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单词 生物除草
释义

【生物除草】
 

拼译:biological weed control
 

生物除草是利用杂草的天敌——昆虫、病原微生物、病毒、线虫及动物等防治杂草,将杂草密度控制在经济允许水平之下。

生物除草从1865年就开始了最早研究的是利用昆虫除草。1902年,夏威夷从墨西哥引入23种昆虫。1914~1916年澳大利亚引入4种昆虫,使放牧场杂草马樱丹基本得到控制。在生物除草中,第一个大面积应用最成功的是澳大利亚放牧场防治仙人掌,此种杂草于1800年作为观赏植物从美国引入澳大利亚,1925年混杂优质放牧场约2400万ha,每年以40万ha面积向新地蔓延;1925年在阿根廷收集螟蛾幼虫,将3000个卵运至澳大利亚,1926年在田间放卵,到1930~1932年,仙人掌危害问题顺利解决。

在利用昆虫除草取得成功的基础上,开始研究病原微生物的除草作用,直到60年代后期才取得显著成效。如在美国用真菌Cephalosporium diospyri防治放牧场的木本杂草美洲柿,在法国用真菌Puccinia chondrillina防治灯心草粉苞苣以及用Cercospora rodmanii防治风眼兰等。80年代初期,美国开发的防治柑桔园中莫伦藤的土壤真菌Phytophthora palmivora及防治稻田与大豆田田角皂的真菌Colletotrichum gloeosporioideSacc.f.sp.aeschynomene则是利用病原微生物防治农田杂草的较大突破,它们分别以Devine与Collego命名进行制剂化生产。中国山东省农科院植保所于70年代初期开发出鲁保1号制剂(Glocosporium spp),防治大豆菟丝子效果显著,有较大面积推广。80年代以来,新疆从Fusarium orobanches中分离制成F798制剂防治瓜类列当取得成功,效果达95%以上。

在研究利用病原微生物防治杂草的同时.相继开展了应用线虫、病毒及动物防治杂草,并取得一定成效。如用线虫防治放牧场与人工草场的葡匐矢车菊,用矢车菊线虫防治矢车菊,线虫(Orrina phyllobia防治银毛龙葵等。动物除草历史悠久,只是近代才开始有目的应用,其中利用水生动物所作的研究较多,如一些鱼种像白阿穆尔鱼可清除贮水池中的水生杂草及稻田恶性杂草球茎蔗草。约在1960年,中国草鱼传布世界各地;1968年,在美国阿肯色州的80个湖泊中投入了从中国引进的草鱼防治水生杂草,草鱼的每天食草量相当于其体重的4倍。水稻田中的杂食性甲壳类黑卷贝取食稗草、阔叶草等大多数一年生杂草,此甲壳类有4个种:T.cancriformis;T.granarius;T.longicaudatus;T.australiensis;它们的卵保存于土壤中,灌水后迅速孵化,其幼虫掘土,将杂草幼芽挠出。此外,在保加利亚及我国新疆利用鹅防治烟草地寄生杂草列当以及草莓与棉田杂草,平均每5公顷有一只鹅就足以消灭全部列当。

生物除草的优点是投资少,经济效益高,并可产生长期防治效果。对于分布范围广、分布不规律的特殊杂草,如草场或放牧地应用生物除草就远比采用除草剂或机械除草优越。通常,比较危险的是从其它大陆或国家带进来的杂草,例如从美国带进俄罗斯的豚草,从中东带进中国的假高粱,这些杂草进入新的地区后,由于逃脱了其原产地的天敌,打破了杂草数量与其天敌间的自然平衡,造成迅速蔓延与繁殖,危害加重;引入原产地的天敌,就可以恢复此种平衡。更突出的是,生物除草不存在残毒积累问题,不会成为毒害环境的污染源,对人、畜、鱼类、天敌及作物安全。生物除草也有一定的局限性,具体表现为:(1)杀草谱窄,只能防治一两种杂草,亦即防治单一杂草比防治混合群落杂草更好,故不能适应农业生产的要求;(2)主要以多年生杂草作为防治对象,这样昆虫与病原微生物易于繁殖至有效防治水平;(3)难以防治与作物亲缘关系较近的杂草;(4)除草效果往往决定于一系列气候条件,即气候因子必须适于生物防治因子的生物学要求:(5)不能根治杂草,只能降低杂草的危害程度,而且在数年期间才能造成有效防治水平的生物量,从而取得较好的防治效果;(6)集约栽培、多熟耕作制以及频繁使用化学农药时,不利于天敌的生存、繁殖和有效利用,影响生物除草的推广应用。

当采用生物除草方法,首先必须深入研究所要防治的杂草的种类、发生、分布及其生物学特性,然后确定引入的天敌种类、原产地、专化性及引种、驯化与繁殖的可能性。选择的试验植物必须包括:(1)与所防治杂草相近的植物以及其他后备昆虫或病原微生物的寄主;(2)与后备昆虫或病原微生物有关的寄主植物;(3)具有防治对象所有的形态与生物化学特性的植物;(4)由于地理、气候或生态学原因而未受伤害,在昆虫学与真菌学方面了解很少的作物。此外,还应注意生态系统中任何组成成分的变化都会引起其他成分的变化,警惕其他害物的变化以及防治其他害物所用农药的潜在有害作用。

生物除草一般包括3个阶段:(1)引种,即从其他国家或地区引入防治杂草的昆虫、病原微生物等;(2)在试验成功的基础上进行接种,将天敌人工释放于杂草生育的生态环境中,使其繁殖至防治水平;(3)大量应用,采用处理浓度进行释放来防治杂草,通常通过人工培养制成的生物除草剂特别是真菌制剂往往采用这种方法。

在生物除草的发展过程中,大量文献是在1975~1981年间发表的,其中研究最多、推广应用前途较大的是真菌的利用,主要原因是:(1)易于人工培养与繁殖;(2)易于贮存、运输和使用;(3)易于制剂化与商品化。当前,病原微生物除草已从非耕地特殊杂草与木本杂草的防治扩大到农田杂草的防治,从其他地区收集与鉴定病原微生物防治侵入杂草,发展到利用当地病原微生物防治侵入杂草与当地杂草。

目前,全世界现有的生物除草措施90%以上在澳大利亚、美国、加拿大及新西兰付之应用,由于这些国家是移民国家,通过移民及其他途径从欧洲、亚洲等地带进大量杂草,这些杂草由于逃脱了原产地的天敌,故广为传布,通过引入适宜的天敌并加以驯化,便可有效地进行防治。而在欧洲大陆,由于抗不良环境条件及天敌而生存下来的杂草种组成的多样化,而且大多数杂草都起源于当地,加之作物与饲料生产的高度集约化经营水平,因此,生物除草的发展与应用较差。

今后,生物除草在低值土地,如草场、放牧场、江湖、渠道等处防治特殊杂草将继续发挥比较重要的作用,而在高值土地如作物田将作为一项辅助措施加以利用。在众多的生物除草措施中,病原微生物,特别是真菌及其毒素具有较大的应用前景,也是开发除草剂的一个新领域。

生物除草的作用在于:(1)防止杂草结实,作为一项辅助措施,防治其他除草措施遗留的问题;(2)防止杂草生长,使其不能达到竞争阈值之上;(3)控制杂草生长,使其生活力下降,用于篱笆、沟渠、草坪、足球场及高尔夫球场;(4)防治特殊杂草,如放牧场以及中耕作物生育后期的杂草等。

生物除草的应用将会打破动态农业生态系统的平衡,如杂草叶片的受害与丧失会为另一因素的进入创造空间,进而杂草与昆虫、病原微生物的相关性也将受到影响,而其他害物的次生侵染也往往影响最终防治效果。此外,影响作物营养的其他因素也同样会影响生物防治的结果,因此,在生物除草的应用中需要深入了解杂草与昆虫、病原微生物以及二者作为生态系统组成成分的生态相关性及其与环境的关系。

【参考文献】:

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(东北农学院苏少泉教授撰)

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