丁 力
在发展农业生产的过程中,要用生态学的原理,遵循自然界总体生态平衡的生物学规律,创造一个经常保持最佳平衡状态的生态系统,使农业能够持久发展。本文从农业病虫害的综合防治方面进行分析探讨,走我国生态农业“高产、优质、生态、环保、可持续发展”的路子。
20 世纪80 年代以来,学术界对包括生态农业在内的生态经济学研究有很大进展,发展生态农业取得广泛共识。在农业生产过程中,对农业病虫害实施综合防治,正确处理生物(微生物、动物、植物)与生物之间,生物与环境(光、热、水、气、土及各种有机无机物)之间的关系,保持生态系统的动态平衡,是实现农业绿色发展的必然要求,具有十分重要的意义。反之,长期使用各种化学农药,既破坏了生物链,杀死了一些有益虫类,对生态环境也会带来系列严重问题,比如防治效果逐渐降低、药物残留将会超标、自然界自我修复能力逐步减弱、生态环境也会造成污染。因此为了更加有效地防治农业病虫害,使农作物的产量和品质都得到提高,必须贯彻“预防为主,综合防治”的植保方针。广义上综合防治的概念是:在农作物生长过程中,对阻碍或影响作物生长环境的病、虫、草害进行科学合理的治理,是从农业生态系统的总体出发,根据有害生物和环境之间的相互关系,充分发挥自然因素的作用,因地制宜地协调运用必要的措施,将有害生物控制在经济受害允许水平以下,以获得最佳的经济、生态和社会效益。
综合防治的基本方法主要包括:构建作物-环境-病虫害生态防治抑制体系、立足农业防治体系、推广稻田养鸭模式、提升生物叠加效果、利用物理灯光诱杀、保护生态圈内生物的多样性、使用生物农药防治等方法,下文将对这几项防治的基本方法进行一一介绍:
按照生态学观点,植物、病虫、天敌三者之间既有相互依存,也有相互制约。因此,病虫害防治实质上是生态防治,它的作用功能是抑制有害生物危害,即将生物防治、农业栽培防治、物理防治等通过系统的联系进行改装和重组,使系统优化,达到有害生物种群数量小到不足以影响作物生长,转害为益并成为其天敌的食料或栖息场所。生态防治是一种控制论,不是消灭有害生物,任何一种有害生物对保护对象的少量取食不能认为是一种危害,而是看作它在执行维护生态平衡的功能,最终达到农田生态系统的和谐、统一。只有有害生物与有益生物处于相对平衡、互相依存,生态农业才能持续保护。
就是综合运用农业科学技术措施和自然界生态平衡规律,有目的地创造或改变有利于作物生长发育而不利于有害生物发生的作物生长的各种生态环境,直接或间接地消灭或抑制有害生物发生与危害的方法。
长时间连作重茬会造成土传病虫害发生严重,有害生物积累一年比一年多,土壤变成有害生物的温床,一遇适宜的生境条件就大发生,大流行,造成农业严重损失。土地轮作换茬在农业生产中经常运用,它是保证农作物高产稳产,增加经济效益的重要措施之一。轮作换茬可以有效控制病虫害的发生。一则通过轮作,改变了有害生物生境条件,使其难以生存;二则通过调换病虫寄主,阻断有害生物的浸染途径,无法形成大的病虫危害;三则实行水旱轮作,对地下害虫的发生和危害起到明显减轻作用。
在定期轮作换茬的同时,还要考虑对每茬作物要选用抗(耐)性品种,根据品种的适宜栽培特性和作物栽培地区病虫害发生的情况选用适当的品种,要兼顾苗期无病虫培育和带药移栽控害技术,如用药物拌种或浸种,用防虫网或无纺布阻隔病虫传播等等。
在定期轮作换茬的同时,还要考虑适当调整播种期,在不影响作物生长的前提下,根据病虫害发生特点,适当调整播种期,有效避开病虫害发生的高峰期,从而减轻病虫危害。例如调整作物番茄或大白菜的播种期,对苗期传播蚜虫的数量很有效果,也会减轻病毒病的发生。
作物病虫检疫滞后,大量带病、带虫品种引进种植,造成病害大流行。从生态学来说,各类生物之间(微生物、动物、植物)一般都存在相克相生关系,其中可以利用相克关系选用对某种病虫害具有拮抗作用的品种。中国科学院上海生科院植生生态所何祖华团队与育种家合作,从2002 年开始,广泛筛选抗瘟种质,从起源于我国农家品种的育种材料中鉴定了一个广谱持久抗瘟性新位点Pigm。利用Pigm 目前已育成了广谱高产抗稻瘟病新品种。
偏施氮肥会引起病虫害大发生。以水稻稻瘟病、稻曲病和纹枯病而言,氮肥偏多或施肥偏迟会使稻棵角皮生长不良,同时植株体内氮肥偏多,合成蛋白质时消耗不了,便在细胞内积累对原生质产生毒害,降低了对病原菌的抵抗能力。控施氮肥,增施钾肥可有效控制病虫害发生。
科学防治必须做到三个精准:①看苗情。抓住苗情易感阶段适时防治;②看虫情。选择育龄期防治,治小、治早;③看天气。天有不测风云,有害天气必防无疑。生态防治就是要求精准做到“三看三定”。
田间杂草丛生,带病带虫秸秆满天飞,免耕病虫越冬基数大,源头防治谈不上。对应防治措施主要有清洁田间杂草,深耕掩埋稻桩,处理带病(虫)秸秆等。
有资料显示,稻鸭共作,鸭子对稻飞虱、叶婵捕食效果达79%,对纵卷叶螟、稻螟蛉也有一定防效。鸭子在田间可直接啄食稻田害虫,有效抑制了稻飞虱、叶婵等害虫的数量,另一方面,鸭子昼夜在稻丛间活动,通过对稻株进行不断地机械碰撞等行为,会使部分害虫受到惊吓后短距离迁飞,另外跑动时啄食部分菌核、菌丝,减少菌源,并通过食草清除稻株基部病叶,提高田间通风透光能力,降低田间湿度,恶化病菌生长环境。鸭子在田间奔跑活动,刺激水稻生长得更加健壮,抗病力也会增强。在分蘖期和孕穗期调查,纹枯病病蔸率下降56%,病株率下降57.1%,基本上可以控制纹枯病的危害。据田间观察,鸭龄大时防治效果更好。稻田养鸭田里没有杂草,不用除草剂防治。
利用间作混种技术,可有效控制病虫害发生和流行。如小麦棉花套种,与单作棉田相比,麦套棉田棉铃虫高峰日卵量第二代平均多7 粒,增加7.1%,第三代平均高19.3 粒,增加37.6%。还有资料显示,棉麦套种,棉田棉蚜数量每亩比单作少46.8%。究其原因:小麦对棉蚜侵害有良好屏障作用,同时小麦上的蚜虫又为其天敌(蜘蛛、瓢虫等)提供了建立种群和繁衍的食物源。由于天敌繁殖快,控制了蚜虫的发生,起到了以虫治虫的叠加防治效果。大豆、玉米间作,改变了田间小气候条件,比单作玉米光照充足,空气流通,湿度降低,玉米大、小叶斑病发生轻;而大豆则因玉米遮盖,明显减少豆天蛾、大豆食心虫、蛴螬、蚜虫等成虫的产卵量。实地调查结果表明,每平方米蛴螬0.3 头,豆天蛾幼虫0.1头,百株食心虫受害樱数10.3%,大豆蚜虫量1.5 头,分别比单作大豆降低3.0 头、2.8 头,21.6%和26 头。这表明,作物种间“基因对基因”对病虫害防治有很大潜能。
昆虫趋光性是昆虫在进化过程中重要的特性之一。在害虫防治上应用较多的是物理信息。主要指昆虫对光和颜色的趋性。利用害虫的趋光性诱杀害虫已有很长历史。研究表明,黑光灯可以诱导60 余科的昆虫。近些年研究发现,不同昆虫对光的颜色和波长要求不同。如棉铃虫对波长3300A 趋光性最强;灰飞虱对蓝光(465m)诱杀效果最好,趋光性达31.5%,总产卵量下降20.5%,孵化率降低14%,产卵历期缩短1 天。
有资料显示,自1600 年以来,全球已有83 种哺乳动物和113 种鸟类已经灭绝,在过去的50 年里,已失去了几十万个物种,以这样速度持续下去,人类有可能在本世纪末失去全部活着物种的一半。据文献报道,我国稻田内有蜘蛛23 科109 属373种,全为捕食性。而目前国内有的地区天敌生物资源有所减少,如稻田蜘蛛只有10 科27 属36 种。作物有害生物天敌有很多种类,如鸟类、昆虫、两栖动物等。单就昆虫天敌而言,水稻方面主要天敌有纵卷叶螟绒茧蜂、黑腹螯蜂(飞虱成虫、若虫天敌)、蜘蛛(飞虱、黑尾叶蝉及稻纵卷叶螟天敌)、赤眼蜂(纵卷叶螟天敌)。棉菜方面有红铃虫金小蜂、蜘蛛(飞虱、叶婵、蚜虫、二点叶螨、蓟马以及鳞翅目害虫天敌)、瓢虫(蚜虫、二点叶螨天敌)、草蛉(蚜虫、二点叶螨天敌),黑胸茧蜂(红铃虫天敌)、南方小花蝽(二点叶螨、蚜虫、蓟马天敌)、塔六点蓟马(专食性二点叶螨)、中华广肩步行虫(黏虫天敌)、甘蓝夜蛾拟瘦姬蜂(甘蓝夜蛾、黏虫、小地老虎天敌)、棉铃虫齿唇姬蜂(棉铃虫天敌)。麦类方面:食蚜蝇、取食蚜虫、蚜茧蜂取食蚜虫、瓢虫(七星瓢虫、龟纹瓢虫、异色瓢虫)、取食麦蚜等。保护天敌(生物多样性)是人与自然整体和谐,是一切生物资源的共生。生物学家认为生物多样性共生,才是生态农业可持续发展的正确发展模式,人和自然要和谐相处,要建立包括微生物、动、植物栖息生态区保护物种。为了避免天敌受到伤害,应大力推广农肥和生物防治,少施或不施化肥和化学农药。
生物农药防治是指具有高度选择性,对有害生物防治优良,对人畜及有害生物天敌及其非靶标生物安全,在自然条件下容易降解,不会影响环境质量。生物农药主要有:
指的是利用生物活体或其代谢物对靶标有害生物进行防控。微生物农药来源主要包括细菌、真菌、放线菌等,在生产中都有很好的效果。常见的有苏云金杆菌对多种鳞翅目害虫的幼虫有毒杀能力。枯草芽孢杆菌、荧光假单胞杆菌对多种作物病害有抑制和防治效果。春雷霉素是放线菌链霉属小金放线菌产物,多用于防治水稻稻瘟病。放线菌中阿维菌素杀虫谱广泛。井冈霉素是吸水链霉菌的产物,对水稻纹枯病有明显防治效果。井冈霉素防治稻曲病以孕穗期施药效果较好。真菌杀菌剂噁霉灵可用于防治土传病害等。
指的是利用植物所含的稳定有效成分经加工而成的生物药剂。它的特点是由于各种植物源农药通常不是单一的一种化合物,而是植物有机体的全部或一部分,其成分复杂多变,使得有害生物难以对其产生抗药性。印楝素具有高效杀虫活性。苦参碱对甘蓝菜青虫有触杀和胃毒作用。另外,植物中提取物乙醚对小麦赤霉病、番茄灰霉病均有抗性。植物提取物醇一乳油溶液对7种植物病害的菌丝有较好抑菌活性。还发现中草药植物pt 提取物VT1 对黄瓜花叶病毒、马铃薯Y 病毒坏死株系抑制率分别为85.6%和89.1%。对传毒介体蚜虫触杀效果好,24 小时和48 小时触杀浓度分别为1.953mg/ml 和0.812mg/ml。
微生物几丁质酶广泛存在于各种动、植物及微生物细胞和组织中,参与多种生理过程,能够催化几丁质水解为几丁寡糖和N-乙酰基葡萄糖,使有害生物细胞壁受到损伤而死亡,因而几丁质酶在真菌防治上具有特殊作用。产生几丁质酶的微生物有细菌、放线菌和蜗牛等。目前已发现细菌CHB101 几丁质酶对稻瘟病有防治作用。粘质沙雷氏菌C-8-8 几丁质酶、银光假单胞杆菌几丁质酶,可用来防治菌核病、立枯病。几丁质酶的功能是分解真菌细胞壁。由于高等动、植物体内不含几丁质,故几丁质酶对动、植物没有直接毒性。
天敌生物农药国外开发较早,并且已有商品在市场出售。英国已有多种赤眼蜂农药品种登记。北美一些国家已有130 多种天敌农药,主要包括赤眼蜂、丽蚜小蜂、草蛉、瓢虫、螳螂、花椿、捕食性螨等。从目前情况看,天敌生物农药有着良好的开发前景。国内天敌生物农药已开始向商品化发展,尽量避免外来生物的引进,以减少生态风险。
是指一类能诱导寄生植物产生防卫反应的特殊化合物的总称,这些物质在低浓度下即可被植物识别为信号物质,诱发植物自身的免疫系统,最终使植物获得抵御病害的能力,因此植物诱抗剂可称得上植物疫苗。在植物还没有发病前即要施用诱抗剂,主要是以预防为主,施用后植物获得了抵御病害的免疫能力,会健康地生长,从而减少了化学农药的使用。植物诱抗剂有生物源和非生物源两类。来源于病原生物或其它微生物和寄主植物或由寄主——病原物互作后产生的能激发植物防卫反应的物质均为生物源诱抗剂(也称激发子)。有些生物激发因子是无毒基因的产物,目前发现的诱导或激发因子主要有病毒衣壳蛋白、寡核苷酸、小分子多肽、脱落酸、寡糖和激活蛋白等。由植物自身产生的或者当植物受到病原菌攻击时,寄主-病原菌互作后释放的激发子为内源激发子。而化学物质或物理作用均为非生物源激发子。要求生物源激发子与环境相容性好。根据其结构不同,主要有寡糖、蛋白类和糖蛋白激发子。当前中国科学院已开发研制了葡聚六糖等用于蔬菜防治。
半合成生物农药是指对微生物农药和植物源农药有效成分改性、修饰,通过化学方法制成的半合成生物农药,以达到提高生物活性和稳定性,降低对人及寄主的危害。井冈·蜡芽菌是采用生物合成技术,使蜡质芽孢杆菌与井冈霉素相互融合的生物农药,对水稻纹枯病防效很好。
许多昆虫发育成熟后能向体外释放具有特殊气味的微量化学物质,以引诱同种异性昆虫前去交配。用人工合成的性信息素或类似物防治害虫时,通常叫昆虫性引诱剂,简称性引诱剂。世界上包括我国都在利用性引诱剂在防治害虫上发挥重要作用,如二化螟性信息素诱捕器正在推广应用。