張?zhí)飯@,段栓成,陳新中
(1 河南省濟(jì)源白云實(shí)業(yè)有限公司,河南濟(jì)源 459000;2 濟(jì)源市農(nóng)業(yè)科學(xué)院)
城市園林綠化是城市生態(tài)建設(shè)的重要組成部分,對(duì)改善城市生態(tài)和人居環(huán)境有著重要的作用。在城市化發(fā)展進(jìn)程中,由于人類(lèi)一些不合理的生產(chǎn)活動(dòng),造成城市生態(tài)系統(tǒng)的破壞和污染等,致使園林植物病蟲(chóng)害防治難度越來(lái)越大,不僅嚴(yán)重影響園林景觀,同時(shí)也大大降低園林植物的使用壽命。
目前城市園林植物病蟲(chóng)害的主要防治手段為化學(xué)防治,它具有高效、簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn),但是化學(xué)防治在殺死病蟲(chóng)害的同時(shí),也會(huì)殺死大量害蟲(chóng)天敵等有益生物,嚴(yán)重破壞生態(tài)平衡,并且化學(xué)農(nóng)藥使用不當(dāng)還會(huì)引起人畜中毒,威脅著市民的身體健康。
生物防治是利用有益生物或生物的代謝產(chǎn)物來(lái)防治病蟲(chóng)害的方法[1],具有對(duì)人和天敵等其他生物安全、病蟲(chóng)害不易產(chǎn)生抗藥性、防治作用持久等優(yōu)點(diǎn),已成為城市園林植物病蟲(chóng)害綜合治理中的一項(xiàng)重要措施。
天敵昆蟲(chóng)是園林植物病蟲(chóng)害最重要的自然控制因子,也是園林植物病蟲(chóng)害生物防治中應(yīng)用最多、最廣的方法,分為捕食性天敵和寄生性天敵2 大類(lèi)。捕食性天敵主要有瓢蟲(chóng)、草蛉、食蚜蠅和捕食螨[2]等,可直接殺死蚜蟲(chóng)、葉螨、介殼蟲(chóng)、鱗翅目幼蟲(chóng)等害蟲(chóng)[3]。寄生性天敵昆蟲(chóng)主要有寄生蜂和寄生蠅,它們不直接殺死害蟲(chóng),而是寄生在害蟲(chóng)體內(nèi),導(dǎo)致害蟲(chóng)逐漸死亡,廣泛應(yīng)用的有赤眼蜂、姬小蜂、蚜小蜂等,使用赤眼蜂防治松毛蟲(chóng)[4]和刺蛾[5],麗蚜小蜂防治白粉虱[6]等都取得了很好的效果。目前,我國(guó)已經(jīng)可以工廠化生產(chǎn)瓢蟲(chóng)、草蛉、赤眼蜂、蚜繭蜂等天敵昆蟲(chóng)[7]。
微生物防治法是指利用病原微生物防治病蟲(chóng)害的方法[1],具有對(duì)人畜安全、選擇性強(qiáng)、不傷害天敵等優(yōu)點(diǎn),可用于微生物防治的病原微生物主要有細(xì)菌、真菌、放線菌和病毒等。
2.2.1 病原微生物殺蟲(chóng)。昆蟲(chóng)病原細(xì)菌主要通過(guò)消化道侵入蟲(chóng)體內(nèi),導(dǎo)致敗血癥或由于細(xì)菌產(chǎn)生的毒素使昆蟲(chóng)死亡[8]。具有殺蟲(chóng)作用的昆蟲(chóng)病原細(xì)菌主要來(lái)自芽孢桿菌科、假單孢桿菌科和腸桿菌科,其中應(yīng)用最普遍的為芽孢桿菌科的蘇云金芽孢桿菌,其制劑可防治松毛蟲(chóng)、枯葉蛾、尺蛾、刺蛾、毒蛾、卷葉蛾、天社蛾、蓑蛾、巢蛾、燈蛾等鱗翅目園林植物害蟲(chóng)[9]。昆蟲(chóng)病原真菌是昆蟲(chóng)病原微生物中的最大類(lèi)群[10],病原菌以其孢子或菌絲自體壁侵入害蟲(chóng)體內(nèi),消耗蟲(chóng)體各種組織和體液最終殺死害蟲(chóng)[8]。目前我國(guó)用于防治園林植物害蟲(chóng)的病原真菌主要有白僵菌、綠僵菌、擬青霉屬真菌和蟲(chóng)霉屬真菌等[11],尤以白僵菌和綠僵菌應(yīng)用最廣,可有效控制鱗翅目、同翅目、膜翅目、鞘翅目、直翅目等害蟲(chóng)[12]。
昆蟲(chóng)病毒具有極強(qiáng)的專(zhuān)一性,一般一種病毒只感染一種昆蟲(chóng)。昆蟲(chóng)病毒殺蟲(chóng)劑對(duì)環(huán)境的干擾最小,這也是利用昆蟲(chóng)病毒防治園林植物病蟲(chóng)害的最大優(yōu)點(diǎn)。昆蟲(chóng)幼蟲(chóng)感染病毒后,病毒會(huì)急劇吞噬消耗蟲(chóng)體組織,導(dǎo)致昆蟲(chóng)消化系統(tǒng)紊亂,食欲喪失,行動(dòng)遲緩等,最終蟲(chóng)體組織液化死亡[1]。昆蟲(chóng)病毒應(yīng)用較廣的為核型多角體病毒(NPV)、質(zhì)型多角體病毒(CPV)和顆粒體病毒(GV),主要用于防治多種鱗翅目、雙翅目、膜翅目等害蟲(chóng)幼蟲(chóng)。由于昆蟲(chóng)病毒是專(zhuān)性寄生物,需要通過(guò)活體培養(yǎng),給大規(guī)模生產(chǎn)帶來(lái)一定的困難,河南省濟(jì)源白云實(shí)業(yè)有限公司與中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所通過(guò)多年的協(xié)同攻關(guān),破解了我國(guó)昆蟲(chóng)群養(yǎng)和病毒提取等技術(shù)難題,在國(guó)內(nèi)首次分離得到高品質(zhì)的棉鈴蟲(chóng)核型多角體病毒生物殺蟲(chóng)劑原藥。目前該公司生產(chǎn)的棉鈴蟲(chóng)核型多角體病毒、甜菜夜蛾核型多角體病毒等4 種昆蟲(chóng)病毒原藥都是國(guó)際含量最高的昆蟲(chóng)病毒[13-14]。
2.2.2 病原微生物殺菌。很多放線菌、真菌和細(xì)菌能夠通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)、拮抗、寄生、溶菌、誘導(dǎo)植物抗性[15]等多種方式控制園林植物病害的發(fā)生。常用的生防細(xì)菌有枯草芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌[16,17]等,生防真菌主要有哈茨木霉、綠色木霉等木霉菌[18],而放線菌則主要是通過(guò)生成抗生素的方式達(dá)到快速抑制病原菌的目的,抗生素種類(lèi)主要有春雷霉素、多效霉素、中生霉素、慶豐霉素[19]等。
昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)是近幾十年發(fā)展起來(lái)的一種有潛能的生物防治因子。昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)廣泛分布于自然界中,對(duì)多種地下害蟲(chóng)和園林植物鉆蛀性等隱蔽性害蟲(chóng)具有特定的防治效果,能夠主動(dòng)搜尋寄主害蟲(chóng),通過(guò)釋放其體內(nèi)攜帶的共生細(xì)菌,使寄主害蟲(chóng)患敗血癥死亡。昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)能夠持續(xù)侵染和殺死害蟲(chóng)[20],不會(huì)使害蟲(chóng)產(chǎn)生抗藥性,且能與多種化學(xué)農(nóng)藥和生物制劑混用。園林上常用于防治蠐螬[21]和天牛[22]等地下害蟲(chóng)和蛀干害蟲(chóng)。于2017 年和2018 年分別在河南省鄭州市和濟(jì)源市公園,使用河南濟(jì)源白云實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)的“奈瑪”昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)制劑防治為害白蠟樹(shù)的光肩星天牛、地下害蟲(chóng)蠐螬和國(guó)槐上的光肩星天牛,防治效果均達(dá)到90%以上。
一些微生物(包括細(xì)菌、真菌、放線菌屬)新陳代謝過(guò)程中產(chǎn)生的活性物質(zhì),對(duì)昆蟲(chóng)和螨類(lèi)具有較強(qiáng)的致病性和毒殺作用,稱(chēng)之為殺蟲(chóng)素或殺蟲(chóng)抗生素[23],具有活性高、選擇性好、分解快、殘留少等優(yōu)點(diǎn)。用作殺蟲(chóng)劑的抗生素多是由放線菌產(chǎn)生的,國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的殺蟲(chóng)抗生素包括阿維菌素、華光霉素、瀏陽(yáng)霉素[24]等,其中又以阿維菌素應(yīng)用最為廣泛,它是一種神經(jīng)傳導(dǎo)介質(zhì)的拮抗劑,害蟲(chóng)與藥劑接觸后迅速處于麻痹、拒食、緩動(dòng)或不動(dòng)狀態(tài)而死亡[25],可防治鱗翅目、纓翅目、鞘翅目、雙翅目、膜翅目和螨類(lèi)[26]等多種園林植物害蟲(chóng)。
植物源殺蟲(chóng)劑是從具備殺蟲(chóng)活性的植物中提取的有效成分制成的殺蟲(chóng)劑,是世界公認(rèn)的廣譜、高效、低毒、易降解、無(wú)殘留且不易誘發(fā)害蟲(chóng)抗藥性的殺蟲(chóng)劑,其作用機(jī)理主要有毒殺、觸殺、拒食、驅(qū)避、麻醉和抑制害蟲(chóng)生長(zhǎng)發(fā)育等[27]。植物源殺蟲(chóng)劑的殺蟲(chóng)活性成分的差異很大,主要分為生物堿、萜烯類(lèi)、精油類(lèi)、光活化毒物和黃酮類(lèi)等[28],常見(jiàn)的有印楝素、魚(yú)藤酮、除蟲(chóng)菊素、煙堿、苦參堿和苦皮藤素等,可有效控制蚜蟲(chóng)、葉蟬和鱗翅目[29-33]等害蟲(chóng)。
昆蟲(chóng)的激素分外激素和內(nèi)激素2 大類(lèi)型。昆蟲(chóng)的外激素又稱(chēng)信息激素(messages),是昆蟲(chóng)分泌到體外的揮發(fā)性物質(zhì),便于昆蟲(chóng)尋找異性和食物。目前研究應(yīng)用最多的是雌性外激素,昆蟲(chóng)進(jìn)入性成熟期后,能夠通過(guò)產(chǎn)生并且釋放性外激素來(lái)強(qiáng)烈地引誘同種異性個(gè)體前來(lái)交尾。目前已能夠人工合成并工廠化生產(chǎn)棉鈴蟲(chóng)、斜紋夜蛾、桃小食心蟲(chóng)[34,35]等多種害蟲(chóng)的雌性外激素,可廣泛應(yīng)用于害蟲(chóng)的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和防治工作中。
昆蟲(chóng)內(nèi)激素是分泌在昆蟲(chóng)體內(nèi)的一類(lèi)激素,用以控制昆蟲(chóng)的生長(zhǎng)發(fā)育和蛻皮以及一般的生理代謝活動(dòng)[36]。如果人為地改變昆蟲(chóng)內(nèi)激素的含量,可以干擾蟲(chóng)體生理機(jī)能,造成蟲(chóng)體畸形甚至死亡。根據(jù)此原理人們研制了除蟲(chóng)脲、滅幼脲、抑太保等昆蟲(chóng)生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑類(lèi)生物農(nóng)藥用于防治棉鈴蟲(chóng)、松毛蟲(chóng)等鱗翅目害蟲(chóng)[37]。
生物防治技術(shù)作為城市園林建設(shè)的重要手段,不僅可以為園林害蟲(chóng)的防治提供環(huán)保、潔凈的新技術(shù),還可以促進(jìn)城市生物多樣性的保護(hù),有利于城市的可持續(xù)發(fā)展和實(shí)施生態(tài)治理。但是生物防治的防治效果比較緩慢,受環(huán)境因素的影響較大,導(dǎo)致防治效果不穩(wěn)定等。因此,一方面需要加大對(duì)生物防治技術(shù)的研究開(kāi)發(fā),完善各類(lèi)生物防治技術(shù)的使用技術(shù),另一方面應(yīng)注意城市園林的科學(xué)管理,與物理、化學(xué)、植物檢疫等其他防治手段結(jié)合,提高對(duì)病蟲(chóng)害的防治效果。