雷仲仁
(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所植物病蟲(chóng)害生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100193)
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病蟲(chóng)害生物防治是實(shí)現(xiàn)蔬菜安全生產(chǎn)的主要途徑
Biological Control of Diseases and Insect Pests is Valid Method to Ensure Vegetable Safe Producing
雷仲仁
(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所植物病蟲(chóng)害生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100193)
據(jù)世界糧農(nóng)組織最新統(tǒng)計(jì),世界蔬菜收獲面積約為5 864萬(wàn)公頃,總產(chǎn)量約11.65億噸;而中國(guó)蔬菜收獲面積約2 468萬(wàn)公頃,總產(chǎn)量7.58億噸;種植面積和總產(chǎn)量分別占世界的42%和65%。中國(guó)蔬菜種植面積、總產(chǎn)量、人均蔬菜消費(fèi)量及出口量均居世界第一,是名副其實(shí)的蔬菜生產(chǎn)、消費(fèi)與出口大國(guó)。同時(shí)蔬菜病蟲(chóng)害種類和發(fā)生危害程度在所有作物中也居前列,如鄭建秋[1]編著的《現(xiàn)代蔬菜病蟲(chóng)害鑒別與防治手冊(cè)》記載蔬菜病蟲(chóng)害1 323種。一般病蟲(chóng)害危害對(duì)蔬菜造成的損失為20%—30%,嚴(yán)重的可達(dá)50%以上。為了控制病蟲(chóng)害,常常大量使用化學(xué)農(nóng)藥,造成產(chǎn)品質(zhì)量安全、環(huán)境污染及病蟲(chóng)害抗藥性提高等問(wèn)題時(shí)有發(fā)生。因此,蔬菜病蟲(chóng)害生物防治及蔬菜安全生產(chǎn)早已成為社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn),也是國(guó)家和相關(guān)農(nóng)業(yè)科研、推廣應(yīng)用部門(mén)研究的重點(diǎn)與難點(diǎn)。如2016年,科技部聚焦國(guó)家重大戰(zhàn)略任務(wù)、圍繞解決當(dāng)前國(guó)家發(fā)展面臨的瓶頸和突出問(wèn)題,啟動(dòng)了一系列重點(diǎn)專項(xiàng),其中包括“化學(xué)肥料和農(nóng)藥減施增效綜合技術(shù)研發(fā)”試點(diǎn)專項(xiàng)(包含42個(gè)項(xiàng)目)。為了實(shí)現(xiàn)化肥農(nóng)藥“雙減”,提高蔬菜品質(zhì)、保障蔬菜產(chǎn)品安全和環(huán)境安全,生物防控技術(shù)就成為首選的替代技術(shù),而且是最有效的途徑。所以,加大蔬菜病蟲(chóng)害生物防控的基礎(chǔ)理論與應(yīng)用技術(shù)研究顯得尤為重要,目前國(guó)家的重視與支持為蔬菜病蟲(chóng)害生物防控技術(shù)的研究與應(yīng)用提供了很好的發(fā)展機(jī)遇。
在蔬菜病蟲(chóng)害生物防治技術(shù)的研究與應(yīng)用方面,近年來(lái)取得了很大的進(jìn)展[2]。本欄目此次集中發(fā)表的5篇論文中,有3篇是關(guān)于蔬菜害蟲(chóng)生物防治研究與應(yīng)用的,2篇是關(guān)于蔬菜病害生物防治研究與應(yīng)用的。在3篇害蟲(chóng)生物防治的論文中,有2篇涉及應(yīng)用生物多樣性來(lái)保護(hù)利用天敵控制害蟲(chóng),而此方面的研究目前已成為害蟲(chóng)生物防治的一個(gè)熱點(diǎn),即害蟲(chóng)天敵植物支持系統(tǒng)的研究與應(yīng)用。為天敵昆蟲(chóng)提供食物、提供越冬和繁殖場(chǎng)所、提供逃避農(nóng)藥和耕作干擾等惡劣條件的庇護(hù)及適宜生長(zhǎng)的微觀環(huán)境的植物體系就構(gòu)成了害蟲(chóng)天敵的植物支持系統(tǒng)[3-5]。一般將這些植物稱為儲(chǔ)蓄植物或載體植物,它是一個(gè)天敵飼養(yǎng)和釋放系統(tǒng),是在作物中有意添加或建立的用于溫室或大田害蟲(chóng)防治的系統(tǒng)[6-7]。如利用蓖麻載體植物系統(tǒng)防治煙粉虱(Bemisia tabaci)[8];利用誘集寄主苘麻防治B型煙粉虱等儲(chǔ)蓄植物系統(tǒng)已取得了很好的防治效果[9]。吳圣勇等[10]研究表明采用協(xié)調(diào)天敵誘集和助增策略,通過(guò)混合種植不同誘集植物,誘集到了多種自然天敵類群,并將篩選出的優(yōu)勢(shì)天敵構(gòu)建成儲(chǔ)蓄植物系統(tǒng)。如將小麥-麥蚜-瓢蟲(chóng)的儲(chǔ)蓄植物系統(tǒng)應(yīng)用于溫室后的第2周,接種200頭瓢蟲(chóng)的處理,蚜蟲(chóng)密度顯著低于其他處理,防治效果為69.4%。因此,以天敵昆蟲(chóng)誘集、保護(hù)、篩選和利用為一體的害蟲(chóng)生物防治思路在實(shí)踐中具有可行性。傳統(tǒng)的蔬菜病蟲(chóng)害防治理念主要依賴化學(xué)防治措施,不僅影響蔬菜產(chǎn)品質(zhì)量和農(nóng)田環(huán)境,破壞菜田生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,降低菜田的生物多樣性,而且還使有益生物種群受到制約。因此,保護(hù)利用節(jié)肢動(dòng)物群落多樣性和有益天敵種群數(shù)量,對(duì)控制害蟲(chóng)具有重要意義[11]。曾糧斌等[12]研究表明不同防治措施對(duì)花椰菜地節(jié)肢動(dòng)物群落特征的影響不同,藥劑防治措施雖然能有效降低害蟲(chóng)的種群數(shù)量,但也使天敵數(shù)量相應(yīng)地減少,而生物農(nóng)藥對(duì)花椰菜地節(jié)肢動(dòng)物群落影響小于化學(xué)農(nóng)藥;發(fā)現(xiàn)地表中性昆蟲(chóng)對(duì)捕食性天敵前期定殖有一定的作用。該研究為花椰菜地害蟲(chóng)防治和天敵保護(hù)利用提供了依據(jù)。球孢白僵菌(Beauveria bassiana)是一類研究與應(yīng)用較多的殺蟲(chóng)真菌,它對(duì)15個(gè)目149個(gè)科的700多種昆蟲(chóng)以及6個(gè)科的10多種蜱螨有侵染致病作用[13]。目前中國(guó)登記注冊(cè)的球孢白僵菌產(chǎn)品共13個(gè),其中大部分可用于薊馬、粉虱、蚜蟲(chóng)等蔬菜害蟲(chóng)的防治。近年來(lái)中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所應(yīng)用白僵菌防治溫室黃瓜、西蘭花、茄子等蔬菜上的西花薊馬(Frankliniella occidentalis)和煙薊馬(Thrips tabaci),其防治效果在70%左右[14]。雖然蟲(chóng)生真菌對(duì)多種害蟲(chóng)有很好的控制作用,但在應(yīng)用中經(jīng)常會(huì)遇到菌株退化問(wèn)題,張慧等[15]通過(guò)開(kāi)展連續(xù)繼代培養(yǎng)對(duì)高毒菌株產(chǎn)孢和毒力的影響研究,獲得對(duì)西花薊馬毒力和產(chǎn)孢量均高且穩(wěn)定的球孢白僵菌菌株,進(jìn)一步提出有效防止菌株退化、優(yōu)良菌株保存和改良的方法與措施,為高效菌株的規(guī)?;a(chǎn)提供了參考。
解淀粉芽孢桿菌(Bacillus amyloliquefaciens)是重要的植物根圍促生細(xì)菌,在植物病害生物防治中起到重要作用,其中B1619菌株能夠有效地防控番茄枯萎病,防治效果達(dá)到80%左右,其主要作用機(jī)理為在植物根部定殖,保護(hù)植物不受病菌侵染,誘導(dǎo)植株產(chǎn)生抗病性[16]。向亞萍等[17]進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),B1619菌株分泌的 3種脂肽類抗生素中對(duì)番茄枯萎病菌(Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici)生長(zhǎng)起重要抑制作用的為bacillomycin L和fengycins,為該菌株今后的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用推廣提供了理論依據(jù)。根結(jié)線蟲(chóng)嚴(yán)重制約了蔬菜的產(chǎn)量,每年對(duì)農(nóng)作物造成的損失達(dá)到幾十億美元[18-19]。施用化學(xué)殺線劑防治根結(jié)線蟲(chóng)病雖然見(jiàn)效快,但會(huì)因農(nóng)藥殘留而極大降低蔬菜品質(zhì),破壞生態(tài)平衡,嚴(yán)重威脅農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。利用生物防治替代化學(xué)防治是減輕根結(jié)線蟲(chóng)危害的重要策略之一,將生物有機(jī)肥與生物菌劑相結(jié)合的可持續(xù)治理體系日益受到重視,選擇合適的生防菌株,并進(jìn)行搭配組合,使之由單一菌肥向復(fù)合菌肥、單功能向多功能方面發(fā)展具有重要意義。目前所使用的菌種已達(dá)到100多種,包括細(xì)菌、真菌、放線菌及藍(lán)藻等。據(jù)報(bào)道,淡紫擬青霉(Paecilomyces lilacinus)顆粒劑對(duì)黃瓜根結(jié)線蟲(chóng)的生防效果為 39.8%,同時(shí)可增加黃瓜產(chǎn)量[20];交枝頂孢霉(Acremonium implicatum)為線蟲(chóng)條件致病真菌,對(duì)南方根結(jié)線蟲(chóng)(Meloidogyne incognita)的寄生率為 33.8%[21]。馬玉琴等[22]研究評(píng)價(jià)了短短芽孢桿菌(Brevibacillus brevis)、淡紫擬青霉、交枝頂孢霉、鉤狀木霉(Trichoderma hamatum)等生防菌劑配比的生物有機(jī)菌肥對(duì)黃瓜根結(jié)線蟲(chóng)病的防治效果以及對(duì)黃瓜生長(zhǎng)、產(chǎn)量的影響,篩選出3個(gè)高效菌肥組合,即5號(hào)組合(短短芽孢桿菌、交枝頂孢霉)、6號(hào)組合(短短芽孢桿菌、淡紫擬青霉)、9號(hào)組合(短短芽孢桿菌、淡紫擬青霉、交枝頂孢霉、鉤狀木霉)對(duì)黃瓜根結(jié)線蟲(chóng)病防治及增產(chǎn)作用具有較好的綜合表現(xiàn),為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用菌肥、實(shí)現(xiàn)化肥農(nóng)藥“雙減”、安全防病與增產(chǎn)提供了依據(jù)。
本專題所發(fā)表的5篇有關(guān)蔬菜病蟲(chóng)害生物防控研究與應(yīng)用的論文,僅僅是該研究領(lǐng)域的很小部分,只是想以專題的形式拋磚引玉,并借國(guó)家大力提倡的化肥農(nóng)藥“雙減”之契機(jī),促進(jìn)蔬菜病蟲(chóng)害生物防控技術(shù)的研究與發(fā)展。
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LEI Zhong-ren
(State Key Laboratory for Biology of Plant Diseases and Insect Pests, Institute of Plant Protection, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100193)