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1害蟲防治發(fā)展簡史

縱觀世界農(nóng)業(yè)發(fā)展的整個歷程,有關(guān)農(nóng)業(yè)害蟲防治的工作大致經(jīng)歷了以下4個發(fā)展階段:原始防治階段、化學(xué)防治階段、綜合治理階段、持續(xù)控制階段.

1.1原始防治階段

公元340年前,我國南方農(nóng)民就利用黃瓊蟻(Oecophyllasmaragdina)防治柑桔害蟲,這在世界生物防治史上是最早的(陸慶光,1997);在1800年前,我國農(nóng)民已知道用砷劑、汞劑和藜劑來殺死害蟲;在1000多年前的唐代就使用硫磺、銅、油類及各種有毒物質(zhì)作為殺蟲劑,并有了熏蒸方法(湖南省長沙農(nóng)業(yè)學(xué)校,1965),也有了用“掘溝法”治理蝗蟲及螟蟲的記錄;宋代定有嚴(yán)格的治蝗法令——這是全世界最早的治蟲法規(guī)(湖南省長沙農(nóng)業(yè)學(xué)校,1965).這個時期的特點是:沒有一個明確的指導(dǎo)思想,防治手段原始單一,應(yīng)用天然材料為殺蟲劑.

1.2化學(xué)防治階段

第二次世界大戰(zhàn)后,隨著DDT、666等合成有機殺蟲劑的產(chǎn)生和使用,害蟲防治進入了以化學(xué)防治為主的階段.后來,其它有機氯、有機磷以及菊酯類農(nóng)藥相繼推廣使用,使化學(xué)農(nóng)藥的品種多樣化.由于各種化學(xué)農(nóng)藥的廣泛使用,加之化學(xué)農(nóng)藥的速效性和穩(wěn)定性,使得化學(xué)防治顯示出其特有的經(jīng)濟和社會效益,人們由此產(chǎn)生了害蟲防治從此可以高枕無憂的樂觀主義思想(邱式邦,1996).這個階段的特點是:防治手段單一,化學(xué)防治效果明顯,并占主導(dǎo)地位.

1.3綜合治理階段

自大量使用化學(xué)農(nóng)藥后,人們不得不面對隨之而來的許多嚴(yán)重問題,如害蟲產(chǎn)生抗藥性、有益生物減少、主要害蟲再次猖獗、次要害蟲再次爆發(fā)成災(zāi)、食物中的殘毒、環(huán)境污染等.面對這些嚴(yán)重后果,人們開始探索新的害蟲防治途徑.50年代初期,“綜合防治”一詞就出現(xiàn)于我國農(nóng)業(yè)害蟲防治的報告中;1975年,我國正式確立了“預(yù)防為主,綜合防治”的害蟲治理方針(馬世駿,1979).在國外,害蟲綜合治理的概念出現(xiàn)于50年代末和60年代初(李典漠等,1983);到了70年代,美國的幾位昆蟲學(xué)家提出了“有害生物綜合治理”(integratedpestmanagement,IPM)的新概念(朱弘復(fù),1981).IPM的提出對害蟲的控制起了極大的推動作用,提高了防治效果,降低了防治費用,減少了對環(huán)境的污染,迅速為世界各國的植物保護工作者所接受,成為當(dāng)今各國所奉行的植物保護方針.其指導(dǎo)思想是:要求多種專業(yè)相互配合,并要考慮到各種病蟲害(包括節(jié)肢動物、雜草及其它生物);要求盡可能用所有可應(yīng)用的防治手段建立一個最優(yōu)防治方案;植物保護只是作為農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的一個方面;要考慮經(jīng)濟、生態(tài)等方面的因素.這個階段的特點是:以農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)為對象,從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的全局出發(fā),本著“預(yù)防為主”的指導(dǎo)思想,強調(diào)各種防治手段的協(xié)調(diào)性和合理性,擺脫了過去防治手段單一的局面;害蟲防治的目標(biāo)是把害蟲種群數(shù)量控制在造成損失的水平之下,而不是消滅害蟲.

1.4持續(xù)控制階段

隨著人們對環(huán)境意識的增強,對害蟲治理基礎(chǔ)理論及應(yīng)用技術(shù)研究的不斷深入和實踐經(jīng)驗的不斷積累,同時考慮到人類自身生存以及自然資源的有限性,特別是1992年7月世界環(huán)發(fā)大會召開以來,確定了持續(xù)發(fā)展是唯一的發(fā)展模式.為此,Tshernyshev(1995)提出了一個新的有關(guān)害蟲治理的概念——害蟲生態(tài)治理(ecologicalpestmanagement,EPM).EPM強調(diào)維持系統(tǒng)的長期穩(wěn)定性和提高系統(tǒng)的自我調(diào)控能力,在管理的基礎(chǔ)上維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡,在害蟲發(fā)生的初期采取措施,避免害蟲的大發(fā)生,并加強信息收集和監(jiān)測.由于EPM不采用化學(xué)農(nóng)藥和大規(guī)模釋放天敵,其防治成本將會大大低于IPM(張真等,1996).1995年7月在荷蘭海牙召開了第13屆國際植物保護大會,大會的主題是“可持續(xù)的植物保護造福全人類”(Sustain-ableCropProtectionfortheBenefitofAll);大會開幕式的主報告明確提出“從保護作物到保護農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)”(FromProtectingCropstoProtectingAgriculturalProductionSystems)的觀點,即要從過去僅僅針對直接危害作物的病、蟲、草、鼠等有害生物進行綜合防治,擴展到保護農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng),以利于發(fā)展可持續(xù)的植物保護.其特點是:以生態(tài)系統(tǒng)為基礎(chǔ),依靠系統(tǒng)的長期穩(wěn)定性和自我調(diào)控能力,防治手段以生物防治為主.總之,回顧過去,展望未來,我們相信,害蟲治理將會逐步得到完善,越來越符合人類生存和發(fā)展的模式,為人類造福.

2害蟲持續(xù)控制的可行性

地球上約有100多萬種昆蟲,有害的昆蟲有8萬余種,但真正造成危害的僅3000余種,在一個地區(qū)嚴(yán)重危害的也只有幾十種.我國約有14萬種昆蟲,其中僅有少數(shù)是農(nóng)、林、牧、醫(yī)方面的害蟲,少數(shù)是害蟲的天敵,大多數(shù)是益、害不顯著,也就是中性昆蟲(張廣學(xué),1996).中性昆蟲作為當(dāng)?shù)厣锶郝渲惺澄锞W(wǎng)的不可缺失的成員,作為天敵的食料,它們在維持當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)自然平衡中起著重要作用.害蟲的持續(xù)控制就是保護生物多樣性,保護生態(tài)環(huán)境,謀求人類和自然的協(xié)調(diào)共存,以達(dá)到自然控制害蟲.現(xiàn)代生物學(xué)、現(xiàn)代生態(tài)學(xué)(包括化學(xué)生態(tài)學(xué))、生物技術(shù)以及現(xiàn)代化學(xué)分析技術(shù)等多學(xué)科和技術(shù)的發(fā)展,為害蟲的持續(xù)控制提供了有效的手段.

2.1利用抗蟲品種

寄主抗性是最有效的和最持久的,如果是多基因抗性則使害蟲難以形成生物型來對抗植物的抗性.在水稻、小麥、棉花、油菜等作物上應(yīng)用抗蟲品種都取得了巨大的成功.生物技術(shù)的發(fā)展、育種技術(shù)的提高為選育抗蟲品種提供了有力的技術(shù)支持.如利用遺傳工程技術(shù),將抗蟲基因?qū)胱魑矬w內(nèi),使作物對害蟲產(chǎn)生抗性.但這方面的發(fā)展還需進一步的努力.

2.2利用害蟲天敵

利用害蟲的自然天敵控制害蟲花費較少且具有持續(xù)效果.天敵在世界范圍內(nèi)成功地控制130余種害蟲,其中利用寄生性天敵控制害蟲成功的就達(dá)115種(張廣學(xué),1996).

2.3利用昆蟲性激素

昆蟲性激素既可以監(jiān)測害蟲的發(fā)生,預(yù)報蟲情,還可以在田間規(guī)模使用,干擾害蟲的正常行為以達(dá)到控制害蟲的目的.目前我國已有棉紅鈴蟲、棉鈴蟲、梨小食心蟲、甘蔗二點螟和玉米螟等性激素被廣泛用于蟲情測報和防治(邱士邦等,1994).據(jù)估計,全世界已合成昆蟲性激素化合物1000多種,已商品化的達(dá)280種,其中用于干擾交配的18種,誘殺的28種(Whitten,1993),在害蟲的持續(xù)控制中起了重要作用.

2.4利用種間化學(xué)信息物質(zhì)

植物、植食性昆蟲及天敵之間存在化學(xué)信息物質(zhì),如植物產(chǎn)生次生物質(zhì)引誘害蟲,害蟲產(chǎn)生利它素引誘天敵,特別是害蟲取食后產(chǎn)生的互益素對天敵有引誘作用,.現(xiàn)代化學(xué)分析技術(shù)的發(fā)展極大地促進了這方面的研究.應(yīng)用信息物質(zhì)控制天敵的行為來控制害蟲,是一項安全、有效的害蟲控制策略,在害蟲持續(xù)控制中有著廣泛的應(yīng)用前景,引起了各國學(xué)者的重視.

2.5利用生物制劑

我國的Bt制劑1991年產(chǎn)量就達(dá)4000t以上,在全國使用面積達(dá)100余萬hm2,能防治鱗翅目、雙翅目、鞘翅目等40多種害蟲.在利用基因工程技術(shù)構(gòu)建生物工程菌方面也取得了進展.非洲利用白僵菌及綠僵菌制劑防治蝗蟲成功.我國白僵菌制劑基本上具備工業(yè)化生產(chǎn)條件.近年來對10多種昆蟲病毒進行了研究,已經(jīng)制成病毒制劑,用于田間防治.利用病原線蟲制劑防治害蟲也已有研究(王曉容等,1995;徐潔蓮等,1995).

2.6利用植物殺蟲劑

目前已知的植物次生物質(zhì)約有3萬種,其中生物堿、萜類和酚類分別達(dá)6500、5900和5000多種.根據(jù)昆蟲對次生物質(zhì)的反應(yīng),可以將其分為拒避和抗生2種類型.由于這類殺蟲劑的殺蟲率和持續(xù)效果比化學(xué)殺蟲劑低,所以這方面的研究比較少.但植物殺蟲劑一般不殺傷天敵或?qū)μ鞌车臍Σ淮?不易使害蟲產(chǎn)生抗藥性,對人、畜安全,不污染環(huán)境,可以在害蟲的持續(xù)控制中發(fā)揮巨大的作用,是未來殺蟲劑的發(fā)展趨勢,現(xiàn)在應(yīng)加強這方面的研究(李捷等,1996).

2.7利用昆蟲輻射不育技術(shù)

50年代中期,美國在西印度群島的庫拉索島大量釋放經(jīng)輻射不育的螺旋蠅雄蟲,徹底防治當(dāng)?shù)厣蟠蠛οx野螺旋蠅獲得成功.80年代后期,我國在貴州省惠水縣一個30多hm2的柑桔園中釋放15萬頭輻射不育的大實蠅雄蟲,使柑桔被害率從7.5%降低到0.005%(王華嵩等,1993).輻射不育技術(shù)有利于害蟲的自然控制,是害蟲持續(xù)控制中一項有效的技術(shù).

2.8利用昆蟲生長調(diào)節(jié)劑

昆蟲生長調(diào)節(jié)劑是第3代殺蟲劑,它影響昆蟲正常生長和發(fā)育,破壞昆蟲生長發(fā)育的生理過程而使昆蟲死亡.按其作用方式主要分為苯甲基苯酰脲類幾丁質(zhì)合成抑制劑、保幼激素及其類似物、蛻皮激素及其類似物(蔣志勝等,1997;冷欣夫,1994).昆蟲生長調(diào)節(jié)劑具有選擇毒性,只對昆蟲有效,對人、畜安全,因而在害蟲持續(xù)控制中很有發(fā)展前途.

2.9科學(xué)使用化學(xué)農(nóng)藥

化學(xué)農(nóng)藥防治雖然帶來了一系列消極的問題,但它仍是害蟲防治的重要手段之一,進行科學(xué)合理的應(yīng)用可以提高化學(xué)農(nóng)藥的生命力,使其更加有效地控制害蟲.輪用、混用農(nóng)藥可抑制害蟲抗藥性的發(fā)展,提高農(nóng)藥的使用效果,延長農(nóng)藥的使用壽命;應(yīng)用特異性、選擇性高的農(nóng)藥可減少對天敵的殺傷;應(yīng)用低毒、廣譜、低殘留的農(nóng)藥可減少對環(huán)境的污染.

2.10利用農(nóng)業(yè)技術(shù)

制定農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)劃,改良生態(tài)環(huán)境以不利于害蟲繁殖和發(fā)育;農(nóng)作物合理布局,切斷害蟲的食物鏈;利用植物對害蟲的耐害性和補償功能控制害蟲;利用自然因素,保護生態(tài)多樣性,保護天敵,以達(dá)到控制害蟲的目的;利用耕作方式控制害蟲,輪作能惡化單食性及寡食性害蟲的營養(yǎng)條件和生活條件,可減少蟲源,套作和間作有利于保護和繁衍天敵,對地下害蟲可用飽和灌水法防治.50年代以來,我國通過采用合理的措施成功地對一些害蟲實施有效的防治,可以充分說明害蟲持續(xù)控制的可行性.例如,改造飛蝗的發(fā)生地消滅蝗災(zāi)(陳永林,1979;馬世駿,1979),選用抗蟲品種防治小麥吸漿蟲(周明爿羊,1979),調(diào)整耕作制度防治三化螟,引進澳洲瓢蟲防治吹綿蚧(蒲蟄龍,1991),停止使用廣譜性殺蟲劑防治稻縱卷葉螟,等等.可見通過創(chuàng)造不利于害蟲大量發(fā)生的環(huán)境條件,即實施害蟲的生態(tài)控制,所起的作用是明顯的,同時也是持續(xù)性的.多彩的大自然,豐富的生物多樣性和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù),為人類建立高產(chǎn)、高效、穩(wěn)定的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)和實現(xiàn)害蟲持續(xù)控制的目標(biāo)提供了可能性.

3害蟲持續(xù)控制的研究內(nèi)容及方法

現(xiàn)代的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)實質(zhì)上屬于社會—經(jīng)濟—自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)(馬世駿等,1984).在此類復(fù)合系統(tǒng)中,最活躍的積極因素是人,最強烈的破壞因素也是人.農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的一個亞系統(tǒng),它與周圍的社會、經(jīng)濟和自然環(huán)境有不斷的物質(zhì)、能量和有機體的交換,有時來自外部的物質(zhì)、能量和有機體對農(nóng)田內(nèi)部的有害生物可能起到特別重要的控制作用.但是,到目前為止,人們在進行有關(guān)害蟲控制的研究時,多數(shù)是以中小尺度的自然系統(tǒng)作為研究對象的,較少從宏觀上考慮其它社會、經(jīng)濟等人為因素的作用.這種以中小尺度的自然系統(tǒng)為對象的研究結(jié)果難以闡明大尺度的復(fù)合農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能,也解決不了受到外部各種社會、經(jīng)濟和自然條件影響的農(nóng)業(yè)害蟲持續(xù)控制問題.因此,從社會—經(jīng)濟—自然復(fù)合農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的整體出發(fā),研究農(nóng)田生物群落結(jié)構(gòu)及其多樣性在我國農(nóng)村現(xiàn)行經(jīng)濟體制和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)條件下的時空動態(tài),將可望從系統(tǒng)和群落的水平深入理解植物—害蟲—天敵三者之間的相互關(guān)系,揭示害蟲發(fā)生及其天敵繁衍的生態(tài)機制,并提出以利用品種抗性、生境調(diào)節(jié)和自然天敵為基礎(chǔ)的農(nóng)業(yè)害蟲可持續(xù)控制策略和措施.具體研究內(nèi)容包括:(1)不同地理區(qū)域的自然景觀、社會條件、經(jīng)濟結(jié)構(gòu)及發(fā)展水平等本底資料的調(diào)查和分析;各種自然、社會和經(jīng)濟因素與農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的相互關(guān)系.(2)在不同地理區(qū)域的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中,農(nóng)田生物群落的物種組成、類群結(jié)構(gòu)、群落多樣性和均勻性的演變過程;各種社會經(jīng)濟因素、自然生境條件、農(nóng)業(yè)技術(shù)措施與農(nóng)田生物群落結(jié)構(gòu)及其多樣性的相互關(guān)系.(3)在不同地理區(qū)域的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中,植物—害蟲—天敵三者之間的時空動態(tài);農(nóng)田生物群落結(jié)構(gòu)及其多樣性與害蟲發(fā)生特點及天敵繁衍規(guī)律的相互關(guān)系.(4)根據(jù)不同地理區(qū)域的社會、經(jīng)濟和自然條件,合理利用品種抗性、生境調(diào)節(jié)等農(nóng)業(yè)技術(shù)措施,保護和提高自然天敵的效益,促進害蟲的持續(xù)控制.目前可采用的研究方法有:(1)選擇若干個自然景觀、社會條件和經(jīng)濟發(fā)展水平差異較大的地理區(qū)域,通過實地調(diào)查和向各地行政部門索取有關(guān)當(dāng)?shù)氐馁Y源環(huán)境、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、經(jīng)營方式、人口分布、科技教育、思想文化等資料.(2)采用群落和種群生態(tài)學(xué)的野外系統(tǒng)調(diào)查、室內(nèi)生理生態(tài)實驗、數(shù)學(xué)分析等方法,研究農(nóng)田生物群落的種類組成和數(shù)量變化,測定不同功能類群(植被、害蟲、寄生性天敵、捕食性天敵、蜘蛛等)的豐富度、均勻性、多樣性,從行為學(xué)、生理學(xué)和生態(tài)學(xué)的角度分析植物—害蟲—天敵之間的種間相互作用及其時空動態(tài)關(guān)系.(3)根據(jù)系統(tǒng)的層次組織原理,把結(jié)構(gòu)復(fù)雜的社會—經(jīng)濟—自然復(fù)合農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)依次逐級分解為相對簡單的亞系統(tǒng).應(yīng)用植物保護、農(nóng)學(xué)、氣象、經(jīng)濟等多學(xué)科的知識和方法,研究各級亞系統(tǒng)之間的相互關(guān)系和作用機理.(4)圍繞本項研究的目標(biāo),運用系統(tǒng)理論、生物統(tǒng)計、模糊數(shù)學(xué)、計算機模擬、優(yōu)化決策等方法,分析自然—社會—經(jīng)濟復(fù)合農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及各個亞系統(tǒng)之間相互聯(lián)系、相互依存、相互制約的生態(tài)學(xué)機制.

4結(jié)語

在我國社會主義市場經(jīng)濟條件下,農(nóng)村的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和農(nóng)作物的生產(chǎn)方式發(fā)生了很大變化,農(nóng)民的思想文化、道德觀念、經(jīng)濟活動、社會行為、農(nóng)業(yè)技術(shù)等都有可能通過農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及經(jīng)營管理的全過程,直接或間接地影響農(nóng)田生物群落的多樣性和害蟲的持續(xù)控制.另一方面,一項能夠提高群落多樣性和降低害蟲種群數(shù)量的控制策略,必須同時具有較好的經(jīng)濟效益和社會效益,才有可能受到廣大農(nóng)民的歡迎并得以持續(xù)進行.因此,把農(nóng)田生物群落的結(jié)構(gòu)及其多樣性與社會—經(jīng)濟—自然復(fù)合農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)聯(lián)系起來,研究它們之間的時空動態(tài)關(guān)系,改變了過去僅局限于自然系統(tǒng)的研究,有助于更加全面和正確地理解在我國農(nóng)村現(xiàn)行經(jīng)濟體制和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)條件下各種環(huán)境因素對農(nóng)田生物群落的影響機制.把農(nóng)田生物群落與作物—害蟲—天敵三級營養(yǎng)水平聯(lián)系起來,研究農(nóng)田生物群落結(jié)構(gòu)及其多樣性影響害蟲發(fā)生規(guī)律及天敵繁衍動態(tài)的生態(tài)學(xué)機制,有助于合理制訂以利用品種抗性、生境調(diào)節(jié)和自然天敵為基礎(chǔ)的農(nóng)業(yè)害蟲持續(xù)控制策略及措施.回顧過去,展望未來,我們相信害蟲控制的理論和方法將會逐步朝著有利于人類生存與發(fā)展的方向不斷完善.只要我們堅持以科學(xué)的理論為指導(dǎo),運用各種新技術(shù)和新方法,從不同的層面和視角不斷地探索、研究和實踐,人類將會在害蟲防治的領(lǐng)域中從必然走向自由.