草坪蟲害生物防治的研究進(jìn)展

金麗華，王鐵城

（內(nèi)蒙古自治區(qū)通遼市科左中旗林業(yè)和草原工作站 內(nèi)蒙古，通遼 029300）

1 引言

在城市化發(fā)展水平明顯進(jìn)步的社會(huì)背景下，綠色城市的理念越來越深入人心。綠化面積逐步擴(kuò)大，草坪面積明顯增加，草坪與其他綠植之間的搭配不僅美化了城市，而且改善了城市環(huán)境。但草坪害蟲的頻繁出現(xiàn)卻導(dǎo)致了草坪斑禿、草坪大面積枯死等現(xiàn)象，不僅帶來了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，而且直接降低了草坪的觀賞性和使用價(jià)值。傳統(tǒng)的化學(xué)防治方法一定程度上抑制了草坪蟲害問題，但大批量的使用化學(xué)藥物必然會(huì)對于土壤環(huán)境和水源條件造成破壞，反而適得其反，破壞了城市環(huán)境。而頻繁使用化學(xué)藥物又會(huì)導(dǎo)致抗藥性的出現(xiàn)，久而久之，化學(xué)防治方法對病蟲的抑制作用明顯降低，我們繼續(xù)找到另外一種更加環(huán)保、有效的防治方法，于是，生物防治方法獲得了廣泛的應(yīng)用。本文具體對于草坪蟲害生物防治的研究進(jìn)展開展分析。

2 常見的草坪生物蟲害類型

目前我們已經(jīng)掌握的草坪害蟲種類多樣，包括粘蟲、小地老虎、蚜蟲、蝗蟲、草地貪夜蛾、螻蛄等，這些害蟲從屬于不同的類目，包括直翅目、半翅目、雙翅目、鱗翅目、膜翅目等。大部分害蟲之所以會(huì)對于草坪造成嚴(yán)重的破壞，主要是因?yàn)樗鼈円圆萜旱娜~片為食，逐步啃食草坪上草的根莖和種子，導(dǎo)致草坪逐漸枯萎，嚴(yán)重時(shí)甚至大面積死亡。我們可以將草坪蟲害大致的分為地上蟲害與地下蟲害兩種類型，相對于地上蟲害而言，地下蟲害不易被我們發(fā)覺，產(chǎn)生的危害較為嚴(yán)重，防治處理的難度較大，很多時(shí)候，當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)了地下害蟲，病蟲問題已經(jīng)十分嚴(yán)重。其中，蠐螬無疑是較為常見的地下害蟲之一，這種害蟲又可以按照習(xí)性和特征被分為多種類型，他們喜歡濕潤蓬松的土壤環(huán)境，每年春季，東北地區(qū)的氣候逐漸轉(zhuǎn)暖，害蟲們會(huì)從土壤深層逐步涌上土壤上層，食用草的種子和根系，一旦草的根系受到嚴(yán)重破壞，就會(huì)大批量死亡。通常情況下，在東北地區(qū)，這類病蟲害在6、7月份就已經(jīng)開始逐漸出現(xiàn)，8月溫度較高時(shí)這達(dá)到了最為嚴(yán)重的狀態(tài)，盡管一年僅發(fā)生一次，但其破壞卻是極為嚴(yán)重的。

3 草坪蟲害生物防治

可以大致的將草坪蟲害的生物防治技術(shù)分為生物殺蟲劑防治以及抗蟲基因防治兩種類型，生物防治的優(yōu)勢在于殺蟲效率高、不會(huì)對于周邊環(huán)境產(chǎn)生不良影響，因此獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。

3.1 生物殺蟲劑防治

生物殺蟲劑防治目前已經(jīng)獲得了較為廣泛的應(yīng)用，除了微生物殺蟲劑之外，植物殺蟲劑等也是不錯(cuò)的選擇。應(yīng)用頻率較高的微生物殺蟲劑包括真菌、蘇云金芽孢桿菌、殺蟲抗生素等。

被用于生物殺蟲領(lǐng)域的真菌主要包括真菌殺蟲劑以及內(nèi)生真菌兩種類型。常見的真菌殺蟲劑主要包括白僵菌以及綠僵菌兩種類型。研究者馮玉元曾對于白僵菌在防治草螟的過程中發(fā)揮的作用開展研究，并結(jié)合了室內(nèi)感染與草坪感染兩種不同的實(shí)驗(yàn)方式，得出可靠結(jié)論，白僵菌在草螟室內(nèi)感染的防治中的應(yīng)用能夠?qū)е?8%以上的害蟲致死率，白僵菌在草螟草坪感染的防治中的應(yīng)用能夠?qū)е?6%以上的害蟲致死率，充分彰顯真菌殺蟲劑的應(yīng)用價(jià)值。研究者陳斌則重點(diǎn)對于綠僵菌在孢子防治草灰翅貪夜蛾與粘蟲中的應(yīng)用開展了分析，同樣取得了較為突出的防治效果。反觀內(nèi)生真菌，其本身就來自于草坪的草體當(dāng)中，許多草體自身就帶有內(nèi)生真菌。在內(nèi)生真菌的作用下，因內(nèi)生真菌在朝廷中能夠產(chǎn)生大量的真菌毒素和生物堿，草體的抗蟲性能得到了顯著的提升。生物堿一旦進(jìn)入害蟲的體內(nèi)，就會(huì)對其腸道表層的皮細(xì)胞膜的滲透性造成破壞，害蟲體內(nèi)的消化系統(tǒng)無法正常發(fā)揮作用，很快就會(huì)死亡。但并非所有的草坪草中都含有內(nèi)生真菌，如果能夠使草坪草種中產(chǎn)生內(nèi)生真菌，防治病蟲的效果自然能夠顯著提升。值得注意的是，在草體被真菌侵染之后，即便食草動(dòng)物食用了草，也不會(huì)出現(xiàn)中毒情況。一般來說，內(nèi)生真菌通常分布在植物的根莖區(qū)域，這意味著許多只食用草葉的害蟲難以受到影響，害蟲的抗性有所降低。未來的研究應(yīng)當(dāng)注重提升內(nèi)生真菌在植物中的含量和分布的均勻性，培育出更能抵御害蟲的草坪草品種。

蘇云金芽孢桿菌防治草坪蟲害的原理在于牙包形成過程中產(chǎn)生的一種特定毒素，這種毒素附著于草體之上，不會(huì)對于槽體本身造成不良影響，但一旦害蟲在啃食草體的過程當(dāng)中將這種毒素使用到腹中，毒素進(jìn)入害蟲的消化道，之后會(huì)逐漸擴(kuò)散溶解，產(chǎn)生活性小肽，從而在害蟲的腸道中造成孔洞，導(dǎo)致害蟲的死亡。如今，這種防治方法已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于直翅目、半翅目、雙翅目、鱗翅目、膜翅目等不同害蟲的治理中，這種方法完全不會(huì)對于草地環(huán)境、土壤環(huán)境和水體環(huán)境造成破壞，也不會(huì)損傷非靶標(biāo)生物，用于治理害蟲不僅效率較高，而且作用明顯。這種病蟲害治理方法早在上世紀(jì)年代初就已經(jīng)被學(xué)者和研究者們發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過一百多年來的發(fā)展，已經(jīng)成為了一種較為完備的病蟲害防治技術(shù)，應(yīng)用十分廣泛，尤其是在草坪害蟲防治領(lǐng)域當(dāng)中，更是獲得了廣泛的應(yīng)用。許多外國學(xué)者紛紛投入到對于蘇云金芽孢桿菌的研究當(dāng)中，并從中分解出了殺蟲活性更高的蛋白基因，提高了防治效果。如今，生物防治技術(shù)蓬勃發(fā)展，越來越多有利于病蟲害防治問題的菌株被研究者們發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用，有著突出殺蟲作用的蛋白基因群也被克隆應(yīng)用。早在上世紀(jì)年代末，就有學(xué)者在蘇云金芽孢桿菌基因群當(dāng)中分解出了專門針對金龜子幼蟲治理的活性菌株，并在這一菌株當(dāng)中成功克隆出了對應(yīng)基因，目前這一基因已經(jīng)成為了生物防治藥劑研究的主要技術(shù)支持，草坪金龜子幼蟲的防治水平也因此而獲得了顯著的提升。時(shí)至今日已經(jīng)有十幾種基因以克隆的方式被鑒定，并為生物防治工作的開展提供了助力。如今，研究者們又在蘇云金芽孢桿菌當(dāng)中發(fā)現(xiàn)了一類能夠滿足病蟲害防治要求的新型殺蟲毒蛋白，我們將其稱之為營養(yǎng)期殺蟲蛋白，這種蛋白的穩(wěn)定性相對較弱，但殺蟲活性較強(qiáng)，能夠產(chǎn)生較為良好的草坪蟲害抑制效果，在原有的基礎(chǔ)之上拓展了殺蟲范圍。

被應(yīng)用于草坪蟲害生物防治領(lǐng)域的殺蟲抗生素主要是阿維菌素以及其他衍生的抗生素，這些抗生素能夠有效抵御蚜蟲、螨蟲、蛾蟲等蟲害問題的侵襲。

3.2 抗蟲基因防治

現(xiàn)代生物技術(shù)的飛速發(fā)展，轉(zhuǎn)換了研究者們對蟲害生物防治技術(shù)的研究方向，部分研究者們開始左手運(yùn)用植物基因工程試圖培育出抗蟲害性能更強(qiáng)的草坪草種類，從根本上避免害蟲對于草坪草的生長造成破壞。早在1987年，就已經(jīng)出現(xiàn)了轉(zhuǎn)基因的抗蟲煙草和抗蟲番茄，步入21世紀(jì)以來，擁有殺蟲蛋白基因的植物種類更是增加到了100種以上。20世紀(jì)末，國內(nèi)學(xué)者開始著手對于抗蟲基因工程的研究，并將殺蟲基因?qū)氲搅怂尽⒂衩住煵荨顦洹⒚藁ǖ葦?shù)十種植物當(dāng)中，現(xiàn)實(shí)成果驗(yàn)證了抗蟲基因防治技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢。但立足于現(xiàn)實(shí)情況，草坪草的抗蟲基因研究仍然有著較大的進(jìn)步空間，無論是國內(nèi)還是國外似乎都未將抗蟲基因防治技術(shù)的研究重點(diǎn)放置在草體研究當(dāng)中，未來需要在充分了解草坪草的再生體系的基礎(chǔ)之上，把握遺傳技術(shù)的內(nèi)在規(guī)律，運(yùn)用基因改良的方式提高草坪草的抗蟲性能。如今，能夠搜集到的有關(guān)草坪草遺傳轉(zhuǎn)化方面的研究明顯增多，這也為草坪草的抗蟲基因工程研究奠定了堅(jiān)實(shí)可靠的基礎(chǔ)。

抗蟲基因的來源多種多樣，包括微生物、植物、動(dòng)物等。并非只有來自植物的抗蟲基因才是已被應(yīng)用于草坪蟲害生物防治領(lǐng)域。微生物中的抗蟲基因種類多樣，其中具有代表性的為蘇云金芽孢桿菌中某類毒素中蘊(yùn)含的cry類蛋白基因以及VIP基因等，這類基因在抗蟲轉(zhuǎn)基因作物的研究中應(yīng)用頻率極高。國內(nèi)某位學(xué)者曾經(jīng)將這類基因植株融入到了草地早熟禾中，驗(yàn)證了這類基因突出的抗蟲性能。來自植物當(dāng)中的抗蟲基因主要包括淀粉酶抑制劑基因、外源凝集素基因、蛋白酶抑制劑基因等。其中，蛋白酶抑制劑應(yīng)用頻率相對較高，能夠產(chǎn)生對于許多不同種類的害蟲的抑制作用。淀粉酶抑制劑基因雖然有著突出的蟲害防治效果，但同時(shí)也會(huì)作用于哺乳動(dòng)物，因此，應(yīng)用范圍相對較為狹窄。外源凝集素基因能夠產(chǎn)生毒害作用的昆蟲種類相對較少，應(yīng)用頻率也相對較低。來自于動(dòng)物的抗蟲基因主要包括蜂毒素、蝎子毒素、幾丁質(zhì)酶基因、蝎子毒素等。這些毒素在草坪草病蟲害防治中的應(yīng)用仍然有待研究。

值得注意的是，生物農(nóng)藥和轉(zhuǎn)基因作物只能在短期中取得突出的草坪蟲害防治效果，隨著時(shí)間的推移，害蟲會(huì)逐漸產(chǎn)生抗性。研究者梁革梅曾在其研究中明確了蘇云金芽孢桿菌對于棉鈴蟲產(chǎn)生的病害影響，經(jīng)過十六代的篩選，棉鈴蟲對于蘇寧金芽孢桿菌的殺蟲性能產(chǎn)生了明顯的抗性，而這種現(xiàn)象無疑也會(huì)體現(xiàn)在其他害蟲和其他生物防治方法中。因此，如今我們普遍應(yīng)用的生物防治技術(shù)普遍融合了兩種或兩種以上的毒性機(jī)理，其目的不僅僅是為了提高抗蟲效果，更是為了盡可能的減緩害蟲的抗性，使草坪蟲害生物防治技術(shù)能夠持續(xù)發(fā)揮效用。與此同時(shí)，誘導(dǎo)表達(dá)性啟動(dòng)子更是為草坪蟲害防治工作的開展提供了新的保障。當(dāng)害蟲開始侵襲草坪草時(shí)，草體上受損的部分會(huì)開始快速生成殺蟲毒素，損傷區(qū)域在較短的時(shí)間內(nèi)會(huì)積累濃度高、量大的殺蟲毒素，以起到更加突出的病蟲害防治效果。在東北地區(qū)，由于能夠適應(yīng)當(dāng)?shù)厣L環(huán)境的草坪草相對較少，草坪草通常不會(huì)每年一更換，草坪草已經(jīng)與其生長環(huán)境之間形成了生物呼應(yīng)，構(gòu)建起了完備的生態(tài)系統(tǒng)。在朝體生長的過程當(dāng)中難免會(huì)出現(xiàn)害蟲，但與此同時(shí)，也有以害蟲為食的天地生物在維持著草坪草的生長平衡，如鳥類、蛙類、蜻蜓等，未來我們可以從這一角度入手，順應(yīng)自然，找到更加適宜的抑制蟲害的方法。

4 總結(jié)

綜上所述，現(xiàn)代生物技術(shù)的飛速發(fā)展為草坪蟲害的治理提供了更多的可能，我們應(yīng)當(dāng)在不斷研究生物防治技術(shù)的基礎(chǔ)之上，為草坪草的生長創(chuàng)造更加有利的環(huán)境，提供草坪草自身的抗蟲害性能，同時(shí)盡可能的減少化學(xué)殺蟲劑的使用頻率，保護(hù)周邊環(huán)境，借助生物農(nóng)藥防治和植物抗蟲基因的優(yōu)勢，靈活應(yīng)對草坪害蟲問題，在美化城市空間的同時(shí)，促進(jìn)城市建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。