绿色防控技术体系
绿色防控的目标与发展安全农业的要求相一致,它强调以农业防治为基础,以生态控害为中心,广泛利用以物理、生物、生态为重点的控制手段,禁止使用高毒高残留农药,最大限度减少常规化学农药的使用量。病虫害发生前,综合运用农业、物理、生态和生物等方法,减少或避免病虫害的发生。病虫害发生后,及时使用高效、低毒、低残留农药,精准施药,把握安全间隔期,尽可能减少农药对环境和农产品的污染。防治措施的选择和防治策略的决策,应全面考虑经济效益、社会效益和生态效益,最大限度地确保农业生产安全、农业生态环境安全和农产品质量安全。
经过多年实践,我国农作物病虫害绿色防控通过防治技术的选择和组装配套,已初步形成了包括植物检疫、农业措施、理化诱控、生态调控、生物防治和科学用药等一套主要技术体系。
1.植物检疫 植物检疫是国家或地区政府,为防止危险性有害生物随植物及其产品的人为引入和传播,保障农林业的安全,促进贸易发展,以法律手段和行政、技术措施强制实施的植保措施。植物检疫是一个综合的管理体系,涉及法律规范、国际贸易、行政管理、技术保障和信息管理等诸多方面,其内容涉及植保中的预防、杜绝或铲除等方面,其特点是从宏观整体上预防一切有害生物(尤其是本区域范围内没有的)的传入、定植与扩展,它通过阻止危险性有害生物的传入和扩散,达到避免植物遭受生物灾害为害的目的。
我国植物检疫分为国内检疫(内检)和国外检疫(外检)。国内检疫是防止国内原有的或新近从国外传入的检疫性有害生物扩展蔓延,将其封锁在一定范围内,并尽可能加以消灭。国外检疫是防止检疫性有害生物传入国内或携带出国。通过对植物及其产品在运输过程中进行检疫检验,发现带有被确定为检疫性有害生物时,即可采取禁止出入境、限制运输、进行消毒除害处理、改变输入植物材料用途等防范措施。一旦检疫性有害生物入侵,则应在未传播扩散前及时铲除。此外,在国内建立无病虫种苗基地,提供无病虫或不带检疫性有害生物的繁殖材料,则是防止有害生物传播的一项根本措施(图1、图2)。
图1 植物检疫
图2 集中销毁
2.农业措施 农业措施或称为植物健康技术,是指通过科学的栽培管理技术,培育健壮植物,增强植物抗害、耐害和自身补偿能力,有目的地改变某些因子,从而控制有害生物种群数量,减少或避免有害生物侵染为害的可能性,达到稳产、高产、高效率、低成本之目的的一种植保措施。其最大优点是不需要过多的额外投入,且易与其他措施相配套。
绿色防控就是将病虫害防控工作作为人与自然和谐共生系统的重要组成部分,突出其对高效、生态、安全农业的保障作用。健康的作物是有害生物防治的基础,实现绿色防控首先应遵循栽培健康作物的原则,从培育健康的农作物和良好的农田生态环境入手,使植物生长健壮,并创造有利于天敌的生存繁衍而不利于病虫害发生的生态环境,只有这样才能事半功倍,病虫害的控制才能经济有效。主要做法有改进耕作制度、使用无害种苗、选用抗性良种、加强田间管理和安全收获等。
(1)培育健康土壤环境:培育健康的植物需要健康的土壤,植物健康首先需要土壤健康。良好的土壤管理措施可以改良土壤的墒情,提高作物养分的供给和促进作物根系的发育,从而能增强农作物抵御病虫害的能力,抑制有害生物的发生。不利于农作物生长的土壤环境,则会降低农作物对有害生物的抵抗能力,加重有害生物为害程度。培育健康土壤环境的途径包括:合理耕翻土地保持良好的土壤结构,合理作物轮作(间作、套种),调节土壤微生物种群,必要时进行土壤处理,局部控制不利微生物合理培肥土壤保证良好的土壤肥力等(图3~图6)。
图3 生物多样性
图4 小麦油菜间作
图5 土壤深翻
图6 小麦宽窄行播种
(2)选用抗(耐)性品种:选用具有抗害、耐害特性的作物品种是栽培健康作物的基础,也是防治作物病虫害最根本、最经济有效的措施。在健康的土壤上种植具有良好抗性的农作物品种,在同样的条件下,能通过抵抗灾害、耐受灾害以及灾后补偿作用,有效减轻病虫害对作物的侵害损失,减少化学农药的使用。作物品种的抗害性是一种遗传特性,抗性品种按抵抗作用对象分类,主要有抗病性品种、抗虫性品种和抗干旱、低温、渍涝、盐碱、倒伏、杂草等不良因素的品种等。由于不同的作物、不同的区域对品种的抗性有不同要求,要根据不同作物种类、不同的播期和针对当地主要病虫害控制对象,因地制宜选用高产、优质抗(耐)性品种,且不同品种要合理布局。
(3)种苗处理:种苗处理技术主要指用物理、化学的方法处理种苗,保护种子和苗木免受病虫害直接为害、间接寄生的措施。常用方法有汰除、晒种、浸种、拌种、包衣、嫁接等。
汰除是利用被害种苗和健壮种苗的形态、大小、相对密度、颜色等方面的差异,精选健壮无病的种苗,包括手选、筛选、风选、水选、色选、机选等。
晒种和浸种是物理方法。晒种是利用阳光照射杀灭病菌、驱除害虫等。浸种主要是用一定温度的水浸泡种苗,利用作物和病虫对高温或低温的耐受程度差异而杀灭病菌虫卵等。广义的晒种和浸种还包括用一些人工特殊光源和配制特定药液处理种苗的技术。
拌种和包衣是使用化学药剂处理种子的方法,广泛应用于各种不同作物种子处理上:一种是在种子生产加工过程中,根据种子使用区域的病虫害种类和品种本身抗性情况,配制特定的种子处理药剂,以种子包衣为主的方式进行处理;另一种是在播种前,根据需要对未包衣的种子或需二次处理的包衣种子进行的药剂拌种处理。
嫁接是一个复合过程,主要是利用砧木的抗性和物理的方式阻断病虫的为害,主要用于果树等多年生作物。
(4)培育壮苗:培育壮苗是通过控制苗期水肥和光照供应、维持合适温湿度、防治病虫等措施,在苗期创造适宜的环境条件,使幼苗根系发达、植株健壮,组织器官生长发育正常、分化协调进行,无病虫为害,增强幼苗抵抗不良环境的能力,为抗病虫、丰产打下良好基础。培育壮苗包括培育健壮苗木和大田调控作物苗期生长,特别是合理使用植物免疫诱抗剂、植物生长调节剂等,如氨基寡糖素、超敏蛋白、葡聚糖、几丁质、芸薹素、胺鲜酯、抗倒酯、S-抗素等,可以提高植株对病虫、逆境的抵抗能力,为农作物的健壮生长打下良好的基础(图7、图8)。
图7 抗倒酯
图8 培育壮苗
(5)平衡施肥:通过测土配方施肥,提供充足的营养,培育健康的农作物,即采集土壤样品,分析化验土壤养分含量,按照农作物对营养元素的需求规律,按时按量施肥增补,为作物健壮生长创造良好的营养条件,特别是要注意有机肥,氮、磷、钾复合肥料及微量元素肥料的平衡施用(图9)。
图9 科学施肥
(6)田间管理:搞好田间管理,营造一个良好的作物生长环境,不仅能增强植株的抗病虫、抗逆境的能力,还可以起到恶化病虫害的生存条件、直接杀灭部分菌源及虫体、降低病虫发生基数、减少病虫传播渠道的效果,从而控制或减轻甚至避免病虫为害。田间管理主要包括适期播种、合理密植、中耕除草、适当浇水、秋翻冬灌、清洁田园、人工捕杀等。
作物播种季节,在土壤温度、墒情、农时等条件满足的情况下,适期播种可以保证一播全苗、壮苗,有时为了减轻或避免病虫为害,可适当调整播期,使作物受害敏感期与病虫发生期错开。播种时合理密植,科学确定作物群体密度,增强田间通风透光性,使作物群体健壮、整齐,抑制某些病虫的发生。
作物生长期,精细田间管理,结合农事操作,及时摘去病虫为害的叶片、果实或清除病株、抹杀害虫,中耕除草,铲除田间及周边杂草,消灭病虫中间寄主。加强肥水管理,不偏施氮肥,施用腐熟的有机肥,增施磷钾肥,科学灌水,及时排涝,控制田间湿度,防止作物生长过于嫩绿、贪青晚熟,增强植株对病虫的抵抗能力。
在作物收获后,及时耕翻土壤,消灭遗留在田间的病株残体,将病虫翻入土层深处,冬季灌水,破坏或恶化病虫滋生环境,减少病虫越冬基数(图10~图12)。
图10 秸秆还田
图11 节水灌溉
图12 泡田灭杀水稻二化螟
3.理化诱控 理化诱控技术主要指物理防治,是利用光线、颜色、气味、热能、电能、声波、温湿度等物理因子及应用人工、器械或动力机具等防治有害生物的植保措施。常用方法有利用害虫的趋光、趋化性等习性,通过布设灯光、色板、昆虫信息素、食物气味剂等诱杀害虫;通过人工或机械捕杀害虫;通过阻隔分离、温度控制、微波辐射等控制病虫害。理化诱控技术见效快,可以起到较好的控虫、防病的作用,常把害虫消灭于为害盛期发生之前,也可作为害虫大量发生时的一种应急措施。但理化诱控多对害虫某个虫态有效,当虫量过大时,只能降低田间虫口基数,防控虫害效果有限,需要采取其他措施来配合控制害虫。主要应用于小麦、玉米、水稻、花生、大豆、棉花、马铃薯、蔬菜、果树、茶叶等多种粮食及经济作物。
(1)灯光诱控:灯光诱控是利用害虫的趋光性特点,通过使用不同光波的灯光以及相应的诱捕装置,控制害虫种群数量的技术。由于许多昆虫对光有趋向性,尤其是对 365nm 波长的光波趋性极强,多数诱虫灯产品能诱捕杀灭害虫,故俗称为杀虫灯。杀虫灯利用害虫较强的趋光、趋波、趋色、趋化的特性,将光的波长、波段、波频设定在特定范围内,近距离用光、远距离用波,加以诱捕到的害虫本身产生的性信息引诱成虫扑灯,灯外配以高压电网触杀或挡板,使害虫落入灯下的接虫袋或水盆内,达到杀灭害虫的目的。杀虫灯按能量供应方式分为交流电式和太阳能两种类型,按灯光类型分为黑光灯、高压汞灯、频振式诱虫灯、投射式诱虫灯等类型。杀虫灯的特点是应用范围广、杀虫谱广、杀虫效果明显、防治成本低,但也有对靶标害虫不精准的缺点。杀虫灯主要用于防治以鳞翅目、鞘翅目、直翅目、半翅目为主的多种害虫,如棉铃虫、玉米螟、黏虫、斜纹夜蛾、甜菜夜蛾、银纹夜蛾、二点委夜蛾、桃蛀螟、稻飞虱、稻纵卷叶螟、草地螟、卷叶蛾、食心虫、吸果夜蛾、刺蛾、毒蛾、椿象、茶细蛾、茶毛虫、地老虎、金龟子、金针虫等(图13~图19)。
图13 频振式诱虫灯
图14 太阳能杀虫灯
图15 不同类型的杀虫灯(1)
图16 不同类型的杀虫灯(2)
图17 黑光灯
图18 成规模设置杀虫灯(2)
图19 灯光诱杀效果
(2)色板诱控:色板诱控是利用害虫对颜色的趋向性,通过在板上涂抹黏虫胶诱杀害虫。主要有黄色诱虫板、绿色诱虫板、蓝色诱虫板、黄绿蓝系列性色板以及利用性信息素的组合板等。不同种类的害虫对颜色的趋向性不同,如蓟马对蓝色有趋性,蚜虫对黄色、橙色趋性强烈,可选择适宜色板进行诱杀。色板诱控优点是对较小的害虫有较好的控制作用,是对杀虫灯的有效补充;缺点是对有益昆虫有一定的杀伤作用,使用成本较高,在害虫发生初期使用防治效果好。常用色板主要有黄板、蓝板及信息素板,对蚜虫、白粉虱、烟粉虱、蓟马、斑潜蝇、叶蝉等害虫诱杀效果好(图20~图22)。
(3)信息素诱控:昆虫信息素诱控主要是指利用昆虫的性信息素、报警信息素、空间分布信息素、产卵信息素、取食信息素等对害虫进行引诱、驱避、迷向等,从而控制害虫为害的技术。生产上以人工合成的性信息素为主的性诱剂(性诱芯)最为常见。信息素诱控的特点是对靶标害虫精准,专一性和选择性强,仅对有害的靶标生物起作用,对其他生物无毒副作用。性诱剂的使用多与相应的诱捕器配套,在害虫发生初期使用,一般每个诱捕器可控制3~5亩。诱捕器放置的位置、高度、气流情况会影响诱捕效果,诱捕器放置高度依害虫的飞行高度而异。性诱剂还可用于害虫测报、迷向,操作简单、省时。缺点是性诱剂只引诱雄虫,不好掌握时机,若错过成虫发生期,则防控效果不佳。信息素诱控主要用于水稻、玉米、小麦、大豆、花生、果树、蔬菜等粮食作物和经济作物,防治棉铃虫、斜纹夜蛾、甜菜夜蛾、金纹细蛾、玉米螟、小菜蛾、瓜实螟、稻螟虫、食心虫、潜叶蛾、实蝇、小麦吸浆虫等害虫(图23~图29)。(https://www.daowen.com)
图20 黄板诱杀
图21 蓝板诱杀
图22 红板诱杀
图23 二化螟性诱芯(1)
图24 二化螟性诱芯(2)
图25 性诱芯防治蔬菜害虫
图26 稻螟虫性诱捕器
图27 金纹细蛾性诱芯
图28 信息素诱捕器(1)
图29 信息素诱捕器(2)
(4)食物诱控:食物诱控是通过提取多种植物中的单糖、多糖、植物酸和特定蛋白质等,合成具有吸引和促进害虫取食的物质,以吸引取食活动的方法捕杀害虫,该食物俗称为食诱剂。食诱剂借助于高分子缓释载体在田间持续发挥作用,使用极少量的杀虫剂或专利的物理装置即可达到吸引、杀灭害虫的目的,使用方法有点喷、带施、配合诱集装置使用等。不同种类的害虫对化学气味的趋性不同,如地老虎和棉铃虫对糖蜜、蝼蛄对香甜物质、种蝇对糖醋和葱蒜叶等有明显趋性,可利用食诱剂、糖醋液、毒饵、杨柳枝把等进行诱杀(图30~图34)。食物诱控的特点是能同时诱杀害虫雌雄成虫,对靶标害虫的吸引和杀灭效果好,对天敌益虫的毒副作用小,不易产生抗药性、无残留,对绝大部分鳞翅目害虫均有理想的防治效果。主要用于果树、蔬菜、花生、大豆及部分粮食作物等,可诱杀玉米螟、棉铃虫、银纹夜蛾、地老虎、金龟子、蝼蛄、柑橘大食蝇、柑橘小食蝇、瓜食蝇、天牛等害虫。
图30 生物食诱剂
图31 食诱剂诱杀害虫
图32 糖醋液诱杀害虫
图33 枝把诱杀(1)
图34 枝把诱杀(2)
(5)隔离驱避技术:隔离驱避技术是利用物理隔离、颜色或气味负趋性的原理,以达到降低作物上虫口密度的目的。主要种类有防虫网、银灰膜、驱避剂、植物驱避害虫、果实套袋、茎干涂石灰等。驱避技术的特点是防治效果好、无污染,但成本较高。主要应用在水稻、果树、蔬菜、烟草、棉花等作物上(图35~图36)。
图35 防虫网
图36 果实套袋
防虫网的作用主要为物理隔离,通过一种新型农用覆盖材料把作物遮罩起来,将病虫拒于栽培网室之外,可控制害虫以及其传播病毒病的为害。防虫网除具有遮光、调节温湿度、防霜冻以及抗强风暴雨的优点外,还能防虫防病,保护天敌昆虫,大幅度减少农药使用,是一种简便、科学、有效的预防病虫措施。
银灰色地膜是在基础树脂中添加银灰色母粒料吹制而成,或采用喷涂工艺在地膜表面复合一层铝箔,使之成为银灰色或带有银灰色条带的地膜。银灰膜除具有增温保墒的作用外,对蚜虫还有驱避作用。由于蚜虫对银灰色有忌避性,用银灰色反光塑料薄膜做大棚覆盖、围边材料、地膜,利用银灰地膜的反光作用,人为地改变了蚜虫喜好的叶子背面的生存环境,抑制了蚜虫的发生,同时,银灰膜可以提高作物中下部的光合作用,对果实着色和提高含糖量有帮助。
利用昆虫的生物趋避性,在需保护的农作物田内外种植驱避植物,其次生性代谢产物对害虫有驱避作用,可减少害虫的发生量,如:香茅草可以驱除柑橘吸果夜蛾,除虫菊、烟草、薄荷、大蒜可驱避蚜虫,薄荷可驱避菜粉蝶等。
保护地设施栽培可调控温湿度,创造不利于病虫的适生条件。田间及周边种植驱避、诱集作物带,保护利用天敌或集中诱杀害虫,常用的驱避或引诱植物有蒲公英、鱼腥草、三叶草、薰衣草、薄荷、大葱、韭菜、洋葱、菠菜、番茄、花椒、一串红、除虫菊、金盏花、茉莉、天竺葵以及红花、芝麻、玉米、蓖麻、香根草等(图37)。
图37 稻田周边种植香根草
(6)太阳能土壤消毒:在夏季高温休闲季节,地面或棚室通过较长时间覆盖塑膜密闭来提高土壤或室内温度,可杀死土壤中或棚室内的害虫和病原微生物。在作物生长期,高温闷棚可抑制一些不耐高温的病虫发展。随着太阳能土壤消毒技术不断发展完善,与其他措施结合,形成了各种形式的适合防治不同土传病虫害的太阳能土壤消毒技术。主要应用于保护地作物及设施农业。另外,还可用原子能、超声波、紫外线和红外线等生物物理学防治病虫害。
4.生态调控 生态调控技术主要采用人工调节环境、食物链加环增效等方法,协调农田内作物与有害生物之间、有益生物与有害生物之间、环境与生物之间的相互关系,达到灭害保益、提高效益、保护环境的目的。生态调控的特点是充分利用生态学原理,以增加农田生物的多样性和生态系统的复杂性,从而提高系统的稳定性。
利用生物多样性,可调整农田生态中病虫种群结构,增加农田生态系统的稳定性,创造有利于有益生物的种群稳定和增长的环境。还可调整作物受光条件和田间小气候,设置病虫害传播障碍,既可有效抑制有害生物的暴发成灾,又可抵御外来有害生物的入侵,从而减轻农作物病虫害压力和提高作物产量。
常用的途径有:采用间作、套种以及立体栽培等措施,提高作物多样性。推广不同遗传背景的品种间作,提高作物品种的多样性。植物与动物共育生产,提高农田生态系统的多样性。果园林间种植牧草,养鸡、养鸭增加生态系统的复杂性(图38~图48)。
图38 油菜与小麦间作
图39 大豆田间点种高粱
图40 红薯与桃树套种
图41 大豆与玉米间作
图42 果园种草
图43 辣椒与玉米间作
图44 大豆与林苗套种
图45 辣椒与大豆间作
图46 路旁点种大豆
图47 果园养鸭
图48 稻田养鸭
5.生物防治 天敌是指自然界中某种生物专门捕食或侵害另一种生物,前者是后者的天敌,天敌是生物链中不可缺少的一部分。根据生物群落种间关系,分为捕食关系和寄生关系。农作物病虫害和其天敌被习惯称为有害生物和有益生物,天敌包括天敌昆虫、线虫、真菌、细菌、病毒、鸟类、爬行动物、两栖动物、哺乳动物等。
生物防治是指利用有益生物及其代谢产物控制有害生物种群数量的一种防治技术,根据生物之间的相互关系,人为增加有益生物的种群数量,从而取得控制有害生物的效果。生物防治的内涵广泛,一般常指利用天敌来控制有害生物种群的控害行为,即采用以虫治虫、以螨治螨、以虫除草等防治有害生物的措施,广义的生物防治还包括生物农药防治。
生物防治根据生物间作用方式,可以分为捕食性天敌、寄生性天敌、自然天敌保护利用和天敌繁育引进等。生物防治优点是自然资源丰富、防治效率高、具有持久性、对生态环境安全、无污染残留、病虫不会产生抗性等,但防治效果缓慢、绝对防效低、受环境影响大、生产成本高、应用技术要求高等。生物防治的途径有保护有益生物、引进有益生物、有益生物的人工繁殖与释放、生物产物的开发利用等。主要应用于小麦、玉米、水稻、蔬菜、果树、茶叶、棉花、花生等作物。
(1)寄生性天敌:寄生性天敌昆虫多以幼虫体寄生寄主,随着天敌幼虫的发育完成,寄主缓慢地死亡和毁灭。寄生性天敌按其寄生部位可分为内寄生和外寄生,按被寄生的寄主发育期可分为卵寄生、幼虫寄生、蛹寄生和成虫寄生。常用于生物防治的寄生性天敌昆虫有姬蜂、蚜茧蜂、赤眼蜂、丽蚜小蜂、平腹小蜂等,主要应用于小麦、玉米、水稻、果树、蔬菜、棉花、烟草等作物(图49~图52)。
图49 棉铃虫被病原细菌寄生
(2)捕食性天敌:捕食性天敌昆虫主要以幼虫或成虫主动捕食大量害虫,从而达到消灭害虫、控制害虫种群数量、减轻为害的效果。常用于生物防治的捕食性天敌昆虫有瓢虫、食蚜蝇、食虫蝽、步甲、捕食虻等,还有其他捕食性天敌或有益生物,如蜘蛛、捕食螨、两栖类、爬行类、鸟类、鱼类、小型哺乳动物等,主要应用于小麦、玉米、水稻、蔬菜、果树、棉花、茶叶等作物(图53~图63)。
图50 蚜虫被蚜茧蜂寄生
图51 人工释放赤眼蜂防治玉米螟
图52 玉米螟卵被赤眼蜂寄生
图53 人工释放瓢虫卵卡
图54 瓢虫成虫
图55 人工释放捕食螨防治苹果山楂叶螨
图56 食蚜蝇幼虫(1)
图57 食蚜蝇幼虫 (2)
图58 烟盲蝽幼虫
图59 步甲成虫
图60 捕食虻成虫
图61 螳螂成虫
图62 草蛉卵
图63 蜘蛛捕食
(3)保护利用自然天敌:生态系统的构成中,没有天敌和害虫之分,它们都是生态链中的一个环节。当人们为了某种目的,从生态系统的某一环节获取其经济价值时,就会对生态系统的平衡产生影响。从经济角度讲,就有了害虫和天敌(益虫)之分。如果生态处于平衡状态,害虫就不会泛滥,也不需防治,当天敌和害虫的平衡被破坏,为了获取作物的经济价值,就要进行防治。而化学农药的不合理使用,在杀死害虫的同时,也杀死了大量天敌,失去天敌控制的害虫就会严重发生。
通过营造良好生态环境、保护天敌的栖息场所,为天敌提供充足的替代食物,采用对有益生物影响最小的防控技术,可有效地维持和增加农田生态系统中有益生物的种群数量,从而保持生态平衡,达到自然控制病虫为害的目的。常用的途径有:采用选择性诱杀害虫、局部施药和保护性施药等对天敌种群影响最小的技术控制病虫害,避免大面积破坏有益生物的种群。采用在冬闲田种植油菜、苜蓿、紫云英等覆盖作物的保护性耕作措施,为天敌昆虫提供越冬场所。在作物田间或周边种植苜蓿、芝麻、油菜、花草等作物带,为有益生物建立繁衍走廊、避难场所和补充营养的食源(图64~图66)。
图64 苜蓿与棉花套种
图65 田边点种芝麻
图66 路旁种植花草
(4)繁育引进天敌:对一些常发性害虫,单靠天敌本身的自然增殖很难控制其为害,应采取人工繁殖和引进释放的方式,以补充田间天敌种群数量的不足。同时,还可以从国内外引进、移植本地没有或形不成种群的优良天敌品种,使之在本地定居增殖。常见的有人工繁殖和释放赤眼蜂、蚜茧蜂、丽蚜小蜂、平腹小蜂、金小蜂、瓢虫、草蛉、捕食螨、深点食螨瓢虫及农田蜘蛛等天敌(图67~图69)。
图67 释放赤眼蜂
图68 释放瓢虫
图69 释放捕食螨
(5)生物工程防治:生物工程防治主要指转基因育种,通过基因定向转移实现基因重组,使作物具备抗病虫害、抗除草剂、高产、优质等特定性状。其特点是防治效果高、对非靶标生物安全、附着效果小、残留量小、副作用小、可用资源丰富等。主要应用于棉花、玉米、大豆等作物(图70)。
图70 转基因抗虫棉花
6.科学用药 科学用药包括使用生物农药防治、化学农药防控和实施植保专业化统防统治。
(1)生物农药防治:生物农药是指利用生物活体或其代谢产物对农业有害生物进行杀灭或控制的一类非化学合成的农药制剂,或者是通过仿生合成具有特异作用的农药制剂。生物农药尚无十分准确的统一界定,随着科学技术的发展,其范畴在不断扩大。在我国农业生产实际应用中,生物农药一般主要泛指可以进行工业化生产的植物源农药、微生物源农药、生物化学农药等。
生物农药防治是指利用生物农药进行防控有害生物的发生和为害的方法。生物农药的优点是来源于自然界天然生成的有效成分,与人工合成的化学农药相比,具有可完全降解、无残留污染的优点,但生物农药的施用技术度高,不当保存和施用时期、施用方法都可能会制约生物农药的药效。另外,生物农药生产成本高,货价期短、速效性差,通常在病虫害发生早期,及时正确施用才可以取得较好的防治效果。主要用于果蔬、茶叶、水稻、玉米、小麦、花生、大豆等经济及粮食作物上病虫害的防治(图71)。
图71 生物农药
1)植物源农药。植物源农药指从一些特定的植物中提取的具有杀虫、灭菌活性的成分或植物本身按活性结构合成的化合物及衍生物,经过一定的工艺制成的农药。植物源农药的有效成分复杂,通常不是单一的化合物,而是植物有机体的全部或一部分有机物质,一般包含在生物碱、糖苷、有毒蛋白质、挥发性香精油、单宁、树脂、有机酸、酯、酮、萜等各类物质中。植物源农药可分为植物毒素、植物内源激素、植物源昆虫激素、拒食剂、引诱剂、驱避剂、绝育剂、增效剂、植物防卫素、植物精油等。植物源农药来源于自然,能在自然界中降解,对环境及农产品、人畜相对安全,对天敌伤害小,害虫不易产生抗性,具有低毒、低残留的优点,但不易合成或合成成本高,药效发挥慢,采集加工限制因素多,不易标准化。植物源农药一般为水剂,受阳光或微生物的作用活性成分易分解。常用的植物源农药有效成分主要有大蒜素、乙蒜素、印楝素、鱼藤酮、除虫菊素、蛇床子素、藜芦碱、烟碱、小檗碱、苦参碱、核苷酸、苦皮藤素、丁子香酚等。
2)微生物源农药。微生物源农药指利用微生物或其代谢产物来防治农作物有害生物及促进作物生长的一类农药。它包括以菌治虫、以菌治菌、以菌除草、病毒治虫等。微生物农药主要有活体微生物农药和农用抗生素两大类。其主要特点是选择性强,防效较持久、稳定,对人畜、农作物和自然环境安全,不伤害天敌,不易产生抗性。但微生物农药剂型单一、生产工艺落后,产品的理化指标和有效成分含量不稳定。常用的微生物农药主要有苏云金杆菌、蜡质芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、淡紫拟青霉、多黏类芽孢杆菌、木霉菌、荧光假单胞杆菌、短稳杆菌、白僵菌、绿僵菌、颗粒体病毒、核型多角体病毒、质型多角体病毒、蟑螂病毒、微孢子虫、线虫等。
3)生物化学农药。生物化学农药指通过调节或干扰害虫或植物的行为,达到控制害虫目的的一类农药。其主要特点是用量少、活性高、环境友好。生物化学农药常分为生物化学类和农用抗生素类两种。常用生物化学类包括昆虫信息素、昆虫生长激素、植物生长调节剂、昆虫生长调节剂等,主要有油菜素内酯、赤霉酸、吲哚乙酸、乙烯利、诱抗素、三十烷醇、灭幼脲、杀铃脲、虫酰肼、腐殖酸、诱虫烯、性诱剂等,抗生素类主要有阿维菌素、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、井冈霉素、嘧啶核苷类抗生素、春雷霉素、申嗪霉素、多抗霉素、多杀霉素、硫酸链霉素、宁南霉素、氨基寡糖素等。
(2)化学农药防控:化学农药防控是指利用化学药剂防治有害生物的一种防治技术。主要是通过开发适宜的农药品种,并加工成适当的剂型,利用适当的机械和方法处理作物植株、种子、土壤等,直接杀死有害生物或阻止其侵染为害。农药剂型不同,使用方法也不同,常用方法有喷雾、喷粉、撒施、冲施(泼浇)、灌根(喷淋)、拌种(包衣)、浸种(蘸根)、毒土、毒饵、熏蒸、涂抹、滴心、输液等(图72~图80)。
图72 种子包衣拌种
图73 BT颗粒剂去心防治玉米螟
图74 土壤处理
图75 喷雾防治
图76 地面机械施药
图77 药液灌根
图78 撒施毒土
图79 烟雾机防治
图80 林木输液
化学农药是一类特殊的化学品,常指化学合成农药(有时也将矿物源农药归类于化学农药),根据其作用可分为杀虫剂、杀菌剂、杀螨剂、杀线虫剂、除草剂、灭鼠剂、植物生长调节剂等不同种类。化学农药防治农业病虫等有害生物,其优点是使用方法简便、起效快、效果好、种类多、成本低,受地域性或季节性限制少,可满足各种防治需要。但不合理使用化学农药带来的负面效应明显,在杀死有害生物的同时,易杀死有益生物,导致有害生物再猖獗,化学农药容易引起人畜中毒和农作物药害,易使病虫产生抗药性,农药残留造成环境污染等(图81、图82)。
化学防治是当前国内外广泛应用的防治措施,在病虫害等有害生物防治中占有重要地位,化学农药作为防控病虫害的重要手段,也是实施绿色防控必不可少的技术措施。在绿色防控中,利用化学农药防控有害生物,既要充分发挥其在农业生产中的保护作用,又要尽量减少和防止出现副作用。化学农药对环境残留为害是不可避免的,但可以通过科学合理使用化学农药加以控制,确保操作人员安全、作物安全、农产品消费者安全、环境与其他非靶标生物的安全,将农药的残留影响降到环境允许的最低限度。
1)优先使用生物农药或环境友好型农药。绿色防控强调尽量使用农业措施、物理以及生态措施来减少农药的使用,但是在必须使用农药时,一定要优先使用生物农药及安全、高效、低毒、低残留的环境友好型农药的新品种、新剂型、新制剂。
图81 作物药害
图82 农药包装废弃物
2)对症施药。在使用农药时,必须先了解农药的性能和防治对象的特点。病虫害等有害生物的种类繁多,不同的有害生物发生时期、为害部位、防治指标、使用药剂、防控技术等均不相同。农药的品种及产品类型也很多,不同种类的农药,防治对象和使用范围、施用剂量、使用方法等也不相同,即使同一种药剂,由于制剂类型、规格不同,使用方法、施用剂量也不一样。应针对需要防治的对象,尽量选用最合适、最有效、对天敌杀伤力最小的农药品种和使用方法。
3)适期用药。化学防治的过早或过迟施药,都可能造成防治效果不理想,起不到保护作物免受病虫为害的作用。在防治时,要根据田间调查结果,在病虫害达到防治指标后进行施药防治,未达到防治指标的田块暂不必进行防治。在施药时,要根据有害生物发生规律、作物生育期和农药特性,以及考虑田间天敌状况,尽可能避开天敌对农药的敏感时期用药,选择保护性的施药方式,既能消灭病虫害又能保护天敌。
4)有效低量无污染。化学农药的防治效果不是药剂的使用量越多越好,也不是药剂的浓度越大越好,随意增加农药的用量、浓度和使用次数,不仅增加成本而且还容易造成药害,加重农产品和环境的污染,还会造成病虫的抗药性。严格掌握施药剂量、时间、次数和方法,按照农药标签推荐的用量与范围使用,药液的浓度、施药面积准确,施药均匀细致,以充分发挥药剂的效能。根据病虫害发生规律适当选择施药时间,根据药剂残效期和气候条件确定喷药次数,根据病虫害发生规律、为害部位、产品说明选择施药方法。废弃的农药包装必须统一集中处理,切忌乱扔于田间地头,以免造成环境污染与人畜中毒。
5)交替轮换用药。长期施用一种或相同类型的农药品种防治某种病虫害,易使该病有害生物产生抗(耐)药性,降低防治效果。防治相同的病虫害要交替轮换使用几种不同作用机制、不同类型的农药,防止病虫害对药剂产生抗(耐)性。
6)严格按安全间隔期用药。农药使用安全间隔期是指最后一次施药至放牧、采收、使用、消耗作物前的时期,自施药后到残留量降到最大允许残留量所需间隔时间。因农药特性、降解速度不同,不同农药或同一种农药施用在不同作物上的安全间隔期也有所不同。绿色防控的主要目标就是要避免农药残留超标,保障农产品质量安全。在使用农药时,一定要看清农药标签标明的使用安全间隔期和每季最多用药次数,不得随意增加施药次数和施药量,在农药使用安全间隔期过后再采收,以防止农产品中农药残留超标(图83)。
图83 农药标签上标注的使用安全间隔期
7)合理混用。农药的合理混用,可以提高防治效果,延缓病虫产生抗药性,减少用药量,减少施药次数,从而降低劳动成本。如果混配不合理,轻则药效下降,重则产生药害。混用农药有一定的原则要求,选用不同毒杀机制、不同作用方式、不同类型的农药混用,选择作用于不同虫态、不同防控对象的农药混用,将具有不同时效性的农药混用,将农药与增效剂、叶面肥等混用。混用的农药种类原则上不宜超过3种,而且,酸碱性不同的农药不能混用,具有交互抗性的农药不能混用,生物农药与杀菌剂不能混用。农药混用必须确保药剂混合后,有效成分间不发生化学变化,不改变药剂的物理性状,不能出现浮油、絮结、沉淀、变色或发热、气泡等现象,不能增加对人畜的毒性和作物的伤害,能增效或能增加防治对象。配制混用药液时,要按照药剂溶于水由难到易的先后次序加入水中,如微肥、水溶肥、可湿性粉剂、水分散粒剂、悬浮剂、微乳剂、水乳剂、水剂、乳油,最好采用二次稀释的配药方法,每加入一种即充分搅拌混匀,然后再加入下一种。无论混配什么药剂,药液都要现配现用,不宜久放或贮存。
(3)实施植保专业化统防统治:植保专业化统防统治是新时期农作物病虫害防治方式和方法的一种创新,它是通过培育具备一定植保专业技术条件的服务组织,采用现代装备和技术,开展社会化、规模化、集约化的农作物病虫害防治服务,旨在提高病虫害防治的效果、效率和效益。植保专业化统防统治技术集成度高、装备比较先进,实行农药统购、统供、统配和统施,规范田间作业行为,实现信息化管理。与传统防治方式相比,专业化统防统治具有防控效果好、作业效率高、农药利用率高、生产安全性高、劳动强度低、防治成本低等优势。
发展植保专业化统防统治,是适应病虫害等有害生物发生规律、有效解决农民防病治虫难的必然要求,是提高重大病虫防控效果、控制病虫害暴发成灾,保障农业生产安全的关键措施,是降低农药使用风险、保障农产品质量安全和农业生态环境安全的有效途径,是提高农业组织化程度、转变农业生产经营方式的重要举措。植保专业化统防统治作为新型服务业,既是植保公共服务体系向基层的有效延伸,也是提高病虫害防控组织化程度的有效载体,有利于促进传统的分散防治方式向规模化和集约化统防统治转变。
在发展绿色农业、有机农业、精准农业、数字农业技术的新形势下,依靠科技进步,依托植保专业化服务组织、新型农业经营主体,利用植保无人机、大型自走式喷杆喷雾机等先进植保机械,集中连片整体推进农作物病虫害植保专业化统防统治,大力推广高效低毒低残留农药、新剂型、新助剂和生物农药以及智能高效施药机械,加快转变病虫害防控方式,构建资源节约型、环境友好型病虫害可持续治理技术体系,做到精准施药,实现农药减量控害(图84、图85)。
图84 统防统治
图85 植保专业化统防统治作业