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在有机和生态种植过程中,作物虫害一直是令大家头痛的问题,有时候站在田间,看着被害虫危害的庄稼,心里既着急又无奈,唏嘘之余忍不住会放开脑洞想一想,要是有一种魔法能让自己田里的害虫乖乖听话,都自觉转移到庄稼以外的其他植物上,害虫只吃其他植物,不吃自己田里的庄稼,那该多好啊。
实践推拉技术体系的花园
美梦还是要做的,万一实现了呢?其实在现实中,一种害虫推拉防治策略可以基本实现这样的美梦。
小知识
推-拉系统:一种通过对害虫及它的天敌进行行为调控,达到生物防虫目的的措施。
推-拉系统:生物防虫好帮
在有机种植中防虫可是一大难题,不能打化学农药,人工摘虫又费时费工,那么如何做到高效防虫又不破坏生态环境呢?答案是:推-拉系统!
害虫推拉防治策略的常见应用
在庄稼行间间作对害虫具有驱逐作用的驱避植物,在庄稼外围种植对害虫具有吸引作用的引诱植物,当害虫危害庄稼时就会被驱避植物产生的驱避气味驱离出庄稼田,同时在庄稼外围的引诱植物也会将庄稼地里的害虫引诱出庄稼田,这种既将害虫从田间往外推,又将害虫从田间往外拉的做法就可以让庄稼地里的害虫自觉转移到庄稼以外的其他植物上,害虫只吃其他植物,不吃自己田里的庄稼。
害虫推拉防治策略的基本原理
综合利用行为调控物质或因素来调控害虫及其天敌的分布及密度,运用生物多样性来降低害虫对被保护作物(目标作物)的危害。
驱避植物一般是害虫的非寄主植物,通常与目标作物进行间作,利用驱避植物产生的驱避气味将害虫驱离出作物田,从而减少田间害虫的数量,而且种植驱避植物提高了田间生物多样性,有利于增加天敌的数量,增强天敌对害虫的控制效果。(趋避植物产生的扰乱物质、驱散信息物、警报信息物、产卵抑制物质和拒食剂等让害虫望而却步;)
引诱植物一般种在作物田以外,将害虫引诱出来,然后采用生物防治等措施将害虫集中消灭,在这种情况下引诱植物又被称为诱捕植物,引诱植物通常需要比目标作物拥有更强的吸引害虫的能力。(诱集植物产生的聚集信息物、性信息素、产卵刺激物和味觉刺激物等令害虫心驰神往。)
英国洛桑研究所的SamanthaM.Cook等阐述了推-拉系统的原理,列举了几种推-拉系统的构成并总结了近年来推-拉系统的发展及运用现状。
但值得注意的是,趋避物质和诱集物质的概念都是相对的,它们在一定程度上可以相互转化,一些趋避物质在趋避害虫的同时还可以吸引自然天敌,对于天敌而言,这些趋避物质就变成了吸引物质,如蚜虫的警报信息物(E)-β-金合欢烯。
图1.推-拉系统的组分及原理示意图
优势及不足
SamanthaM.Cook提出,推-拉系统有优势但也有不足,推拉系统相对于传统杀虫剂很大的优势是解决害虫农药抗药性的问题,因为它基于植物自然的驱虫特性,防效持久,同时也可以减少化学农药的输入,保护了土壤、作物及环境的安全。
但推-拉系统也有弊端,主要在于推-拉系统的合理利用需要大量的知识储备(如行为学、寄主-害虫互作的化学生态学等)及足够的科研成果和理论支持。对于大型农场来说,推-拉系统的使用方法就会比较复杂,包含决策和监控系统,花费的成本稍高。但从总体的生态和社会效益来讲,推-拉系统的优势远远大于其弊端。
目前,推-拉系统运用较为成功的案例是非洲撒哈拉沙漠以南的地区。以谷物为主要作物的非洲小农户所采用的方法。
基于生态多样性的推-拉系统即能达到持久的防虫效果,还能减少化学农药的输入,是一种环境友好可持续的生物防虫措施,在有机农业中应该大力推广运用。
害虫推拉防治策略最为成功的例子当属在肯尼亚等东非国家的农场被广泛应用的一种玉米田推拉系统。该玉米田推拉系统由银叶山蚂蝗(Desmodium)和象草(napiergrass)组成,与玉米(maize)间作的银叶山蚂蝗负责“推(push)”,种植在间作作物周围的象草负责“拉(pull)”,银叶山蚂蝗释放的化学物质可以驱赶玉米螟离开玉米田,同时象草释放的化学物质可以吸引玉米螟在象草上产卵而不是在玉米上产卵,玉米螟在象草上产的卵孵化后,通常只有少量会存活,因为象草会产生一种粘性物质黏住玉米螟幼虫,这样就减少了玉米螟的种群数量。银叶山蚂蝗除了作为驱避植物外,还可以显著减少玉米地中寄生性杂草独脚金的数量。银叶山蚂蝗作为一种固氮的豆科植物还可以改善土壤肥力。另外,收获的银叶山蚂蝗、象草和玉米秸秆可以作为饲料来饲喂牲畜。
银叶山蚂蝗和象草组成的玉米田推拉系统原理示意图
由银叶山蚂蝗和象草组成的玉米田推拉系统,有以下优点:
①推拉系统将银叶山蚂蝗、玉米、象草巧妙组合在一起种植,促进了生物多样性;
②该推拉系统可以减少水分流失和土壤侵蚀;
③该推拉系统中豆科植物银叶山蚂蝗具有固氮作用,可以用来培肥地力;
④该推拉系统减少化学投入,保障了食品安全;⑤该推拉系统可以提高玉米产量,而且银叶山蚂蝗、象草和玉米秸秆可以饲喂牲畜,玉米和牲畜都可以为农户带来更多收入。
肯尼亚农民实践银叶山蚂蝗和象草组成的
玉米田推拉系统
在国内,一些科研人员也展开了对玉米田推拉系统的研究和探索。山东银香伟业集团有限公司的技术人员引进香根草和糖蜜草,组成有机玉米种植中有效针对螟蛾科害虫防治的推拉系统,在这个推拉系统中,糖蜜草对螟蛾科害虫具有驱避作用,作为“内推植物”,香根草对螟蛾科害虫有吸引产卵的作用,作为“外拉植物”。推拉系统试验结果表明,该推拉系统对玉米田螟蛾科害虫防治有一定的效果,能明显降低害虫危害程度,对玉米产量影响较小。试验还发现越靠近香根草,虫害越重,越靠近糖蜜草,虫害越轻,而且玉米种植行与“内推植物”糖蜜草种植行的比例越小越好。
害虫推拉防治策略利用各种刺激因素对害虫和天敌进行行为调控。推拉策略中的推部分,可利用的刺激因素除了驱避植物外,还有人工合成的驱避剂、寄主植物经虫害诱导产生的气味物质、分散信息素、报警信息素(如蚜虫报警信息素)、拒食剂(印楝素)、以及产卵驱避剂和排卵信息素等。推拉策略中的拉部分,可利用的刺激因素除了引诱植物外,还有可吸引害虫的视觉信号(如*色吸引蚜虫)、聚集信息素、性信息素、产卵刺激剂和激食剂等。
害虫推拉防治策略虽好,但是在实际应用中也存在一些限制因素,例如该策略需要在对作物、害虫及天敌的生物学和化学生态学进行深入研究的基础上,才能设计出完善的推拉技术体系。推拉技术体系在实施过程中也需要简单易操作,这样才会被广泛应用;另外,来源于昆虫和植物的害虫引诱剂或驱避剂在田间应用中往往不够稳定,容易降解,严重影响推拉技术体系对害虫的防治效果。期待害虫推拉防治策略在未来有更多的研究成果和成功案例。
参考文献:
*CookSM,KhanZR,PickettJA.TheUseofPush-PullStrategiesinIntegratedPestManagement[J].AnnualReviewofEntomology,,52(1):-.