城市園林植保生物防治技術的應用

黃秋萍

隨著化學農藥的長期和大量使用,而引起的農藥殘留、殺傷天敵、破壞生態平衡和污染環境、病蟲的抗藥性及再猖獗等問題的出現,生物防治已經越來越被人們深刻地理解和廣泛應用。本文對生物防治在城市園林植物保護中的應用及其前景進行了綜述。

1 天敵昆蟲的利用

利用天敵防治害蟲是人類的創舉之一。天敵主要包括捕食性和寄生性天敵,如昆蟲、蜘蛛、捕食性螨、線蟲、鳥類及兩棲類等。捕食性天敵昆蟲涉及19個目,120多個科,其中蜻蜓目(Odonata)、螳螂目(Mantodea)、脈翅目(Neuroptera)的全部種類都具捕食性。寄生性天敵昆蟲主要是膜翅目(Hymenoptera)、雙翅目(Diptera)、捻翅目(Strepsiptera)、鞘翅目(Coleoptera)、鱗翅目(Lepodoptera)5個目98個科。

城市園林植物種類多,層次豐富,植被復雜,蜜源充足,具有良好的生存環境,有利于害蟲天敵建立起較穩定的種群,發揮出自然控制害蟲的作用。為了保護、利用自然天敵,首先應注意改善天敵生存的環境條件,補充天敵的食料和寄主,創造有利于天敵越夏、越冬的場所,使天敵種群能夠順利地生存、繁衍。如我國許多城市采取掛人工鳥巢招引啄木鳥、灰喜鵲及其他益鳥,防治蛀干類和鱗翅目害蟲效果十分顯著。其次,注意協調化學防治與生物防治的矛盾,注意選用特異性、選擇性農藥或生物農藥,以減少對天敵的殺傷。主要昆蟲天敵種類及防治害蟲簡介如下:

1.1腫腿蜂科 目前所知全世界腫腿蜂科約2000多種,可寄生鱗翅目、鞘翅目、膜翅目3個目22個科的50余種昆蟲,其中天牛類占20種,有粗鞘雙條天牛、雙條杉天牛、松墨天牛、青楊天牛、星天牛、光肩天牛、桃紅頸天牛、咖啡虎天牛、中華鋸天牛、菊天牛、杉棕天牛、側柏小蠹、梳角竊蠹、二齒莖長蠹、楊干象、六星吉丁蟲、白楊透翅蛾、楊大透翅蛾、梨小食心蟲等。

1.2赤眼蜂科 現今利用最多的是松毛蟲赤眼蜂、舟蛾赤眼蜂等少數幾個科,可防鱗翅目天蛾科、夜蛾科、舟蛾科、螟蛾科等8科54種害蟲。

1.3繭蜂科繭蜂科是一個數量龐大的寄生蜂,僅優繭蜂亞科就達到600多個種,可寄生鱗翅目幼蟲,鞘翅目成蟲和幼蟲,半翅目、膜翅目和脈翅目成蟲,直翅目若蟲等。

1.4螞蟻 多數螞蟻都是捕食性的。我國已知能捕食松毛蟲的螞蟻有48種,如弓背蟻屬、蟻屬、多刺蟻屬、舉腹蟻屬、虹臭蟻屬等。可防治松毛蟲、松茸毒蛾、松針毒蛾、小眼夜蛾、舞毒蛾等。

1.5瓢蟲 我國已知的捕食性瓢蟲約234種,占全世界的1/4左右(龐雄飛,1991)。主要防治葉螨、粉蚧、蚜蟲等。

此外,還有為數眾多的寄生蜂如姬蜂科、小蜂科、寄生蠅類、捕食性蝽等天敵可以加以利用。大量散放天敵,不僅可以恢復原來天敵控制的環境,防治園林害蟲,且能減少化學農藥使用量而保護城市環境。我國已與十幾個國家進行了天敵交流,引進了近120種天敵,對園林害蟲的控制起到了積極的作用。

2 微生物農藥的利用

微生物治蟲由來已久,但直到1911年貝森納(Berliner)發現蘇蕓金桿菌(Bacillus thuringiensis Berliner),才真正把微生物作為農藥來使用。微生物殺蟲劑具有對病蟲害特異,防治效果好,對人畜、天敵安全,不污染環境,可通過生物技術及基因工程技術獲得大量原料,不易產生抗性等優點。目前已經有來自細菌、真菌、病毒、原生動物及線蟲等幾十種微生物及其代謝物作為農藥登記用于防治害蟲。

2.1細菌農藥的應用 Bt制劑是目前微生物農藥領域中實現大規模產業化的一個主導產品,可防治松毛蟲、枯葉蛾、尺蛾、刺蛾、毒蛾、卷葉蛾、天社蛾、蓑蛾、巢蛾、燈蛾等19個科56種害蟲(喻子牛等,1985)。孫瑞學等(1998)用蘇蕓金桿菌粉樹干注射法防治蘋掌舟蛾校正死亡率達到98%以上。張剛應等(1999)用Bt乳劑1000倍液加0.05%洗衣粉防治國槐尺蠖幼蟲蟲口減退率達到92.2%,且長期使用Bt乳劑不僅提高了效果還可降低生產管理費用。我國已分離得到Bt分離株8000株以上,不同程度測試的菌株在2000株以上,發現了全世界已知83個亞種中的41個,并鑒定出12個新亞種,獲得了一批高毒力或特異性菌。

2.2真菌的應用 在害蟲生物防治中,蟲生真菌應用相當廣泛,近年來發展也很快。 目前,已知應用于生防的蟲生真菌大多屬藻狀菌綱和半知菌綱,其中較為重要的種類有白僵菌、綠僵菌、鐮刀菌、輪枝菌、擬青霉菌、座殼孢菌、蟲生藻菌、雕蝕菌和穗霉、多毛菌等。

目前應用最廣的是白僵菌B eauveria bassiana。 迄今為止, 已知這種菌的寄主昆蟲達200 種以上, 現應用于生產上防治害蟲的種類有30 種左右。早在1950 年,我國便開始利用白僵菌防治農林害蟲的試驗。目前, 利用其在生產上大面積防治馬尾松毛蟲,防治效果可達90% 以上。我國北方地區普遍采用白僵菌防治玉米螟、桃小食心蟲, 效果十分顯著。同時,開發了卵孢白僵菌防治苗圃地下害蟲蠐螬。

鐮刀菌Fusa rium 中的很多種類是昆蟲的病原真菌。在自然條件下, 鐮刀菌是控制害蟲蟲口密度、維持生態平衡的重要因素, 同時鐮刀菌對寄生性植物、雜草和其它病原物的寄生特性決定了其在整個生物防治領域有著廣泛的用途。 迄今為止, 蟲生鐮刀菌有20 種或變種(按Boo th 分類系統, 種名略) , 這些鐮刀菌可寄生于8 個目的幾十種昆蟲上, 目前已應用于生產, 其防治的害蟲主要有介殼蟲、棉蚜、青楊天牛以及其它一些危害林木的鱗翅目、膜翅目及鞘翅目害蟲。

擬青霉屬p aecilomy ces 真菌是又一類重要的昆蟲病原真菌。除了能侵染昆蟲外, 還可以寄生在植物病原菌和植物病原線蟲上。 據報道, 寄生于昆蟲的擬青霉共有22種或變種(按Sam son 系統)。 這些擬青霉可以寄生在直翅目、半翅目、同翅目、鞘翅目、雙翅目和膜翅目6 個目的數十種昆蟲上。 其中比較重要的有粉質擬青霉P aecilomy ces f a rinosus、斜鏈擬青霉P. ca ten iolqip uus、環鏈擬青霉P. ca ten iannu la tus、細腳擬青霉P. tenu ip es、玫煙色擬青霉P. f um osoroseus 等, 它們能防治林木中各種害蟲及部分地下害蟲。

近年來,利用座殼孢菌A scherson ia 防治柑桔害蟲及溫室害蟲的研究發展很快,北京農科院利用座殼孢霉防治溫室粉虱,殺蟲率80%~90%。

2.3病毒農藥的應用 病毒農藥是以核型多角體病毒(N PV ) 和顆粒體病毒(GV ) 為基礎制成的生物制劑。目前, 已對菜粉蝶、茶毛蟲、油桐尺蠖、美國白蛾核型多角體、茶小卷葉蛾顆粒病毒以及松毛蟲質型多角體病毒大面積試用。我國廣東中山大學昆蟲研究所研制出一種微生物殺蟲劑——斜紋夜蛾核型多角體病毒制劑, 對斜紋夜蛾有明顯殺滅作用。 經較大面積防治試驗和安全性試驗, 該殺蟲劑對斜紋夜蛾具有特效,且對環境無污染。1997年重慶市森林病蟲害防治實驗站用蜀柏毒蛾核型多角體病毒(PoNPV)防治三峽庫區蜀柏毒蛾取得良好效果。

2.4病原線蟲的應用 斯氏線蟲S teinernem a 與異小桿線蟲H eterehabd itis 是目前國際研究較多的昆蟲病原線蟲。這類線蟲寄主范圍較為廣泛,且對寄主有很強的搜索能力,特別是對鉆蛀性和土棲性害蟲有很高的防效。 同時, 昆蟲病原線蟲可以人工繁殖。進展較快的有利用芫菁夜蛾線蟲防治園林蛀干害蟲,成本低廉,簡便實用,應用已達數百萬株樹木。目前正在開展昆蟲病原線蟲的液體發酵工藝研究。現已發現,線蟲與化學物質和微生物制劑聯合使用,可增加線蟲的生防效果。

3 抗生素類農藥的利用

抗生素類是微生物(包括動植物和土壤中的微生物) 在生命活動中所產生的化學物質,能有選擇性地抑制某些微生物生長或滅殺某些微生物。我國研制成功并大面積推廣應用的防治植物病害的農用抗生素方面主要有: 井岡霉素、公主嶺霉素、春雷霉素、多效霉素、農抗120、中生菌素、武夷霉素、慶豐霉素、克生霉素等十多個品種。已大面積推廣應用于防治白粉病、炭疽病等。近年來開發投產的新品種阿維菌素更是開抗生素殺蟲之先河,已成為防治多種害蟲和害螨的最優良、最重要的品種之一,另外,新型藥劑瀏陽霉素、華光霉素殺螨效果較好,并對有益昆蟲有保護作用。

20世紀90年代一些新的抗菌素得到開發,如鏈霉素、簡青霉、梅嶺霉素產生的抗生素正在逐步商品化,但較高的使用成本是抗生素類生物農藥難以產業化的最大障礙。

4 生化農藥的利用

生化農藥(又名特異性農藥),是指那些自然界存在的生物化學物質,經人工合成或從自然界的生物源中分離或派生出來的化合物,如昆蟲信息素、昆蟲生長調節劑等。昆蟲信息素防治害蟲是20世紀60年代以來發展的一種治蟲新技術,我國已在昆蟲信息素生物學、化學和應用領域開展了比較深入的研究工作。每種植物都含有各自的揮發物質,植物揮發性物質屬于植物次生性物質,包括烴、醇、醛、酮、酯、有機酸等,其一般性氣味組分即綠葉氣味組分通過植物生物合成產生,可影響許多昆蟲的行為。據研究,蚜蟲在尋找寄主植物的識別過程中,寄主植物釋放的植物次生性揮發物質(他感信息化合物)起重要的通訊引導作用,研究害蟲時尋找寄主植物中所利用的化合物質及其感受機制,可為害蟲的防治提供新的思路和技術途徑,對利用天然生物活性物質抗蟲育種、生物防治等具有重要的科學意義。

鑒定與合成的主要鱗翅目昆蟲性信息素和性誘劑有馬尾松毛蟲、油松毛蟲、白楊透翅蛾、大楊透翅蛾、楊干透翅蛾、蒙古木蠹蛾、舞毒蛾、槐尺蠖、茶尺蠖、桑尺蠖、松梢螟、桑毛蟲、槐小卷蛾、金錢松小卷蛾、茶黃毒蛾等,還研究與實驗了一些其他種類昆蟲的信息素和引誘劑,園林植保中常見的有日本松干蚧、蚜蟲、松葉蜂等性信息素,蚜蟲報警信息素,主要用于蟲情監測、誘捕配合治蟲、干擾交配、害蟲檢疫、蟲種鑒定等病蟲害綜合治理的實際應用中。

5 植物源農藥的利用

植物源農藥是指從植物中直接提取的某種具有農藥功能的物質。世界各國從分布在楝科、菊科、豆科、衛矛科、唇形花科、杜鵑花科、馬錢科、瑞香科、毛茛科、胡桃科、罌粟科、虎耳草科、樟科、薔薇科、大戟科、馬桑科、無患子科、鼠李科、錦葵科、山茶科、桃金娘科、五加科、夾竹桃科、馬鞭草科、茄科、透骨草科、茜草科、天南星科、百部科、石蒜科、蓼科、藍雪科等的6000多種植物中發現了近2000多種具有害蟲防治活性的植物次生物質,其成分主要是生物堿、糖苷類、毒蛋白、精油、有機酸、酯、酮類、多聚炔與噻吩類以及萜類化合物。這些物質可以殺死、驅避或擾亂害蟲生長發育,這就是植物源農藥的基礎。目前已有0.25%莨菪烷堿乳劑、0.3%印楝素乳油、0.5%藜蘆堿醇溶液、10%煙堿乳油、7.5%魚藤酮乳油、0.01%百部堿水劑、0.65%茴蒿素水劑、27.5%油酸煙堿乳油、27%皂素煙堿水溶性溶劑、苦參堿水劑、苦皮藤乳油等16種植物源農藥登記注冊。可防治蚜蟲、蠐螬、天牛、木蠹、天幕毛蟲、小地老虎、黃地老虎、油茶毒蛾、松毛蟲、油桐尺蠖、松毛蟲、金龜子、金花蟲、金針蟲、粉蚧、潛葉蠅等幾十種常見園林植物害蟲。從印楝中提取的印楝素(Azadirachtin)是當今國際公認的最有發展前景的植物性殺蟲劑,其殺蟲譜廣,且對天敵安全。植物次生物中還有一大部分是昆蟲激素類似物。拉方特等(1996)報道已鑒定出植物脫皮酮約150種,昆蟲保幼激素類6種;其他的如從喜樹中提取的喜樹堿是一種植物性昆蟲不育劑。從鬧羊花及黃杜鵑中提取的鬧羊花素-Ⅲ(Rhodojaponin-Ⅲ),從砂地柏中提取的脫氧鬼臼毒素(Deoxpodophllotoxin)和鬼臼毒素(Podophllotoxin),從阿拉伯茶(Cathn edulis)中提取的DL - 阿拉伯茶酮(Cathinone)及其他如馬桑毒素(Coriamytin)、川楝素(Toosendanin)等,在研究應用方面也取得較大突破,向生產應用邁進了一大步。另外,對植物性光活化殺蟲劑的研究進展也正日新月異。

6 生物防治的應用前景

隨著世界科學技術的新發展,一些發達國家已將生物防治技術作為緩解當今世界所面臨的五大危機的戰略決策之一。不僅注重傳統的生物防治方法,而且尤其注重分子生物學水平上的研究,特別是植物——害蟲——天敵之間的相互作用、遺傳工程、誘變微生物、生物降解有機農藥等領域十分活躍。目前世界一些大化學農藥公司已經開始撥款資助科研單位,開展天敵昆蟲人工飼養大量繁殖技術和工廠化商品生產工藝等研究,國際上天敵昆蟲的天敵公司已發展到80余家,北美已經商品化生產的天敵昆蟲有130余種,經銷商143家,英國的BCP天敵公司年創匯100萬英鎊。荷蘭Koppert公司生產的天敵昆蟲商品已占據歐洲大部分市場,廣泛應用于果園、大田、溫室以及園藝作物。我國在天敵昆蟲產業化方面的投資與世界發達國家相比雖有很大差距,但在赤眼蜂人工繁育上實現了半機械化,平腹小蜂達到了商品化生產程度,全國有42 家登記注冊的BT工廠,棉鈴蟲病毒殺蟲劑完成了藥檢行政部門的注冊登記手續。目前建成年產3萬kg病毒殺蟲劑工廠4座。由此可見,害蟲生物防治在我國必將有廣闊的發展前景。(收稿:2009-05-12)