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生態(tài)農業(yè)病蟲(chóng)害防治技術(shù)論文
本文從“3S”技術(shù)、生物技術(shù)、物理技術(shù)三方面概括了生態(tài)農業(yè)病蟲(chóng)害防治的技術(shù)與方法，從而緩解大量不合理地使用農藥、化肥等污染物使農業(yè)生態(tài)系統原有的結構和功能遭到破壞以及生態(tài)安全與糧食安全受損的現狀。
在農業(yè)發(fā)展歷史中，農業(yè)先后經(jīng)歷了刀耕火種、傳統農業(yè)、工業(yè)化農業(yè)以及現在正在積極探索的生態(tài)農業(yè)，無(wú)論哪種農業(yè)形式，其在世界各地的起源、發(fā)展皆與生態(tài)環(huán)境息息相關(guān)。尤其是隨著(zhù)現代化的進(jìn)程，為減少病蟲(chóng)害干擾、提高農業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)量與質(zhì)量以解決溫飽問(wèn)題而大量不合理的使用農藥、化肥等有毒有害的化學(xué)污染物質(zhì)，使這些污染物在農業(yè)生態(tài)系統中不斷積累并超過(guò)其自身的自?xún)裟芰�，破壞了農業(yè)生態(tài)系統原有的結構和功能，而導致生態(tài)安全與糧食安全受損。而生態(tài)農業(yè)可以緩解農業(yè)環(huán)境繼續惡化。農作物病蟲(chóng)害會(huì )對農業(yè)生產(chǎn)造成巨大的損失，且在全球氣候變化的大背景下，農田生態(tài)系統受到病蟲(chóng)害脅迫的概率將顯著(zhù)增加 [1]。因此保護農業(yè)生態(tài)環(huán)境，不再使用化肥農藥等，從而積極發(fā)展生態(tài)農業(yè)，提出與之相對應的防治病蟲(chóng)害的方法與技術(shù)勢在必行。
1 利用“3S”技術(shù)監測病蟲(chóng)害
“3S”技術(shù)分別是指是遙感(RS)、地理信息系統(GIS)和全球定位系統(GPS)。
1.1 遙感技術(shù)
隨著(zhù)技術(shù)的迅速發(fā)展，遙感技術(shù)已經(jīng)能快速地為農業(yè)、林業(yè)、地質(zhì)、環(huán)境監測等領(lǐng)域提供數據。將高光譜遙感應用于農業(yè)中，其數據能準確地反映田間作物的生物化學(xué)參數(含水量、葉綠素含量、蛋白質(zhì)等)以及生物物理參數(生物量、葉面積指數LAI等)的光譜信息。病蟲(chóng)害對農作物生長(cháng)造成的影響主要有兩種表現形式，即農作物外部形態(tài)的變化和內部生理變化。外部形態(tài)變化包括有落葉、卷葉，葉片幼芽被吞噬，枝條枯萎，導致冠層形狀發(fā)生變化;內部生理變化則表現于葉綠素組織遭受破壞，光合作用，養分水分吸收、運輸、轉化等機能衰退[2]。當農作物受病蟲(chóng)害危害后，會(huì )發(fā)生病蟲(chóng)害的光譜響應(可見(jiàn)光區域的反射率上升，在近紅外區反射率下降)，從而為農作物病蟲(chóng)害的遙感監測提供支持。
1.2 地理信息系統技術(shù)
目前，地理信息系統技術(shù)已應用于農業(yè)資源信息管理、農業(yè)生態(tài)環(huán)境監測、農用土地適宜性評價(jià)、農作物估產(chǎn)和監測及農業(yè)病蟲(chóng)害監測與管理等領(lǐng)域。 GIS的數據管理包括空間數據庫和屬性庫管理，在監測病蟲(chóng)害時(shí)可充分利用其數據庫的優(yōu)勢，將地形圖、水系分布圖、交通圖等普通地圖以及在其基礎上按照一定的用途制成用于反應自然要素的專(zhuān)題地圖(如土壤類(lèi)型圖、氣象圖等)作為空間數據庫，把病蟲(chóng)害種類(lèi)與習性、發(fā)生數量、發(fā)生地點(diǎn)、危害程度與特征以及相關(guān)氣象資料建成屬性數據庫，通過(guò)地圖疊置操作與空間分析生成用于指導農業(yè)病害蟲(chóng)監測與管理的預警系統。從而對病蟲(chóng)害的發(fā)生及未來(lái)發(fā)展趨勢進(jìn)行預測，并預報不正常狀況時(shí)空范圍和危害程度，按需要適時(shí)地給出變化和惡化的各種警戒信息及相應的綜合性對策[3]。
1.3 全球定位系統技術(shù)
由空間衛星、地面控制系統和用戶(hù)設備組成的全球定位系統，可以在短時(shí)間內將危害較大的病蟲(chóng)害區域定位，為農業(yè)管理人員提供精確的空間坐標以找到災害發(fā)生點(diǎn)的準確位置并及時(shí)做好相關(guān)措施，從而避免病蟲(chóng)害的大面積爆發(fā)，因而越來(lái)越多的用于農業(yè)病蟲(chóng)害的監測與調查。此外，將GPS 與RS、GIS相結合構建用于病蟲(chóng)害發(fā)生動(dòng)態(tài)與分布的實(shí)時(shí)監測系統已成為農業(yè)病蟲(chóng)害監測與管理的重要課題之一。
2 利用生物技術(shù)防治病蟲(chóng)害
2.1 種植抗性品種
農業(yè)生態(tài)系統中各作物品種間生物特性不同使得不同品種抗病蟲(chóng)害的能力存在差異，并在長(cháng)期的進(jìn)化過(guò)程中形成了獨特的防御機制來(lái)達到抗病蟲(chóng)害能力。選用對害蟲(chóng)具有抗性的作物進(jìn)行種植，不但可以發(fā)揮作物自身對病蟲(chóng)害的調控作用，而且控制效果持久。隨著(zhù)分子生物學(xué)的發(fā)展，越來(lái)越多的分子技術(shù)應用在抗性育種，改變了雜交育種、誘變育種等方法在實(shí)際操作中育種速度慢的缺點(diǎn)，這也為種植抗性品種提供了更多的方便。
2.2 保護與利用天敵
在農田生態(tài)系統中，由于生物之間存在競爭、捕食、寄生等關(guān)系致使有害生物存在著(zhù)許多捕食性或寄生性天敵、病原微生物。所以保護天敵并加以利用這些自然因素對害蟲(chóng)實(shí)施控制是一種有效的措施。通過(guò)優(yōu)化田間微生態(tài)環(huán)境，利用邊緣效應在田間保留交錯帶和緩沖帶，為天敵生存和繁衍的創(chuàng )造良好條件以及保證天敵安全越冬，可以達到保護的目的。稻田養鴨、魚(yú)、蟹等農業(yè)模式就是利用天敵的原理，以達到防治稻飛虱、夜蟬、螟蟲(chóng)等害蟲(chóng)的目的。用于防治有害生物的病原微生物主要有真菌、細菌、病毒等，例如用白僵菌防治棉鈴蟲(chóng)等，用蘇云金桿菌防治菜青蟲(chóng)、茶尺例蠖等，以核多角體病毒(NPV)防治小菜蛾等。
2.3 使用生物藥劑
隨著(zhù)科技的發(fā)展與社會(huì )的進(jìn)步，利用生物及其代謝產(chǎn)物研發(fā)生物藥劑成為一種新途徑而進(jìn)入了蓬勃發(fā)展的時(shí)期，這些生物藥劑包括：植物源農藥、微生物源農藥、昆蟲(chóng)激素。其中，植物源農藥研究較多，從楝科、柏科、衛矛科等植物分離的高效活性均有殺蟲(chóng)作用，例如楝科植物苦楝分離出的川楝素可有效防治菜青蟲(chóng)、柑桔螨等。昆蟲(chóng)激素是由昆蟲(chóng)內分泌腺分泌到體外或由體液輸送至全身各處的化學(xué)物質(zhì)，按其作用方式分為兩大類(lèi)，即昆蟲(chóng)內激素、昆蟲(chóng)外激素。昆蟲(chóng)內激素調控昆蟲(chóng)的生長(cháng)發(fā)育，分為腦激素、保幼激素、蛻皮激素等;昆蟲(chóng)外激素又稱(chēng)為昆蟲(chóng)信息素是昆蟲(chóng)進(jìn)行信息交流的媒介，包括了集結外激素、追蹤外激素、告警信息素、疏散信息素及性外激素等。由于昆蟲(chóng)激素具有易降解、專(zhuān)一性強、不污染環(huán)境等特點(diǎn)已越來(lái)越受重視并廣泛用于防治農業(yè)害蟲(chóng)。昆蟲(chóng)內激素防治害蟲(chóng)的主要作用機理是破壞昆蟲(chóng)體內的激素平衡，導致昆蟲(chóng)的生長(cháng)發(fā)育、變態(tài)及生殖等過(guò)程受阻而使害蟲(chóng)畸形或死亡。昆蟲(chóng)外激素在實(shí)際應用中無(wú)需考慮其是否可以穿透昆蟲(chóng)包被在身體外側的角質(zhì)膜，因而使用較廣，例如性外激素。
2.4 利用農業(yè)生物多樣性原理
農業(yè)生物多樣性以遺傳、物種、生態(tài)系統和景觀(guān)4個(gè)層次的多樣性為基礎，以人類(lèi)可持續發(fā)展而形成的人與自然和諧共處的生物多樣性系統為目的，是全球生物多樣性的重要組成部分，對防治有害生物、維持農業(yè)系統的生態(tài)平衡與安全、保障全球糧食安全具有重要作用。利用農業(yè)生物多樣性持續控制有害生物已成為研究熱點(diǎn)。農業(yè)生物多樣性控制有害生物的基礎原理包括，群體異質(zhì)效應、稀釋效應、微生態(tài)效應、誘導抗性效應、物理阻隔效應、生理學(xué)效應和化感效應等7個(gè)方面[4];其方法為模擬自然生態(tài)系統，在生產(chǎn)農田中創(chuàng )建種內遺傳多樣性、種間物種多樣性、生態(tài)系統多樣性和景觀(guān)多樣性，以實(shí)現時(shí)間多樣化和空間多樣化的生物多樣性種植。時(shí)間多樣化種植是指利用輪作換茬的作用，防止作物連作生長(cháng)時(shí)生長(cháng)遲緩、病蟲(chóng)害嚴重、作物產(chǎn)品數量與質(zhì)量下降。而空間上多樣化種植是指利用生物之間互利共生原理，進(jìn)行簡(jiǎn)混套作(即間作、混作和套種)的種植模式。
3 利用物理技術(shù)控制病蟲(chóng)害
3.1 物理誘殺技術(shù)
物理誘殺技術(shù)是指利用害蟲(chóng)對各種物理因子(光、電、色、溫度等)的趨避性，創(chuàng )造一種對害蟲(chóng)有害的方法或將其從原有生境驅趕，以達到防治害蟲(chóng)或病害的目的。昆蟲(chóng)對不同光的波長(cháng)、光照強度等條件十分敏感，往往會(huì )做出不同的趨光反應。例如應用佳多頻振式殺蟲(chóng)燈，可以有效殺死天蠶蛾、紅腹燈蛾、粘蟲(chóng)、豆莢螟、煙青蟲(chóng)、蛺蝶等。
3.2 改善栽培措施
通過(guò)合理灌溉、合理翻耕、合理施肥等措施，改善土壤的水分、熱量、氣、肥等條件，從而調節土壤結構與孔隙，利于植物根系對養分的吸收、轉化以及土壤微生物與根系的相互作用，使農作物的長(cháng)勢達到最佳狀態(tài)，進(jìn)而提高農作物對有害生物的抗性。
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