有害生物綜合治理

1、實用標準文案有害生物綜合治理及展望在農業(yè)生產中，每年因有害生物所造成的損失巨大。據FAO統(tǒng)計，全世界農業(yè)生產中每年因蟲害、病害和雜草危害造成的損失占總產值的37。其中，蟲害占14，病害占12，雜草占11。因此，有害生物防治是農業(yè)生產中的一個重要環(huán)節(jié)，也是農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的一個重要組成部分，它直接影響農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。然而，在有害生物防治中，重治輕防，盲目施用化學農藥的現(xiàn)象至今仍普遍存在，特別是在石油農業(yè)的條件下，對化學農藥的依賴更加突出?！邦A防為主、綜合防治”是我國早在20世紀70年代中期就提出的植保方針，但由于土地承包到戶，農民不可能做好“預防為主”的工作，這樣勢必導致以治為主，見病蟲就打藥，

2、次數越打越多，濃度越打越濃，有害生物危害面積反而越來越大。病蟲發(fā)生面積與50年代相比，60年代增加30以上，70年代增長100，至80年代增長2.8倍。在19831993年的10年間，農作物有害生物發(fā)生面積和防治面積分別增加了2426和4947?；瘜W農藥使用量每年以3.0×104 t的速度增加。目前，全世界每年生產的農藥數量為25億，總銷售額為250億美元。我國僅1993年一年生產的農藥就達2.62億，居世界第二位，其中殺蟲劑占77，總銷售額為88.93億元人民幣。化學農藥濫用的后果除導致生產成本大幅度上升外，還引起了“3R”(抗藥性Resistance、再猖獗Resurgence、

3、殘留Residue)問題產生，生態(tài)環(huán)境惡化以及能源的耗竭，成為農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的嚴重制約因素。為了解決化學防治帶來的一系列問題，人類不斷探索有害生物防治的新途徑，將持續(xù)發(fā)展的理論應用于指導防治實踐。特別是1992年7月世界環(huán)境與發(fā)展大會召開以來，確定了持續(xù)發(fā)展是唯一的發(fā)展模式。為此，TShemyshev(1995) 提出了一個新的有關有害生物治理的概念有害生物生態(tài)治理(ecological pest management，EPM)。EPM強調維持系統(tǒng)的長期穩(wěn)定性和提高系統(tǒng)的自我調控能力，在管理的基礎上維持生態(tài)的平衡，防治手段以生物防治為主。EPM概念有利于發(fā)展可持續(xù)的植物保護。第13屆國際植物保

4、護大會開幕式的主報告明確提出“從保護作物到保護農業(yè)生產系統(tǒng)”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，擴展到保護農業(yè)生產系統(tǒng)。有害生物可持續(xù)控制的概念就是在這種背景下提出來的。把持續(xù)發(fā)展的理論應用于指導有害生物防治的實踐則是認識論和方法論上的一大飛躍?；瘜W農藥是影響農業(yè)持續(xù)發(fā)展的根源之一，為了促進農業(yè)的持續(xù)發(fā)展，必需實施以利用抗性品種和生物防治為主要措施的有害生物綜合治理策略。由此可見，怎樣把持續(xù)農業(yè)的戰(zhàn)略思想貫穿到有害生物防治的科學研究和實踐工作之中，是當前廣大植物保護科技工作者面臨的一項持續(xù)性的重要研究課題。一、有害生物治理策略的發(fā)展歷程1、農業(yè)防治和自

5、然防治人類自有固定居所，開始從事作物栽培，就與有害生物發(fā)生了聯(lián)系。如害蟲即是與人類爭奪資源，損害人類利益而被加上“害蟲”標簽的節(jié)肢動物。有害生物是農、林業(yè)生產的重要制約因素，在我國古代就被列為與旱、澇齊名的自然災害加以防治。隨著社會發(fā)展，人類對有害生物的認識在不斷深化，防治有害生物的技術在不斷提高，人類從利用無機有毒物質、有毒植物來防治有害生物，到利用害蟲的習性進行誘殺、利用耕作措施及利用天敵來防治有害生物。這一階段，由于生產力水平較低，尚難以大規(guī)模開展有害生物防治，但有害生物防治的發(fā)展是循序、健康的。特別是利用耕作措施的農業(yè)防治和利用天敵對病蟲害的自然控制作用不僅具有正確的理論基礎(盡管當時

6、人們并未認識到)，而且在實踐中取得了重大成就，如我國早在公元304年嵇含的南方草木狀就記載了嶺南地區(qū)果農用黃驚蟻防治柑桔害蟲；19世紀80年代美國從澳大利亞引進澳洲瓢蟲防治吹綿介殼蟲獲得巨大成功等。2、有害生物化學防治第2次世界大戰(zhàn)后，DDT、六六六等合成有機殺蟲劑開始用于農業(yè)害蟲的防治。由于這類合成有機殺蟲劑的高效、速效及可工廠化大規(guī)模生產的特點，人們錯誤地認為利用有機殺蟲劑就可以徹底解決害蟲問題。大量合成有機農藥(殺蟲劑、殺菌劑、除草劑等)被廣泛用于有害生物防治，有害生物防治歷史由此進入化學防治階段。依賴化學殺蟲劑防治害蟲是這一時期的典型特征。這一時期，其他有害生物防治策略和方法被冷落，在

7、害蟲防治領域，化學防治明顯占據主導地位，甚至尋求高效、廣普、速效性殺蟲劑幾乎成為唯一的目標。但是，事與愿違，在大規(guī)模使用化學農藥后不久，化學防治帶來的一系列嚴重問題顯現(xiàn)出來，特別是農藥殘留問題(Residue)、有害生物抗藥性問題(Resistance)和有害生物再猖獗問題(Resurgence)，即“3R”問題的出現(xiàn)，人們開始對化學防治的作用產生了懷疑，但尚只限于學術界、企業(yè)和政府部門間的爭論和商討。直到寂靜的春天(蕾切爾·卡遜，1962)發(fā)表以后，農藥的問題才引起全社會的廣泛關注，對化學防治的作用和意義的評價才趨于客觀、公正。3、有害生物綜合防治(IPC)化學防治“神話”的破滅，

8、使人們重新想起生物防治曾有的輝煌。在反思化學防治策略的錯誤和缺陷的基礎上，Bartlet(1956)和Stern(1959)先后提出有害生物綜合防治(Integrated Pest Control，IPC)策略：“以生物防治為主，化學防治為輔的害物防治策略和方法”(Bartlet，1956)及“結合和綜合生物防治和化學防治的害物防治方法”(Stern，1959)。隨著研究和實踐的深入，IPC的理論也在不斷充實和完善。1968年聯(lián)合國糧農組織(FAO)給IPC所下的定義為：IPC是一種害物管理系統(tǒng)，是在有關環(huán)境及種群動態(tài)相互關系下，在不相矛盾的情況下，利用各種技術和方法，使害物種群數量下降至不引

9、起經濟損失的限度(經濟損失水平)下。美國環(huán)境質量委員會對IPC的定義是：IPC是應用各種技術的組合，來防治許許多多可以威脅作物的害物的途徑，是最大限度地利用天然種群的自然調節(jié)作用來抑制害物的組合。20世紀70年以后，在國際上IPC逐漸被新的有害生物管理策略IPM所取代。但國內仍沿用“有害生物綜合防治”這個概念(實際上是對IPM 的稱謂)。4、經濟損害允許水平和經濟閾值在商品經濟社會中，農業(yè)生產的高度商品化，促使我們在有害生物防治中必須考慮防治成本與經濟效益問題。為了解決這一問題，在防治指標的研究中產生了經濟受害允許水平的概念。經濟受害允許水平又稱經濟損害水平(Economic Injury L

10、evel，簡稱EIL)，其概念最早由Stem等(1959)定義為“引起經濟損失的最低有害生物密度”，以后發(fā)展為：“有害生物的某一侵害水平，其防治效益剛好超出防治成本”?？梢娊洕鷵p害允許水平具有兩種涵義：一是指人們可以容許的作物受害而引起的產、質量損失水平，亦即指作物因有害生物造成的損失與防治費用相等時的作物受損程度(經濟損失量或損失率)；二是指與經濟損失允許水平相對應的有害生物密度，即經濟損失允許密度。目前這一概念已被人們普遍理解和接受，并作為研究防治指標的理論依據。 經濟閾值經濟閾值(Economic Threshold，簡稱ET)又稱防治指標，其涵義是：“采用防治措施阻止害蟲種群密度增長，

11、以免達到經濟損害允許水平的蟲口密度” 防治費用（C）與挽回經濟收益（B）相等時的病情指標 (Stern等，1959)。ET和EIL相對應，除可用害蟲密度表示外，也可用作物受損的程度來表示。因此，ET可將其定義為：害蟲防治適期的蟲口密度、為害量或為害率達此標準應采取防治措施，以防止為害損失超過經濟損害允許水平。由以上概念可以推論，經濟閾值是較經濟損害允許水平低的種群密度或受損程度，這樣可以保證所采取的防治措施，在蟲口數量尚未達到經濟損害允許水平之前就能發(fā)揮作用，可避免害蟲為害造成損失后再進行防治的被動局面。 害蟲經濟閾值其中Cc：防治費用(元hm2)，包括農藥費、人工費和器械折舊費等；Ec：防治

12、效果()；Y ：未受害時的單位面積產量(hm2)；P ：作物價格(元kg)；Y(R)：平均每頭害蟲為害作物造成的減產率；Sc：害蟲的存活率；CF：社會經濟因子，也稱臨界因子， 用于衡量強調的重點是產量還是環(huán)境質量。CF值在1和2之間。 病害經濟閾值B=PYLpF 式中：B單位面積上挽回的收益值P每單位作物價格（元/Kg）Y沒有病害發(fā)生時單位面積的作物產量（干重）Kg/hm2Lp因病害引起的產量損失率（）F防治效果即 （2）（2）式中的Lp實際上是經濟允許損失率水平及經濟閾值（ET）。5、有害生物綜合治理(IPM)有害生物綜合治理(Integrated Pest Management，IPM)是

13、1967年Simth& Vanden Boschd在IPC基礎上提出的有害生物治理策略。IPM是IPC的發(fā)展，是IPC的理論基礎與系統(tǒng)科學、管理科學和計算機技術結合的產物，盡管有不少人認為IPM與IPC是同義語(蔣書楠，1981)。但二者在治理對象、治理方法和途徑上存在差異。IPC針對的是單一的有害生物，而IPM則將某種作物的多種有害生物作為治理對象，把有害生物的治理作為一個亞系統(tǒng)納入作物的管理系統(tǒng)中加以管理。1972年美國環(huán)境質量委員會將IPM定義為：從農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)整體出發(fā)，根據有害生物和環(huán)境之間相互關系，充分發(fā)揮自然控制因素的作用，因地制宜地協(xié)調應用必要的措施，將有害生物控制在經濟

14、損失水平以下，以獲得最佳的經濟、社會和生態(tài)效益。IPM是70年代以來世界上采用最廣泛的有害生物治理策略和技術，但是在IPM實踐中，實施水平和程度存在很大差異。美國是IPM研究和應用水平最高的國家，70年代美國實施了著名的“赫法柯計劃”(Huffaker Project)，該項目的研究成果卓著，對鞏固和發(fā)展IPM 的理論和實踐都發(fā)揮了重大作用。IPM策略和方法被廣泛采用以來，大大減少了化學農藥的使用，在許多IPM計劃實施中，殺蟲劑的用量大幅度減少(如在“Huffaker Project”項目開展5年中，對環(huán)境有害的殺蟲劑的使用減少了40-50)，對農業(yè)生產、對農林生態(tài)系的穩(wěn)定和人類健康作出了重要

15、貢獻。國內一般將IPM翻譯為“綜合防治”。馬世駿1979對IPM下的定義是：害蟲綜合防治是從生物與環(huán)境的整體觀點出發(fā)，本著預防為主的指導思想和安全、有效、經濟、簡易的原則，因地因時制宜，合理運用農業(yè)的、化學的、生物的、物理的方法，以及其他有效的生態(tài)學手段，把害蟲控制在不足危害的水平，以達到保護人畜健康和增加生產的目的。我國對IPM非常重視，并且將“預防為主，綜合防治”先后確立為我國植物保護的方針(1975)和森林病蟲害防治的方針(1988)。IPM著重于多種措施的綜合應用，以將有害生物種群水平控制在經濟損失水平以下為目標，而對增加系統(tǒng)穩(wěn)定性，提高系統(tǒng)的自我調控能力的貢獻不夠。二、 我國IPM的

16、回顧國際上提出有害生物綜合治理（IPM）為背景，我國1975年在河南新鄉(xiāng)召開的全國植物保護工作會議上確立“預防為主，綜合防治”的植物保護方針。本方針是在國際IPM的發(fā)展基礎上和長期植保工作經驗的基礎上提出來的?！熬C合防治”的含義與國際IPM策略是一致的，“預防為主”是對當時的IPM策略的重要補充?！拔逦濉逼陂g，是植保方針的探索和實施階段。該方針的制定，扭轉了單純依靠農藥的化學防治的觀念。我國“六五”以來一直把農（林）作物主要病蟲害綜合防治技術研究列入國家攻關研究計劃，“六五”期間，以某種作物每種主要有害生物為對象，協(xié)調物理、化學、生物防治方法，將特定有害生物控制在經濟允許閾值EIL(econo

17、mic injury level)以內?！捌呶濉逼陂g，以作物為中心多種主要有害生物群體為對象，充分發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)的自然控制因素作用，開始建立綜合防治體系?！鞍宋濉逼陂g，IPM的研究是“七五”研究的組裝、配套、深化、發(fā)展和完善。在主要生態(tài)區(qū)20多萬hm2示范開展IPM示范和在666.7多萬hm2農田上進行單項攻關技術的推廣?！熬盼濉逼陂g，分生態(tài)區(qū)以作物為研究對象的多目標病蟲綜合防治體系得到進一步完善，重大病蟲害猖獗原因和災變規(guī)律已基本弄清并提出了有效控制對策。在防治措施上利用自然控制因素比“八五”期間得到明顯的加強，化學防治比重進一步下降。概括起來，我國的IPM經歷了四個發(fā)展階段：一是在70年代中

18、、后期，以作物某種有害生物為對象防治，根據不足補償原理，協(xié)調物理、化學、生物防治方法，將特定有害生物控制在經濟損失允許水平以下。二是80年代前、中期，對IPM的研究仍據不足補償原理，來制定各單種有害生物防治指標，以對某種作物多種主要有害生物綜合防治，并開始注重防治費用和經濟效益問題。三是80年代后期至90年代中期，仍在不足補償原理指導下，對每種作物多種主要有害生物獲取的大量信息、參數，擬定復合防治指標及配套綜合防治措施。四是90年代后期開始到現(xiàn)在，繼續(xù)按照生態(tài)區(qū)域，圍繞特定作物，組建多種有害生物為對象的綜防體系，增強環(huán)境生態(tài)觀念，并協(xié)調運用農業(yè)、化學、物理、生物等防治措施，可持續(xù)控制有害生物種

19、群，獲得最佳的經濟、社會和生態(tài)效益。三、IPM的現(xiàn)狀和面臨的問題目前，IPM的焦點仍集中于病蟲害，化學防治還是作為主要防治手段，其它措施是作為輔助性措施，忽略了農業(yè)生產其它因素，因而限制了它的發(fā)展。由于IPM技術過于復雜，對于普通生產者而言較難掌握，因而推廣較困難。據報道，全世界僅有極少數（約5%）的病蟲害防治采用綜合治理方法。由于沒有實施綜合防治，環(huán)境污染加重，影響農業(yè)可持續(xù)性。農藥的大量使用造成的病蟲害發(fā)生惡性循環(huán)，引起農業(yè)的大災害，如19921998年我國棉鈴蟲的持續(xù)肆虐，造成經濟損失達100億元。IPM技術主要包括農業(yè)防治、化學防治和生物防治?，F(xiàn)行的農作物病蟲害的治理對策中，農業(yè)防治（

20、林業(yè)技術措施）就是利用農業(yè)（林業(yè)）生產過程中各種技術環(huán)節(jié)，加以適當改進，創(chuàng)造有利于植物生長而不利于有害生物生長和繁殖的條件，從而避免或減輕病蟲危害，減少對農田生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境的壓力?；瘜W防治具有高效及使用簡便的特點，使生產者比較容易接受。但農藥的污染、殘毒和病蟲抗藥性問題，使其對社會造成諸多負面影響。由于農藥本身含有有毒的化學成份，生產中排出的廢棄物，產品含有雜質和使用不當，造成環(huán)境污染、人畜中毒和植物藥害等。農藥對環(huán)境的負面影響與活性化合物本身有關，但更重要的是使用不當有關。生物防治是農林植物病蟲害治理的一項重要的技術措施，其利用對有害生物的捕食、寄生致病生物體等，控制有害生物的發(fā)生與為害，是

21、一種比較安全、持久和經濟的防治措施。但生物防治效果較慢，防治范圍狹窄，往往使農業(yè)生產承擔大的風險。此外，人們對生物防治的意義認識不足，以及引進的生物材料對非目標生物的攻擊等，都可能成為農業(yè)可持續(xù)發(fā)展中的新問題。近年來，隨著分子遺傳學的進展，分子生物學技術正在開辟病蟲害防治的新途徑。利用植物轉基因抗病蟲、病蟲轉基因遺傳防治和轉基因的天敵增效等策略，從植物、害蟲（病菌）、天敵3個營養(yǎng)水平上防治病蟲。生物技術經過20多年的發(fā)展，理論和實踐上不斷深入和日趨成熟，農業(yè)領域開始實際應用。但是，生態(tài)系統(tǒng)是復雜的，變動的。某個轉基因產品的應用往往產生一些新問題。例如害蟲對轉基因植物產生抗性，轉基因天敵對非目標

22、昆蟲的攻擊等。這些問題都將使應用生物技術治理病蟲害增加難度。四、I PM未來的發(fā)展趨勢 近半個世紀的努力，我國IPM工作已取得了令人矚目的發(fā)展，但由于有害生物所具有的長期性、適應性、反復性、變動性和突發(fā)性，給農林生產造成的損失已成為制約農林生產進一步發(fā)展的嚴重障礙。面對21世紀信息化的社會，如何繼續(xù)做好有害生物的綜合治理，正是我們所面臨的重任。1、可持續(xù)農業(yè)中植物保護的位置和作用根據聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會1992年確立的可持續(xù)發(fā)展的思想，既滿足當代人的需求，又不對后代人滿足其自身需求的能力構成危害的發(fā)展。要持續(xù)地增加產量，并確保食物安全，提高收入，消滅貧困，合理地利用資源，保護和改善環(huán)境。目前我

23、們所執(zhí)行的政策整體上是符合這一方針的，但在植物保護的預防措施上卻存在著目標指向與政策行為的背離現(xiàn)象。特別是在化學農藥的施用問題上，更為突出。為了保證糧食等作物的產量，我們每年約有2.6億Kg的原藥往農田里傾銷。但每年損失的糧食仍達106億Kg、棉花20億Kg，可見有害生物危害的嚴重性。由于有害生物所具有的長期性、適應性、反復性、變動性和突發(fā)性，注定了人類與有害生物的斗爭將是永存的。強化植物保護的地位與作用必將在農業(yè)可持續(xù)發(fā)展中占據一個鼎立的舉足輕重的位置。2、高薪科技在IPM中的應用計算機等現(xiàn)代化儀器設備的應用：利用計算機進行有害生物的綜合治理在我國剛剛起步，現(xiàn)僅做了個別病蟲害的單項軟件系統(tǒng)。

24、要做的工作很多，如有害生物綜合治理的管理系統(tǒng)、預警系統(tǒng)、自動檢索系統(tǒng)、鑒定系統(tǒng)、診斷對策系統(tǒng)等等。美國一些大學和研究部門主要應用計算機、全球定位系統(tǒng)（GPS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、衛(wèi)星技術等，能夠把年度間的資料信息，不同地域間的資料信息，包括氣象資料、農作物品種抗性、有益有害生物資料、生態(tài)變化等信息集合在一起進行分析處理，建立數學模型，對病蟲害的發(fā)生做出預測，對將要采取的防治措施進行評價，進而科學地指導生產。這種思維方式和先進技術的應用，將推動病蟲害IPM項目向縱深發(fā)展。生物技術前景廣闊：生物技術為全世界農業(yè)產量的增長提供了許多機遇。最近十年各國對生物技術的研究和發(fā)展投入了龐大資金。生物技

25、術涉及到使用活的有機體或部分有機體來改善動植物產品。近年來，生物技術在植物保護方面有了較大的進展。如植物種苗脫毒快繁技術已在馬鈴薯、甘薯、花卉、蔬菜等植物病毒病上應用；細胞工程抗病育種如小麥抗條銹病等轉基因已取得重要進展；轉基因抗病植物研究正在開辟病害防治的新途徑；殺蟲防病工程菌研究已獲得長足進展。隨著生物技術的進一步發(fā)展，研究手段的進一步改進，設備條件的不斷更新，生物技術必將發(fā)揮更大的作用?，F(xiàn)代理化技術應用前景無量：在有害生物的治理中，現(xiàn)代物理與現(xiàn)代化學將是一支攻堅的主力軍。 核輻射在一定劑量范圍內有滅菌和食品保鮮作用。60Co-r射線輻照裝置較簡單，成本較低，射線穿透力強，多用于處理貯藏期

26、農產品和食品。微波是波長很短的電磁波，微波加熱適于對少量種子、糧食、食品等進行快速殺菌處理。用ER 692型微波爐，在70下處理10min就能殺死玉米種子傳帶的玉米枯萎病病原細菌，但種子發(fā)芽率略有降低。微波爐已用于植物檢疫，處理旅客攜帶或郵寄的少量種子與農產品。 此外，一些特殊顏色和物理性質的塑料薄膜已用于蔬菜病蟲害防治。例如，蚜蟲忌避銀灰色和白色膜，用銀灰反光膜或白色尼龍紗覆蓋苗床，可減少傳毒介體蚜蟲數量，減輕病毒病害。夏季高溫期鋪設黑色地膜，吸收日光能，使土壤升溫，能殺死土壤中多種病原微生物。3、傳統(tǒng)技術的挖潛利用在農業(yè)可持續(xù)發(fā)展中，曾有一個膚淺的認識，那就是所謂的回歸自然，面對越來越嚴重

27、的環(huán)境問題，這個口號也就有更大的誘惑力?；貧w自然就是保持生態(tài)平衡，保護生物多樣性，保障農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。我國傳統(tǒng)的農業(yè)耕作技術及現(xiàn)代栽培技術中包含大量的IPM內涵。如植物性農藥開發(fā)利用；改變農藥劑型與制劑使其更有效等，對減少環(huán)境污染有重大意義。在這許多傳統(tǒng)技術中，有些還需挖掘利用。植物殺蟲、殺菌活性物質的提取，合成與利用。如煙堿、雷公藤、蓼蘆、川楝、鬧羊花、魚藤、薄荷、桉樹、花椒等植物都具有較大的應用潛力，有待進行進一步的開發(fā)利用研究。改進農藥劑型與制劑對于合理、科學用藥減少污染有著重大的現(xiàn)實意義。如將乳劑改為水溶積，不但去掉了大量的有機溶劑，節(jié)約成本，更重要的是減少對土壤、水源的污染。植保機械的研究利用應采用結構完善的噴霧設備，科學、正確的噴灑方法以及先進的施藥技術，能使藥劑噴的均勻周到，從而提高藥效和工效，達到減少污染，提高經濟效益的目的。加大生物防治的力度，如放射土壤桿菌（Agrobacterium radiobacter）K84菌系產生的抗菌物質土壤桿菌素A84，在果樹根癌病防治上的應用；煙草花葉病毒弱毒突變株系N11和N14辣椒和番茄病毒病害防治上的應用；哈茨木霉在土傳病害防治中的應用等都是成功的實例。隨著生物技術的發(fā)展，生物防治的力度必將加大，其內涵和外延也必將豐富