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植物保护与农业绿色发展

来源:华盛论文咨询网 发表时间:2021-03-12 08:50 隶属于:农业论文 浏览次数:

摘要 我国是农作物生产大国,同时我国农业人多地少水缺、农作物复种指数高、耕地利用强度大,病虫草害多发重发频发。常年发生有害生物有 1600 多种,严重危害的近 100 种,需要防治面

  我国是农作物生产大国,同时我国农业人多地少水缺、农作物复种指数高、耕地利用强度大,病虫草害多发重发频发。常年发生有害生物有 1600 多种,严重危害的近 100 种,需要防治面积 5 亿 hm2 次左右,对农作物生长造成的不利影响日益突出[1,2]。特别是蝗虫、草地贪夜蛾、稻飞虱、小麦赤霉病、玉米螟、稻瘟病和马铃薯晚疫病等重大迁飞性、流行性病虫害呈加重发生态势,严重威胁粮食稳定发展。植物保护是研究植物病害、虫害、草害和鼠害等有害生物的生物学特性、发生危害规律及其防治理论的技术学科,是农作物的“卫士” 和“医生”。我国在植物保护上做了大量的工作,通过病虫害防控每年为国家挽回 10%左右的粮食[3],对我国农产品的丰产丰收起着举足轻重的作用,保证了粮油的有效供给。但与此同时,过分依赖化学农药,以及农药的不科学使用等因素也带来了如曾经的“毒韭菜、毒西瓜、毒豇豆”等由于农药残留影响农产品质量安全,长期使用农药造成天敌种群和农田自然生态被破坏、生物多样性降低、土壤和地下水被污染等一系列人畜安全、生态环境和社会问题,给人民健康、农产品质量安全、生态环境安全和农业可持续发展带来巨大障碍[4]。

植物保护与农业绿色发展

  经过多年不懈努力,我国农业农村发展不断迈上新台阶,我国农业已进入从高速度增长向高质量发展转变的新阶段,人们的需求已从过去的“吃得饱”向“吃得好、吃得有营养、吃得更安全”转变的新阶段。国家农业政策亟需从过去主要依靠化学农业支撑产量增长的增产导向型政策,转变为以绿色农业为支撑、追求质量和效率的质效导向型政策,已不再过度依赖化学农药来提高产量。在新的历史阶段,植物保护必须践行“绿水青山就是金山银山” 的可持续发展理念,围绕实施生态文明建设、乡村振兴战略和质量兴农战略,探索我国植物保护新路径,助力农业绿色发展[4]。

  一、农业绿色发展植保路径

  要实现农业绿色可持续发展,提高病虫害防控的效率,保护生态环境,必须大力发展绿色防控技术,促进传统化学防治向现代绿色防控转变。农作物病虫害绿色防控是在 2006 年全国植物保护工作会议上提出“公共植保、绿色植保”理念的基础上,根据“预防为主、综合防治”的植保方针,结合植物保护的现实需要和可采用的技术措施,形成的一个技术性概念,即指采用生态调控、生物控制、物理诱杀和科学用药等生态兼容型、环境友好型方式预防控制病虫危害,实施综合治理,实现产量、质量、环境三大安全并重,促进农业高产、高效、优质、绿色可持续发展。

  1、生态调控技术重点采取推广抗病虫品种、优化作物布局、培育健康种苗、改善水肥管理等健康栽培措施,并结合农田生态工程、果园生草覆盖、作物间作套种、天敌诱集带等生物多样性调控与自然天敌保护利用等技术,改造病虫害发生源头及孳生环境,人为增强自然控害能力和作物抗病虫能力。 2、生物防治技术重点推广应用以虫治虫、以螨治螨、以菌治虫、以菌治菌等生物防治关键措施,加大赤眼蜂、捕食螨、绿僵菌、白僵菌、微孢子虫、苏云金杆菌(BT)、枯草芽孢杆菌、核型多角体病毒(NPV)、牧鸡牧鸭、稻鸭共育等成熟产品和技术的示范推广力度,积极开发天敌生物、微生物源农药、植物源农药、农用抗生素、植物诱抗剂等生物生化制剂应用技术。 3、理化诱控技术重点推广昆虫信息素(性引诱剂、聚集素等)、杀虫灯、诱虫板(黄板、蓝板)防治蔬菜、果树和茶树等农作物害虫,积极开发和推广应用植物诱控、食饵诱杀、防虫网阻隔和银灰膜驱避害虫等理化诱控技术。

  二、吉林省病虫害绿色防控历史与成效

  影响我省粮食高产稳产的主要病虫害有:丝黑穗病、大斑病、稻瘟病、玉米螟、水稻二化螟、大豆食心虫等。吉林省农业科研人员和农业技术推广部门率先在国内开展可针对这些病虫害绿色防控技术和产品研究,取得了丰硕的成果,本文以丝黑穗病、大斑病和亚洲玉米螟这三个吉林省主要病虫害的绿色防控为例重点介绍吉林省病虫害绿色防控历史与成效。

  禾谷类黑穗病是我国北方旱粮作物区的重要病害之一。50 年代以来,主要推广有机汞赛力散拌种,曾获得很好的防效。但自 60 年代后期发现赛力散存在残毒停止生产使用后,一度缺乏种子处理剂,禾谷类黑穗病又逐年回升。根据农业生产需求,胡吉成等[5]专家进行了大量的分离筛选工作,最终从 3600 余个初选菌株中优选出第 769 号菌株作为禾谷类黑穗病生防菌。随即在我国北方 12 个省(区)开展了利用协链霉菌 769 产生的公主岭霉素作防控禾谷类黑穗病工作[6, 7]。据不完全统计,到 1984 年全国累计每年推广面积达 266.7 万 hm2,对以种子表面带菌的 7 种禾谷类黑穗病的防病效果稳定在 90%以上。公主岭霉素开发与应用获得了 1983 年度国家发明奖二等奖。大斑突脐孢菌[Exserohilum turcicum (Pass.) Leonard et Suggs]引起的玉米大斑病是我国北方春玉米区和西南山地玉米区发生最为普遍、危害最重的病害。特别是 2012 年大斑病在北方春玉米区的大流行,黑龙江省平均病株率 50%以上,最高达 100%;吉林省平均病株率达 80%以上,发病程度达 3 级以上的地块占 20%;辽宁省一般病株率 30%~50%,严重地块达 70%[8]。我省植保科研人员通过多年实践,形成了“以抗病品种为主和加强田间科学管理为辅”的玉米大斑病绿色防治技术。2015 年以来,通过杜绝使用高感品种和及时将玉米大斑病发病严重的地块里的秸秆、苞叶等病残体清理出田块,并集中焚烧销毁等措施使大斑病严重为害的局面得到了有效控制[8, 9]。亚洲玉米螟[Ostrinia furnacalis (Guenée)]是一种世界性害虫,是危害吉林玉米生产的重要害虫,常年危害损失率达 10%以上,重发年份甚至达 20%以上,具有发生广、区域大、危害重的特点,被称为吉林省的“省虫”[10]。为了消灭“省虫”,吉林省农业科学院老一辈科学家和兄弟院所联合,相继开发了“以虫治虫,以菌治虫”两种高效玉米螟生物防治手段。

  三、吉林省病虫害绿色防控新思考和新实践

  当今世界正经历百年未有之大变局,我国发展的内部条件和外部环境正在发生深刻复杂变化。2020 年 7 月习近平同志在吉林考察时强调,要把保障粮食安全放在突出位置,毫不放松抓好粮食生产。2020 年国务院政府工作报告中提出各方面集中精力抓好“六稳”、 “六保”。2020 年 6 月 22 日,吉林省委十一届七次全体会议通过了《关于集中力量补齐全面小康“三农”领域短板,提高粮食安全保障能力,加快率先实现农业现代化的决定》,会议强调吉林作为粮食大省,肩负着维护国家粮食安全的重大政治责任。必须把保粮食安全作为“六保”的重中之重,为党和国家工作全局作出应有贡献。到“十四五”末期,要把吉林省建设成为全国的“绿色大粮仓”,粮食总产量登上 800 亿斤新台阶[22]。

  1、树立生态植保理念吉林省农业科学院胡吉成研究员于 2014 年率先提出生态植保理念[23],即在农业绿色发展大环境下,要以农业生态系统视角思考吉林省乃至全国病虫害防治工作,即利用自然界生物间相依相克的平衡规律控制危害。要立足于整个生态体系,协调各生物群体的平衡发展,把彻底消灭病虫的老观念改为“只求无害,不求无病”,并在经济允许危害水平条件下,与寄主和谐生存,共同进化。 2、从种子处理和调节土壤开始,以作物全程健康保护为主线植物生长在复杂的自然环境中,它们不仅与多种有害生物(如食草昆虫和微生物病原体)共同生活,而且还与有益生物(如食草动物的天敌、有益真菌及根际细菌)共存。大量的研究表明有益微生物不仅能促进植物的生长,还能帮助植物抵御病原菌的侵染和食草型昆虫的取食等生物胁迫,以及提高植物对干旱、低温、盐碱等非生物胁迫的耐受性[24]。近年研究表明,球孢白僵菌具有植物内生性,能够在自然状态下或采用不同人工接种方式定殖在植物中[25-27]。本研究团队探索了球孢白僵菌在玉米植株中的定殖规律及对玉米螟的生态控制作用。构建了球孢白僵菌-玉米共生体,建立了绿色荧光标记的定殖检测技术体系,明确了其在玉米植株中定殖规律,该菌株在玉米叶片中定殖率最高,茎部其次,根系最低,定殖检出率达 60%以上[28]。球孢白僵菌内生定殖后能够显著提高玉米植株生长速率;玉米抗性相关防御酶苯丙氨酸解氨酶、多酚氧化酶、超氧化物歧化酶等均呈升高趋势,玉米植株抗虫性和耐逆性增强。球孢白僵菌内生定殖后能够显著降低玉米螟产卵量、降低幼虫存活率,降低玉米心叶期虫害级别。同时,球孢白僵菌在内生定殖后生物学特性获得改善,产孢量平均提高 50%以上[29]。证明了球孢白僵菌能够对亚洲玉米螟产生可持续生态防控作用。在此基础上,我们研发出球孢白僵菌种衣剂[30],使白僵菌从种子萌发阶段便在作物体内定殖,成为其内生真菌,伴随植株生长并发挥抗病虫和促生能力,成为植物的“疫苗”,为寄主作物植株提供全生育期的保护,降低病虫害造成的危害,促进作物生长和产量提升。 3、集成创新,多产品协同增效苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)是一种革兰氏阳性杆状细菌,形成芽孢的同时会产生具有杀虫活性的伴孢晶体,对多种害虫具有特异杀虫活性,具有高效、安全及特异性强等特点,已成为目前开发时间最长、产量最大、应用最广的生物杀虫剂,广泛应用于各种农业害虫等的防治[34, 35],在吉林省玉米螟防治中的应用还不常见。毛刚等[36]将白僵菌和苏云金芽孢杆菌结合起来,综合苏云金芽孢杆菌杀虫速效和白僵菌持效期长的特点,进一步创制了苏云金芽孢杆菌-白僵菌水悬浮剂剂型配方,具有使用方法简单、高效、多效、降低害虫抗药性产生等特点。

  经过几代吉林植保人的不懈努力使我省病虫害绿色防控技术一直居于国内先进行列。随着我国农业进入绿色发展阶段,新一代植保人继续“开拓进取、锐意创新”,结合我省病虫害发生新趋势相继开发了多个成熟的可复制、可推广、轻简易行、农民乐意接受的绿色高效技术模式。目前我省生物防治水稻二化螟面积位居全国首位,生物防治大豆食心虫在全国率先应用,全省农药使用量连续 3 年实现负增长,这些都为我省农业绿色发展和建设“绿色大粮仓”奠定了坚实的基础。

  参考文献:

  [1]农业农村部副部长张桃林在全国农药管理工作会议上的讲话[J].中国植保导刊,2020,40(1):5-11.

  [2] 危朝安.我国植物保护工作的形势和任务[J].中国植保导刊,2010,30(5):5-7+46.

  [3] 张晴丹,李晨. 绿色防控引领植保新时代[N]. 中国科学报, 2018, 5(9): 5.

  [4] 杨普云,王凯,厉建萌等.以农药减量控害助力农业绿色发展[J].植物保护,2018,44(5):95-100.

  《植物保护与农业绿色发展》来源:《吉林农业大学学报》,作者:路杨,隋丽,张正坤*,李启云*

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