害虫生物防治技术的特点及我国的应用现状

害虫生物防治技术的特点及在我国的应用现状 农产品安全问题一直是影响人类健康和我国农业对外贸易的难题 据统计 我国每年农药使用量为150万吨商品制剂 居世界第一位 长期以来大量施用化学农药防治农林害虫不仅严重破坏生态环境 造成农产品污染 且由于害虫抗药性 天敌被大量杀死使害虫成灾更趋频繁 严重威胁我国食品安全 生态安全和社会可持续发展 因此 综合应用传统方法和现代生物技术 发掘和充分利用天敌生物及其产物控制害虫危害 构建以天敌昆虫的害虫调控技术体系 是促进我国农林业持续发展 保障我国食品和社会安全的重大需求 昆虫病原微生物的利用 细菌 如Bt 真菌 如虫霉 白僵菌 绿僵菌等 病毒 如核形多角病毒 其他 线虫 立克次体类等 真菌 真菌是通过昆虫体壁进入虫体的 也可通过消化道侵染 当真菌孢子或菌丝接触虫体后 一般在体壁上发芽而穿入体内 在体内发生很多菌丝 贯穿入各个组织而引起昆虫死亡 当虫体感染真菌后 常出现食欲减退 身体萎靡 皮肤失常等现象 死于真菌病的昆虫 其身体往往坚硬 体表有白色 绿色 黄色等不同色泽的霉状物 故有 硬化病 之称 目前生产上应用常用的病原真菌有球孢白僵菌等 属半知菌类 可防治玉米螟 松毛虫等200多种害虫 它的分升孢子寿命很长 可以制成干粉长期保存 便于工业化生产和田间使用 被白僵菌寄生僵死的剌蛾幼虫 细菌 致病的细菌大多是通过消化道侵入体腔而发病 虫体感染细菌后表现为行动迟缓 食欲减退 死后身体软化 变色 内脏常软化 带粘性且有臭味 如运用最多的苏云金杆菌 Bt 病毒 病毒主要通过带病毒的食物 接触病虫尸体或其排泄物等传播而感染 得病的虫体早期外表症状不明显 死前1 2天才可见到表皮变黑 有黄色发亮斑点的症状 感病中的昆虫食欲减退 行动迟缓 最后腹足抓紧枝梢 体下垂而死 尸体体壁变薄 流出含有大量病毒的液体 但无臭味 应用病毒防治害虫的优点较多 如用量小 专一性强 不会杀死天敌 而且持续时间长 但病毒必须用活体培养 这样增加了病毒制剂在生产上的困难 因而在应用上受到限制 其他有益生物蜘蛛 益螨 益鸟 鸭 蛙 等 其他1 利用植物与昆虫的代谢产物1 植物代谢产物 如生物碱类的印楝素等可以抑制昆虫产卵 对幼虫有一定的触杀作用 2 昆虫代谢产物 如昆虫产生的性信息素用于诱杀成虫等 2 利用不育性防治害虫 1 原理 利用多种特异方法破坏昆虫的生殖腺的生理功能 或是利用昆虫遗传成分的改变 使雄性不产生精子 雌性不排卵 或受精卵不能正常发育 将这些大量不育个体 释放到自然种群中去交配造成后代不育 在一定的世代中连续这种做法 使害虫种群数量一再减少 甚至最后导致消灭的目的 2 方法 辐射不育 化学不育 遗传不育 生物防治的优 缺点优点 1 一般不会产生抗药性 2 对天敌等有益生物无不良影响 3 对人畜无毒 无害 不污染环境 4 天敌资源丰富 有预防和长期控制效果 缺点 1 滞后效应 跟随现象 因此 仅依靠天敌的的自然发生发展来控制害虫是不可能的 2 受环境影响较大 3 天敌的退化以及与化防的协调困难 4 防治成本较高 保存 运输 繁衍等技术 我国的应用现状一 天敌昆虫防治害虫二 微生物防治害虫三 其它有益动物防治害虫四 存在问题五 有待突破的领域主要表现在以下方面六 急需加强的研究领域 一 天敌昆虫防治害虫利用捕食性昆虫如蚜茧蜂 瓢虫 草蛉 步行虫 食虫蝽 蜻蜒等捕食害虫 或通过寄生性天敌昆虫如赤眼蜂 建成了赤眼蜂人工卵自动化生产线 金小蜂 小黄蜂 姬蜂 寄生蝇等来防治害虫 主要的途经是通过保护 利用 助迁天然昆虫或人工大量饲养释放和引入天敌等方式来达到控制害虫的目的 2009年 植物保护 首届中国植物保护学会科学技术奖获奖成果 几种昆虫天敌产业化关键技术 主要完成单位 北京市农林科学院植物保护环境保护研究所 中国农业科学院植物保护研究所 主要完成人 张帆 万方浩等 该项成果在天敌昆虫的资源保存利用 多种天敌昆虫的工厂化繁殖 专用器具的研制及田间组合应用技术等方面达到了国内领先水平 某些技术具有国际先进水平 1 创建了农林有害生物天敌种质资源保藏中心 在国内形成种类 品系最多的天敌昆虫实验饲养群 建立 完善了天敌资源数据库和应用技术数据库 2 研究并提出了寄生性天敌昆虫优势种或品系筛选的基本技术规程 筛选出耐热的龟纹瓢虫广东种群和抗药性较强的松毛虫赤眼蜂种群和螟黄赤眼蜂种群 初步明确了其抗性机理 3 探索出东亚小花蝽 智利小植绥螨和浅黄恩蚜小蜂工厂化生产工艺流程 4 改进了松毛虫赤眼蜂 螟黄赤眼蜂 瓢虫 草蛉 平腹小蜂 丽蚜小蜂的产业化关键技术并建立了繁殖生产线 达到规模化全年生产并同时供应多种天敌昆虫产品 并研究出平腹小蜂 丽蚜小蜂 瓢虫等天敌昆虫产品质量检测技术及质量控制标准 获得六项国家专利 5 研究了天敌昆虫种间干扰与协同作用 提出了天敌昆虫产品及组合应用技术 分别在北京 河北 上海 吉林 广西等地进行示范推广 控制玉米 棉花 蔬菜 果树 园林等作物主要害虫 取得了重大经济 生态和社会效益 为生态农业和绿色食品生产提供了有力技术支撑 丽蚜小蜂 智利小植绥螨 龟纹瓢虫 2009年6月17日国家知识产权局 国家知识产权局公开一项由云南省烟草公司玉溪市公司申请的发明专利 烟蚜茧蜂规模繁殖工艺 CN101455190 该发明属于农业害虫生物防治技术领域 为解决现有烟蚜茧蜂的繁殖技术效率低 不易实现工厂化的问题 该发明提供烟蚜茧蜂规模繁殖工艺 其实施方案包括以下步骤 a 烟苗移栽 当烟株生长至团棵期时将其移栽至繁蜂棚中 b 烟株接蚜 待烟株长出9 12片真叶时进行烟株接蚜 每株烟苗接烟蚜20 30头 c 接蜂寄生 当烟蚜达到2000 3000头 株时进行人工接蜂 接蜂后10 14天形成僵蚜 僵蚜于一周后即发育成烟蚜茧蜂成蜂 据称 该发明规模繁殖方法每株可收僵蚜8000多个 繁殖周期短 能够进行大规模生产 2009年吴家全李军民 安徽省引进松毛虫赤眼蜂 在小卷叶蛾卵期 连续放蜂4 5批 一般寄生率在60 70 高的达到90 以上 贵州 浙江等省试验用红点唇瓢虫防治长白蚧和椰圆蚧具有 三强 繁殖力强 适应性强 捕食能力强 的特点 是茶园中害虫的主要天敌 2008年黄继梅等 对烟蚜茧蜂防治烟蚜的散放次数研究结果表明 在初始蚜量较低的条件下 采用逐次 3次以上 放蜂的方法散放烟蚜茧蜂防治烟蚜 可有效地控制烟蚜种群的增长 对放蜂防治田 常规施药田和不施药烟田的烟蚜数量调查结果表明 散放烟蚜茧蜂防治烟蚜的田间防治效果明显 与常规施药田的防治效果相当 对放蜂区和常规施药防治区内烟农施用杀虫剂情况的调查表明 在放蜂区施用杀虫剂的平均次数为1 83次 而常规施药防治区为3 05次 放蜂区的施药次数比常规防治区减少40 二 微生物防治害虫利用有益微生物感染昆虫使其发生传染病而大量死亡 往往通过从昆虫体内分离后培养制成制剂 来防治害虫 常见的有 细菌制剂 主要用来防治菜青虫 棉铃虫 粘虫 稻纵卷叶螟 如 杀螟杆菌 青虫菌和7216杆菌等 真菌制剂 主要用来防治叶螨 飞虱 松毛虫 蚜虫 如 白僵菌 绿僵菌 蚜霉菌等 病毒制剂 主要用来防治菜青虫 茶毛虫 棉铃虫 如 核多角体病毒等 杀螟杆菌 绿僵菌侵染椰心叶甲成虫 2009年吴家全李军民 1 以菌治虫苏云金杆菌 包括杀螟杆菌 青虫菌 制剂100 200倍液 含孢子量0 5亿 10亿 毫升 白僵菌制剂含孢量1亿 2亿 毫升防治茶尺蠖 茶小卷叶蛾等鳞翅目害虫的防效较好 2 以毒 病毒 攻虫在茶树上已发现的昆虫病毒有58种 其中茶小卷叶蛾GV 颗粒体病毒 茶尺蠖NPV 核型多角体病毒 油桐尺蠖NPV 茶毛虫NPV 云尺蠖NPV 扁刺蛾NPV等9种昆虫病毒制剂已进行了研制 并在川 闽 浙 鄂 湘 黔 桂 赣等省约3万公顷茶园中试用 2009熊昌勇蒋清先 用200毫升白僵菌悬剂 0 1 溴氰菊酯 防治松毛虫能达到60 以上的死亡率 又有接近30 的白僵率 是目前使用最佳配比 适用于干旱少水的地区进行地面超低容量喷雾 具有用药量少 效果好 工效高 成本低等优点 2009年王记祥马良进 昆虫病原真菌由于具有种类多 数量大 生理特性各异 能侵染各类昆虫和昆虫的各个发育阶段 不少种还能大量产孢引起疾病的流行 害虫很难对之产生抗性 生长繁殖快易生产等特点 因此 应用虫生真菌防治农林害虫具有十分明显的优势 但另一方面由于虫生真菌的施用效果受环境中的温湿度影响较大 且防治效果较慢 这些都制约了虫生真菌的大规模推广应用 其他 1 研制出92 8型棉铃虫复合病毒杀虫剂 2 固 液两相生产卵孢白僵菌剂进入工厂小试 3 高含量Bt粉剂己商品化生产 高含量BtKen Ag粉剂完成中试并转让给工厂 上述标准化生物防治制剂在大面积上示范 推广和应用取得了显著效果 三 其它有益动物防治害虫农田青蛙 蟾蜍 食虫鸟类 蝙蝠 蜥蜴和蜘蛛 家禽 螨类 线虫等都能大量捕食害虫 2009年常光辉 通过人工饲养草地逍遥蛛幼蛛 散布到田问和森林中去 草地逍遥蛛可捕食鳞翅目幼虫 蚂蚁 盲蝽象 跳蝉 大豆根潜蝇 大豆蚜虫和玉米蚜虫等 一头成蛛每天可捕食大豆蚜虫80 90头 4龄幼蛛可捕食大豆蚜头30 40头 2009年魏建浩 稻田养鸭 它是以水田为基础 种稻为中心 家鸭野养为特点的自然生态和人为干预相结合的复合生态系统 这个系统形成良性循环 相互促进 达到鸭稻丰收 农民增收 鸭稻产品质优 无公害 环境无污染等目的 它是利用鸭子在稻田放养时 在稻田内捕食害虫 杂草及一些水生小动物的饲养方法 既可节省养鸭饲料成本 提高鸭产品 鸭肉 鸭蛋等 品质 又可减轻害虫和杂草对水稻的危害 减少稻田农药施用量 生产出无公害的优质的稻米 同时鸭粪可直接肥田 又可以节约肥料成本 减少环境污染和人工投入 2007年马俊龙 内蒙古大兴安岭乌尔旗汉林业局森防站人工招引食虫鸟类控制林业有害生物取得较大成功 目前 施业区内共悬挂各类鸟巢箱1944个 食虫鸟筑巢率最高达45 控制林业害虫面积1 15万亩 大山雀 沼泽山雀 柳莺 白眉姬翁等食虫益鸟 四 存在问题1 我国生防技术的覆盖率只占5 天敌控制害虫机理等的基础研究相对薄弱 后劲不足 2 注重大量繁殖和释放技术的研究 而对天敌作为一个生防制剂所需要的包装 贮存 安全运输等商品化技术研究甚少 3 对已获单项成果的生防技术的集成和大规模应用的配套技术缺乏研究 4 缺乏多种天敌和较多品种生物农药的整套生防技术 5 缺乏上规模的天敌企业 生物农药原创性产品少 工艺和剂型技术落后 产业规模小 市场占有率远远低于发达国家20 60 的水平 专利意识淡薄 五 有待突破的领域主要表现在以下方面 1 天敌与害虫的互作机制 2 农田食物网作物 害虫 天敌间的信息网与通讯机制 3 天敌控害作用的评价方法 4 天敌引种的基础理论研究及风险评估 5 新的害虫天敌 病原微生物的基础和应用研究 6 用新的生物技术开发改良型 特别是抗寒 抗热 抗旱 抗药 抗多种虫害 天敌和病原菌品系 7 新的害虫天敌大量繁殖 释放技术及相关包装 贮存 运输等技术 8 新的微生物制剂的开发应用 9 主要入侵害虫种类的成套生物防治技术 10 主要害虫种类的不育技术 11 不同区域的各类农业生态系统中基于作物 害虫 天敌之间的协调发展而制定的综合生物防治技术体系和示范 六 急需加强的研究领域 1 天敌昆虫资源及其控害功能特征2 寄生性天敌与寄主害虫互作