第三章农业植物病虫害防治原理和方法

1第三章农业植物病虫害防治原理和方法【重点和难点】本章的重点是农业植物病虫害防治技术，难点是农业植物病虫害综合防治原理。要求学生重点掌握植物病虫害防治方法和技术，以及综合防治方案的制定，能够从综合防治和可持续治理的概念、策略、方案制定和优化等方面了解农业植物病虫害防治的原理；从植物检疫、农业技术防治、物理机械防治、生物防治、化学防治等方面掌握农业植物病虫害的防治方法和技术，旨在使学生能从当今的防治策略出发，因地制宜地协调和应用各种防治措施，制定和优化综合防治方案奠定基础。3．1农业植物病虫害防治原理3．1．1综合防治与可持续治理1)综合防治等相关概念病虫害的防治方法很多，各种方法各有其优点和局限性，单一依靠其中一种措施往往不能达到防治的目的，有时还会引起植物的不良反应。我国植物病虫害防治有着悠久的历史，早在建国初期所制订的农业发展纲要中就提出了“预防为主、防治并举、全面防治，重点肃清”的病虫害防治方针，对当时发生普遍，危害严重的十大病虫害进行了有效的控制；1975年我国农业部根据农业生产发展情况和病虫害防治中存在的滥用农药所产生的环境污染、害虫抗性和再生猖獗等问题，提出了“预防为主，综合防治”的植保工作方针。与此同时，美国环境质量委员会1972年提出了有害生物综合治理的概念，简称IPM。经过30多年的实践，综合防治和IPM的含义也在不断深化和发展。当今综合防治的主要含义就是从生态系统的整体观念出发，以预防为主，本着安全、经济、有效、简便的原则，因地制宜地采用农业、化学、生物和物理机械等防治方法和其它有效的生态学手段，充分发挥各种方法的优点，使其相互补充，彼此协调，构成一个有机的防治体系，把病虫的危害控制在经济损失允许水平以下，达到高产、优质、低成本和少公害或无公害的目的。这一概念更多地强调了各种防治方法的有机协调与综合，通过促控结合，保持生态系统的动态平衡，从根本上避免了单纯依靠农药进行病虫害防治的诸多弊端，促进了我国农业生态系向良性循环方向发展。联合国粮农组织（FAO）有害生物综合治理专家小组对IPM下了如下定义：有害生物综合治理是一套治理系统，这个系统考虑到有害生物总的种群动态及其有关环境，利用所有适当的方法与技术以尽可能地相互配合的方式，把有害生物的种群控制在低于经济危害的水平。这一概念有如下特点：①防治的目的是使其不造成对植物的经济损失，允许保留一定量的有害生物，而不是将其彻底消灭；②应用各种防治方法的协调配合，互为补充；③有害生物的防治策略要根据种群动态及相关环境条件来制定。综合防治和IPM概念的提出，大大促进了病虫害的防治在理论和应用等方面研究。随着二者含义的深化和发展，也促进它们之间相互吸纳、融合，并逐步趋于统一。随着社会的可持续发展和可持续农业的提出，对病虫害的防治不仅要求所采取的措施能保证当时的植物生产高产稳产，取得良好的经济、生态和社会效益，而且要求前一时期采用的措施能为后来年份或年代的病虫害防治打下良好基础，使病虫害的防治真正能够兼顾当前和长远，防患于未然，使病虫害的防治和植物生产得以持续稳定地发展和提高，这就是植物病虫害的可持续治理，也称可持续植保。可持续植保的提出，对病虫害的防治提出了更高的要求。22）综合防治遵循的原则农业植物病虫害综合防治的目的是保证农业植物不因病虫害为害造成经济上的损失。在进行病虫害防治过程中，既要考虑通过防治所挽回的经济损失，同时还需考虑因防治对生态环境造成的影响，如次要害虫的猖獗、环境的污染、土壤活力的降低等。因此在病虫害综合防治系统中，既要遵循经济学的治理原则，还要遵循生态学的控制原则。将病虫害纳入生态系统中，做为生态结构的一部分来制定防治策略，进行综合控制。（1）病虫害防治的经济学原则病虫害防治的经济学原则，就是在经济学的边际分析原理的指导下进行，防治必须遵循挽回收益大于或等于治理费用的原则。（2）病虫害防治的生态学原则病虫害防治的生态学原则包含有物质循环再生原则；协调共生、和谐高效原则；相争相克、协同进化原则；物种的抗逆性原则；系统的自调控原则等5个方面。要求在制定病虫害防治策略时综合考虑系统的循环与发展、系统内部和外部的能量和条件、系统的自然机理、系统内物种的抗性和系统自我调节等方面因素，将病虫害作为生态系统的一部分结构考虑，进行整体措施的综合作用协调，从而获得最优控制效果。3．1．2综合防治的策略对病虫害的综合防治在策略上主要从以下4个方面考虑：1)生态系统的整体观念生态系统的整体观念是综合防治思想的核心。众多的生物因子和非生物因子等因素构成一个生态系统，在该生态系统中，各个组成部分是相互依存，相互制约的。任何一个组成部分的变动，都会直接或间接影响整个生态系统，从而改变病虫害种群的消长，甚至病虫害种类的组成。制订综合防治措施时，首先要在了解病虫害的动态规律，明确主要防治对象的发生规律和防治关键，将病虫害发生数量控制在较低水平。同时还要把视野扩大到区域层次或更高的层次，进行全局考虑，从而优化防治策略。就农业植物病虫害治理而言，涉及的是一个区域内的土地利用类型，植被类型的合理镶嵌和多样化问题，这将为遏制病虫害的猖獗及有益生物增殖提供良好的环境条件。2）充分发挥自然控制因素的作用自然控制因素包括生物因子和非生物自然因子。多年来单纯依靠大量施用化学农药防治病虫害，带来的害虫和病原菌抗药性增加、生态平衡破坏和环境污染等问题日益严峻。这使人们认识到植物保护不仅要考虑到防治对象和被保护对象，还需要考虑对环境的保护和资源的再利用。因此在制定病虫害防治策略时需要考虑整个生态体系中各物种间的相互关系，利用自然控制作用，减少药剂的使用量，降低防治成本。如在田间，当寄主或猎物多时，寄生昆虫和捕食动物的营养就比较充足，此时，寄生昆虫或捕食动物就会大量繁殖，急剧增加种群数量。在寄生或捕食性动物数量增长后又会捕食大量的寄主或猎物，寄主或猎物的种群又因为天敌的控制而逐渐减少，随后，寄生与捕食种类也会因为食物减少，营养不良而减少种群数量。这种相互制约，使生态系统可以自我调节，才能使整个生态系统维持相对稳定。3）协调应用各种防治方法对病虫害的防治方法多种多样，协调的观点就是要使其相辅相成。任何一种防治方法都存在一定的优缺点，因此需要通过各种防治方法的综合应用，更好的实现病虫害防治目标。但不同的防治方法如果机械叠加使用会产生矛盾，往往不能实现防治目的。多种防治方法的应用不是几种防治方法的简单相加，也不是越多越好，而是在制定防治策略时必须依据具体的目标生态系统，有针对性地选择必要的防治措施，从而达到辩证的结合应用，使所采用的防治方法之间取长补短，相辅相成。通过把病虫害的综合治理纳入农业植物可持续发展的总方针之下，将有关单位如生产、管理、环境保护等部门协调调动，在保护环境、实现可持续3发展的共识之下，制定病虫害的综合治理策略，合理应用农业管理、化学、生物和物理等防治方法，协调各种防治方法的运用，实现协调防治的整体效果和经济收益最大化。4）经济阈值及防治指标有害生物综合治理的最终目的不是彻底消灭有害生物，而是将其种群密度维持在一定水平之下，即经济受害水平之下。所谓经济受害水平是指某种有害生物引起经济损失的最低种群密度。经济阈值是为防止有害生物造成损失达到经济受害水平，须进行防治的有害生物密度。当有害生物的种群达到经济阈值就必须进行防治，否则便不必采取防治措施。防治指标是指需要采取防治措施以阻止有害生物达到造成经济损失的程度。一般来说，生产上防治任何一种有害生物都应讲究经济效益和经济阈值，即防治费用必须小于或等于因防治而获得的利益。需要进一步认识的是，人类所定义的有害生物与有益生物以及其他生物之间的协调进化是自然界中普遍存在的现象，因此应在满足人们长远物质需求的基础上，实现自然界中大部分生物的和谐共存。有了这种观点，经济阈值的制定会更科学，更富于变化。21世纪的病虫害综合治理必须融入可持续发展和环境保护之中，要扩大病虫害综合治理的生态学尺度，与其他学科交叉起来，减少化学农药的施用，利用各种生态手段，最大限度地发挥自然控制因素的作用，使经济、社会和生态效益同步增长。3．1．3综合防治方案的制定及优化病虫害综合防治是城市农业可持续发展的重要组成部分，农业工作者要实事求是地分析现状，因地制宜的制定农业植物病虫害综合防治方案。现在，人们特别注意了从环境整体观点出发，进行病虫害防治方案的设计，充分调动生态系统中的积极因素来进行病虫害防治。同时，对各类重要病虫害经济阈值的研究也相继开展，并应用于综合治理方案中。总之，农业病虫害综合治理实施方案是以建立最优的生态系统为出发点，一方面利用自然控制因素，另一方面根据需要采取和协调各项防治措施，把病虫密度控制到受害允许水平之下的管理技术方案。1）病虫综合防治方案的基本要求在设计方案时，选择措施要符合“安全、有效、经济、简便”的原则。“安全”指的是对人、畜、对作物对天敌及其生活环境不受损害和污染。“有效”是指能大量杀伤病虫或明显地压低病虫的密度，起到保护农作物不受侵害或少受侵害的作用。“经济”是一个相对指标，为了增加农产品的收益，要求少花钱，尽量减少消耗性的生产投资。“简便”指要求因地制宜和方法简便易行，便于群众掌握。这四项指标中，安全是前提，有效是关键，经济与简便是在实践中不断改进提高要达到的目标。2）综合防治方案的主要类型（1）以一种主要病虫为对象进行综合防治。如温室白粉虱的综合防治。（2）以一种作物所发生的主要病虫害为对象进行综合防治。如榕树病虫害综合防治。（3）以整个地块为对象，综合考虑各种生物因素，制订综合防治措施。如大城市中的某个公园、社区、工厂、某块绿地的病虫害综合防治。3．2农业植物病虫害防治方法农业植物病虫害防治的基本方法归纳起来有：植物检疫、农业技术防治、物理机械防治、生物防治、化学防治。3．2．1植物检疫4植物检疫是根据国家颁布的法令，设立专门机构，对国外输入和国内输出，以及在国内地区之间调运的种子、苗木及农产品等进行检疫，禁止或限制危险性病、虫、杂草的输入或输出，或者在传入以后限制其传播，严密封锁和就地消灭新发现的检疫性病虫害。随着我国对外开放以及城市农业绿化建设事业的发展，引种和种苗调运日益频繁，人为传播农业植物病虫的机会也就随之增加，给我国城市农业绿化事业的发展带了极大隐患。因此，搞好植物检疫工作对农业病虫害的防治极为重要。1)生物入侵的危害在自然情况下，病、虫、杂草等的分布虽然可以通过气流等自然动力和自身活动扩散，不断扩大其分布范围，但这种能力是有限的。再加上有高山、海洋、沙漠等天然障碍的阻隔，病、虫、杂草的分布有一定的地域局限性。但是，一旦借助人为因素的传播，就可以附着在种子、果实、苗木、接穗、插条及其它植物产品上跨越这些天然屏障，由一个国家或地区传到另一个国家或地区。当这些病菌、害虫及杂草离开了原产地到达一个新地区以后，原来制约病虫害发生发展的一些环境因素被打破，条件适宜时，就会迅速扩展蔓延，猖獗成灾。历史上这样的经验教训很多：葡萄根瘤蚜在1860年由美国传入法国后，经过25年，就有10万公顷以上的葡萄园毁灭；美国白蛾1922年在加拿大首次发现，随着运载工具由欧洲传播到亚洲，1982年发现于山东荣城县，1984年又在陕西武功发现，1997年又发现于辽宁省东部地区，造成大片农业及农作物被毁；我国的菊花白锈病、樱花细菌性根癌病、松材线虫萎蔫病均由日本传入，使许多农业风景区蒙难。最近几年传入我国的美洲斑潜蝇、蔗扁蛾、薇甘菊也带来了严重经济损失和生态灾难。2)植物检疫的作用植物检疫能阻止危险性有害生物随人类的活动在地区间或国际间传播蔓延。随着社会经济的发展，植物引种和农产品贸易活动的增加，危险性的有害生物也会随之扩散蔓延，造成巨大的经济损失，甚至酿成灾难。植物检疫不仅能阻止农产品携带危险性有害生物出、入境，还可指导农产品的安全生产以及与国际植检组织的合作与谈判，保证本国产品出口畅通，维护国家利益。另外，随着我国加入WTO，国际经济贸易活动的不断深入，植物检疫工作更显其重要作用。3)植物检疫工作的范围及内容植物检疫工作的范围就是根据国家所颁布