书城社会科学社会主义新农村建设丛书-持续农业初探
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第5章 持续农业理论研究的主要内容(2)

生物防治是生态学领域的一个应用学科分支。最初是由美国加州从澳大利亚引进澳洲瓢虫控制严重危害果园的吹绵蚧取得极大成功,并轰动国际昆虫届领域,由此开创了现代生物防治科学的新纪元,宣告了一门新学科的诞生。1919年,史密斯正式提出“通过捕食性、寄生性天敌昆虫及病原菌的引入增殖和散放来压制另一种害虫”的传统生物防治概念。1948年,鲍德巴奇从应用生态学观点出发将其引申为“捕食性、寄生性天敌或病原菌使另一种生物的种群密度保持在比缺乏天敌时的平均密度更低的水平上的应用”。该定义概括了生物防治学科应用的3个基本特征:①利用自然界中不同生物种间的对抗作用(自然控制)。②天敌对有害生物种群的控制以密度方式起作用(自然平衡)。③天敌的控制作用是连续的和自行持续的(自然调节)。

在自然界,某个特定生物种群的数量在没有剧烈的环境条件变化时,其种群数量总是在某一平均水平上下波动的。通常,种群既不会无限制地连续增加,也不会灭绝。如果不加入人为的干扰,由于环境中的生物因素和非生物因素的综合作用,使种群数量变化维持在一定范围内,这一过程称为自然控制。自然控制的结果是对种群数量的调节,即防止种群变得过大,又会在种群变得很小的时候减轻某种抑制的影响,从而使种群在生物群落中,与其他生物成比例地维持在某个特定水平上,这种现象叫做自然平衡,一般把这个水平叫平衡密度。生物防治正是基于生态平衡的原理,利用天敌的作用来调节有害生物种群密度,使之长期稳定地低于其平衡密度,并压制在不能危害的水平。

生物防治并不要求把某一害虫灭绝,而只要求使害虫的数量不达到经济阈限的水平,容忍一部分害虫存在。因此,有人把害虫按照其种群密度与经济阈限的关系分为四种类型:①害虫的数量永远在经济阈限之下,不会达到经济危害水平,因为它们有牢固的自然控制因素。②种群数量平常也总在经济阈限之下,但是偶尔可以由于气候及其他环境条件特别合适,天敌偶尔失去控制,而达到经济阈限,造成经济危害。这些是偶发性害虫。③种群密度每隔一定时期会达到经济阈值,这时就会造成危害,但是平时并不危害,这是周期性害虫。④种群数量永远在经济阈限之上,甚至在经济危害水平之上,总是造成危害,必须用人工防治,因为它们缺少自然控制。由此可见,现代害虫防治策略十分强调自然控制因素,这更说明了生物防治在害虫防治策略中的地位与主要作用。

所谓自然控制因素主要指害虫的天敌。在自然界中,生物种之间既相互依赖又相互制约,在动态平衡中生存发展。无论任何防治方法,很难将某种害虫灭绝。而各种防治方法导致对害虫天敌的影响程度存在极大差异,如使用化学药剂在控制害虫的同时,也消灭了天敌,害虫一旦遇到适宜发展的条件,种群数量便很快恢复,失去了原有天敌的控制作用,容易造成大爆发;而生物防治的控制作用由于生物种群间的相互制约,既能使害虫种群降低在引起经济损失的水平之下,又不致于使其过低或灭绝,以利于维持天敌自身的生存和发展。

另一方面,现代生态学理论认为,在一个生态系统中,每一物种都占有一定的地位,维持着相对平衡。生物种类越多,相互关系也越复杂,这个平衡也越稳定。因此应当尽可能地维持生态的多样性。实现单一的害虫防治策略向有害生物综合治理的方向转变,而其中生物防治占有决定性的重要地位。

三、有害生物抗药性治理

1.抗药性治理。农业病虫的抗药性不仅影响病虫综合防治的实施,而且妨碍持续农业的发展。抗药性既是有害生物综合治理的一部分,又因其特殊性而形成了病虫害抗性治理。在监测方面已由被动的监测抗性发展水平转变为主动的进行抗性预报和风险评估。这样,不仅减少了抗性病虫害严重发生造成的危害,也使抗性治理能及早采取措施,因而比较容易获得成功。

抗药性的治理往往是通过减少药的使用量,延长对环境安全性农药的使用寿命等方式来减轻农药的有害作用。人们对抗性的错误反应,常常是提高农药使用的浓度和增加使用次数。抗药性的出现经常导致用新的农药代替现行农药,而新农药往往更加昂贵。抗药性已经存在时,使用农药是一种浪费。另一方面,提出多种农药混用的方法是否有交互抗性,对此只有通过认识抗药性的机理,才能设计出抗药性的方法。在抗性治理中,总结出一套以开发新药的合理混配、轮用为重点,初龄期用药防治为关键的对策,改变单纯依赖某种药剂的弊病,以避免害虫的自然耐药性和抗药性的联合作用。

在抗性综合治理策略中,操作选择性的技术可从两个方面考虑,①通过增加剂量杀死抗性杂合子或抗性纯合子、使用仅产生低水平抗性的化合物、处理最脆弱的生命阶段、使用增效剂来抑制解毒机制、或将不同作用方式和代谢方式的药剂混用,来减少抗性个体的适合度。②通过降低杀虫剂的使用浓度(使一部分敏感个体在药剂处理后得以幸存)、减少杀虫剂的应用次数、使用残效期短的杀虫剂、避免使用缓释剂型、避免在害虫所有栖息地施药,从而减少杀虫剂使用的总体选择压。

2.农药抗药性治理的目标、手段和方法。农药抗药性治理的初步目标:避免害虫种群抗药性发展,减缓抗药性发展速度,使抗药性种群向较低敏感水平恢复,并使抗药性保持在某种阈值之下。害虫的抗药性治理,通常包括变换农药类群的使用,或者使用非化学的防治方法,如生物或栽培的防治方法。对害虫的实际策略包括用药的剂量和次数;使用当前的而非广泛应用的方法;使用残效期短的农药;仅在害虫生活史中的某个阶段防治;使用农药混剂;交替、轮换或排列顺序用药;改进农药剂型;使用增效剂;利用不稳定的抗药性。

四、抗病虫育种

在综合治理中,培育抗病虫的农作物品种是综合防治中的一个主要措施。抗病虫品种的选育在综防研究中占有重要的位置。但品种所具有抗性又往往与优质、高产的目标相背离,常常是高抗品种表现出品质差、产量低的特性,而优质、高产的品种又最易感病虫。如何选优淘劣,如用常规杂交育种的方法要组合多次才能得到一个理想的稳定的性状,而采用转基因技术,通过基因分类、重组、植入及转基因植株的培育和遗传的稳定性还有待进一步研究。

作物抗虫性是作物品种的一种可遗传特性,品种抗虫性的强弱是作物与害虫之间在一定环境条件下相互影响的集中表现。在同样的栽培措施和害虫数量条件下,抗虫品种能有效地抵御害虫的危害,减轻受害程度或不受害。抗虫性作物的种植有利于充分发挥防治害虫的自然因素的作用,收到“预防”的效果;避免或减少公害,有利于环境和自然天敌的保护;节省防治成本,且简便易行,是有害生物综合治理技术中的重要措施。品种的多基因抗性使有害生物难以形成生物型来对抗植物的抗性。尽管是中抗品种,也可以延缓有害生物发育速度、降低其成活率和繁殖率,有利于协调与田间天敌的作用,抗性品种在减少施药次数的同时,也就起到了保护天敌的作用。

抗虫品种与生物防治相结合有利于降低害虫种群数量,提高天敌昆虫数量优势;对于少量能在抗性品种上取食的害虫,既不能造成危害,还可以为天敌昆虫提供食料来源;某些选育出的抗性品种,其形态特征有利于天敌昆虫的活动和起到诱集较多天敌昆虫的作用,间接地保护天敌;抗性品种可大大地削弱害虫的生活能力,易于被天敌所寄生或捕食。

利用农作物抗病虫性防治病虫害已被实践证明是一项既经济又有效的措施。随着对农作物抗病虫性评价研究的深入,要求对抗病虫品质资源进行评价研究,进而在提高丰富抗病虫性基因和基因综合体的基础上,以求得农作物种质资源中所获得的抗病虫性种质。这不仅为满足防治当前农业生产中主要病虫发生危害的需要,而且还可以满足能预测和未能预测的某些病虫此起彼伏变化中的防治需要。

资源综合管理(IRM)

一、土地资源管理