生物防治-绪论2014

生物防治原理与技术张文庆东校区生命科学大楼333室39332963sszwq@课件下载邮箱：

biocontrol2014@163.com

biology2014生物防治与哪些日常生活有关？教学目标★懂得生物防治的概念和原理★熟悉各种生物防治资源及其作用方式

★掌握生物防治的途径和方法★明确生物防治实施与作用评价★了解生物防治的研究前沿★熟悉几个具体事例课程总体思路生物防治的生态学基础↓生物防治资源↓生物防治的途径与方法←←研究前沿↓生物防治的实施↓生物防治的效果评价几个事例可把生物防治比喻成造房子教学安排教师讲授10-11次，学生讲授1-2次（课程论文）。ppt文件，有时放影像资料。课程成绩成绩由3部分组成（可讨论）：1、考勤、作业、平时测验：20％2、课程论文：30％，就某一题目准备ppt文件，课堂上讲解，同时提交word文档。3、期末考试：50％，部分闭卷、部分开卷教材任顺祥,陈学新.生物防治.中国农业出版社,2012第一章绪论农业有害生物及其防治生物防治的概念及意义生物防治的发展简史生物防治的成就害虫生物防治的经典事例生物防治面临的问题、对策与机遇第一节农业有害生物及其防治生态系统结构的一般性模型农业生态系统农业生态系统是由所有栖息在作物栽培地区的生物群落与其所有周围环境所组成的系统，是一个开放的、动态的、不稳定的生态系统。生产者：作物（植物）消费者：植食性动物（昆虫、鼠等）、肉食动物（也称为天敌）Naturalenemies(天敌）Insectpests（害虫）Plant(植物）植物－害虫－天敌系统什么是害虫？凡是干扰人们生活、争夺人们赖以生存的生物资源、损害生活用品和生活环境等的昆虫，统称为害虫。害虫是根据人类的利益而定义的。在农田生态系统中，并不是所有植食性昆虫都是害虫。例如，现知我国水稻生态系统中有昆虫1800多种，重要害虫仅10多种。中性昆虫农业生态系统中既非农业害虫也非天敌的一类昆虫(如双翅目的蚊类、弹跳虫等)被称为中性昆虫。中性昆虫作为蜘蛛等捕食性天敌的食物，对捕食性天敌亚群落的重建有重要作用。

鼠农业有害生物农业有害生物虫植物病害杂草昆虫（害虫）螨类有害生物造成的损失经济投入：260亿美元250万吨农药经济损失粮食：35％纤维：42％2440亿美元害虫13～16％植病12～13％杂草10～13％

使用农药下，美国作物损失37%有害生物造成的损失

据Oerke等(1994)估计，如果没有农药和非化学方法的防治，世界作物损失将上升到70%，估计每年导致经济损失4000亿美元。美国的作物损失同样地将上升到63%，折算经济损失为900亿美元。

害虫13%

植病12%

杂草12%农业生态系统的不稳定性导致系统不稳定的原因主要有三个方面:(1)品种比较单一；

(2)需要不断的人为干扰活动，这些活动贯穿在整个耕作过程中；

(3)化学农药和有机肥的高投入。农业害虫：蝗虫、棉铃虫、褐飞虱等森林害虫：马尾松毛虫、松突圆蚧等城市卫生害虫：蚊子、蝇、蟑螂等仓储害虫：米象、米蛾等电子设备害虫：竹木蜂、红火蚁等害虫等等蝗灾

棉铃虫褐飞虱松突圆蚧椰心叶甲红火蚁登陆中国大陆红火蚁入侵广州大学城有害生物的防治方法有害生物防治的哲学思想(1)自然控制(naturalcontrol)：即完全依靠自然天敌控制有害生物。化学防治(chemicalcontrol):公元前2000年即有人利用硫化物防治害虫，在“二战”后达到顶峰。有害生物综合防治（integratedpestcontrol)：20世纪初即提出integratedcontrol，强调多种防治方法协调使用。1966年FAO及生物防治的国际组织（InternationalOrganizationofBiologicalControl,IOBC)联合召开会议，首次提出integratedpestcontrol。

1962年发表《SilentSpring》(R.Carson著)。有害生物防治的哲学思想(2)有害生物综合治理(integratedpestmanagement,IPM)：1972年提出，把control改为management。

区别？有害生物综合治理的特点容忍哲学（philosophyofcontainment)，以前是消灭哲学（philosophyoferadication)。多战术的战略，强调与自然因子的结合。经济效益、社会效益及生态效益的全盘考虑。调控害虫生态系统来治理有害生物。农田自然天敌的控制作用在农田和自然生态系统中，天敌的控制作用在50%以上(Pimentel等,1992)。

天敌的跟随现象害虫天敌植物检疫

一个国家的政府（有时是一个区域内的几个国家的政府）或政府的一个部门，通过立法，颁布具有强制性的植物检疫法规，对植物、植物产品、土壤、生物活体以及它们的包装材料、容器、填充物、运载工具等依法加以限制和实施检验，必要时采取各种除害处理或安全措施。特点：宏观性、法制性。目的：保护农业和环境免受有害生物的人为传播为害，以保证其安全。作用：隔离、防止、排除和制止农业有害生物的人为传播。植物检疫植物检疫面临的问题：经济全球化的发展，国际和地区间的物资交流和人员往来日益频繁，危险性病、虫、杂草传播的机会必然增多。应对措施：许多国家的植物检疫机构随之加强，制定了严格的检疫条例，国内检疫也采取多种有效措施，不使危险性病、虫、杂草传播蔓延，并进一步要求达到彻底消灭其危害的目的。

1954年订立植物检疫制度，以后多次制订并修改了我国对内外的植物检疫办法、植物检疫对象名单和对外植物检疫操作规程，对于保护我国农业生产和促进国际贸易起了很大的作用。近20多年来，许多有害生物在毫不知情的情况下传入我国，直至造成了巨大损失。如林业害虫松突圆蚧、湿地松粉蚧、松材线虫；花卉害虫就更多，如蔗扁蛾等。我国的植物检疫农业防治

根据害虫、作物、环境条件三者之间的关系，结合整个农事操作过程有目的地改变某些环境条件，使之不利于有害生物的发生发展，而有利于农作物的生长发育；或是直接消灭、减少虫源，达到防治有害生物保护农作物的目的。优点：农业防治法在绝大多数情况下均结合必要的栽培管理技术措施进行，不需要为防治有害生物增加额外的人力、物力的负担。农业防治法还可以避免因大量地长期施用化学农药所产生的害虫抗药性、环境污染以及杀伤有益昆虫的不良影响。

农业防治物理及机械防治

根据有害生物对某些物理因素的反应规律，利用物理因子的作用进行防治，就是物理防治法。机械防治则包括用人工或采用适当工具，以捕杀或消灭有害生物的各种措施。主要包括捕杀法、诱杀法、阻隔分离法和辐射处理等。物理及机械防治优点：简便、有效。缺点：这类方法尤其是人工捕打比较费工，因此在有些情况下只能作为一种辅助措施。

化学防治法是利用化学药剂的毒性防治农业有害生物，是当前国内外防治有害生物最为广泛应用的方法。这些化学药剂一般称为农药。化学防治

农药杀虫剂杀螨剂杀鼠剂农用抗生素杀线虫剂除草剂植物生长调节剂收效迅速，急救性强可以进行大量工业生产和供应便于机械化操作直接防治成本通常较低

化学防治的优点化学防治的缺点污染环境与农药残留害虫产生抗药性害虫再猖獗直接中毒“3R”问题Resistance:（害虫）抗药性害虫抗药性包括行为抗药性（避免与农药接触或减少接触）和生理抗药性（害虫发生解毒能力或其他生理机能）。害虫抗药性的产生，使得化学农药的效力降低，使用量和频率大大提高，从而引起农业成本上升、农药污染等问题。Residue:（农药）残留Resurgence:（害虫）再猖獗。DDT的生物扩大第二节生物防治的概念及意义生物防治的定义20世纪60年代前，生物防治（biologicalcontrol,biocontrol)主要是利用有益昆虫控制有害昆虫和杂草。目前，生物防治就是利用生物及其产物防治有害生物（害虫、病原体、杂草、鼠）。生物防治是一门以应用为导向的学科。生物防治的范畴害虫生物防治（本课程的主要对象）病害生物防治杂草生物防治鼠害生物防治对人畜安全，不污染环境有些天敌，可对一些害虫的发生有长期的抑制作用，收到一劳永逸的效果天敌是一种可持续利用的自然资源生物防治的优点生物防治的局限性见效较慢专一性太强使用不够简便生物防治的重要性吃、生态、医

生物防治生物防治技术符合我国农业可持续发展的战略

生物防治技术符合我国食品安全和环境安全的战略生物防治的地位和作用

生物防治可大幅减少化学农药用量生物防治可克服有害生物抗药性的产生

生物防治可有效控制外来生物的危害

生物防治可突破国外技术壁垒生物防治可提供无污染的农产品生物防治可保护生态环境生物防治与绿色食品食品安全从源头抓起落实《食品安全行动计划》从农田到餐桌全程监控以生物防治为主的有害生物综合治理措施可减少80%左右的农药使用量。有机食品、绿色食品和无公害食品(1)有机食品（organicfood）是指来自于有机农业生产体系，根据有机农业生产要求和相应的标准生产加工的，并通过独立的有机食品认证机构认证的一切农副产品，包括粮食、蔬菜、水果、奶制品、禽畜产品、蜂蜜、水产品、调料等。有机食品在其生产和加工过程中绝对禁止使用农药、化肥、生长调节剂、家畜禽饲料添加剂等人工合成物质。

有机食品、绿色食品和无公害食品(2)绿色食品（greenfood）是指遵循可持续发展原则，按照特定生产方式生产，经专门机构认定，许可使用绿色食品标志商标的无污染的安全、优质、营养类食品。ＡＡ级绿色食品（有机食品）要求在生产过程中不使用化学合成的肥料、农药、兽药、饲料添加剂、食品添加剂和其他有害于环境和身体健康的物质，按有机生产方式生产。Ａ级绿色食品、无公害食品则允许限量使用限定的化学合成物质。无公害食品（safefood）是指其安全质量符合有关强制性国家标准及法律、法规规定的优质农产品及初加工品。第三节生物防治的发展简史

公元304年，晋代稽含所著的《南方草木状》就有记载：“交趾人以席囊贮蚁鬻(yu)街市者，其巢为薄絮，囊皆连枝叶，蚁在其中，并巢同卖。蚁赤黄色，大于常蚁。南方柑桔若无此蚂蚁，则其实皆为群蠹所伤，无复一完者矣。”我国早期的生物防治黄猄蚁我国早期的生物防治（1）至公元304年，我国已成功地用蚁防治柑桔害虫；（2）至公元304年，我国用于害虫生物防治的天敌已成为商品；（3）从简单的描述，可粗知这种蚁就是今天仍在利用的黄猄蚁；（4）如所记述的蚁的来源可靠，这又是较远距离引进天敌的最早事例，所用方法也是非常科学的。晋代以后，也还有过较为详细的记述，而且这种蚁至今仍在广东省四会市还用于防治柑桔棱蝽(Rhynchocorishumeralis)、绿粉象甲(Hymomecessquamosus)等害虫，在福建省华安县应用面积更广。

我国很早就以法令形式保护天敌防治害虫。宋乾佑（948－950）年间发生蝗灾，阳武、雍丘、襄邑“三县蝗为鸜鹆聚食，敕禁罗戈鸜鹆，以其有吞食之异也”。

《渊海类涵》有“蛙能捕虫，必应禁捕”；《墨客挥犀》（彭乘，1063）记载：“浙人喜食蛙，沈文通（1025－1067）在钱塘日切禁之。”

我国早期的生物防治

利用脊椎动物防治农业有害生物的记载，始于明代。

霍韬（1487－1540）曾记述以鸭子防治水稻害虫蟛蜞；陆世仪（1611－1672）的《除蝗记》记载：“蝗尚未解飞，鸭能食之，入稻畦中，蝻顷刻尽。”

我国早期的生物防治18－19世纪西方的害虫生物防治

约在公元1200年，也门曾将山上的一种蚁连巢迁到椰枣树上防治害虫。

18世纪，逐渐提出害虫生物防治的观点。法国人RenéReaumur在1734－1742年出版的《昆虫备忘录》中提出把草蛉的卵移到温室来防治蚜虫；此外，他也注意到熊蜂的寄生线虫。

DeGeer于18世纪60年代提出用昆虫来防治昆虫。著名生物分类学家林奈曾提出和实行利用欧洲广肩步甲（Calosomasycophanta）来防治果园害虫。18－19世纪西方的害虫生物防治

印度八哥(Acridotherestristis)于1762年引入毛里求斯，成功地防治甘蔗害虫――红翅蝗(Nomadacrisseptemfasciata)，这也是从国外引进天敌防治害虫的先例。约于1776年，臭虫猎蝽(Reduviuspersonatus)和二齿益蝽(Picromerisbidens)曾利用于防治温带臭虫(Cimexlectularius)。进入19世纪，害虫生物防治的理论和实践都有了很大的发展。18－19世纪西方的害虫生物防治

达尔文的祖父ErasmusDarwin在1800年观察到姬蜂消灭菜青虫并强调生物防治的可能性。

Hartig（1840）建议人们把被寄生的毛虫放进大养虫笼，收集和散放羽化的大量寄生昆虫。

Kollar（1840）阐明寄生昆虫和捕食者在抑制某些害虫数量过度增长的重要性，并讨论自然制约（naturalcontrol）的因素。18－19世纪西方的害虫生物防治

Boisgiraun（1840）利用欧洲广肩步甲防治杨树的舞毒蛾（Porthetriadispar）的幼虫，利用排臭隐翅虫（Staphylinusolens）防治欧洲球螋（Forficulaauricularia），均获成功。

Ratzeburg（1800）将那些被严重寄生的欧洲松毛虫（Dendrolimuspini）幼虫迁移到害虫猖獗区的边沿地带，结果害虫被森林绒茧蜂（Apantelesnemorum）寄生的数量大增；他也曾建议将红林蚁组（Formicarufa-group）定居林中，可在其定居周围的树林减少毛虫的为害。

约在1870年将寄生物由美国密苏里一个地区迁移到他处记述：将附着有被黄蚜小蜂（Aphytismytilaspidis）寄生的蚧虫的苹果枝条移到其它果园防治蚧虫。上述事例，主要是将天敌移殖到不太远的地方或近地助迁来防治害虫。另一方面，由国外引进天敌来防治害虫尤其是那些从外国输入的害虫，逐渐引起人们的注意。

18－19世纪西方的害虫生物防治18－19世纪西方的害虫生物防治

Fitch（1856）建议将寄生生物由欧洲引进到美国，防治麦黄吸浆虫（Contariniatritici）。

Fitch在1854年主张要从欧洲引进天敌来防治害虫；因此，他曾被誉为建议国际间迁移有益昆虫来抑制害虫的第一人。另一昆虫学家Walsh（1866）年也预言：引进外国天敌将成为后代所采用的防治方法。18－19世纪西方的害虫生物防治

约在1873年法国从美国引进了根瘤蚜粉螨(Tygoglyphusphylloxerae)防治葡萄根瘤蚜(Phylloxeravilifoliae)；约在1874年新西兰从英国引进十一星瓢虫(Coccinellaundecimpunctata)防治蚜虫；约在1882年加拿大从美国引进赤眼蜂(Trichogrammaspp.)防治茶蔗黄叶蜂(Nematusribesii)；

1888年美国从澳大利亚引进澳洲瓢虫防治吹绵蚧获得巨大成功，标志着生物防治学科的诞生。18－19世纪西方的害虫生物防治

自此以后，以引进天敌作为害虫防治的一种方法，引起了各国的重视，研究工作大大加强。这一方法还较成功和较多地用于杂草防治。引进天敌的类群，也不断扩大，除天敌昆虫外，还有食虫的无脊椎动物、脊椎动物、昆虫病原微生物等。20世纪的害虫生物防治

据DeBach和Rosen（1991）的统计，164种有害昆虫通过引进天敌得到了永久控制，其中75种完全（complete）成功，74种实质上（substantial）成功，15种部分（partial）成功。到1988年，世界范围内共有384个天敌引进项目获得了成功。在世界范围内引进过的4226种天敌中，有1251种建立了种群并定殖成功，2038种失败，932种命运未卜，定殖成功率为38％。20世纪的害虫生物防治

我国从国外引进天敌用于生物防治的起步较晚。

1929年由外国人引进澳洲瓢虫到上海租界防治海桐花上的吹绵蚧。

1932年国内昆虫学工作者从台湾省将澳洲瓢虫移殖到浙江省黄岩防治柑桔吹绵蚧，遗憾的是未能广为扩散，华中、华南数省在20世纪50年代仍缺采得标本得记录。1955年在从国外引进到广州，在广州繁殖散放定居后，分寄全国柑桔区，据记载已广泛分布于华南、华中、西南、甚至西北的一些地区。

1955年还从国外成功地引进了孟氏隐唇瓢虫（Cryptolaemusmontrouzieri）到广州防治粉蚧，引进日光蜂（Aphelinusmali）到青岛防治苹果绵蚜（Eriosomalanigerum）。20世纪的害虫生物防治

我国过去引进的天敌种类数不多，直到1980年之后，才系统地开展国外天敌的引进工作。以下种类已显出优良效果：防治温室粉虱的丽蚜小蜂防治李始叶螨的西方盲走螨防治二斑叶螨的智利小植绥螨防治12种贮粮害虫的黄色花蝽防治多种蠾类的苏云金杆菌戈尔斯德亚种HD-120世纪的害虫生物防治

除了从国外引进害虫天敌之外，也从国内不同地区引移天敌，也有从附近地方引移天敌的。为了区别国际、国内和附近地方的引移，分别称之为引进、移殖和助迁。移殖成功的例子在地区辽阔的国家是不少的。20世纪的害虫生物防治

保护利用天敌防治害虫也是生物防治中的一项重要措施，方法一般简单易行，效果也好。保护黑卵蜂和跳小蜂防治桑蟥保护赤眼蜂、黑卵蜂和啮小蜂等防治水稻三化螟保护异色瓢虫防治蚜虫保护捕食螨防治桔金爪螨保护稻田蜘蛛防治水稻害虫保护棉田蜘蛛防治棉花害虫保护益鸟防治森林害虫20世纪的害虫生物防治1911－1914年d’Herelle用蝗球芽孢杆菌防治沙漠蝗1939年美国农业部大面积推广用丽金龟芽孢杆菌防治日本丽金龟1930年代初期，加拿大用一种核型多角体病毒防治森林害虫云杉锯角叶蜂二战后，特别是近20多年来，许多昆虫病毒、细菌、真菌、原生动物和线虫等陆续成为商品制剂遗传工程技术对提高昆虫病原体杀虫效果的促进作用第四节生物防治的成就害虫生物防治的成就天敌引进利用

到20世纪末，全世界共引进天敌2188种，用于防治594种外来入侵节肢动物，其中成功的625种次。天敌资源调查和分类鉴定

基础性工作天敌的保护和增殖

占生物防治面积的80%左右天敌和生物农药产业

瓢虫、赤眼蜂、苏云金杆菌(Bt)等植物病害生物防治的成就利用真菌防治植物病害，如木霉菌

利用细菌防治植物病害，如放线杆菌

弱毒疫苗，例如番茄幼苗的弱毒疫苗接种在日本已成为常规防病措施农用抗生素，如井冈霉素防治水稻纹枯病。杂草生物防治的成就全世界对125种杂草进行了生物防治研究，成功率达48%。第五节害虫生物防治的经典事例1.以虫治虫

1.1.澳洲瓢虫：害虫生物防治学科的诞生

1.2.大卵繁蜂（赤眼蜂）：中国造

1.3.白蛾周氏啮小蜂：本地天敌的利用2.转基因棉花：生物技术在农业上的应用3.水稻害虫综合治理：有机食品生产的关键环节害虫生物防治的几个著名例子澳洲瓢虫时间：19世纪80年代末人物：柑橘园经营者

背景：19世纪的中后期，美国的柑橘遭吹绵蚧为害，造成了不小的经济损失。过程及效果：1888-1889年从大洋洲引进澳洲瓢虫，不久就完全控制了吹绵蚧的发生，并形成了稳定的群落，直至现在，澳洲瓢虫对吹绵蚧仍然起着有效的抑制作用，在人类利用天敌防治作物害虫的历史上，写下了载入史册的光辉篇章。该事件标志着生物防治学科的诞生。大卵繁蜂（赤眼蜂）时间：20世纪60年代初人物：蒲蛰龙院士背景：国外用小卵（米蛾卵、麦蛾卵）繁殖赤眼蜂创新：用大卵（柞蚕卵、蓖麻蚕卵）繁殖赤眼蜂白蛾周氏啮小蜂时间：20世纪90年代中后期人物：杨忠歧研究员背景：控制外来入侵生物，通常从入侵生物原栖息地引进天敌创新：从本地天敌中，筛选出防治效果很好的寄生蜂。利用白蛾周氏啮小蜂控制美国白蛾美国白蛾是世界性检疫害虫.自1979年辽宁丹东发现后,蔓延至山东、河北、陕西等地.美国白蛾年发生2-3代.每块卵550粒以上.白蛾周氏啮小蜂Chouioiacunea

是蛹期的重要寄生蜂,目前白蛾周氏啮小蜂已能大规模人工繁育和用于生产防治，在老熟幼虫和蛹期放蜂。连续多年放蜂，能长期有效地将美国白蛾控制在低密度的水平上。转基因棉花时间：20世纪60年代初人物：美国孟山都公司研究人员和郭三堆研究组创新：把生物技术应用到农业领域自主知识产权2002年，美国转基因棉花的播种面积占全部棉花播种面积的71％。2004年，中国抗虫棉种植面积已经达到5000万亩（330公顷），超过我国棉花种植面积一半以上。水稻害虫综合治理时间：20世纪70年代初人物：蒲蛰龙院士（中山大学昆虫所很多老师参与）背景：当时国内害虫防治以化学农药为主创新：1.敢为人先；

2.提出了一套有效的水稻害虫控制技术，理论上也有所突破。大沙镇的地理位置N23o19’,E112o40’大沙镇的水稻害虫一年两季主要害虫:

三化螟(Tryporyzaincertulas)

稻纵卷叶螟(Cnaphalocrocismedinalis)

褐飞虱(Nilaparvatalugens)农民的问题:

害虫常暴发三化螟稻纵卷叶螟褐飞虱(BPH)大沙水稻害虫综合治理项目1973年：1.6公顷,1975年：4000公顷.目标:(1)压低害虫种群数量,(2)恢复天敌的作用,(3)减少杀虫剂的使用量.采用的主要措施培训农民(FFS)耕作防治生物防治（使用杀虫剂）挑治天敌数量得以恢复(1979)杀虫剂用量大大减少