浅谈生物防治技术的应用
摘 要:以往植保任务中使用的化学药剂对防治病虫害有很好的效果。但化学试剂不仅会对广大农业科研工作者造成身心伤害,还会对环境造成一定的污染,这与当今社会的环境保护观念背道而驰。近年来,生物防治技术作为一种综合防治技术,是利用生物天敌或天敌产品来防治病虫害和杂草。本文简要论述了生物防治的概念和应用,以及时代发展所带来的挑战和机遇。
关键词:生物防治;天敌;绿色植保;挑战
DOI:10.12249/j.issn.1005-4669.2020.27.313
目前,我国植物病虫害防治技术主要有抗性作物品种、植物检疫、农业防治、化学防治、生物防治、物理防治等。化学防治是利用农药或杀菌剂等化学药剂防治害虫,具有操作简单、见效快、适用于大面积的急性暴发性防治,但其缺点也很明显,容易杀死捕食者,破坏农田生态系统,会对人畜造成危害,以及产生抗药性,造成3R问
题[1]。昆虫作为指示生物可以反映当地生态系统的变化,目前被发现已达上百万种,其数量在整个动物界独占一席,对农田和森林等生态系统的能量流动和物质循环发挥着重要的作用。昆虫的食性和天敌研究也是当今研究的热点领域[2]。综上,生物防治至关重要。
1 生物防治技术的简介
生物防治技术是利用生物和生物制品控制害虫种群的一种防治措施。自然界是一个巨大的食物链,天敌的存在使得食物链运行正常,不容易受到生态系统的混乱。与古代相比,农田生态系统简化、简单,生物间抑制减少。相对容易爆发虫灾,而黄荆蚁是发现最早自然相互作用的生物原理,瓢虫是19世纪后期引入天敌的典型代表,而20世纪中叶泛滥成灾,影响了生物防治技术的发展。直到出现了抗虫、害虫和残留三种化学农药后,这一领域才重新得到重视。
2 生物防治的途径
1)保护有益生物。分为直接保护(例如采卵来孵化寄生蜂),间接保护(如利用轮作等方式),化学试剂保护(农药等化学药品)[3]。2)引进有益生物。全球共有一百多种顺利引进害虫天敌的例子,从目标有害生物原产地的轻发生地区搜寻,考虑引入地的气候和生态环境,采用适宜的包装运输工具,采取必要的检疫措施,避免携带有害生物,考虑生物的寄主专化性和繁殖能力,避免有害化。3)有益生物的人工繁殖与释放。寄主范围窄的天敌生物常表现出“跟随效应” ,工厂化生产赤眼蜂用于防治鳞翅目害虫,利用有机物发酵生产拮抗菌进行种子或土壤处理防治苗期病害。4)生物产物的开发利用。种类:次生物质、信号化合物、激素、毒素等。特点:对有害生物具有较高的活性和选择性,对生态环境影响小、无明显的残留毒性问题。途径:直接用于防治,人工模拟改造开发新农药,一些蛋白和多肽类物质的基因,还被用作转基因抗性育种的材料。局限:天然活性化合物的存在浓度极低,结构不稳定,结构复杂,常组合发挥作用。
3 生物防治在植物保护体系中的重要性
生物防治是对生物之间关系的更深层次的探索和应用,它改变了化学防治方法的缺点。一方面,在一个生态系统中,生物之间的关系具有一定的稳定性。因此,利用生物关系来防治害虫,必将一蹴就。另一方面,根据控制对象和保护对象的具体情况,选择合适的控制方法可以大大减少对周围环境的影响,保护生物物种。另外,绿色发展是当今的一个重要主题,传统的农药控制对环境的影响越来越大,因此有必要找到一个更适合当今社会的方法。生物防治技术与主题完美契合。更重要的是,生物防治可以节约预防成本。如果有很多害虫,生活在化学环境中会导致害虫产生抗药性。如果只使用同一种化学物质,不仅短期效果差,而且會产生很大的研发成本,而生物控制可以节省大量成本。因此,生物防治将成为一种更加有效和科学的控制措施。
4 生物防治对的资源利用
1)动物天敌的利用。从哺乳动物到原生动物,捕食或寄生。动物防治昆虫:鸟类、两栖动物、捕食性昆虫、寄生昆虫、线虫、微孢子虫、家禽。草的动物防治:用昆虫防治草,引种仙人掌蛾;稻田养鱼草;棉田养鹅。动物治疗鼠类:鼠类的天敌大多是猛禽、猛兽、蛇,注意保护或保存。2)病原微生物的利用。微生物病害:利用重寄生真菌或病毒防治作物真菌和线虫病,主要生防树种哈茨木霉、木霉、绿木霉等已开发出防治大田作物病害的生物防治技术。害虫的微生物防治:害虫病原微生物得到了广泛的开发和利用,其中许多已被制成生物农药。杂草的微生物防治:炭疽菌发展成为防治大豆菟子的“鲁保1号”;新疆利用列当镰刀菌控制埃及列当,云南用黑粉菌防治马唐。病原微生物控制小鼠:虽然它有许多优点,但其安全性差,必须严格评估和监测。3)拮抗生物的利用。生产抗生素、占据感染部位、营养和生态竞争,普遍用于控制作物病害和杂草。通过弱致病菌的拮抗作用,形成交叉保护反应,以防止强致病菌的感染。使用微生物来生产能够杀死和溶解病原体的抗生素。腐生菌,腐生菌具有很强的腐生菌,生长和繁殖迅速,能迅速占据被病原体入侵或竞争营养物的物体上的位置。真菌如菌根真菌、抑菌土壤。用植物(次生物质)抑制杂草。4)生物产物的利用。主要有植物次生化合物、信号化合物、微生物抗生素、毒素、昆虫激素和信息素等,其中大部分可发展为生物农药或制剂,广泛用于害虫防治。分子生物学的研究开辟了生物基因材料的利用途径。5)农业害虫天敌防治技术现状。目前,世界上商业生产的天敌有200多种,企业500多家。主要天敌为赤眼蜂、赤眼蜂、瓢虫、臭虫和捕食螨,主要用于温室、园艺和大田作物的害虫防治。中国的商品化生产主要有赤眼蜂、捕食螨、白斑秃和白蚜。大部分生产企业附属于科研院所,没有大型天敌。(福建燕轩生物控制技术有限公司;吉农绿色农业高新技术开发有限公司)。6)微生物防治技术现状。目前,世界上已有100多种生物农药产品,2008年国际上注册的微生物杀虫剂有45种(真菌10种,细菌8种,病毒17种,线虫8种,微孢子虫2种)。绿僵菌(Japanese-metarhizium)于20世纪20年代传入我国,20世纪60年代开始研究球孢白僵菌。上世纪五六十年代引进的细菌(法国、捷克-Bt、苏联-绿色细菌),1965年在武汉建立了Bt生产厂。病毒杀虫剂的研究始于20世纪60年代。7)植物源农药现状。测定了29种杀虫植物的有效成分、剂型及作用机理。2014年,中国注册了14种活性成分、208种产品和141家企业,年产1万吨制剂。
5 绿色植保
当今植物保护技术又更加重视了新理念“绿色植保”,它的含义是以绿色的方法和措施去进行植物保护,最早的提出时间是1983年,许多专家把绿色植物保护称为害虫防治方法。生物防治的主要进展:天敌规模化生产应用,工程菌与微生物农药,天然活性化合物与新农药创制,遗传物质的研发利用。由于植物保护措施与自然生态系统和谐共生,不会破坏自然生态环境,可以保证农业生产及其产品的质量和安全。而生物防治的优点,如对环境和人畜影响微乎其微,活体生物对害虫的防治可以达到长期性和不容易产生抗性问题。另外,自然资源丰富、防治成本很低等优势都与“绿色植保”理念息息相关。但是生物防治仍没有能够形成一个体系,没能够全面推广,还有许多上述未能解决的缺点。不过,我们可以断定,以后定是生物防治大于化学防治的天下。
6 结语
在我国的植物保护综合防治措施中,生物防治作为其中一种,对作物的病害、草害、虫害在不影响生态环境和保护人畜安全的前提下具有长时效的特点[4]。作为一种绿色发展技术,符合当今农业发展趋势。但是仍然既有见效慢、引种困难等问题。所以我们应当着手改善不良问题,为生物防治的体系完善,取代化学防治成为主导贡献力量。坚持科学,防效是依据。避免干扰,人生有底线。
参考文献
[1]路国梁,吴正虎,韩顺涛,叶紫.小议生物防治技术在植物保护中的应用[J].农家参谋,2019(07):120.
[2]和玉德,黄小波,谷勇,王鲜艳,吴昊.昆虫作为指示生物对生态恢复的评价[J].林业实用技术,2013(09):19-21.
[3]韩召军.植物保护学通论[M].高等教育出版社,2001.
[4]邓定辉.生物防治技术在植物保护中的应用[J].广西植保,2000(02):25-27.
作者简介
牟士超(1997-),男,汉族,山东临清人,在读硕士研究生,南京农业大学,研究方向:资源利用与植物保护。