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1、农作物病虫害成灾机理 与防治对策,苏州大学建筑与城市环境学院园艺系,一、植保工作的重要性,农作物：指农业上栽培的各种植物。包括粮食作物经济作物（油料作物、蔬菜作物、嗜好作物如烟草、咖啡）、工业原料作物、饲料作物、药用作物等。 农作物病虫害：是我国的主要农业灾害之一，具有种类多、影响大、并时常暴发成灾的特点，其发生范围和严重程度对我国国民经济、特别是农业生产常造成重大损失。,根据联合国粮农组织估计，全世界每年农作物病虫害自然损失率在37%以上。 植物病虫害同样严重威胁人类宝贵的森林资源。林业病虫害被称为无烟的森林火灾。 历史上有很多因植物病虫害的大面积爆发和流行给人类带来重大灾难的事件，著名的“
2、爱尔兰大饥荒”，即1845年由于马铃薯晚疫病的严重流行危害而造成“饿殍遍地及流离失所“的重大案例。,爱尔兰大饥荒,马铃薯是19世纪爱尔兰人赖以维持生计的唯一农作物，自1845年秋天起一种不为人知的病害（晚疫病）使马铃薯受灾，历时五年（1845-1850），造成100多万人死亡，200多万人背井离乡的惨剧，给爱尔兰造成了毁灭性的打击。,我国是农业生物灾害（病害、虫害、鼠害、草害）多发和重发的国家，据调查，我国常见农作物有害生物达1600多种，其中造成严重危害的有近100种，年发生面积达70亿亩次。 近10年来，我国每年暴发的病虫害种类比前10年增加1倍以上，如蝗虫、稻飞虱、稻纵卷叶螟、小麦条锈病
3、、稻瘟病等出现猖獗危害势头，虽经大力防治，每年仍损失粮食近500亿斤、各类经济作物1800万吨。,蝗灾，是指蝗虫引起的灾变。一旦发生蝗灾，大量的蝗虫会吞食禾田，使农产品完全遭到破坏，引发严重的经济损失以致因粮食短缺而发生饥荒。 中国历史上蝗灾迭起，据中国救荒史统计，秦汉蝗灾平均8.8年一次，两宋为3.5年，元代为1.6年，明、清两代均为2.8年，受灾范围、受灾程度堪称世界之最。,蝗灾,因此，生产者不得不认真对待这个问题。但是，农作物病虫害防治技术性较强，如果出现偏差，不仅解决不了病虫危害问题，还会造成一系列的不良后果： （1）多打农药，会加大生产成本，降低经济效益； （2）污染农产品和环境，病
4、虫产生抗药性； （3）杀死天敌和其他有益生物，破坏生态平衡，引起其他病虫猖獗等。 所以，我们不得不科学地做好这项工作。为了做好这项工作，首先要了解病虫害是什么？病虫害成灾机理？才能找到解决的防治对策。,二、农作物病虫害是什么,农作物病虫害是病害和虫害的并称。病虫害防治，从广义上说，还包括有害鸟兽或杂草在内的有害生物的防治。,病害,虫害,草害,鼠害,（一）病害,根据引起的原因，一般分为二大类： 1. 侵染性病害 2. 非传染性病害,1. 传染性病害 由生物因素而引起的植物病害称为侵染性病害。由于这类病害可以在植物个体间互相转移，因此也称为传染性病害。 引起植物病害的生物因素称为病原物，种类主要有
5、：真菌、细菌、病毒、植原体、线虫、寄生性种子植物等。,2. 非传染性病害 由非生物因素即不适宜的环境条件而引起的植物病害，由于不具有传染性，所以也叫做非传染性病害或生理病害。 引起非侵染性病害发生的环境因素很多，主要涉及温度、湿度、光照、土壤、天气和栽培管理措施等。 例如氮、磷、钾等营养元素缺乏形成的缺素症；土壤水分不足或过量形成旱害或渍害；低温或高温形成冻害或灼伤；光照过弱或过强形成黄化或叶烧；肥料或农药使用不合理形成的肥害或药害；大气污染形成的毒害等。,氮、磷、钾等营养元素缺乏形成的缺素症,土壤水分不足或过量形成旱害或渍害,低温或高温形成冻害或灼伤,冻害,日灼,光照过弱或过强形成黄化或叶烧
6、,肥料或农药使用不合理形成的肥害或药害,肥害,药害,大气污染形成的毒害,侵染性病害的种类、数量和重要性在植物病害中均居首位，是植物病理学研究重点。 侵染性病害中，尤以真菌病害最为重要，占植物侵染性病害的80%以上，其次是细菌和病毒；其他所占的比例很小。,（二）虫害,广义的农作物害虫防治，包括以下几类动物： 脊椎动物：鼠类、鸟类，等。 无脊椎动物：昆虫、螨类，等。 软体动物：蜗牛、蛞蝓，等。 其中，昆虫种类最多，为害最大。,三、病虫与环境是一个整体,在地球上，任何一种生物都不可能独立存在，必须依赖其它生物或光、二氧化碳、水、土壤、无机养分而生存。 实际上，生物与环境是不可分割的整体，在这个整体里
7、各个成分紧密联系，互为依存，从而使这个整体成为具有一定功能的有机整体，我们把这个整体叫生态系统。 研究病虫害防治，应把病虫及其它生物与环境看作一个整体来研究。,（一）生态系、农田生态系,1. 生态系 在一定的自然区域内，所有生物（包括动物、植物和微生物）和非生物环境构成相互作用的物质和能量的体系，称为生态系。 生态系统的范围可大可小，相互交错，最大的生态系统是生物圈；最为复杂的生态系统是热带雨林生态系统，人类主要生活在以城市和农田为主的人工生态系统中。 常见有：森林生态系统、草原生态系统、海洋生态系统、淡水生态系统、冻原生态系统、湿地生态系统、城市生态系统、农田生态系统。,2. 农田生态系,农
8、田生态系统：一定农田范围内，作物和其他生物及其环境通过复杂的相互作用和相互依存而形成的统一整体。 农田生态系统又可分为：稻田生态系统、麦田生态系统、棉田生态系统、豆田生态系统、果园生态系统、茶园生态系统、桑园生态系统、菜园生态系统，等。,农田生态系统与陆地自然生态系统的主要区别是： 系统中的生物群落结构较简单，优势群落往往只有一种或数种作物； 伴生生物为杂草、昆虫、土壤微生物、鼠、鸟及少量其他小动物； 大部分经济产品随收获而移出系统，留给残渣食物链的较少； 养分循环主要靠系统外投入而保持平衡，人们必须不断地从事播种、施肥、灌溉、除草和治虫等活动，才能够使农田生态系统朝着对人有益的方向发展。 鉴
9、于上述原因，农田生态系统一般不太稳定，容易受到人类生产活动的影响产生较大的波动。,（二）食物链、食物网,1. 食物链 生态系统中贮存于有机物中的化学能在生态系统中层层传导，正如俗话所说“螳螂捕蝉，黄雀在后”。各种生物通过一系列吃与被吃的关系，把这种生物与那种生物紧密地联系起来，这种生物之间以食物营养关系彼此联系起来的序列，就像一条链子一样，一环扣一环，在生态学上被称为食物链。 简言之，在生态系统内，各种生物之间由于食物而形成的一种联系，叫做食物链 。,2. 食物网,食物网又称食物链网或食物循环。在生态系统中，实际上多数动物的食物不是单一的，取食和被取食关系也不象食物链那么简单，例如食虫鸟不仅捕
10、食瓢虫，还捕食蝶蛾等多种无脊椎动物，而且食虫鸟本身也不仅被鹰隼捕食，而且也是猫头鹰的捕食对象，甚至鸟卵也常常成为鼠类或其他动物的食物。 由此可见食物链之间可以相互交错相联，构成复杂网状关系。,食物链组成的食物网,食物链的层级,一个复杂的食物网是使生态系统保持稳定的重要条件，一般认为，食物网越复杂，生态系统抵抗外力干扰的能力就越强，食物网越简单，生态系统就越容易发生波动和毁灭。 假如在一个岛屿上只生活着草、鹿和狼。在这种情况下，鹿一旦消失，狼就会饿死。如果除了鹿以外还有其他的食草动物（如牛或羚羊），那么鹿一旦消失，对狼的影响就不会那么大。反过来说，如果狼首先绝灭，鹿的数量就会因失去控制而急剧增加
11、，草就会遭到过度啃食，结果鹿和草的数量都会大大下降，甚至会同归于尽。如果除了狼以外还有另一种肉食动物存在，那么狼一旦绝灭，这种肉食动物就会增加对鹿的捕食压力而不致使鹿群发展得太大，从而就有可能防止生态系统的崩溃。,长期以来病虫害防治被认为仅是研究各类防治方法的问题，即认为仅是一种防治技术，对病虫害的发生发展也多从生物学的现象来阐明规律。 1869年德国学者黑格尔（Ernst Haeckel）提出生态学概念，拓宽了人们对自然界的认识眼界，特别是20世纪中期使用化学农药引起害虫再猖獗、次要害虫为害加重之后，使人们清醒地意识到病虫害防治是一个生态学问题。,英国自然历史博物馆，2011-7-27,（三
12、）以生态眼光看问题,农田生态系是在人为控制条件下形成的生态系统，其结构是以作物植物群体为中心，形成“人作物昆虫微生物其它动植物周围环境”相互作用、相互依存，存在物质、能量和信息交流与循环的人工生态系统。 在农田生态系中，病虫草害和生态系的其他组成成分都不是孤立存在，而是相互依存、相互制约的。任何一个组成成分的变动，都会直接或间接影响整个生态系的变动，从而影响病虫害种群的消长，甚至病虫草害种类组成的变动。 所以，病虫害防治必须着眼于整个生态系的组分调控，才能持久地控制病虫草害的危害。,例如，存在农田生态系统中的昆虫种类很多，但是能造成虫害成为防治对象的种类不多，一般只占1%5%，而95%99%的
13、种类通常种群数量相当低。 造成虫害的1%5%种类对作物损害也有多种情况，有的种类常年发生，其种群数量总是处于作物允许损失水平之上；有的种类间歇性猖獗危害，有的年份造成严重损害，有的年份发生数量低于损失水平则无需防治。 此外，害虫与作物之间存在着相互适应的关系，害虫取食对作物来说是一种逆境选择压力，有些作物可以通过自身的补偿、增殖和耐害能力以减轻或抵消这种选择压力来保证自己的生长发育和繁殖不受影响。,对于95%99%的种类，其种群数量处于低虫口密度状态的原因也是复杂的，但是自然天敌的控制因素常是主要的，有的则是种间竞争的结果，有的是对食料选择性程度的差异所致，有的是对园林植物小生境的适应能力不同
14、等等。 但是，如农田林生态系的组成发生变动，这些种类中有的可能会转为主要害虫。,种间竞争（如桃树上3种蚜虫几乎不见同时发生） 桃蚜 桃粉蚜 桃瘤蚜,叶横卷,不卷叶,叶纵卷,所以，农作物病虫害防治必须从农田生态系统的整体出发，研究“有害生物寄主环境因素”三者之间的相互关系，放眼整个系统的最优结果，协调运用各种可能的防治手段，把病虫害种群控制在生态和经济损失允许水平之下，达到长期控制病虫害对农作物危害的目的，维护生态平衡和使生态系统朝着有利于人类的方向发展。,四、病虫害成灾机理,（一）病虫害发生的原因 农作物病虫害的发生必须具备3个要素： （1）农田生态系统中具有某种病原或害虫。 （2）存在易遭受
15、病虫侵染的寄主如作物种类或品种。 （3）具备有利于病害发生流行或害虫生长繁衍的环境条件。,（二）病虫害成灾的条件,发生病虫害以及危害是否影响农作物的生长发育和产量、品质必须具备3个条件： （1）必须有一定量的病原或虫源，病原或虫源基数越多，发生为害的可能性越大。 （2）必须有适合于病害发生、流行或害虫生长、繁衍的环境条件，当环境条件适宜时，病害才能流行或虫口密度就大。 （3）必须具备农作物的易受害生育期，以及为害给农作物造成伤害的程度与性质。如果病害虫发生期与农作物易受害期吻合、抗性弱时，病害虫就能构成较大的危害。,五、病虫害的控制途径,为了减轻或防止病原微生物和害虫危害作物或人畜，而人为地采
16、取某些手段，称为病虫害防治。 通常，农作物病虫害防治，可以通过3条基本途径达到防治的目的，即： 控制农田生态系中生物群落的物种组成；控制病原物或害虫种群数量；、控制病虫害的危害程度与性质。,（1）控制农田生态系统中物种的组成,即尽可能减少农田生态系中病虫害的种类，增加有益生物的种类。在自然界中，由于病虫害分布和栖息场所的局限性，农田分布的不连续性（孤岛效应），所以通过阻止其传播侵入，即可有效地保护农作物不受危害。 在大范围内，由于地理阻隔和病虫扩散能力的限制，许多危险性病虫不能自然侵入新的地区，只要制止人为的传播便可免受其害。如严格进行植物检疫，可以防止病虫害传播蔓延，免除侵害。 在小范围内，利用防虫网、果实套袋或利用驱避剂等手段阻止害虫侵入，均能避免作物或果实受害。 营造丰富的林分和农田生态系统，形成复杂的食物链网络；利用引进和释放天敌的方法，均可增加田间有益生物的种类和数量，增强天敌的控制效应。,（2）控制病害发生流行或害虫种群数量,只有病害大发生或足够数量的害虫，才能造成显
