生物防治的原理及途徑
發布時間：2024-08-14
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在自然界，各種生物通過食物鏈和生活環境等相互聯系，相互制約，形成復雜的生物群落和生態系統。任何生物或非生物因素的改變，均會導致不同生物種群數量的變化。
農田生態系統人為地創造適宜條件，確保作物的絕對優勢，使農田生物群落大大簡化，削弱了生物之間的相互制約能力，常導致直接以作物為食的有害生物大量爆發。
1 生物防治的原理
生物防治就是根據生物之間的相互關系，人為地增加有益生物的種群數量，從而達到控制有害生物的效果。
傳統狹義的生物防治主要是利用活體有益生物進行有害生物的種群數量控制。隨著科技的發展，人類已從直接利用活體生物發展到利用生物產物，甚至將生物產物進行分子改造，進行工廠化合成，用來防治有害生物。
活體生物、生物產物和人工改造后合成的化合物具有明顯的差異：活體生物不僅是天然存在的，在野外也可以自行繁衍傳播，而且由于生物的協同進化，一般不會產生抗性；生物產物也是天然的，但不具自行繁衍傳播的能力，而生物產物經過分子改造和工廠化合成后，已非天然，無論從其性質、毒性還是對環境的影響上看，均更接近化學農藥，所以屬于化學農藥范疇。
2 生物防治途徑
生物防治的途徑主要包括保護有益生物、引進有益生物、人工繁殖與釋放有益生物以及生物產物的開發利用等四方面。
2.1保護有益生物
盡管自然界有益生物種類很多，但由于受不良環境以及人為影響，常不能維持較高的種群數量。要充分發揮其對有害生物的控制作用，常需要采取一定的措施加以保護。保護利用有益生物可以分為直接保護、利用農業措施保護和用藥保護。
直接保護是指專門為保護有益生物而采取的措施，如人工采集水稻螟蟲的卵，讓寄生蜂產卵繁殖。在冬季，利用地窖、草把等為天敵提供適宜的越冬場所，使其翌年種群數量快速增長。
農業措施保護主要是結合栽培措施進行保護，如在果園中種植藿香薊、紫蘇、大豆和絲瓜等作物能為捕食螨提供食料和棲息場所。通過耕作、施肥促進作物根際頡頏微生物的繁殖，也是生產上推廣應用的有效措施。
用藥保護主要是防治有害生物時，應注意合理用藥，避免大量殺傷天敵等有益生物。如利用對有益生物毒性小的選擇性農藥，選擇對有益生物較安全的時期施藥，選擇適當的施藥劑量和施藥方式等。
藿香薊，可以為捕食螨提供食物。
保護措施主要是為有益生物提供必要的食物資源和棲息場所，幫助有益生物渡過不利環境，避免農藥對有益生物的大量殺傷，維持其較高的種群數量。自然界有益生物資源豐富，因地制宜地保護利用，一般不需要增加費用和花費很多人工，且方法簡單，效果明顯，易于被種植者接受。
2.2 引進有益生物
引進有益生物防治害蟲已成為生物防治中的一項十分重要的工作，尤其對異地引進作物品種上的病蟲害，從其原產地引進有益生物進行防治，常可取得驚人的效果。這在國際上已有許多先例，最著名的是19世紀末，美國從大洋洲引進了澳洲瓢蟲防治柑橘吹綿蚧，很快起到了完全控制的作用。該瓢蟲在美國建立了永久性的群落，直到現在，澳洲瓢蟲對吹綿蚧仍起著有效的控制作用。據統計，世界范圍內引進天敵防治成功、基本消除危害的主要害蟲有 100 多種。
引進有益生物應做充分的調查研究和安全評估，以免引進失敗或演變成有害生物。一般引入有益生物需要考慮以下步驟或階段：
考慮從防治的目標有害生物原產地的輕發生地區搜尋，更有可能引進得到有效的有益生物。
要考慮引地的氣候和生態環境是否適合被引入的有益生物，以提高引進后定植的成功率。
采用適宜的包裝運輸工具，防止有益生物在運輸途中死亡。
采取必要的檢疫措施，防止攜帶危險性病蟲害。
要考慮生物的寄主專化性和繁殖能力，必要時進行隔離培養，一方面進行繁殖馴化，保證引進生物能在當地定殖，另一方面就其對其他生物或生態環境的影響進行安全評估，防止盲目引進后演化成有害生物。
2.3 繁殖釋放有益生物
有益生物，尤其是寄主范圍較窄的天敵生物，對有害生物常表現為跟隨效應，即在有害生物大發生后才大量出現。人工繁殖與釋放不僅可以增加有益生物自然種群數量，而且可以使有害生物在大發生危害之前得到有效的控制。在這方面，已有很多成功的事例，如工廠化大量生產赤眼蜂，用于防治鱗翅目害蟲；利用適當的有機物做培養基，發酵生產頡頏茵；進行種子或土壤處理，防治苗期病害等。
為了達到人工繁殖和釋放有益生物的目的,一般要選擇高效適宜的有益生物種類,以提高投入效益;選擇適宜的寄主或培養材料，以減少繁殖成本,避免生活力的退化;選擇適當的釋放時期、方法和釋放量,以幫助其建立野外種群,保證對有害生物的控制作用;必要時,須采取適宜的方法進行釋放前的保存。
2.4 生物產品的開發利用
生物體內產生的次生物質、信號化合物、激素和毒素等天然產物，因其對有害生物具有較高的活性，選擇性強，對生態環境影響小，無明顯的殘留毒性，均可被開發用于有害生物的防治。這一領域最早使用的是含有殺蟲殺菌活性的植物，如巴豆、魚藤、煙草和除蟲菊等。隨著生物學的發展，更多的天然化合物被以不同的方式開發利用。如害蟲的性外激素被用于誘捕害蟲或迷向干擾交配，害蟲激素被用于干擾其正常生長發育，微生物的頡頏物質及內毒素被開發為生物農藥，近年來一些信號化合物被開發用于刺激植物啟動免疫防衛系統。
生物產物已成為植物保護資源開發的寶庫，它不僅可以直接用于有害生物的防治，還可以作為母體化合物，進行人工模擬改造，用于新農藥開發，一些蛋白和多肽類物質的基因還被用作轉基因抗性育種的材料。盡管如此，生物產物的開發利用卻常受到許多限制，這主要是因為天然活性化合物分離純化困難。天然活性化合物在自然界以極低的濃度存在，而且許多化合物的結構不穩定。此外，許多天然活性化合物結構復雜，且常以幾種成分復合發揮作用。因此，必須采用適當的提純、分離、純化和分析方法，才能獲得成功。
3 應用
目前針對有害生物已建立了一些有效的生物防治方法，歸納起來主要是利用動物天敵、病原微生物，頡頏生物和生物產物進行病害、蟲害、鼠害及雜草的防治。
動物天敵種類很多，從高等哺乳類到節肢動物、線蟲和原生動物，都可通過捕食或寄生而成為某些有害生物的天敵，它們要用來防治蟲害、草害和鼠害。病原微生物的種類很多，開發利用的水平也較高，目前已被用來防治病、蟲、草、鼠等各種農業有害生物。頡頏生物主要通過產生抗生物質，占領侵染位點，以及營養和生態環境的競爭來控制有害生物，一般用來防治作物病害和草害。
農田生態系統人為地創造適宜條件，確保作物的絕對優勢，使農田生物群落大大簡化，削弱了生物之間的相互制約能力，常導致直接以作物為食的有害生物大量爆發。
1 生物防治的原理
生物防治就是根據生物之間的相互關系，人為地增加有益生物的種群數量，從而達到控制有害生物的效果。
傳統狹義的生物防治主要是利用活體有益生物進行有害生物的種群數量控制。隨著科技的發展，人類已從直接利用活體生物發展到利用生物產物，甚至將生物產物進行分子改造，進行工廠化合成，用來防治有害生物。
活體生物、生物產物和人工改造后合成的化合物具有明顯的差異：活體生物不僅是天然存在的，在野外也可以自行繁衍傳播，而且由于生物的協同進化，一般不會產生抗性；生物產物也是天然的，但不具自行繁衍傳播的能力，而生物產物經過分子改造和工廠化合成后，已非天然，無論從其性質、毒性還是對環境的影響上看，均更接近化學農藥，所以屬于化學農藥范疇。
2 生物防治途徑
生物防治的途徑主要包括保護有益生物、引進有益生物、人工繁殖與釋放有益生物以及生物產物的開發利用等四方面。
2.1保護有益生物
盡管自然界有益生物種類很多，但由于受不良環境以及人為影響，常不能維持較高的種群數量。要充分發揮其對有害生物的控制作用，常需要采取一定的措施加以保護。保護利用有益生物可以分為直接保護、利用農業措施保護和用藥保護。
直接保護是指專門為保護有益生物而采取的措施，如人工采集水稻螟蟲的卵，讓寄生蜂產卵繁殖。在冬季，利用地窖、草把等為天敵提供適宜的越冬場所，使其翌年種群數量快速增長。
農業措施保護主要是結合栽培措施進行保護，如在果園中種植藿香薊、紫蘇、大豆和絲瓜等作物能為捕食螨提供食料和棲息場所。通過耕作、施肥促進作物根際頡頏微生物的繁殖，也是生產上推廣應用的有效措施。
用藥保護主要是防治有害生物時，應注意合理用藥，避免大量殺傷天敵等有益生物。如利用對有益生物毒性小的選擇性農藥，選擇對有益生物較安全的時期施藥，選擇適當的施藥劑量和施藥方式等。
藿香薊，可以為捕食螨提供食物。
保護措施主要是為有益生物提供必要的食物資源和棲息場所，幫助有益生物渡過不利環境，避免農藥對有益生物的大量殺傷，維持其較高的種群數量。自然界有益生物資源豐富，因地制宜地保護利用，一般不需要增加費用和花費很多人工，且方法簡單，效果明顯，易于被種植者接受。
2.2 引進有益生物
引進有益生物防治害蟲已成為生物防治中的一項十分重要的工作，尤其對異地引進作物品種上的病蟲害，從其原產地引進有益生物進行防治，常可取得驚人的效果。這在國際上已有許多先例，最著名的是19世紀末，美國從大洋洲引進了澳洲瓢蟲防治柑橘吹綿蚧，很快起到了完全控制的作用。該瓢蟲在美國建立了永久性的群落，直到現在，澳洲瓢蟲對吹綿蚧仍起著有效的控制作用。據統計，世界范圍內引進天敵防治成功、基本消除危害的主要害蟲有 100 多種。
引進有益生物應做充分的調查研究和安全評估，以免引進失敗或演變成有害生物。一般引入有益生物需要考慮以下步驟或階段：
考慮從防治的目標有害生物原產地的輕發生地區搜尋，更有可能引進得到有效的有益生物。
要考慮引地的氣候和生態環境是否適合被引入的有益生物，以提高引進后定植的成功率。
采用適宜的包裝運輸工具，防止有益生物在運輸途中死亡。
采取必要的檢疫措施，防止攜帶危險性病蟲害。
要考慮生物的寄主專化性和繁殖能力，必要時進行隔離培養，一方面進行繁殖馴化，保證引進生物能在當地定殖，另一方面就其對其他生物或生態環境的影響進行安全評估，防止盲目引進后演化成有害生物。
2.3 繁殖釋放有益生物
有益生物，尤其是寄主范圍較窄的天敵生物，對有害生物常表現為跟隨效應，即在有害生物大發生后才大量出現。人工繁殖與釋放不僅可以增加有益生物自然種群數量，而且可以使有害生物在大發生危害之前得到有效的控制。在這方面，已有很多成功的事例，如工廠化大量生產赤眼蜂，用于防治鱗翅目害蟲；利用適當的有機物做培養基，發酵生產頡頏茵；進行種子或土壤處理，防治苗期病害等。
為了達到人工繁殖和釋放有益生物的目的,一般要選擇高效適宜的有益生物種類,以提高投入效益;選擇適宜的寄主或培養材料，以減少繁殖成本,避免生活力的退化;選擇適當的釋放時期、方法和釋放量,以幫助其建立野外種群,保證對有害生物的控制作用;必要時,須采取適宜的方法進行釋放前的保存。
2.4 生物產品的開發利用
生物體內產生的次生物質、信號化合物、激素和毒素等天然產物，因其對有害生物具有較高的活性，選擇性強，對生態環境影響小，無明顯的殘留毒性，均可被開發用于有害生物的防治。這一領域最早使用的是含有殺蟲殺菌活性的植物，如巴豆、魚藤、煙草和除蟲菊等。隨著生物學的發展，更多的天然化合物被以不同的方式開發利用。如害蟲的性外激素被用于誘捕害蟲或迷向干擾交配，害蟲激素被用于干擾其正常生長發育，微生物的頡頏物質及內毒素被開發為生物農藥，近年來一些信號化合物被開發用于刺激植物啟動免疫防衛系統。
生物產物已成為植物保護資源開發的寶庫，它不僅可以直接用于有害生物的防治，還可以作為母體化合物，進行人工模擬改造，用于新農藥開發，一些蛋白和多肽類物質的基因還被用作轉基因抗性育種的材料。盡管如此，生物產物的開發利用卻常受到許多限制，這主要是因為天然活性化合物分離純化困難。天然活性化合物在自然界以極低的濃度存在，而且許多化合物的結構不穩定。此外，許多天然活性化合物結構復雜，且常以幾種成分復合發揮作用。因此，必須采用適當的提純、分離、純化和分析方法，才能獲得成功。
3 應用
目前針對有害生物已建立了一些有效的生物防治方法，歸納起來主要是利用動物天敵、病原微生物，頡頏生物和生物產物進行病害、蟲害、鼠害及雜草的防治。
動物天敵種類很多，從高等哺乳類到節肢動物、線蟲和原生動物，都可通過捕食或寄生而成為某些有害生物的天敵，它們要用來防治蟲害、草害和鼠害。病原微生物的種類很多，開發利用的水平也較高，目前已被用來防治病、蟲、草、鼠等各種農業有害生物。頡頏生物主要通過產生抗生物質，占領侵染位點，以及營養和生態環境的競爭來控制有害生物，一般用來防治作物病害和草害。
生物產物種類很多，主要包括植物次生化合物和信號化合物、微生物抗生素和毒素、昆蟲的激素和外激素，它們大都可以開發成生物農藥或制劑，大面積用于有害生物的防治，如苦皮藤、阿維菌素。
轉載：互聯網