1、描述:园艺植物灾害防治措施探讨1 园艺植物害虫生物防治现状1.1 果树植物害虫生物防治现状果树种植区的种植面积较大、数量较多、种植品种相对单一,虫害极易发生。为了保证果实产量和果品质量,迫切需要对害虫进行防治,使其处于经济危害水平允许的范围之内。对于果树,取食的部位主要是果实,使用化学农药防治害虫时,使用方法不当造成农药残留会对消费者造成危害。农药对消费者的危害主要来源于农产品上的农药残留超过允许限量,长期食用该类产品后会产生不良影响4。目前已有采用生物防治措施防治果树植物害虫的报道。万秀丽等5报道采用七星瓢虫防治果树蚜虫,用赤眼蜂防治桃小食心虫,用姬蜂防治天幕毛虫,用东方钝绥螨可有效控制苹果
2、红蜘蛛的大量发生,取得了较好的防治效果;王庆蒙等6报道可在梨园挂一个梨小食心虫性外激素诱捕器。为填补市场供应的淡季,满足消费者需求,增加农民收入,设施栽培果树生产的“绿色果品”越来越受到关注,为保证“ 绿色果品”的生产,关键环节是病虫害的“绿色”防治。在设施大棚中释放赤眼蜂防治桃小食心虫、梨小食心虫等害虫,用草蛉、小花蝽、瓢虫等捕食性天敌防治蚜虫、介壳虫等害虫7。目前针对果树植物害虫生物防治大多采用天敌来控制,防治效果明显,且农产品食用安全,但采用寄生性天敌昆虫防治害虫时,防效会受到很多因素的影响,需要将防治害虫当成一个系统来看待,集成每一个环节,将其做好做细,同时还需考虑各环节之间的相互关系
3、,这样才能收到良好的防治效果。1.2 蔬菜植物害虫生物防治现状近年来,我国蔬菜种植业逐渐向设施栽培和露地生产两个方向发展。由于其衔接紧密、交错进行,生产管理不断变化,蔬菜集约化生产加快,使得一些害虫的发生世代多,发育速率快,繁殖能力增强,因而农民使用更多的化学药剂进行防治,最终造成害虫抗药性增强,农药施用剂量增加,并杀死了大量的害虫天敌,最终造成蔬菜农药残留超标,影响到人类的健康,给人类的生存和农业安全造成了严重威胁。绿色和平组织于 2008 年 12 月和 2009 年 2 月在北京、上海和广州的多家超市及农贸市场随机选取了当地当季的常见蔬菜水果,对这些样品上的农药残留进行了检测,结果显示,
4、不仅大多数蔬菜水果都有农药残留,更为严重的是 45 份样品中检测出 50 种农药成分,30 个样品残留着至少 5种以上不同的农药,说明多种农药残留并存的情况也较为严重8。20092012年从中山农贸市场、基地随机抽取 2 562 份各类蔬菜样品,检测出农药超标的蔬菜有 187 份,超标率为 7.3%;检出违规使用的农药涉及有机磷、拟除虫菊酯和氨基甲酸酯 3 大类共 24 种农药;多种农药残留的样品有 25 份,占检出样品的 13.37%,占调查样品的 0.98%9。为了生产出高产、优质、安全的无公害蔬菜,逐渐采用植物源农药的生物防治方法来防治蔬菜植物害虫。植物源农药是近年来生物防治领域被高度认
5、可的防治方法之一,如侯茂林等10报道采用印楝制剂可用于防治粉虱、蓟马和潜叶蝇;用阿维菌素对斑潜蝇 1-2 龄幼虫防治效果最好,对成虫取食产卵具有一定的趋避作用,且不易产生抗药性;梁建根等11报道采用真菌、细菌、放线菌、病毒和原生动物等来防治设施蔬菜栽培中蔬菜根结线虫。利用本瓜载体植物天敌系统(Banker plant system )可有效防治大棚蔬菜(番茄)关键害虫烟粉虱,减少农药的使用12。通过生物防治技术防治蔬菜植物害虫,可以保证蔬菜安全食用,而且不污染环境,能保持生态平衡,已成为蔬菜害虫综合治理的一项重要措施。1.3 花卉植物害虫生物防治现状花卉除草花之外,还包括木本花卉和观赏草类即观
6、花、观果、观叶和其他所有具观赏价值的植物。花卉植物不同于果树和蔬菜,它既不是人们生活必需品,也不直接被人们食用,而是作为一种具有观赏价值的园艺植物。花卉植物包括室内花卉植物和城市绿化植物。目前随着经济的发展,社会的进步,物质生活水平的提高,人们越来越多地追求精神生活,注重生活环境的改善,将花卉逐渐带入办公室、会议厅、居室。室内花卉植物在生长过程中会受到人为因素的影响,由于在一定空间内存放的花卉数量较少,在发现其有害虫危害时,应贯彻“ 治小、治少、治了 ”的原则,并选择合适的防治手段,但如果防治不当,则可能对环境、空气造成污染,影响人们的身心健康。在城市绿化植物的害虫防治中一味地追求击倒害虫速度
7、快的化学农药,如在市民生活集中以及人员流动最多的重要街道和主要干道、广场的树木、花卉和草坪上,使用敌敌畏、乐果和杀灭菊酯类等,就会导致周围环境的污染13。花卉主要害虫有 30多种,有食叶性、刺吸式、蛀食性害虫及螨虫,危害花卉叶、枝、果、根14。目前较多的是使用植物源杀虫剂及一些用日常生活用品配制而成的简易杀虫剂,均能达到较好的防治效果,且对环境及人没有危害。如陈佳富等报道采用蒜汁、葱汁、胡椒和橙皮汁来防治蚜虫,采用松节油和蒜汁气体杀伤红蜘蛛、蚜虫和蓟马15。在温室栽培花卉过程中也会遇到害虫为害,如温室白粉虱,危害的植物达 84 科、249 属、几百种之多,可以引进天敌丽蚜小蜂防治,也可在室内建
8、立寄生蜂种群16 。2 园艺植物害虫生物防治特征分析在自然界中,生物间存在着相互依存和相互制约的复杂关系,害虫与食料之间,害虫与寄主之间,害虫与害虫之间,害虫与天敌之间,害虫与环境之间的关系都会影响到园艺植物害虫的生物防治效果3。例如,棉铃虫可取食番茄、茄子等 250 多种植物,棉蚜和棉蓟马都共同取食棉花叶子,赤眼蜂能寄生 11 目、90 多科、1 200 多种昆虫的卵或幼虫17,缨小蜂能寄生 l1 目、65 科、1 000 多种18-21。园艺植物栽培采用的大都是大面积种植,作物种类单一,极容易发生大面积的虫害。种植的园艺植物种类不同会影响害虫的生长发育及其繁殖,取食适宜的园艺植物,害虫的生
9、长发育快,繁殖力高。研究扶桑绵粉蚧对 3 种寄主植物(棉花、番茄和茄子)在生长发育期和繁殖期的影响,结果表明,扶桑绵粉蚧在 3 种寄主植物上的平均存活率为棉花茄子 番茄;净增值率(R0)及种群增长趋势指数(I)均为棉花茄子 番茄;产卵能力为棉花 茄子番茄22。如东亚飞蝗蝗蝻取食禾本科和莎草科植物时,生育期缩短,死亡率较高。当害虫取食不同发育阶段的同种植物时,其生长发育也有明显的影响。如稻纵卷叶螟取食浓绿的阔叶矮杆品种分蘖期时,4 龄幼虫化蛹率很高,而取食其他发育期的水稻时,则至 5 龄幼虫才化蛹3。所以在园艺植物害虫生物防治过程中,需要了解害虫取食的特性,从而预测其发生期,选择适当的生物防治措
10、施。不同的地区,气候条件不同,园艺植物的生长发育速度不同,害虫和天敌的生长发育及繁殖力也不同。在园艺植物害虫生物防治过程中,要充分考虑当地的气候条件选择合适的生物防治措施。如查玉平等23报道的白僵菌防治森林害虫的研究中在 25 左右,相对湿度为 97% 100%的情况下,白僵菌的染病力最高。3 园艺植物害虫生物防治方法研究进展园艺植物害虫生物防治措施包括天敌昆虫的利用,病原微生物的利用,昆虫性信息素的利用,植物源杀虫剂的利用等。3.1 天敌昆虫的利用我国害虫的自然天敌种类很多,主要包括捕食性天敌和寄生性天敌两大类。捕食性天敌主要有蜻蜓、螳螂、猎蝽、姬猎蝽、花蝽、草蛉、瓢虫、步甲、虎甲、食蚜蝇、
11、胡蜂、土蜂等;寄生性天敌主要包括寄生蜂类、寄生蝇和捻翅虫类等。在防治林果病虫害时,可以运用“以虫治虫” 的方法,例如,七星瓢虫、蜻蜓、赤眼蜂等都可以用来对付很多果树的虫害问题24。红蜡蚧(Ceroplastes rubens Maskell)是多种果树、园林植物的重要害虫。红蜡蚧的捕食性天敌有 4种,寄生性天敌有 17 种25。近年来除了对我国寄生性和捕食性天敌昆虫资源进行不间断的发掘和利用外,重点对外来入侵害虫,如烟粉虱 Bemisia tabaci、椰心叶甲 Brontispa longissima、美国白蛾 Hyphantria cunea 和一些重要害虫,如梨茎蜂 Janus piri
12、 Okamoto et Muramatsu、黑刺粉虱 Aleurocanthus spiniferus、假眼小绿叶蝉 Empoascavitis 等进行了本土天敌资源的系统调查和分析26-30 。在引进天敌防治园艺植物害虫的过程中,为保证天敌的存活,需要为天敌提供越冬和躲避不良环境的栖息场所,种植一些提供天敌食物的蜜源植物,并注意合理的使用农药,从而保证生物防治的效果。园艺植物害虫天敌用于防治果树、蔬菜植物虫害,不适宜防治室内花卉植物虫害。天敌通过取食或寄生,使害虫数量减少,对环境没有污染,有益于生态系统的稳定,并减少对果树、蔬菜植物的危害。3.2 病原微生物的利用病原微生物农药包括细菌、病毒
13、、真菌、线虫、原生动物。病原微生物农药具有应用范围广,毒力持久,使用方便和对人畜、植物无害等优点。病原细菌类农药应用最广的是苏云金杆菌(Bt)。Bt 在产孢的过程中形成了晶体蛋白包含体,在此过程中产生的杀虫晶体蛋白 -内毒素是在细菌质粒上进行编码。晶体蛋白(一般指 Cry 蛋白)是以原毒素的形式产生的,在被摄取的过程中经酶水解最后转换成小分子毒素。这些蛋白结合到幼虫中肠的上皮细胞上致使大的阳离子选择性孔的形成,增加了细胞膜对水的渗透性。对水吸收能力的加大导致细胞的胀大,最后中肠破裂31。病原病毒中主要是杆状病毒科的核型多角体病毒(NPV)和颗粒体病毒(GV)以及呼肠孤病毒科的质型多角体病毒(C
14、PV)。第一个病毒杀虫剂是在1971 年登记的,为棉铃虫的杆状病毒,商品名为 Viron/H 和后来的 Elcar。此病毒是 USDA 开发用于控制棉花、中耕作物、水果和蔬菜上的烟叶蛾、实谷夜蛾和棉铃虫。核多角体病毒(NPV)和颗粒体病毒( GV)产生的包含体病毒分别为多面体和颗粒状。病毒侵染昆虫后产生细胞外芽生病毒(BVs),此病毒在细胞内和细胞间进行扩展,包含体病毒在幼虫间进行扩展。幼虫被病毒侵染后,身体虚弱,生长、取食和行动缓慢,被捕食的机会增加31。但是病毒的喷洒宜在早晨和傍晚或阴天进行,且需要在活体上或活细胞内进行复制。病原真菌中应用最广的是白僵菌、绿僵菌、蜡蚧轮枝菌和虫瘟霉。在自然
15、界,有真菌致死的昆虫约占全部病原微生物致病死亡的 60%。病原真菌通过昆虫表皮气孔直接进入昆虫体内,孢子在昆虫的血腔中萌发,一般产生的菌丝能杀死寄主。但是病原真菌除侵染昆虫外,还能侵染节肢动物,也侵染如植株和蚂蚁等无栽培作物害虫。其他因素如干燥、紫外光、寄主的行为、温度等也会影响到病原真菌的致病力。病原线虫不属于微生物,但习惯上一般将其归为病原微生物防治范畴。目前小卷蛾线虫 Steinernema carpocapsae、芜菁夜蛾线虫 Steinernema feltiae Agtriotos 和异小杆线虫 Heterorhabditis bacteriophora 在国内已有可提供大量田间生
16、物防治使用的品系,同时这些线虫品系有相当高的防效,如小卷蛾线虫防治危害杨树的小木蠹蛾 Holcocerusinsularis 的效率达 80%以上,芜菁夜蛾线虫防治果园越冬代出土期桃小食心虫 Carposinaniponensis 幼虫,卵果率可控制在 1%以下32。病原线虫对非靶标生物、哺乳动物和植物没有不良影响,而且可以被储存数月,喜干燥环境,对温度和太阳光线敏感。目前研究的是一些线虫(如光杆状属异小杆线虫科和异杆菌属斯氏科线虫)具有携带特定病原细菌的特性。线虫一般通过昆虫体表孔(口、肛门、气门)进入昆虫体腔,释放共生细胞和共生光杆状属和异杆菌属细菌,这些细菌迅速繁衍,昆虫很快死亡(在线虫
17、侵染后 2 d 内)31 。病原原生动物中起重要作用的是微孢子虫属和 Vairimorpha necatrix。在我国,每年应用蝗虫微孢子虫的土地面积达 10 万 hm2 。原生动物侵染敏感昆虫后,在昆虫体内产生孢子,孢子在寄主的中肠发芽,而后释放的孢子原生质侵染靶标细胞,对寄主形成大范围的侵染31。病原微生物、病原线虫、病原原生动物可用以防治果树、蔬菜和城市绿化植物虫害,对害虫的防治效果显著,但对室内花卉植物不适宜。3.3 昆虫性信息素的利用昆虫性信息素是一类性成熟的雌性或雄性分泌释放的,能引诱同种异性个体进行交配的化学物质3。目前,人工合成多种昆虫性信息素的类似物即性引诱剂,如棉铃虫、松毛
18、虫、舞毒蛾、桃小食心虫、玉米螟等,为这些害虫测报和防治开辟了新的途径和方法,具有一定的发展潜力。性信息素在监测引入的或外来的昆虫如果实蝇、钻柱虫和小蠹虫,以及扩展能力强的害虫如红铃虫和东方丽金龟等方面起到了重要的作用。在危害区释放大量的性信息素或其类似物来防治害虫,阻碍昆虫的交配,可使下一代的昆虫数量减少。目前已应用的昆虫种类有鳞翅目、半翅目和鞘翅目。在昆虫交配产卵前,用性信息素为诱饵捕获大部分的害虫,可减少害虫交配产卵。在防治大葱甜菜夜蛾时,用性信息素诱捕雄虫和干扰雌雄蛾交配,可以减少大葱上甜菜夜蛾的种群数量33 。昆虫性信息素的利用对于果树、蔬菜植物害虫的防治效果显著,但对花卉植物的害虫防
19、治却不适宜。3. 4 植物源杀虫剂的利用植物源杀虫剂是利用某些植物体内的特殊生理活性物质来对园艺植物害虫产生忌避、拒食、引诱或毒杀作用的一类杀虫剂,具有对人畜安全、害虫不易产生抗药性、在自然环境中易于降解等特点,包括生物碱、甙类、单宁、精油、树脂、毒性蛋白、脂类、酮类等化合物。生物碱是一种含氮有机物,一般为碱性,通常在植物体内与有机酸结合成盐的形式存在,一般具有胃毒、触杀作用,有的还具有熏蒸、忌避作用。如烟草中的烟碱(也称尼古丁)是毒性最大的植物杀虫剂,LD50(大鼠经口)为 50 mgkg-1,对蚜虫、蓟马、叶蝉和叶螨等昆虫有很好的防治效果。据 1982 年的文献报道,番茄枝科植物的农药活性
20、取决于此植物中的异喹啉生物碱的含量,具有胃毒作用34 。雷公藤的根皮(特别是细跟上)含有雷公藤碱,用于防治稻纵卷叶螟、稻苞虫、稻飞虱、稻叶蝉、菜螟、菜青虫等。甙类在植物的树皮、根、果实中含量较多,一般呈中性、微酸性或碱性,一般具有胃毒作用。在巴豆、苦木、辣廖等植物中含有此成分。单宁多存在于植物的根、茎、叶和果实中,一般呈弱酸性,对害虫体内蛋白质起破坏作用,臭椿、苦楝等植物中含有此成分。如从苦楝中提取的苦楝素可防治螟虫、稻飞虱、叶蝉、菜青虫、蚜虫等,杀虫效果可达 90%以上。精油多存在于植物的叶、果皮、花种子中,一般呈中性或酸性,对园艺植物害虫具有熏蒸、触杀作用,樟树、桉树、黄花蒿等植物中含有此
21、成分。含植物精油的害虫生物防治系统,能抑制乙酰胆碱酯酶或对章鱼胺受体有拮抗作用。Schearer 发现菊蒿(Tanacetum vulgare)的精油对马锋薯叶甲( Leptinotar decemlineata)有强烈的忌避作用。其部分活性成分单体对此虫的忌避效果为:1,8-桉叶油素乙酸冰片酸 对-伞花烃-萜烯=樟脑。Khan 等测试了分属于 20个科的 50 种精油对赤拟谷盗(Tribolium castaneum)的毒性,发现 10 种精油具有拒食活性。其中酒饼叶(Glycosmis pentaphylla)的精油最有效。当归种子和根的精油中含有具有引诱特性的有效成分 6-(E)-壬烯酸
22、甲酯和 6-(E )-壬烯酸,可以防治地中海果蝇(Ceratitis capitata)。桉叶素、白珠木油、桉树油、松节油等对米象、绿豆象和家蝇具有很强的熏杀作用35。另外,还有一些其他植物源杀虫剂,如鱼藤酮具有杀虫、杀螨和鱼毒活性,存在于热带的鱼藤属(Derris)、尖荚豆属(Lonchocarpus)和灰叶属(Trphrosia)植物的根中。印楝素具有驱避、拒食、阻碍产卵、干扰繁殖、生长发育缓慢等作用,存在于楝科植物中34。夹竹桃提取液对多种害虫有拒食、毒杀、抑制生长发育的作用,向玉勇等36采用滴定法测定大蒜、侧柏、夹竹桃、银杏、樟树和石蒜乙醇提取物对金银花尺蠖的生活活性,结果表明,随着提
23、取物质量浓度的降低和作用时间的延长,各植物提取物的拒食率逐渐降低,夹竹桃的乙醇提取物对金银花尺蠖的作用最强,进一步的毒力分析表明,夹竹桃提取液对金银花尺蠖的毒理最强。银杏外种皮含有白果酸、氢化白果酸、氢化白果亚酸、白果酚、银杏酚等,具有强烈的杀虫、工程统计源抑菌杀菌作用。石启田等37 研究银杏酚对菜青虫的拒食活性,结果表明,银杏酚对菜青虫三龄、四龄幼虫有明显的拒食活性,拒食率达 30.14%85.30%。刘进军等38研究银杏外种皮浸出液对樱花树虫害的防治效果,结果表明,银杏外种皮浸出液对蚜虫具有显著的防治作用,对红蜘蛛和介壳虫的防治作用也较明显。一些生物浸出液如辣椒液防治红蜘蛛、蚜虫效果显著,
24、蓖麻液防治蝇蛆、地老虎、蛴螬等地下害虫,葱蒜液防治甲壳虫、蚜虫、红蜘蛛等害虫,苦参碱防治甜菜夜蛾、金文夜蛾、菜青虫、小菜蛾、蚜类、白粉虱、红蜘蛛、二十八瓢虫、潜叶蛾等害虫39 。在居室花卉植物害虫防治过程中还可以利用肥皂水防治小型害虫如蚜虫、介壳虫,用洗衣粉水防治蚜虫、红蜘蛛、白粉虱、介壳虫等40,白酒兑水(1:2)、食醋(米醋)防治介壳虫,风油精加水 600800 倍液、洗衣粉水防治蚜虫,效果显著,点燃蚊香防治红蜘蛛41。这些办法不仅取材方便,成本较低,对居室环境没有污染,对人体无毒害作用,而且防治效果显著。植物源杀虫剂可适用于所有的园艺植物,尤其在室内花卉植物害虫的防治过程中应用更为普遍,
25、方便高效。4 结论与展望随着我国人民生活水平的提高,园艺植物的栽培量逐年上升,栽培的面积不断增加,园艺植物的人均占有量已经成为提高生活质量的重要标志之一。但是,园艺植物又不同于其他农林植物,其主要的差异是园艺植物和人类生活密切接触。这就需要针对园艺植物的特点,研究与开发更加合理的栽培技术和害虫的防治技术。农林业生产过程中,采用生物防治技术防治害虫的发生,近年来在许多领域都取得了突破,应用面积也逐年扩大。对现有生物防治技术进行分析,研究适合园艺植物防治的方法,并在园艺植物生产过程中进行应用,是目前园艺植物生物防治需要做的首要任务。但是,由于园艺植物具有其特殊性,有些现存的防治方法还不能直接应用到园艺植物上,或者应用效果还不够理想,这就需要针对园艺植物的特点,将生物防治当成一个系统过程,充分考虑植物品种、环境特点、管理水平、害虫种类和为害特点、天敌的种类及特点、生物和微生物材料的特点等各种因子的作用,不断创新害虫生物防治途径。如天敌资源在农林生产的生物防治过程中是发挥重要作用的,但在园艺植物,特别是室内园艺植物的栽培过程中就不能很好发挥作用;植物源农药在农林生产的生物防治过程中发挥的作用有限,但在室内园艺植物的生物防治过程中应为首选的方法。通过使用合理的生物防治方法,有效控制园艺植物的害虫发生,对于实现我国园艺产业的可持续发展具有重要的意义。