有害生物综合治理

有害生物综合治理雷朝亮教授华中农业大学植物科学技术学院，武汉洪山区狮子山街1号，430070027-87287207E-mail:[e-mail]2020/3/17湖北省昆虫资源利用与害虫可持续治理重点实验室2随着人类环保意识的增强，以及人们对有害生物治理的理论及应用技术研究的不断深入和实践经验的不断积累，有害生物综合治理（IntegratedPestManagement，简称IPM）已经成为当今世界普遍推崇的一种策略图1寄生蜂正在往蚜虫体内产卵2020/3/17湖北省昆虫资源利用与害虫可持续治理重点实验室3目前IPM的内涵和外延较以前有了很大的拓展，如有害生物生态治理（Ecologicalpestmanagement,EPM）强化生物因子的综合治理（BiologicallyIntensive,BPM）合理有害生物治理（ReasonablePestManagement,RPM）有害生物可持续治理（SustainablePestManagement,SPM）等2020/3/17湖北省昆虫资源利用与害虫可持续治理重点实验室4一、有害生物综合治理的内涵1.有害生物综合治理提出的背景第二次世界大战后，随着有机合成杀虫剂DDT，六六六的诞生，害虫防治进入了以化学防治为主的阶段大量使用化学农药，带来了许多严重问题，最为突出的是“3R”和“三致”，另外还导致有益生物减少、环境污染、生态失衡等图2瓶装DDT2020/3/17湖北省昆虫资源利用与害虫可持续治理重点实验室5针对这些情况，美国RachelCaarson女士在1962年出版了《寂静的春天》一书，列举了化学农药投入农业生产和环境卫生后所造成的潜在及现实危险从此，人们开始探索新的害虫防治途径。20世纪70年代，美国的几位昆虫学家提出了“有害生物综合治理”（IntegratedPestManagement，IPM）的新概念一、有害生物综合治理的内涵图3寂静的春天（中文版）2020/3/17湖北省昆虫资源利用与害虫可持续治理重点实验室62.IPM的定义IPM：一项害虫治理方案，它在充分考虑害虫与所处环境的关系和害虫本身的繁殖能力条件下，尽可能地协调运用各种适宜的技术和方法，把害虫种群控制在经济阈值之下（联合国粮农组织（FAO），1967）一、有害生物综合治理的内涵不同部门对IPM的定义不同2020/3/17湖北省昆虫资源利用与害虫可持续治理重点实验室7IPM：运用综合技术防治可能危害作物的各种潜在害虫的一种方法。它包括最大限度地依靠大自然对害虫群体的控制作用，辅以对防治有利的各种技术的综合，如耕作方法、害虫专化性疾病、抗虫作物品种、不育技术、诱虫技术、天敌释放等，化学农药则视需要而用（环境质量管委会（CEO），1972）一、有害生物综合治理的内涵图4转基因抗虫水稻2020/3/17湖北省昆虫资源利用与害虫可持续治理重点实验室8IPM：是以生态学为依据的害虫防治策略，它重视自然死亡因素，诸如天敌和天气，并寻求对自然因素干预最小的防治技术（弗林特和范德博希，1981）图5寄生蜂正将鳞翅目幼虫带回巢内一、有害生物综合治理的内涵2020/3/17湖北省昆虫资源利用与害虫可持续治理重点实验室9IPM：是从生物与环境的整体观点出发，本着预防为主的指导思想和安全、有效、经济、简易的原则，因地因时制宜，合理运用农业的、化学的、生物的、物理的以及其他有效的生态学手段，把害虫控制在不足以危害的水平，以达到保护人畜健康和增加生产的目的（马世骏，1979）图6反光薄膜一、有害生物综合治理的内涵2020/3/17湖北省昆虫资源利用与害虫可持续治理重点实验室103.有害生物综合治理的哲学思想人们最初将害虫定义为为害人类或人类资源的昆虫“害虫防治”这个概念是人类为了保护自身的利益，对其进行人为干扰的一种实践活动人类客观上将自身定义为主体，将害虫定为和人类相对的客体一、有害生物综合治理的内涵图7喷射式动力烟雾机防治稻纵卷叶螟2020/3/17湖北省昆虫资源利用与害虫可持续治理重点实验室11主体是指处于一定社会关系从事实践活动的人，客体是指进入主体活动范围并与主体发生联系的客观事物在害虫防治初期，人类给予害虫最高的地位，而把人类自己看作被动的，未能认识到自己主体的地位到化学防治时代，人类采取一系列的害虫防治策略，害虫在主客体结构中逐步转变成被动随后，在“主”与“客”的系统中，人类完全占据主导地位，人类也因此开始以“消灭”作为害虫防治的哲学指导思想一、有害生物综合治理的内涵2020/3/17湖北省昆虫资源利用与害虫可持续治理重点实验室12从纵向系统分析，害虫防治应具有层次性“害虫”作为防治的客体，在客观存在中表现为不同的层次因而，人们在采取相应的害虫防治措施之前，应该客观认识害虫当时所处的层次，再针对不同层次的害虫存在采取不同的防治措施一、有害生物综合治理的内涵按研究尺度分个体群体群落农田生态系统生物圈2020/3/17湖北省昆虫资源利用与害虫可持续治理重点实验室13例如：害虫个体：可采用人工机械防治、植物检疫；害虫种群：可采用农业防治法、化学防治法、生物防治法；害虫群落：可采取生态控制等方法然而，人们对害虫的层次性认识明显不足，其采取的策略也缺乏应有的层次性图8物理防治——频振杀虫灯一、有害生物综合治理的内涵2020/3/17湖北省昆虫资源利用与害虫可持续治理重点实验室14从横向系统分析，害虫防治也应具有层次性个体：有物种、虫龄和行为习性等的差异种群：有时空、地域和生态位等的差异群落：有内部种群之间相互关系的差异人类的实践活动总是受认知水平的限制，因此传统的害虫防治总是将少数个体与数量种群作为对象，一味提倡消灭这本身就是一种不客观的认知，因此在其指导下的实践也难以落到实处图9食物链一、有害生物综合治理的内涵2020/3/17湖北省昆虫资源利用与害虫可持续治理重点实验室15一段时期之后，人们提倡使用化学药剂的观点开始转变。起因于DDT使用两年后就在瑞典、丹麦、意大利、美国等地发现家蝇产生了抗性继而出现天敌被杀死，环境被污染等一系列问题的出现，使得人们开始对客体“害虫”的定位进行重新思考人们意识到需要寻求一种新的哲学指导思想和害虫防治对策图10思考者一、有害生物综合治理的内涵2020/3/17湖北省昆虫资源利用与害虫可持续治理重点实验室16分析有害生物综合治理的内涵发现：IPM十分强调自然控制因素，能被自然因素控制而不达到经济阈值的害虫，不必防治即使达到危害水平的害虫，也不一定把它们全部消灭，这样对天敌的生存更为有利。实际上，只要将害虫数量控制在经济阈值之下即可由此可见，IPM的哲学基础是典型的容忍哲学，即突出控制而不是灭杀，这是人类在对害虫防治认知水平上的一个进步一、有害生物综合治理的内涵2020/3/17湖北省昆虫资源利用与害虫可持续治理重点实验室17过去：害虫和人的关系——不可调和的矛盾策略：强调人的主观能动性，采取一种消灭的哲学思想现在：认识到生态系统具有自身的意向性和目的性，特别是发现天敌种群对有害生物长期控制的作用策略：转变自身的行为指导，采用一种“容忍”的哲学思想图11自然天敌——啄木鸟一、有害生物综合治理的内涵2020/3/17湖北省昆虫资源利用与害虫可持续治理重点实验室18实际上，无论人类采取哪一种哲学思想，都没有超出人类的客观标准评价人与自然、人与生物之间的关系，人是所有关系的最终裁决者人总是价值的主体，“有害生物”是人类单方面的评价，那么二者也就难以协调发展总之，无论是人与害虫，还是人与害虫天敌——生态环境，人总是独立于后者，凌驾于整体之上，策略的应用总是为人类服务一、有害生物综合治理的内涵2020/3/17湖北省昆虫资源利用与害虫可持续治理重点实验室19二、有害生物综合治理的技术体系（一）IPM的主体技术从定义可知，其主体技术主要有：植物检疫生物防治化学防治它感物质防治遗传防治性信息素防治灯光诱杀改进栽培技术培育抗性品种图12实蝇诱捕器2020/3/17湖北省昆虫资源利用与害虫可持续治理重点实验室201.植物检疫目前，入侵我国的有害生物达300-400种入侵植物：200-300种入侵动物：70-100种入侵微生物：约20种图13红火蚁2020/3/17湖北省昆虫资源利用与害虫可持续治理重点实验室211.植物检疫无意识传入国际旅客无意识带入：水果中的有害昆虫入侵昆虫：美国白蛾、红火蚁人为有意引入为了经济效益，新疆伊犁黑蜂自然保护区上世纪50年代末引进了意大利黑蜂，90年代末，后者取代了前者，当地众多依赖前者授粉的植物也受到严重的影响图14美国白蛾2020/3/17湖北省昆虫资源利用与害虫可持续治理重点实验室22分为内检和外检内检包括：调运检疫、产地检疫和国外引种检疫外检包括：进境检疫、出境检疫、过境检疫、携带和邮寄物检疫、运输工具检疫1.植物检疫2020/3/17湖北省昆虫资源利用与害虫可持续治理重点实验室232.生物防治生物防治：利用自然的或经过改造的生物、基因或基因产物来减少有害生物的作用，使其有益于生物如作物、树木、动物和益虫及微生物（美国国家科学院，1987）生物防治主要包括天敌防治和生物农药经典案例：1888年美国加州从澳大利亚引进瓢虫，控制严重危害果园的吹绵蚧，取得极大的成功，开创了传统生物防治的新纪元图15取食吹绵蚧的澳洲瓢虫2020/3/17湖北省昆虫资源利用与害虫可持续治理重点实验室24保护利用本地天敌资源是生物防治的核心内容目前我国在大量繁殖优势天敌，工厂化生产取得了突破性进展，如丽蚜小蜂、食蚜瘿蚊、甘蓝夜蛾赤眼蜂、大卵繁蜂、小卵繁蜂及繁蜂机械和装置等方面的研究都具国际领先水平近年来又成功研制赤眼蜂人工卵机械化生产线。防治面积每年约67-100hm2，应用面积已越居世界第一另外利用人工卵繁殖平腹小蜂防治荔枝椿象，丽蚜小蜂防治室温白粉虱以及草蛉的人工饲料研制等均取得重大突破，并为天敌的商品化奠定了基础2.生物防治2020/3/17湖北省昆虫资源利用与害虫可持续治理重点实验室25生物农药的开发与利用也是生物防治的一个重要措施，包括：植物源抗生素生物学结构农药（活体农药）真菌病毒植物源农药包括：苦参碱、烟碱、鱼藤酮、茶皂素、木烟碱等图16楝树（提取苦参碱）2.生物防治2020/3/17湖北省昆虫资源利用与害虫可持续治理重点实验室26抗生素农药已成为目前国内外研究开发的热点抗生素类农药，如：井岗霉素多效霉素农抗120克生霉素等图17井冈霉素2.生物防治2020/3/17湖北省昆虫资源利用与害虫可持续治理重点实验室27生物学结构农药，如：苏云金芽孢杆菌（Bt）白僵菌绿僵菌目前已通过药检行政部门正式注册登记的Bt工厂有42家，年产能力已达2万吨图18苏云金芽孢杆菌（Bt）2.生物防治2020/3/17湖北省昆虫资源利用与害虫可持续治理重点实验室28由于受工业化生产技术制约，我国在真菌方面至今还没有大批量的商品面世主要以自产、自销、自用方式如球孢白僵菌大规模防治大豆食心虫、玉米螟和松毛虫白僵菌防治农林害虫卵孢白僵菌防治地下害虫绿僵菌防治蝗虫、蛴螬蜡蚧轮枝菌防治温室白粉虱等图19球孢白僵菌2.生物防治2020/3/17湖北省昆虫资源利用与害虫可持续治理重点实验室291993年我国第一个昆虫病毒杀虫剂棉铃虫核多角体病毒（NPV）完成了产品注册登记，并建成了年产30吨棉铃虫病毒杀虫剂生产装置，标志着我国昆虫病毒杀虫剂研究已从实验室走向商品化近10年来已有10多种昆虫病毒进行小试和中试。“病毒—微生物复合杀虫剂”由小菜蛾病毒和BT复合而成，取得了国家发明专利，防治小菜蛾效果为76％-92.5％2.生物防治2020/3/17湖北省昆虫资源利用与害虫可持续治理重点实验室30基因工程技术应用于新型生物农药的研制也取得重要进展，其中进展最为迅速的是重组昆虫杆状病毒和重