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张润志:农业害虫生态控制

来源:科云公司 作者:hongling 日期:2013/04/09 浏览:

中国科学院动物研究所 张润志 研究员

  “生态”一词已经被广泛应用于各个领域。那么“生态”到底是什么意思呢?“生态”一词本身应该是一个名词,指生物的“生境”,也就是聚居地;生态学就是研究生物与环境的关系以及各种生物间相互关系的科学。而当今“生态”经常被应用于修饰名词,如“生态农业”、“生态县”、“生态城市”、“生态小区”等,甚至还出现了“生态厕所”,这些概念的基本意思就是形容环境中有较多的生物(主要是植物)存在,从而达到人与自然在某种程度上的和谐。

  在生态农业当中,利用生态学原理对农业害虫进行控制,就是“农业害虫生态控制”。那么,什么是生态学原理呢?它又是如何发挥作用的呢?这种方法和技术又具有什么特点呢?

  首先,让我们简要了解一下生态学原理。这里有几个基本概念:我们把具有一定功能的生物系统称为生物的“个体”,也就是每一个生物;由一群在一定时间内生活在一定区域内的同种个体组成的生物系统,称为“种群”,这些相似的个体能将其相似的特征一代一代地传下去;若干种群在一定环境条件下可以集合在一起,就称为生物“群落”;一个生物群落与其生存的环境集合为具有一定功能的系统,就是我们常说的“生态系统”。生态学原理就是生物在其存在的各个水平上的相互关系及其与环境的关系。例如,一个个体与其他个体之间存在什么关系?不同的种群或群落与周围环境之间的关系如何?这些关系可以包含物理关系、化学关系和生物关系。了解这些关系的本质,就是研究生态学的核心。这可以包括从微观到宏观的各个层次,如分子生态学原理、种群生态学原理、群落生态学原理、系统生态学原理、景观生态学原理等。

  大家都知道,农业就是以生产人类需要的特定农产品为目的,由农作物及其环境构成农业生态系统。农业生态系统与原始生态系统的区别就是植物(作物)种类少,有的甚至只有一种作物。单一的植物(作物)种类,从另外一个方面讲,就给以这种作物为食物的某些昆虫提供了充足了食物条件。充足的食物条件就可能使这些昆虫大量繁殖,其种群数量显著增长以后,就会对农作物造成严重危害,这些昆虫就成了农业大害虫。据统计,全世界每年因为害虫造成的农业损失达到农业产量的20%,15%是在作物生长季节直接危害造成的。为了控制农业害虫,不仅花费了大量人力、物力,大量化学假农药的使用也给环境、食品造成了污染,影响人类健康。生态学原理如何为农业生产服务呢?下面以农业害虫的生态控制为例进行解释。

  我们在研究新疆棉花第一大害虫—棉蚜的防治技术中,就充分地利用了生态学原理,取得了较好的成效。我们通过研究新疆棉区农业生态系统中各种生物之间的关系得知,新疆棉蚜大发生除了棉花种植面积迅速扩大而给棉蚜种群数量上升提供了食物条件外,与控制棉蚜的自然天敌数量减少有密切关系。而这些天敌的主要来源就是冬小麦,而正是减少冬小麦种植面积而改种了棉花。这样,害虫食物的增加和天敌数量的减少,共同促成了棉花蚜虫数量的上升,对棉花造成了严重危害。幸运的是,在研究工作中我们发现,苜蓿可以发挥替代冬小麦而提供大量控制棉蚜的天敌,并且需要种植的面积比冬小麦少得多,不至于影响棉花的种植面积。同时,苜蓿是耐荫植物,可以种植在农田防护林的林荫下,而这些地方种植冬小麦或者棉花,由于缺少阳光,均生长不良。在农田防护林的林荫下种植苜蓿带,还可以作为饲料增加农民的牧业收入。由于这些优点,以及技术简单实用,很快被农民接受,目前这项技术已经得到了大面积应用。

  利用苜蓿带控制棉花蚜虫的基本原理,就是利用了“苜蓿—苜蓿昆虫—害虫天敌—棉花害虫—棉花”。这项技术的核心内容,就是利用了苜蓿与棉花具有不同的主要昆虫种类(苜蓿—苜蓿彩斑蚜,棉花—棉蚜),但却具有相同的天敌资源(瓢虫、草蛉、食蚜蝇等);苜蓿彩斑蚜发生比棉蚜早10—15天,这就提供了饲养天敌的时间要求;当棉蚜危害棉花需要防治的时候,我们割除苜蓿带迫使天敌进入棉田发挥对棉蚜的控制作用。从一下示意图中,就可以清晰地了解这一点。



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