藺忙碌
甘肅省小隴山林業(yè)保護(hù)中心 李子林場(chǎng),甘肅天水 741022
作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要限制因素,植物病害給全球農(nóng)業(yè)和食品安全造成了嚴(yán)重威脅。傳統(tǒng)的化學(xué)防治方法雖然在一定程度上可以控制植物病害,但也帶來(lái)了環(huán)境污染、生態(tài)破壞、食品殘留等問(wèn)題,引發(fā)了人們對(duì)可持續(xù)、環(huán)保的植物病害防治技術(shù)的關(guān)注。
作為一種利用生物體或其代謝產(chǎn)物控制植物病害的方法,生物防治技術(shù)具有環(huán)境友好、無(wú)毒副作用、可持續(xù)的特點(diǎn),因而在植物病害防治領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用和研究。隨著生物技術(shù)和生態(tài)學(xué)的不斷發(fā)展,生物防治技術(shù)也在不斷予以創(chuàng)新和突破,涌現(xiàn)出了許多新的研究成果和應(yīng)用案例。微生物防治、生物對(duì)抗、生物抗性誘導(dǎo)等生物防治技術(shù)在農(nóng)田、果園、蔬菜園等不同作物種植中得到了廣泛應(yīng)用,并取得了顯著的防治效果。同時(shí),基因編輯技術(shù)、生態(tài)系統(tǒng)融合、精準(zhǔn)防治技術(shù)等前沿領(lǐng)域也為生物防治技術(shù)研究提供了新的方向和可能性。
第一,天敵昆蟲(chóng)在植物病害防治中的應(yīng)用取得了顯著的成果。一些對(duì)植物病原菌具有天敵作用的昆蟲(chóng),如寄生性昆蟲(chóng)和捕食性昆蟲(chóng),被廣泛引入和應(yīng)用于農(nóng)田。這些天敵昆蟲(chóng)可以通過(guò)捕食、寄生、拮抗等方式,控制植物病原菌的生長(zhǎng)和傳播,從而降低植物病害的發(fā)生概率。
第二,有益微生物在植物病害防治中的應(yīng)用也取得了良好的效果。例如,一些對(duì)植物病原菌具有拮抗作用的細(xì)菌、真菌和放線菌等,可以通過(guò)產(chǎn)生抗生物質(zhì)、競(jìng)爭(zhēng)養(yǎng)分、誘導(dǎo)植物抗性等方式,有效地抑制植物病原菌的生長(zhǎng)與繁殖,從而達(dá)到防治植物病害的目的[1]。
作為一種環(huán)保、可持續(xù)的植物病害防治方法,生物防治技術(shù)具有許多優(yōu)點(diǎn),同時(shí)存在一些限制。生物防治技術(shù)具有較好的環(huán)保性,不會(huì)產(chǎn)生或僅產(chǎn)生較少的污染物,對(duì)環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的影響較小,有助于維護(hù)生態(tài)平衡和生物多樣性。
此外,生物防治技術(shù)具有較好的可持續(xù)性,依賴于自然界中存在的生物資源,不會(huì)對(duì)資源造成過(guò)度利用和耗竭的風(fēng)險(xiǎn),有助于長(zhǎng)期維持植物病害防治效果。生物防治技術(shù)的殘留和抗藥性風(fēng)險(xiǎn)較低,不易導(dǎo)致病原菌產(chǎn)生抗藥性,從而減少了風(fēng)險(xiǎn)[2]。
然而,生物防治技術(shù)存在一些限制。生物防治技術(shù)的效果可能會(huì)受到環(huán)境因素和生物因素的影響,如天氣條件、天敵、有益微生物的適應(yīng)性等,導(dǎo)致防治效果不穩(wěn)定。
此外,生物防治技術(shù)通常需要較長(zhǎng)的時(shí)間建立和維持防治效果,不能立即見(jiàn)效。生物防治技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中需要掌握一定的技術(shù)和管理要點(diǎn),操作較為復(fù)雜,對(duì)管理人員的業(yè)務(wù)水平要求較高[3]。生物防治技術(shù)在一些特定情況下可能會(huì)與其他防治方法相互制約或存在應(yīng)用限制。例如:在一些嚴(yán)重病害流行地區(qū)或高密度種植區(qū)可能需要與化學(xué)防治方法結(jié)合使用。因此,盡管生物防治技術(shù)具有很多優(yōu)點(diǎn),但在實(shí)際應(yīng)用中還需考慮其局限性。
作為生物防治技術(shù)中的一種重要手段,天敵昆蟲(chóng)在植物病害防治中具有廣泛的應(yīng)用。天敵昆蟲(chóng)是一類以捕食其他昆蟲(chóng)、卵、幼蟲(chóng)、蛹或成蟲(chóng)為生的昆蟲(chóng),如瓢蟲(chóng)、蜻蜓、螞蟻等[4]。它們通過(guò)捕食害蟲(chóng)控制其數(shù)量,從而起到生物防治的作用。
天敵昆蟲(chóng)在植物病害防治中的應(yīng)用具有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。天敵昆蟲(chóng)作為一種生物防治手段,對(duì)環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的影響較小。與化學(xué)防治方法相比,天敵昆蟲(chóng)不會(huì)產(chǎn)生或僅產(chǎn)生較少的污染物,對(duì)生態(tài)平衡和生物多樣性的維護(hù)有積極作用。
此外,天敵昆蟲(chóng)具有較好的可持續(xù)性,能夠通過(guò)繁殖自行增加數(shù)量,不會(huì)對(duì)資源造成過(guò)度利用和耗竭的風(fēng)險(xiǎn),有助于長(zhǎng)期維持植物病害防治效果。
天敵昆蟲(chóng)在植物病害防治中的應(yīng)用還能夠降低殘留和抗藥性風(fēng)險(xiǎn)。天敵昆蟲(chóng)通常不會(huì)導(dǎo)致殘留物,也不易導(dǎo)致病原菌產(chǎn)生抗藥性,從而減少對(duì)人體健康的威脅和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)[5]。
然而,天敵昆蟲(chóng)在植物病害防治中也存在一些限制。天敵昆蟲(chóng)的防治效果可能會(huì)受到環(huán)境因素和生物因素的影響,如天氣條件、天敵的適應(yīng)性等,導(dǎo)致防治效果不穩(wěn)定。天敵昆蟲(chóng)的繁殖和擴(kuò)散速度較慢,需要一定的時(shí)間維持防治效果。此外,天敵昆蟲(chóng)的應(yīng)用需要掌握一定的技術(shù)和管理要點(diǎn),對(duì)管理人員的要求較高。盡管存在一些限制,但天敵昆蟲(chóng)作為生物防治技術(shù)中的一種重要手段,具有較好的環(huán)保性、可持續(xù)性和抗藥性風(fēng)險(xiǎn)較低的優(yōu)點(diǎn),在植物病害防治中有著廣闊的應(yīng)用前景。
益生微生物作為一種生態(tài)友好的植物病害防治方法,在農(nóng)業(yè)和園藝領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。這些益生微生物包括細(xì)菌、真菌和其他微生物,對(duì)植物病原微生物產(chǎn)生拮抗作用,從而起到生物防治的效果。益生微生物在植物病害防治中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
第一,益生微生物能夠通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性排除作用抑制植物病原微生物的生長(zhǎng)與繁殖。益生微生物能夠占據(jù)植物根際或葉片表面的生態(tài)位,與病原微生物競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)和生存空間,從而抑制病原微生物的生長(zhǎng)和傳播。例如:一些具有拮抗作用的真菌可以通過(guò)產(chǎn)生抑制性物質(zhì),抑制植物病原真菌的生長(zhǎng),從而降低植物病害的發(fā)生概率。
第二,益生微生物可以通過(guò)誘導(dǎo)植物的抗病性增強(qiáng)植物的自身免疫能力。益生微生物可以通過(guò)激活植物的防御反應(yīng),誘導(dǎo)植物產(chǎn)生抗病性相關(guān)的物質(zhì),如抗菌物質(zhì)、酶和抗氧化物質(zhì)等,從而增強(qiáng)植物對(duì)病原微生物的抵抗能力。這種方式不僅可以減少對(duì)化學(xué)農(nóng)藥的依賴,還能夠有效減少農(nóng)藥對(duì)環(huán)境和人體健康的潛在危害。
第三,益生微生物還可以促進(jìn)植物的生長(zhǎng)和發(fā)育,從而保證植物處于健康狀況,降低植物受病害侵害的風(fēng)險(xiǎn)。例如:一些植物生長(zhǎng)促進(jìn)菌株可以通過(guò)固氮作用為植物提供額外的氮源,從而促進(jìn)植物的生長(zhǎng)發(fā)育,增強(qiáng)植物對(duì)病害的抵抗力。益生微生物在植物病害防治中具有廣泛的應(yīng)用前景,可以作為一種生態(tài)友好、可持續(xù)的替代性方法,為農(nóng)業(yè)和園藝生產(chǎn)提供有效的病害防控措施。
2.3.1 植物抗病菌劑的種類和特點(diǎn)植物抗病菌劑是一種應(yīng)用于農(nóng)業(yè)和園藝生產(chǎn)的生物防治方法。通過(guò)利用益生微生物對(duì)抗植物病原微生物保護(hù)植物健康。這些益生微生物包括細(xì)菌、真菌、放線菌等,具有不同的種類和特點(diǎn)。
首先,細(xì)菌類抗病菌劑是一類常見(jiàn)的植物抗病菌劑。如擬桿菌屬(Bacteroides)和假單胞菌屬(Pseudomonas)等細(xì)菌屬中的一些菌株被廣泛用于植物病害防治。這些細(xì)菌具有多種拮抗機(jī)制,包括產(chǎn)生抗生素、競(jìng)爭(zhēng)性排除作用和誘導(dǎo)植物的抗病性等,能夠有效抑制植物病原微生物的生長(zhǎng)和傳播。
其次,真菌類抗病菌劑也是一類常用的植物抗病菌劑。如三七青霉(Trichoderma)和黃單胞桿菌(Xanthomonas Campestris)等真菌屬中的一些菌株被廣泛用于植物病害防治。這些真菌具有對(duì)抗病原真菌的能力,包括侵染、溶解和競(jìng)爭(zhēng)性排除等,從而有效降低植物病害的發(fā)生率。
最后,放線菌類抗病菌劑也在植物病害防治中得到應(yīng)用。放線菌屬(Actinomyces)中的一些菌株具有廣譜的抗菌活性,能夠產(chǎn)生多種抗生素和生物活性物質(zhì),對(duì)多種植物病原微生物具有拮抗作用,從而降低植物病害的發(fā)生率。這些植物抗病菌劑具有許多特點(diǎn):它們是生態(tài)友好的,對(duì)環(huán)境和人體健康無(wú)害,不會(huì)引起農(nóng)藥殘留和污染;它們具有高效的生物防治效果,能夠?qū)Χ喾N植物病害微生物產(chǎn)生拮抗作用,從而減少植物病害的發(fā)生率。這些抗病菌劑具有廣譜性,能夠?qū)苟喾N植物病原微生物,具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和穩(wěn)定性,可在不同環(huán)境條件下應(yīng)用。同時(shí),這些植物抗病菌劑還具有易于應(yīng)用和安全性高的特點(diǎn),可以作為生物防治策略的一部分,用于有機(jī)農(nóng)業(yè)和環(huán)保農(nóng)業(yè),減少對(duì)化學(xué)農(nóng)藥的依賴,從而降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。
2.3.2 植物抗病菌劑在植物病害防治中的作用和應(yīng)用案例第一,植物抗病菌劑可以有效用于預(yù)防和控制植物病害。例如:一些拮抗細(xì)菌,如枯草芽孢桿菌、根瘤菌等可以通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性排擠病原菌產(chǎn)生抗菌物質(zhì),降低病原菌的生長(zhǎng)和侵染植物的能力,從而有效地控制植物病害的發(fā)生。此外,一些真菌如擬青霉、綠僵菌等也可以通過(guò)侵染病原菌釋放毒素,從而有效控制植物病害。
第二,植物抗病菌劑還可以通過(guò)促進(jìn)植物生長(zhǎng)和增強(qiáng)植物免疫力預(yù)防和控制植物病害。例如:一些植物生長(zhǎng)促進(jìn)菌,如根際固氮菌、解磷菌等可以與植物根系共生,提供養(yǎng)分,促進(jìn)植物生長(zhǎng),增強(qiáng)植物的免疫力,從而降低病害的發(fā)生。此外,一些植物抗病菌劑還可以通過(guò)誘導(dǎo)植物產(chǎn)生一系列防御反應(yīng),如產(chǎn)生抗氧化物、激活防御基因等,從而增強(qiáng)植物的免疫力,提高植物對(duì)病害的抵抗性。
當(dāng)下,植物抗病菌劑已經(jīng)在農(nóng)田、果園、蔬菜大棚等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。例如:拮抗細(xì)菌和真菌類植物抗病菌劑已經(jīng)成功應(yīng)用于控制多種農(nóng)田作物的病害,如水稻紋枯病、番茄早疫病、馬鈴薯晚疫病等。植物生長(zhǎng)促進(jìn)菌也被廣泛應(yīng)用于蔬菜大棚、果園等地,通過(guò)加快作物生長(zhǎng)速度、增強(qiáng)免疫力,降低病害的發(fā)生概率。值得注意的是,植物抗病菌劑的應(yīng)用需要根據(jù)具體情況和病害類型進(jìn)行合理選擇和使用。不同的植物抗病菌劑對(duì)不同的病害具有不同的防治效果,因此,需要根據(jù)具體的病害類型、病害嚴(yán)重程度、環(huán)境條件、農(nóng)作物品種等因素予以綜合考慮。
第一,綜合防控效果更好。生物防治技術(shù)可以通過(guò)拮抗病原菌、誘導(dǎo)植物抗性、調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)等多種方式控制病害。而化學(xué)植物病害防治技術(shù)則可以迅速殺滅病原菌,對(duì)急性病害效果顯著。通過(guò)綜合應(yīng)用兩者,可以在不同階段、不同病害類型和不同病害發(fā)生條件下,充分發(fā)揮它們的優(yōu)勢(shì),增強(qiáng)防控效果。
第二,減少農(nóng)藥使用量。生物防治技術(shù)通常使用微生物和天然植物抗性誘導(dǎo)劑等生物源性產(chǎn)品,對(duì)環(huán)境和人類健康的影響較小。綜合應(yīng)用生物防治技術(shù)可以減少對(duì)化學(xué)合成農(nóng)藥的依賴,從而減少農(nóng)藥使用量,降低農(nóng)藥殘留和環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn)。
第三,增強(qiáng)防治效果的持久性。生物防治技術(shù)通常具有較好的環(huán)境適應(yīng)性和生物安全性,可以在生態(tài)系統(tǒng)形成一種持久的病害防控機(jī)制。而化學(xué)植物病害防治技術(shù)的作用通常較為短暫,需要頻繁使用以維持效果。綜合應(yīng)用生物防治技術(shù)可以增強(qiáng)防治持久性,減輕頻繁施藥對(duì)環(huán)境的影響。
第一,基因改良是一種通過(guò)修改生物體的基因組獲得特定性狀的技術(shù)。在生物防治技術(shù)中,基因改良可以用于生物防治劑的研發(fā)與應(yīng)用。例如:通過(guò)基因改良,科學(xué)家可以將具有殺蟲(chóng)、抗病或抗草性狀的基因?qū)胫参锘蛭⑸?,從而使其具有?duì)害蟲(chóng)、病害或雜草的抵抗能力。這種方式可以減少對(duì)化學(xué)農(nóng)藥的依賴,降低環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)減輕農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。
第二,遺傳資源利用是指利用自然界中豐富的生物遺傳資源研發(fā)和應(yīng)用生物防治技術(shù)。生物遺傳資源包括各種植物、昆蟲(chóng)、微生物等,它們擁有豐富的遺傳多樣性,包含許多有用的基因。通過(guò)對(duì)遺傳資源的深入研究和利用,科學(xué)家可以發(fā)現(xiàn)新的生物防治劑,或從中提取有用的基因用于基因改良。例如:從天然界篩選出具有殺蟲(chóng)或抗病性狀的微生物,并通過(guò)基因工程手段將其基因?qū)胫参铮瑥亩岣咧参锏目瓜x(chóng)抗病能力。
第一,溫室和設(shè)施農(nóng)業(yè)中的生物防治技術(shù)可以有效地控制病蟲(chóng)害。由于溫室和設(shè)施農(nóng)業(yè)中環(huán)境條件的封閉性和可控性較強(qiáng),可以減少外部環(huán)境對(duì)作物的干擾,從而降低病蟲(chóng)害發(fā)生的可能性。生物防治技術(shù)包括利用天敵、寄生性昆蟲(chóng)、微生物等生物資源對(duì)抗病蟲(chóng)害,如引入捕食性昆蟲(chóng)或微生物控制溫室中的害蟲(chóng)種群。這種方式不僅可以減少對(duì)化學(xué)農(nóng)藥的使用,避免化學(xué)殘留和抗藥性的產(chǎn)生,還有助于保護(hù)生態(tài)環(huán)境、維護(hù)生態(tài)平衡。
第二,生物防治技術(shù)在溫室和設(shè)施農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用有助于提高作物的質(zhì)量。由于溫室和設(shè)施農(nóng)業(yè)中對(duì)環(huán)境和生產(chǎn)過(guò)程的嚴(yán)格管理,可以更好地控制作物的生長(zhǎng)環(huán)境,減少病害的傳播和擴(kuò)散。生物防治技術(shù)的應(yīng)用可以減少對(duì)化學(xué)農(nóng)藥的依賴,減少化學(xué)殘留物對(duì)作物的污染,從而生產(chǎn)出更加安全、無(wú)公害的農(nóng)產(chǎn)品,滿足消費(fèi)者對(duì)食品安全和質(zhì)量的要求。
未來(lái),生物防治技術(shù)將朝著高效、低毒、基因編輯、生態(tài)融合、精準(zhǔn)防治和多層次綜合防治等方向發(fā)展。高效、低毒的生物防治產(chǎn)品將成為主流,通過(guò)研發(fā)和應(yīng)用更加優(yōu)越的生物農(nóng)藥、生物殺蟲(chóng)劑、生物調(diào)節(jié)劑等,增強(qiáng)防治效果,減輕對(duì)環(huán)境的污染。
隨著科技的不斷進(jìn)步和環(huán)境問(wèn)題的日益突出,生物防治技術(shù)將在植物病害防治領(lǐng)域持續(xù)發(fā)揮著重要作用。它不僅可以減少對(duì)環(huán)境和非靶標(biāo)生物的污染,還可以提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量,促進(jìn)可持續(xù)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。同時(shí),生物防治技術(shù)與生態(tài)系統(tǒng)的融合有助于維護(hù)生態(tài)平衡,促進(jìn)生態(tài)健康。
總體來(lái)說(shuō),生物防治技術(shù)在植物病害防治中具有廣闊的發(fā)展前景,有望成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重要的防治手段之一,為推動(dòng)綠色、可持續(xù)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式發(fā)展作出積極貢獻(xiàn)。