有害生物综合治理

有害生物综合治理及展望在农业生产中，每年因有害生物所造成的损失巨大。据FAO统计，全世界农业生产中每年因虫害、病害和杂草危害造成的损失占总产值的37％。其中，虫害占14％，病害占12％，杂草占11％。因此，有害生物防治是农业生产中的一个重要环节，也是农业生态系统中的一个重要组成部分，它直接影响农业的可持续发展。然而，在有害生物防治中，重治轻防，盲目施用化学农药的现象至今仍普遍存在，特别是在石油农业的条件下，对化学农药的依赖更加突出。“预防为主、综合防治”是我国早在20世纪70年代中期就提出的植保方针，但由于土地承包到户，农民不可能做好“预防为主”的工作，这样势必导致以治为主，见病虫就打药，次数越打越多，浓度越打越浓，有害生物危害面积反而越来越大。病虫发生面积与50年代相比，60年代增加30％以上，70年代增长100％，至80年代增长2.8倍。在1983～1993年的10年间，农作物有害生物发生面积和防治面积分别增加了24．26％和49．47％。化学农药使用量每年以3.0×104t的速度增加。目前，全世界每年生产的农药数量为25亿，总销售额为250亿美元。我国仅1993年一年生产的农药就达2.62亿，居世界第二位，其中杀虫剂占77％，总销售额为88.93亿元人民币。化学农药滥用的后果除导致生产成本大幅度上升外，还引起了“3R”(抗药性Resistance、再猖獗Resurgence、残留Residue)问题产生，生态环境恶化以及能源的耗竭，成为农业可持续发展的严重制约因素。为了解决化学防治带来的一系列问题，人类不断探索有害生物防治的新途径，将持续发展的理论应用于指导防治实践。特别是1992年7月世界环境与发展大会召开以来，确定了持续发展是唯一的发展模式。为此，TShemyshev(1995)提出了一个新的有关有害生物治理的概念——有害生物生态治理(ecologicalpestmanagement，EPM)。EPM强调维持系统的长期稳定性和提高系统的自我调控能力，在管理的基础上维持生态的平衡，防治手段以生物防治为主。EPM概念有利于发展可持续的植物保护。第13届国际植物保护大会开幕式的主报告明确提出“从保护作物到保护农业生产系统”的观点，即要从过去仅仅针对直接危害作物的病、虫、草、鼠等有害生物进行综合防治，扩展到保护农业生产系统。有害生物可持续控制的概念就是在这种背景下提出来的。把持续发展的理论应用于指导有害生物防治的实践则是认识论和方法论上的一大飞跃。化学农药是影响农业持续发展的根源之一，为了促进农业的持续发展，必需实施以利用抗性品种和生物防治为主要措施的有害生物综合治理策略。由此可见，怎样把持续农业的战略思想贯穿到有害生物防治的科学研究和实践工作之中，是当前广大植物保护科技工作者面临的一项持续性的重要研究课题。一、有害生物治理策略的发展历程1、农业防治和自然防治人类自有固定居所，开始从事作物栽培，就与有害生物发生了联系。如害虫即是与人类争夺资源，损害人类利益而被加上“害虫”标签的节肢动物。有害生物是农、林业生产的重要制约因素，在我国古代就被列为与旱、涝齐名的自然灾害加以防治。随着社会发展，人类对有害生物的认识在不断深化，防治有害生物的技术在不断提高，人类从利用无机有毒物质、有毒植物来防治有害生物，到利用害虫的习性进行诱杀、利用耕作措施及利用天敌来防治有害生物。这一阶段，由于生产力水平较低，尚难以大规模开展有害生物防治，但有害生物防治的发展是循序、健康的。特别是利用耕作措施的农业防治和利用天敌对病虫害的自然控制作用不仅具有正确的理论基础(尽管当时人们并未认识到)，而且在实践中取得了重大成就，如我国早在公元304年嵇含的《南方草木状》就记载了岭南地区果农用黄惊蚁防治柑桔害虫；19世纪80年代美国从澳大利亚引进澳洲瓢虫防治吹绵介壳虫获得巨大成功等。2、有害生物化学防治第2次世界大战后，DDT、六六六等合成有机杀虫剂开始用于农业害虫的防治。由于这类合成有机杀虫剂的高效、速效及可工厂化大规模生产的特点，人们错误地认为利用有机杀虫剂就可以彻底解决害虫问题。大量合成有机农药(杀虫剂、杀菌剂、除草剂等)被广泛用于有害生物防治，有害生物防治历史由此进入化学防治阶段。依赖化学杀虫剂防治害虫是这一时期的典型特征。这一时期，其他有害生物防治策略和方法被冷落，在害虫防治领域，化学防治明显占据主导地位，甚至寻求高效、广普、速效性杀虫剂几乎成为唯一的目标。但是，事与愿违，在大规模使用化学农药后不久，化学防治带来的一系列严重问题显现出来，特别是农药残留问题(Residue)、有害生物抗药性问题(Resistance)和有害生物再猖獗问题(Resurgence)，即“3R”问题的出现，人们开始对化学防治的作用产生了怀疑，但尚只限于学术界、企业和政府部门间的争论和商讨。直到《寂静的春天》(蕾切尔·卡逊，1962)发表以后，农药的问题才引起全社会的广泛关注，对化学防治的作用和意义的评价才趋于客观、公正。3、有害生物综合防治(IPC)化学防治“神话”的破灭，使人们重新想起生物防治曾有的辉煌。在反思化学防治策略的错误和缺陷的基础上，Bartlet(1956)和Stern(1959)先后提出有害生物综合防治(IntegratedPestControl，IPC)策略：“以生物防治为主，化学防治为辅的害物防治策略和方法”(Bartlet，1956)及“结合和综合生物防治和化学防治的害物防治方法”(Stern，1959)。随着研究和实践的深入，IPC的理论也在不断充实和完善。1968年联合国粮农组织(FAO)给IPC所下的定义为：IPC是一种害物管理系统，是在有关环境及种群动态相互关系下，在不相矛盾的情况下，利用各种技术和方法，使害物种群数量下降至不引起经济损失的限度(经济损失水平)下。美国环境质量委员会对IPC的定义是：IPC是应用各种技术的组合，来防治许许多多可以威胁作物的害物的途径，是最大限度地利用天然种群的自然调节作用来抑制害物的组合。20世纪70年以后，在国际上IPC逐渐被新的有害生物管理策略IPM所取代。但国内仍沿用“有害生物综合防治”这个概念(实际上是对IPM的称谓)。4、经济损害允许水平和经济阈值在商品经济社会中，农业生产的高度商品化，促使我们在有害生物防治中必须考虑防治成本与经济效益问题。为了解决这一问题，在防治指标的研究中产生了经济受害允许水平的概念。①经济受害允许水平又称经济损害水平(EconomicInjuryLevel，简称EIL)，其概念最早由Stem等(1959)定义为“引起经济损失的最低有害生物密度”，以后发展为：“有害生物的某一侵害水平，其防治效益刚好超出防治成本”。可见经济损害允许水平具有两种涵义：一是指人们可以容许的作物受害而引起的产、质量损失水平，亦即指作物因有害生物造成的损失与防治费用相等时的作物受损程度(经济损失量或损失率)；二是指与经济损失允许水平相对应的有害生物密度，即经济损失允许密度。目前这一概念已被人们普遍理解和接受，并作为研究防治指标的理论依据。②经济阈值经济阈值(EconomicThreshold，简称ET)又称防治指标，其涵义是：“采用防治措施阻止害虫种群密度增长，以免达到经济损害允许水平的虫口密度”[防治费用（C）与挽回经济收益（B）相等时的病情指标](Stern等，1959)。ET和EIL相对应，除可用害虫密度表示外，也可用作物受损的程度来表示。因此，ET可将其定义为：害虫防治适期的虫口密度、为害量或为害率达此标准应采取防治措施，以防止为害损失超过经济损害允许水平。由以上概念可以推论，经济阈值是较经济损害允许水平低的种群密度或受损程度，这样可以保证所采取的防治措施，在虫口数量尚未达到经济损害允许水平之前就能发挥作用，可避免害虫为害造成损失后再进行防治的被动局面。害虫经济阈值其中Cc：防治费用(元／hm2)，包括农药费、人工费和器械折旧费等；Ec：防治效果(％)；Y：未受害时的单位面积产量(㎏／hm2)；P：作物价格(元／kg)；Y(R)：平均每头害虫为害作物造成的减产率；Sc：害虫的存活率；CF：社会经济因子，也称临界因子，用于衡量强调的重点是产量还是环境质量。CF值在1和2之间。病害经济阈值B=PYLpF式中：B——单位面积上挽回的收益值P——每单位作物价格（元/Kg）Y——没有病害发生时单位面积的作物产量（干重）Kg/hm2Lp——因病害引起的产量损失率（％）FCScRYPYEcCcET)(F——防治效果即100PYFCLp（2）（2）式中的Lp实际上是经济允许损失率水平及经济阈值（ET）。5、有害生物综合治理(IPM)有害生物综合治理(IntegratedPestManagement，IPM)是1967年Simth&VandenBoschd在IPC基础上提出的有害生物治理策略。IPM是IPC的发展，是IPC的理论基础与系统科学、管理科学和计算机技术结合的产物，尽管有不少人认为IPM与IPC是同义语(蒋书楠，1981)。但二者在治理对象、治理方法和途径上存在差异。IPC针对的是单一的有害生物，而IPM则将某种作物的多种有害生物作为治理对象，把有害生物的治理作为一个亚系统纳入作物的管理系统中加以管理。1972年美国环境质量委员会将IPM定义为：从农业生态系统整体出发，根据有害生物和环境之间相互关系，充分发挥自然控制因素的作用，因地制宜地协调应用必要的措施，将有害生物控制在经济损失水平以下，以获得最佳的经济、社会和生态效益。IPM是70年代以来世界上采用最广泛的有害生物治理策略和技术，但是在IPM实践中，实施水平和程度存在很大差异。美国是IPM研究和应用水平最高的国家，70年代美国实施了著名的“赫法柯计划”(HuffakerProject)，该项目的研究成果卓著，对巩固和发展IPM的理论和实践都发挥了重大作用。IPM策略和方法被广泛采用以来，大大减少了化学农药的使用，在许多IPM计划实施中，杀虫剂的用量大幅度减少(如在“HuffakerProject”项目开展5年中，对环境有害的杀虫剂的使用减少了40％-50％)，对农业生产、对农林生态系的稳定和人类健康作出了重要贡献。国内一般将IPM翻译为“综合防治”。马世骏1979对IPM下的定义是：害虫综合防治是从生物与环境的整体观点出发，本着预防为主的指导思想和安全、有效、经济、简易的原则，因地因时制宜，合理运用农业的、化学的、生物的、物理的方法，以及其他有效的生态学手段，把害虫控制在不足危害的水平，以达到保护人畜健康和增加生产的目的。我国对IPM非常重视，并且将“预防为主，综合防治”先后确立为我国植物保护的方针(1975)和森林病虫害防治的方针(1988)。IPM着重于多种措施的综合应用，以将有害生物种群水平控制在经济损失水平以下为目标，而对增加系统稳定性，提高系统的自我调控能力的贡献不够。二、我国IPM的回顾国际上提出有害生物综合治理（IPM）为背景，我国1975年在河南新乡召开的全国植物保护工作会议上确立“预防为主，综合防治”的植物保护方针。本方针是在国际IPM的发展基础上和长期植保工作经验的基础上提出来的。“综合防治”的含义与国际IPM策略是一致的，“预防为主”是对当时的IPM策略的重要补充。“五五”期间，是植保方针的探索和实施阶段。该方针的制定，扭转了单纯依靠农药的化学防治的观念。我国“六五”以来一直把农（林）作物主要病虫害综合防治技术研究列入国家攻关研究计划，“六五”期间，以某种作物每种主要有害生物为对象，协调物理、化学、生物防治方法，将特定有害生物控制在经济允许阈值EIL(economicinjurylevel)以内。“七五”期间，以作物为中心多种主要有害生物群体为对象，充分发挥生态系统的自然控制因素作用，开始建立综合防治体系。“八五”期间，IPM的研究是“七五”研究的组装、配套、深化、发展和完善。在主要生态区20多万hm2示范开展IPM示范和在666.7多万hm2农田上进行单项攻关技术的推广。“九五”期间，分生态区以作物为研