物病毒病等。根据该类害虫的发生及为害特点，生产上多采用化学防治手段，结果导致其对多种药剂产生不同程度抗性，使防效降低，再猖獗[65]，而且如果依靠生物防治很难收到令人满意的效果。而使用沼液防治这类害虫，弥补了化学防治、生物防治的不足，减少了农药使用量和使用次数。

3 沼液防治病虫害的机理

沼液是一种复杂的有机、无机营养和微生物及其代谢产物的混合群体，因此，其对植物病虫害的防治作用可能是多效叠加和选择性的结果。

3.1 提高植株抗病虫能力

沼液中含有丰富的氮、磷、钾等大量元素以及一定量的激素和生长素类物质，可使植物氮、磷、钾养分需求达到平衡，并且沼液中的矿质养分可以直接被叶片吸收和运转，及时供应植株所需养分，同时其所含生长素和激素为植株生长提供了有效的调节物质[66-67]；沼液中的微生物通过改变植株的叶面微生态平衡，抑制病原微生物在植株上的寄生关系的建立和病程的发展[14]。喷施沼液的植株均表现叶绿素含量增高，叶绿素含量的多少与植株抗病性的强弱呈正相关，即植物体内叶绿素含量愈高，抗病性越强；喷施沼液的植株过氧化物酶活性均有所降低，过氧化物酶通常在老化组织中含量较高，过氧化物酶含量越低植株抗病性越强[28]。喷施沼液的植物生长健壮，增加了植物的抗病性、抗虫性与抗逆性。

3.2 直接抑制作用

沼液之所以能够防治植物病害，主要是因为沼液对植物病原菌有明显的抑制作用，如抑制病原菌孢子萌发、菌丝生长、分生孢子的形成等。特别是有机酸中的丁酸和植物激素中的赤霉素、吲哚乙酸及维生素B12对病菌有明显的抑制作用[11]，同时经沼液浸过的种子能长时间释放乙烯等，能抑制病菌[11，16]。近年来，有关文献报道的沼液对植物病原菌有抑制作用的，参见表3。

表3 沼液抑制病原菌种类

3.3 直接杀灭作用

聂莹[44]等通过对沼液中几种抗生素的高效液相色谱检测发现，猪粪沼液中3种常见抗生素都存在，而且含量偏高，土霉素0.08347 mg·L-1，四环素0.04907 mg·L-1，金霉素0.04229 mg·L-1，多次喷施对细菌性病害有比较好的防治效果，沼液4次以上的连续喷施与细菌性病害防治的常用农药链霉素效果相当。李文涛[68]等利用牛粪发酵沼液中的菌群进行纯化与筛选，获得2株生物防治菌nfd-9和nfd-16，鉴定其为哈茨木霉(Trichodermaharzianum)和米根霉(Rhizopusoryzae)，通过扫描电镜得到沼液中米根霉菌和哈茨木霉菌的竞争、拮抗和重寄生等作用来抑制立枯病菌，从而到达防治病害的目的。

4 存在的问题

由于我国农村用以厌氧发酵的原料很多，从禽畜粪便到树木枝叶都可以利用，而所用发酵原料的种类、比例和条件不同，使沼液的成分、性质等不同，导致抗病防虫功效存在很大差异。因此有人对沼液杀虫剂产品开发进行了探索，如张全国[54]等选用木醋液、杀虫抗生素、印楝素、鱼藤酮、烟碱、苦参碱、草木灰及蓖麻叶浸出液等能够增强毒杀害虫能力的多种原料与沼液混配制成不同类型的沼液复合型杀虫剂，用5种不同的沼液复合型杀虫剂对蚜虫均有显著杀灭效果，进一步推动沼液的高品位商品化利用进程。

沼液对大气环境、土壤环境、地下水环境等方面影响的研究还不够深入，对环境的安全性评价尚不全面、未有定论，因此，沼液的过量使用是否会对植物生长环境产生不良影响，需要进一步研究。

目前关于沼液防治病虫害效果的研究仍处于探索阶段，对于沼液的抑菌杀虫方式、途径，以及沼液中的抑菌成分杀虫是否可以具有可提取性等都还需要进一步了解。

需要指出的是，无论是沼液对植物病原菌的抑制作用的研究，还是沼液对植物病虫害防治的研究，大多数研究者没有对研究对象进行种类鉴定。如为害小麦的蚜虫种类主要有3种，分别是麦长管蚜[Stitobiomavenae(Fabricius)]，麦二叉蚜[Schizaphisgraminium(Rondani)和禾谷缢管蚜[Rhopalosiphunpadi(Linnaeus)，在一些地方禾谷缢管蚜对吡虫啉的敏感度是麦长管蚜的3～4倍(基于LC50的比较)[70]。也即同一种农药对不同蚜虫种间的选择毒性不同。不对病原物、昆虫等研究对象进行分类鉴定，或者鉴定得不准确，可能致使研究结果不准确，对农业生产的指导意义大打折扣。