当前位置:
文档之家› 中山大学生物防治 杂草生物防治
中山大学生物防治 杂草生物防治
通过降低寄主植物种子量; 通过天敌的压力,使其与其他植物的竞争力下降,最终被其他植物取代; 使其不能对抗环境所产生的压力,增加死亡率,以达到降低其种群密度的目的。
1. 植物病原物作为杂草生物防治的作用物
植物病害流行的来源:通过比较自然生态系统和农业生态系统植物病害流行的特点及 考查历史上植物病害发生流行的原因后,发现植物病害的流行是人类引起的。
(4)杂草生防的成功率
据Julien 和Griffiths(1999)统计,截止1996年底,世界上已有70个国家针对 133种目标杂草开展了生物防治,利用的天敌多达350种,释放1000余次。
McFadyen(2000)的统计发现,截止1999年,全球利用生物防治成功控制了44 种杂草的危害。美国、南非、澳大利亚、新西兰和加拿大等国在国际上处于 领先地位。
利用的天敌主要是植食性昆虫,其中75%属于鞘翅目和鳞翅目。利用植物病 原菌防治杂草的研究相对较少。
近40年来,真菌除草剂的研究和开发较为活跃。 1963年,我国山东省农业科学院开始利用菟丝子盘长孢状刺盘孢Colletotrichum
gloeosporoides f. sp. cuscutae的培养物(产品名为鲁保一号)防治大豆菟丝子 Cuscuta spp.,这是我国首次将真菌用于杂草生物防治的研究; 美国伊利诺斯州1981年用于防治柑桔园莫伦藤的棕榈疫霉Devine; 美国阿肯色州1982年用于防除水稻和大豆田中弗吉尼亚合萌的盘长孢状刺盘孢合 萌专化型Collego; 加拿大1992年用于防治锦葵属杂草的长盘孢状刺盘孢锦葵专化型(Bio Mal)等。
二、杂草生物防治的发展历史
(1)天敌昆虫的利用 杂草生物防治在世界上已有200多年历史。 最早的记载是1795年印度从巴西引进胭脂虫Dactylopius ceylonicus成功地控制
了仙人掌Opuntia vulgaris的危害,是引进天敌控制杂草的第一例。 上世纪2030年代,澳大利亚从墨西哥和阿根廷引进48种天敌,释放19种,11
金丝桃
1945年,夏威夷、澳 大利亚、新西兰从墨 西哥引进的泽兰实蝇 Proceidochares utilis 和Xanthaeiura commexion防治紫茎 泽兰Eupatorium adenophonum,在比 较干燥地区几乎全部 控制了这种害草。
泽兰实蝇具有专一寄生紫茎泽兰 的特性,卵产在紫茎泽兰生长点 上,孵化后即蛀入幼嫩部分取食, 幼虫长大后形成虫瘿,阻碍紫茎 泽兰的生长繁殖,削弱大面积传 播危害。
1960年代初期,美国弗吉尼亚大学从阿根廷 引进空心莲子草叶甲Agasides hygrophila,控 制空心莲子草Alternanthera philoxeroides取得 了成功, 开辟了世界水生杂草生物防治成功 的先例。
空心莲子草
空心莲子草叶甲
1969年,美国弗吉尼亚大学Koke等从 法国引进取食麝香飞廉的象甲 Rhinocyllus conicus,至1980年,该草 植株的抽芽数减少80%~97%,获得 成功。
(2)杂草生物防治的优点
投资少,收益大,不污染环境; 对除草剂有抗药性或很难用除草剂防治的杂草,或发生在特殊
环境中(如水域)的杂草、外来杂草、多年生杂草和有毒杂草,生 物防治是最理想的方法。
(3)杂草生物防治不足之处
杂草生防不能解决所有杂草问题; 收效较慢,一般需要3~10年才能达到较好的控制效果,当以根除、
农田生态系统是人为操纵下形成的,利用植物病原菌在农田生态系统中造成病害流行是可行的。 通过施肥、灌溉等措施,也保证了农田杂草对水分、养分的需求,同时为植物病原微生物的萌 发、侵入创造了条件。
在演化与演替方面,农田生态系统比天然草场年轻,在寄主与病原物关系中出现的变化常不能 恢复到稳定状态,病害易形成流行状态。
第十二章 杂草生物防治
基本概念 杂草生物防治的发展历史 杂草生物防治的理论基础 杂草生物防治的方法 杂草生物防治的程序 杂草生物防治成功的典型案例 我国的主要杂草
一、杂草与杂草生物防治的概念
1. 杂草的概念
杂草是指那些因过度生长而干扰人类活动或影响人类环境的植物。 杂草大多为外来入侵物种,因适宜的气候和天敌的缺失而恶性生长。
种建立了种群,其中一种螟饿Cactoblastis cactorum对仙人掌Opuntia inermis和 Opuntia stricta有90%的控制作用。
螟蛾
1920年代,澳大利亚又从国外 引进金丝桃叶甲Chrysolina hyperici和四重叶甲Chrysolina quadrigemina,两种叶甲对克 拉马斯草Hypericum perforatum 的上千公顷的害草起到控制作 用。其后, 美国、加拿大、南 非和新西兰又从澳大利亚引进 该天敌释放后,使其密度控制 在防治前的1%,并不再列为害 草。
在美国,大约有500种有害杂草,每年因此造成的经济损失约80亿美元。这 些杂草主要侵入农田、牧场、休闲场所和水域,其经济重要性和防治的迫切 程度因种而异。
农业防治和化学防治是有效的,但持效短,也常常是不经济的。事实上,化 学防治越有效,杂草对除草剂产生的抗性或耐性也就越快。
杂草防治不应该只考虑单一地杀死杂草,而应该是采取合理的策略,减轻杂 草的即时为害,并注意不要让新的杂草替代原来的杂草。
调查发现,几乎所有的恶性农田杂草上均可发现1~2种病原微生物,这就为复合型生物除草剂的 开发提供了物质基础。
由此可见,如果通过引进、培育一种强毒性病原物,则可以在一定程度上抑制农田杂 草种群,达到控制农田杂草危害的目的。
2. 天敌昆虫作为杂草生物防治的作用物
利用专食性昆虫控制杂草的与利用天敌对害虫进行生物防治的原 理是基本一致的,都是利用了生态系统中的食物链营养关系。
巴布亚新几内亚引进该虫,在释放该虫不到一年时间里,覆盖250hm2湖面的槐叶萍 急剧下降到2 hm2,大约2.0×106 t的槐叶萍被消灭(Room等,1981)。
槐叶萍
槐叶萍
(2)病原微生物的利用
利用植物病原微生物防治杂草的 成功首例是澳大利亚利用粉苞苣 柄锈菌Puccinia chondrillina 防治 灯心草粉苞苣Chondrilia juncea, 田间释放后很快建立种群,其致 病率可达50%~70%。
1. 目标杂草的确定
该杂草是本地种还是外来种,一年生或多年生及其经济重要性; 种群的分布密度、生长栖境的类型和稳定性,以及需要控制的程
度和紧迫性。 一项杂草生物防治计划实施前的工作是详尽地搜集所有涉及到的
科技信息,加以消化吸收。
收集的信息应包括: 杂草的分类地位,种及种间类群的正确鉴定; 自然地理分布范围、起源中心及其扩散蔓延的危险性; 亲缘种的出现及本地植被区系的相互作用; 文献记载的杂草天敌及其移植区内的节肢动物和植物病原菌的组成; 描述移入区的生态特性,估价其重要性; 目标杂草所引起的经济损失及与其它防治方法费用的比较 。
在杂草种的选择方面,1980年以前进行生物防治的101种杂草中,仙人掌科和菊 科植物占44%,分别为19种和25种。
在天敌作用物选择方面,Julie等(1987年)对1985年前世界上利用无脊椎动物和 真菌防治杂草的评述表明,用外来无脊椎动物和真菌控制目标杂草的释放计划占 所有释放计划的86%,可见传统的杂草生物防治法受到特有的重视和利用。
1988年和1991年, 中国农业科学院生防所分别与美国农业部农业研究局和加拿大 农业部农业局分别开展了有关乳浆大戟、怪柳、加拿大蓟等杂草的生物防治合作研 究,使我国杂草生防的研究和发展在世界杂草生防领域中占有了一席之地。
(6)小结
利用外来天敌控制外来杂草是杂草生物防治的主要内容。 杂草生防控制的目标害草多为草原或非耕地环境中的杂草,近年来趋向转到水域、
(5)我国的杂草生物防治
我国的杂草生物防治始于1960年代,首例是山东省农科院刘志海等,于1963年研 制出炭疽菌剂“鲁保一号”防治大豆菟丝子。
1985年4月在扬州召开第一次全国杂草生防会议,明确了主攻重点:紫茎泽兰、空 心莲子草、豚草的生物防治。
1988年在云南宜良召开了第二次全国杂草生物防治会议,检阅了“七五”期间杂 草生防的成果,提出今后发展的重点和策略。
如果是在农田生态系统中实施杂草生物防治,要协调杂草天敌与 化学农药的使用,降低化学农药对杂草天敌的影响;同时在农田 周围保留适当的天敌越冬场所,为来年种群恢复提供虫源。
3. 相生生物作为杂草生物防治的作用物
相生生物是指在植物群落中,各种植物之间通过长期的生存与竞争的演化,形成直接 生存空间和养分的互为依存的关系,或者通过动物、微生物形成间接依存的关系。
麝香飞廉(大蓟)
取食麝香飞廉的象甲 麝香飞廉(大蓟)
1980年代,澳大利亚对原产于巴西南部的浮动性水生杂草槐叶萍Salvinia natans成功 的生物防治是水生杂草生物防治中的杰出例子。将从原产地巴西引进的槐叶萍象甲 Cyrtoba salviniae释放在Moondarra湖上,14个月后,200 hm2湖面的槐叶萍被消灭。
利用相生生物最直接的证据就是化学他感作用,作用机理有两个方面: 通过化感物质控制杂草的生长,包括抑制杂草种子萌发、幼苗生长等方面; 尽量减少杂草分泌化感物质所产生的异毒作用。 该方法在生产上考虑环境后果,在经济上考虑长远利益,在目标上追求需求平衡,在
哲学上强调协调共存,符合现代农业与生态的发展趋势。
及时防治为目的时,不宜使用生物防治除草方法; 杂草生物防治的作用物(虫或菌)要求有较强的专一性,以保证不为害
非目标植物,因有一定风险,需要做安全性试验,才能引进和使用。
五、杂草生物防治的程序
确定适于生物防治的目标杂草(杂草的分类、分布、近缘种、危 害性与经济重要性、天敌、防治费用比较);
潜在的杂草生防作用物的搜寻与有效天敌筛选; 寄主专一性测定与风险评估; 有效生防作用物的引进、释放与种群建立; 生防作用物的效果评价。