杂草生物防治

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1、杂 草 生 物 防 治1 杂草概况 2 杂草防治方法概述 3 杂草生防的定义与方法 4 世界、我国杂草生防研究历史 5 杂草生防的现状与评估 6 杂草生防某些理论和实践问题YAN Hai 2006YAN Hai 20061 杂草概述1.1 杂草的概念 n杂草(weed) ：目的作物以外的，妨碍和干扰人类生 产和生活环境的各种植物类群。主要为草本植物，也 包括部分小灌木、蕨类及藻类。 n杂草是农林生态系中长期存在的重要组分，世界上 有杂草5万多种，与农业生产有关的主要只有250种 。中国约有杂草119科1200种。n按植物学方法分类：n按其对水分的适应性：水生、沼生、湿生和旱生；n按化学防除的需

2、要：禾草、莎草和阔叶草；n根据杂草的营养类型、生长习性和繁殖方式等分类 。YAN Hai 2006YAN Hai 2006n生物学特性与为害n杂草生物学特性表现为：传播方式多，繁殖与再 生力强，生活周期一般都比作物短，成熟的种子随 熟随落，抗逆性强，光合作用效益高等。n农田杂草的主要为害为：与作物争夺养料、水分 、阳光和空间，妨碍田间通风透光，增加局部气候 温度，有些则是病虫中间寄主，促进病虫害发生； 寄生性杂草直接从作物体内吸收养分，从而降低作 物的产量和品质。n此外，有的杂草的种子或花粉含有毒素，能使人 畜中毒。 YAN Hai 2006YAN Hai 2006外来入侵恶性杂草n互花米 草

3、n豚草n微甘菊n紫茎泽 兰n空心莲子 草n假高梁n加拿大一枝黄 花YAN Hai 2006YAN Hai 20062 杂草防治方法概述2.1 植物检疫 即对国际和国内各地区间所调运的作物 种子和苗木等进行检查和处理，防止新 的外来杂草远距离传播。这是一种预防 性措施，对近距离的交互携带传播无效 ，须辅以作物种子净选去杂、农具和沟 渠清理以及施用腐熟粪肥等措施，以减 少田间杂草发生的基数。 YAN Hai 2006YAN Hai 20062.2 人工除草n包括手工拔草和使用简单农具除草。 耗力多、工效低，不能大面积及时防除 。现都是在采用其他措施除草后，作为 去除局部残存杂草的辅助手段。 YAN

4、 Hai 2006YAN Hai 20062.3 机械除草 n使用畜力或机械动力牵引的除草机具。 一般于作物播种前、播后苗前或苗期进行 机械中耕耖耙与覆土，以控制农田杂草的 发生与危害。工效高、劳动强度低。缺点 是难以清除苗间杂草，不适于间套作或密 植条件，频繁使用还可引起耕层土壤板结 。 YAN Hai 2006YAN Hai 20062.4 物理除草 利用水、光、热等物理因子除草。如用火燎法进行 垦荒除草，用水淹法防除旱生杂草，用深色塑料薄 膜覆盖土表遮光，以提高温度除草等。 YAN Hai 2006YAN Hai 20062.5 化学除草 即用除草剂除去杂草而不伤害作物。化学除草的这一选

5、 择性，是根据除草剂对作物和杂草之间植株高矮和根系 深浅不同所形成的“位差”、种子萌发先后和生育期不同 所形成的“时差”、以及植株组织结构和生长形态上的差 异、不同种类植物之间抗药性的差异等特性而实现的。此外，环境条件、药量和剂型、施药方法和施药时期等 也都对选择性有所影响。 20世纪70年代出现的安全剂,用以拌种或与除草剂混合 使用,可保护作物免受药害，扩大了除草剂的选择性和使 用面。由种子萌发的一年生杂草，一般采用持效期长的 土壤处理剂，在杂草大量萌发之前施药于土表，将杂草 杀死于萌芽期。防除根状茎萌发的多年生杂草，则采用 输导作用强的选择性除草剂，在杂草营养生长后期进行 叶面喷施，使药剂

6、向下传导至根茎系统，从而更好地发 挥药效。YAN Hai 2006YAN Hai 2006化学除草的特点n 化学除草具有高效、及时、省工、经济等 特点，适应现代农业生产作业，还有利于促 进免耕法和少耕法的应用、水稻直播栽培的 实现以及密植程度与复种指数的合理提高等 。但大量使用化学物质对生态环境可导致长 远的不利影响。这就要求除草剂的品种和剂 型向低剂量、低残留的方向发展，同时力求 与其他措施有机地配合，进行综合防除，以 减少施药次数与用药量。 YAN Hai 2006YAN Hai 2006杂草化学防除的负面影响2O世纪4O年代内吸传导型选择性化学除草剂2，4一D 的开发与应用 更是开辟了杂

7、草防除的新纪元，从此一大批结构和活性不同的除草剂品 种被相继开发和使用， 如美国除草剂用量从1 964年占农药总量的37 上 升至1984年的66 ， 显著超过杀虫剂和杀菌剂。然而化学除草虽成就颇 丰但并未成为“人类作殊死斗争直到消灭世界最后一株杂草的制胜法宝”， 相反却导致了一系列令人头痛的生态问题。1962年美国海洋生物学家Rachel Carson 寂静的春天的发表，世 界为之震撼，唤醒了越来越多的人关注农药的副作用。除草剂使用中漂 移淋溶和环境残留以及所引起的杂草种群演替变迁和抗性产生、许多生 物灭绝，已对目前推行的以化学除草为主体的杂草综合管理(IWM)体系 提出新的挑战 。据英国植

8、物协会及荷兰调查结果显示，1960年1987年英国有6种过 去常见的杂草消失，23种濒临灭绝；1 940年1 990荷兰常见种出现的 频率愈来愈高，稀有种反之，敏感杂草绝迹，耐药杂草蔓延，生物多样 性保护受到严重威胁。随着人们对生物多样性的关注，杂草对生态系统 的负面影响正逐渐引起人们注意，传统杂草防治方法难以避免的一些副 作用和局限使杂草生物防治研究更加惹人注目。YAN Hai 2006YAN Hai 20062.6 生物除草 利用昆虫、禽畜、病原微生物和竞争力强的置换植 物及其代谢产物防除杂草。如在稻田中养鱼、鸭防 除杂草，20世纪60年代中国利用真菌作为生物除草 剂防除大豆菟丝子，澳大利

9、亚利用昆虫斑螟控制仙 人掌的蔓延等。特点：生物除草不产生环境污染、成效稳定持久， 但对环境条件要求严格，研究难度较大，见效慢。 目前，世界范围外来杂草问题日益突出，生物防草已受到 世界很多国家的重视，并在一些国家取得了巨大的成功。YAN Hai 2006YAN Hai 20062.7 生态除草采用农业或其他措施，在较大面积范围内创造 一个有利于作物生长而不利于杂草繁生的生态 环境。如实行水旱轮作制度，对许多不耐水淹 或不耐干旱的杂草都有良好的控制作用。在经 常耕作的农田中，多年生杂草不易繁衍；在免 耕农田或耕作较少的茶、桑、果、橡胶园中， 多年生杂草蔓延较快，一年生杂草则减少。合 理密植与间作

10、、套种，可充分利用光能和空间 结构，促进作物群体生长优势，从而控制杂草 发生数量与为害程度。 YAN Hai 2006YAN Hai 20062.8 综合防除农田生态受自然和耕作的双重影响，杂草的类群和发生动态 各异，单一的除草措施往往不易获得较好的防除效果；同时 ，各种防除杂草的方法也各有优缺点。综合防除就是因地 制宜地综合运用各种措施的互补与协调作用，达到高效而稳 定的防除目的。如以化学防除措施控制作物前期的杂草，结 合栽培管理促成作物生长优势,可抑制作物生育中、后期发 生的杂草;在茶、桑、果园及橡胶园中，用输导型除草剂防 除多年生杂草，结合种植绿肥覆盖地表可抑制杂草继续发生 等。 20世

11、纪70年代起，一些国家以生态学为基础，对病、虫、 杂草等有害生物进行综合治理，研究探索在一定耕作制条件 下,各类杂草的发生情况和造成经济损失的阈值,并将各种除 草措施因地因时有机结合，创造合理的农业生态体系，有可 能使杂草的发生量和危害程度控制在最低的限值内，保证作 物持续高产。 YAN Hai 2006YAN Hai 20063 杂草生防的定义与方法 3.1 定义一般认为：杂草生物防治就是利用寄主范围较为专一的植 食性动物或病原微生物(直接取食、形成虫瘿、穴居植物组织 或造成植物病害)，将影响人类活动的杂草控制在经济上、生 态上或环境美化上可以容许的水平以下。但随着杂草生防方 法的发展， 近

12、年也把利用分泌它感化合物的植物防治杂草也 归入杂草生防的范畴。3.2 杂草生物防治的方法3.2.1 传统杂草生物防治 3.2.2 非传统杂草生防 3.2.3 利用化学它感作用防除杂草YAN Hai 2006YAN Hai 2006传统杂草生防较为常用，一般用于防治外 来杂草，且大多针对牧场、草地和水域杂草 ，在农田、尤其是森林杂草管理中不太多见 ，但也有成功的实例 。由于外来引进植物缺 乏像原产地那样有处于较高营养级天敌的密 切制约，其种群极有可能迅速扩大成为优势 种， 冲击当地生物多样性和稳定性，破坏生 态平衡。如1876年美国把起源于东亚的葛藤 作为观赏植物引进后泛滥成灾，如今已成为 东南

13、部森林头号恶性杂草 。3.2.1 传统杂草生物防治YAN Hai 2006YAN Hai 2006Harley等确定了杂草生防的基本步骤：(1)目标杂草确定及可行性研究。 目标杂草的准确鉴定是至关重要的 ，历史上曾有鉴定不准确而导致生防工程失败的例子。 (2)寻找生防因子。 生防因子的寻找可以从开发本地的资源人手，但 杂草的原产地才是寻找控制天敌的理想场所，不过有时在气候与地理相 似的地区也能找到有效天敌。 (3)生防因子专一性测定，确定控制因子。专一性测定属于安全性测定 范畴必不可少，避免天敌作用物攻击非目标植物仍然是杂草生物防治的 一个核心问题，一般采用饥饿强迫试验和选择性试验相结合的方法

14、。 (4)控制因子的饲养、释放、监测和评价。在确定了合适的生防因子后 ，开始进行控制因子的检疫引进、饲养、释放并严格进行监测和评价。传统生防是一种生态手段，实践证明这是一种行之有效、控制久远、 成本低廉且具有无可替代之优越性的方法。YAN Hai 2006YAN Hai 20063.2.2 非传统杂草生防一般认为非传统生防是技术手段，它包括：(1)补充引进法：引进外来天敌控制本土杂草，这是杂 草生防的一个新概念，但操作风险大， 目前意见不一。(2)助增式释放：这种方法是在本地已经存在杂草天敌 ，但其自然种群密度难以达到控制水平时使用。该方法 不会引起不同相关群体的利益冲突，但有时不易得到足 够

15、的天敌，不适于大面积应用。(3)以菌治草(mycoherbicide)：许多病原微生物具有高 度专一性，只侵染一种或若干种紧密相关的植物，人为 分离利用病原微生物进行工厂化生产获得接种体，尔后 像化学除草剂那样淹没式应用以迅速感染寄主。这种方 法是目前生物防除杂草最活跃的领域。YAN Hai 2006YAN Hai 2006生物除草剂需要具备的4个条件Boyetch提出了生物除草剂需要具备的4 个条件，即：靶专一；遗传稳定；在培养基上能稳定和长期培养；能在较广泛的环境条件下明显感染和杀 灭一定数量的杂草 。YAN Hai 2006YAN Hai 20063.2.3利用化学它感作用防除杂草在农林

16、生态系统中， 杂草和作物的分泌物可 以引起互相之间的生化干扰(allelopathy) 化学它感作用(一般专指互相抑制作用)。根据作用方式可将其分为自毒作用和异毒作用 。通过改善农田土壤的理化特性、栽培管理措 施(如合理轮作、合理密植)可以提高作物分泌物 对杂草、抑制杂草分泌物对作物的异毒作用。 利用基因工程和育种技术有控制地转移它感物 质基因，使得作物能够在田间释放类似于天然 除草剂类物质，自动控制杂草的生长。YAN Hai 2006YAN Hai 200641 利用植食性动物进行杂草生防方面主要是利用昆虫进行杂草生物治。世界方面： 1785年印度从巴西引进胭脂虫(Dactylopius ceylonicus)成功地控制了霸王树仙人掌 (Opuntia vulgaris)的危害，这是人类有意识引进天敌控制杂草的第一例。目前全世界已有50多个国家开展杂草生防工作， 其中美国、澳大利亚、加拿大 、南非和新西兰是杂草生防最活跃的国家，至1990年5国共针对160种目标杂草释 放391种生防因子 。截止1985年利用外来