绿色食品无公害稻谷的生产.ppt

绿色食品无公害稻谷的生产,中山大学昆虫学研究所 生物防治国家重点实验室 古 德 祥,清远2003,清远展发成为珠三角的后花园 人与环境的协调发展 农业的持续发展与绿色食品开发 首先要解决农药对环境的污染 农药使用的现状及其负面影响,农 药,在微生物作用下降解,土壤中移动,土壤胶体吸附,化学降解,植物吸收,光化学降解,挥发,施入农田的农药在各种因素影响下的转化,施用农药,农作物,大气,土壤（农田）,地下水,农产品,地表水,水生物,畜 禽,人 体,飘浮,残留,吸收,饲料,食用,食用,饮用,食用,饮用水,吸入,湿沉降,吸收,渗入,农药进入人体的途径,各国植物性产品中硝酸盐的允许含量,水,土 壤,水生食物链,陆生食物链,空 气,污 染 源,食 品 工 业,人 体,呼 吸,重金属进入人体的途径,背 景,在广泛应用化学农药、滥用农药，害虫产生抗药性（Resistant）、害虫再猖獗（Resurgent）、农药残留 （Residue），产生3R的情况下，人们更关注生物防治方法。,(续)背 景,进入WTO后的新形势下，为生产绿色食品、有机食品，必须实施生物防治。,进入WTO后，受冲击最大的是农业。农产品的农药残留超标、重金属超标，猪、鸡等激素和抗生素超标，直接影响出口。 茶叶出口，如今欧盟要检测50多种农残，门槛越来越高。中国肉类加工的产品如肉肠、火腿肠，因激素、抗生素、农药残留超标，不能出口。,从环境污染、农药残留的困难境中找出路：,生物防治方法：保护自然天敌、寄生蜂、苏云金杆菌、昆虫病毒、昆虫病原真菌、昆虫病原线虫等。 化学农药的延革：无机农药有机氯农药有机磷农药仿生农药生长调节剂、植物保护剂 肥料：从农家肥化肥有机混合肥。 在新形势下生产绿色食品、有机食品。 国家在80年代取消了有机氯农药666、DDT的生产。2005年将要取消甲胺磷、对硫磷等五种有机磷农药的生产,广东委、省政府实施十项民心工程，提出建立高标准的绿色食品、有机食品基地。从“环境收获贮运加工”的全程监控措施，确保绿色（有机）食品质量。整体推进我省绿色（有机）食品基地的建设规模，扩大本省绿色（有机）食品的生产总量，带动本省农产品安全水平的提高，保障人们食用农产品的安全。(羊城晚报, 2003.10.19 A6) 农业要出产优质的A级、AA级产品； 农田环境的改善，向良性方向发展，要解决化学农药的污染问题； 促进天敌对害虫的持续控制,发挥农药的长处：速效，压制病虫的大发生 避短：减轻或避免其负面影响。 （1）化学农药必要时应用，尽可能选用高效、低毒、低残留农药； （2）减少用药次数和用量； （3）多采用生物农药、昆虫生长调节剂或植物源杀虫剂； （4）保护农田环境，保护利用天敌，发挥天敌对害虫的控制作用,具体事例：无公害稻谷生产 1、水稻主要害虫发生规律 2、黑麦草水稻轮作 ，害虫综合治理 ，绿色稻谷生产模式,农业是国民经济的基础，粮食是基础的基础。“国以民为本，民以食为天”。粮食问题在国民经济和社会发展中占有极其重要的战略地位。我国仅占世界7%的耕地面积，养育了占世界22%的人口，并解决了全国人民的温饱问题。 水稻是重要的粮食作物。虽然水稻种植面积只占全国粮食种植面积的29%，但总产量约占粮食总产量的44%。稻米是全国60%人口的主粮。,水稻两大品系：粳稻和籼稻 根据水稻成熟期，分为早熟、中熟、迟熟品种。早熟品种生育期110天左右，中熟品种130天，迟熟品种150天左右。为农忙期工作量错开和早、晚稻插植与收割期的配合，生产上需要早、中、迟熟品种搭配。 水稻害虫有624 种(何俊华，1992）。水稻主要害虫有：三化螟（Tryporyza incertulas）、稻纵卷叶螟（Cnaphalocrocis medinalis）、稻飞虱包括褐飞虱（Nilaparvata lugens）、白背飞虱（Sogatella furcifera）、还有粘虫（Leucania seperata）。常见的害虫有稻瘿蚊、稻蓟马、稻螟蛉、黑腹蝽、黑尾叶蝉、小白翅叶蝉、稻蝗等。主要病害：稻瘟病、白叶枯病和纹枯病。各种害虫取食水稻不同部位，占据不同生态位。三化螟钻蛀心叶和稻茎；稻纵卷叶螟、粘虫取食叶片；稻飞虱多在叶鞘取食等。,三化螟 Tryporyza incertulas (Walker),稻纵卷叶螟 Cnaphalocrocis medinalis Guenee,褐飞虱 Nilaparvata lugens Stl,白背飞虱 Sogatella furcifera (Horvath),粘虫 Leucania separata Walker,大螟 Sesamia inferens (Walker),稻芒蝇 Atherigona oryzae Malloch (1-6),稻瘿蚊 Pachydiplosis oryzae Wood-Mason (7-19),物候与害虫发生的协同性 水稻生长季节会发生各种害虫，有水稻就有害虫。这是害虫与水稻长期协同进化的结果。如三化螟，只取食水稻，晚稻成熟前，钻入水稻下部，以四龄幼虫滞育越冬，度过没有水稻的季节；不同纬度发生代数也不同；它总能繁衍其后代。稻纵卷叶螟、稻飞虱是长距离迁飞的害虫，迁入稻田繁殖两代后，藉助风力，迁至北方迟插植的远方稻田；秋季北方的稻谷成熟前，随风力回迁南方的稻田；当迁入量大时，虫害成灾。 以下重点介绍主要害虫：三化螟、稻纵卷叶螟和稻飞虱。,三化螟 Tryporyza incertulas (Walker),在广东一年发生代，以第四代幼虫越冬，翌年月中旬羽化。第、代是为害早、晚稻的主要世代。 第一代三化螟为害早稻秧苗至分蘖期禾苗，造成青枯和枯心苗。分蘖盛期前的主茎被害，水稻本身有分蘖补偿，对产量损失影响较小。第二、四代三化螟幼虫分别为害早稻和晚稻后期禾苗，造成死胎和白穗，对产量损失影响较大。第五代发生数量较小，幼虫不能越冬，因此是一个不完全的世代。,表 三化螟成虫各世代发生期(广东),表 三化螟各代的平均产卵数、种群增长指数,以上是1984至1987年在广东四会市田间试验所作的三化螟自然种群生命表，得出的三化螟平均生命表。（第三代因成虫发生在晚稻秧地，随插秧到晚稻大田，未做生命表试验）从三化螟种群增长趋势看，第二代最高， =25.65，其次是第二代，为6.02。,关键因素分析 从4年（19841987）9个世代关键因素分析，中后期幼虫转株死亡和初孵幼虫入侵死亡，是影响三化螟自然种群动态的关键因素。,三化螟的天敌 三化螟卵期的寄生性天敌主要有稻螟赤眼蜂（Trichogramma japonicum），还有长腹黑卵蜂、短腹黑卵蜂；幼虫期有茧蜂。但寄生率不高。卵期的捕食性天敌有长颈步甲等。 三化螟是钻蛀性害虫，只有在初孵幼虫入侵稻株前或在幼虫转株时（多在夜晚），会被捕食性天敌捕食，肉眼观察到的几率很小。从生命表可看出，幼虫转株死亡率较高，只有通过血清学方法才能准确地检验捕食三化螟幼虫的天敌种类。,表 捕食三化螟的天敌种类 （周汉辉，19861987，四会农科所）,续表 捕食三化螟的天敌种类,注：未检测出阳性的种类未列出； 牛虻、食虫虻、菱头蛛等检测出对三化螟卵呈阳性，可给是捕食了怀有待产卵的三化螟成虫所致,表 主要天敌类群在大田捕食三化螟的检测 (周汉辉,1987),三化螟对水稻的为害损失和补偿作用及防治指标 三化螟幼虫为害前期水稻，会造成青枯和枯心，但分蘖期水稻会出现分蘖补偿和产量补偿。对中后期水稻会造成死胎和白穗，导致产量损失。,表 枯心率与分蘖倍数关系 汤鉴球，1988 广东四会,注:为3次重复平均值。 早稻 Y = 1.0766 e-0.9047x r = - 0.9434 晚稻 Y = 1.0251 e-0.6676x r = - 0.9730 枯心率与分蘖呈以 e 为底的指数函数关系，当枯心率为1%时，茎数补偿倍数为1.0183；当枯心率为10%时，茎娄数裣倍数为0.9581,表 枯心率与水稻产量关系 汤鉴球 1988 广东四会,注：为3次重复平均值； 试验小区面积为0.0015亩 早稻 Y = 306.39 e -0.3282x r = - 0.9049 晚稻 Y = 184.62 e -0.7409x r = - 0.9563 产量补偿倍数(Y/CK)为1，早稻若枯心率为10%，产量补偿倍数是1.0085;枯心率10%时,产量补偿倍数为0.9792；晚稻若枯心率为10%，产量补偿倍数是1.0181;枯心率10%时,产量补偿倍数为0.9542,表 三化螟第二代幼虫量与产量损失关系 汤鉴球 1988,广东四会,注：为每年3次重复平均值； 小区面积为0.006亩； 对照区产量为2893.85克 第二代虫量与产量损失关系： Y = 0.5329 X 1.1161 r = 0.9768,表 三化螟第四代幼虫量与产量损失关系 汤鉴球 1988,广东四会,注：为每年3次重复平均值； 小区面积为0.006亩； 对照区产量为1754.65克 第二代虫量与产量损失关系： Y = 0.5430 X 0.9796 r = 0.9916,经济阈值 经济阈值是指“应当采取防治措施以预防增长中的害虫种群达到经济损失水平的害虫密度“（Stern 等，1959）。 经济损失水平是指”可能引起经济损失的最低害虫种群密度”。 经济损失水平是“害虫种群所产生的损失等于预防这种为害的花费”（Headly，1972）。 单位面积防治费用： G = S / （V E） （陈常铭，1984） 其中G为单位面积的防治费用（相当于稻谷重量）；S为单位面积所花费的药费和机械损耗费；E防治效果；V为每公斤稻谷价。可计算出为防治白穗的费用（稻谷重量）。 防治费G被除于单位面积产量，得出防治费占单位产量的百分比 。 防治费G = Y，代入 Y = 0.5329 X 1.1161 得出虫量X（第二代卵块数），即为早稻白穗的防治指标，为121.6块/亩，即1824块/ha。晚稻以同样方法得出防治第四代白穗117.4块/亩，即1761块/ha。 从田间调查螟卵块的实践，一般漏查50%，因此早、晚稻防治白穗的经济阈值为60.8块卵块/亩，即912块/ ha。省农业厅要求的为50块/亩,图 三化螟管理系统 张文庆等，1995,三化螟的防治： 提早沤田，压低三化螟越冬基数； 播种小块秧地，诱杀三化螟； 第一代三化螟不防治； 第二代挑治枯心群或不防治； 第三代，直播小块秧地，诱杀三化螟； 第四代挑治枯心群或不防治,稻纵卷叶螟 Cnaphalocrocis medinalis Guene,稻纵卷叶螟是迁飞性的害虫。60年代以前是局部、间歇性发生的害虫。随着耕作改制、密植、高肥等生产水平的提高，1965年以来，为害程度上升， 70年代以后连年大发生，成为常发性的主要害虫。稻纵卷叶螟在广东每年发生 67 个世代。 第一代冬暖年份少量发生。第二代虫源主要是迁入。第二和第三代是为害早稻的主要世代。第四代处于早稻生长后期，加上气温较高，成虫迁出。第五、六代主要是回迁虫源。稻纵卷叶螟的发生程度与迁入量有关，在一个地区不同年份，迁入的迟早和数量是一个随机变量，早春 4月气候暖和，连续吹东南风，迁入虫量则多，发生程度较重（如1983、1990、2003年）；如1983年月日起，连续吹东南季风（SE, ESE, SSE），平均风力为 24.8米/秒，日平均温度在21.126.6之间。月10至22日止（开始拔秧移栽），四会大沙富溪点每亩秧地共捕获稻纵卷叶螟成虫 818头，其中雌蛾 587头（占总蛾量69.），大布点其捕获 423头，其中雌蛾304头（占71.8）。由于迁入量大，该年发生较重。如果早春 4月阴雨连绵，则迁入量少，发生较轻较迟。,稻纵卷叶螟长距离迁飞的证据 19771980年稻纵卷叶螟迁飞研究协作组，安排设立29个染色标放点，共组织了300余个单位参加回收。4年来共标放39.5万头，异地回收标本500余头，经过协作组鉴定，确认的标放有色蛾 6头。这是稻纵卷叶螟长距离迁飞的有力证据。情况如下： （1）浙江象山县病虫测报站在预测灯下回收到1头雄蛾（1977，7，19），翅上有明显的紫色标记，确认为广西桂林地区灵川县1977年7月15日标放的，从标放至回收，相距时间为5天，直线距离为1100公里。 （2）江苏省金坛县病虫测报站的灯下，收到两头翅足有红色标记的稻纵卷叶螟，雌雄各一（1977，8，3），确认为湖南郴州地区标放的。相距900公里，时间11天。,（3）江苏省赣榆县病虫测报站在金属卤化物灯下，收到有红色标记的雌蛾1头（1977，8，3），确认是湖南郴州标放的稻纵卷叶螟，相距1100公里，时间11天。 （4）1979年6月10日，广西农科院回收到1头紫色标记的雌蛾，经薄层分析鉴定，确认为广西合浦标放的稻纵卷叶螟，相隔时间3天，距离160公里。 （5）1980年8月1日，江苏邳县植保站在测灯下收到绿色标记的雌蛾 1头，经薄层分析鉴定，确认为湖南常德地区标放的稻纵卷叶螟。相隔时间6天，距离800公里。 上述结果充分证明了稻纵卷叶螟具有远距离迁飞特性，验证了我国东部稻纵卷叶螟自南向北的部分迁飞区段。,经三年验证，每年春夏季从南向北有5个代次的北迁；秋季自北向南有3次回迁： 第一次北迁：3月中下旬至4月中下旬，虫源由大陆以外，主迁入岭南以南地区，成为当代第一代虫源。 第二次北迁：4月中下旬至6月中下旬，仍由大陆以外的中南半岛及海南岛等地向岭南区和岭北区迁入，分别成为岭 南第二代和岭北第一代虫源。 第三次北迁：由岭南区向江岭区迁入，波及江淮，构成江岭 区第二代和江淮区第一代虫源。 第四次北迁：6月下旬至7月中下旬，由江岭 的北岭亚区向江淮区迁入，波及北方，分别成为江淮第二代和北方第一代虫源。 第五代北迁：7月下旬至8月中旬，由岭北亚区和江南亚区向北方区和江淮区迁入，成为江淮第三代和北方区第二代虫源。,我国东半部稻纵卷叶螟迁飞途径（1977） 终年危害区； 岭南68代区； 江岭56代区，岭北亚区，江南亚区； 江淮45代区；北方23代区。M1M2各次北迁(月/旬),每年8月底至11月有三次明显的回迁过程： 第一次回迁：8月下旬至9月上中旬，由北方区和江淮区北部中稻地区向江岭区和岭南区迁入，有些地区仅过境停留。 第二次回迁：9月下旬至10月上旬； 第三次回迁：10月中下旬； 自9月下旬起，长江以南迁出，随副热带高压南退，藉助高空的东到东北风，南移至大陆以外，也有过境降落在南方的现象。,稻纵卷叶螟经海面迁飞的调查： 1973年日本人板仓博利用气象船在海面上捕获稻纵卷叶螟（距日本本土潮岬以南450公里，距我国舟山群岛1200公里）7头。 上海稻纵卷叶螟海捕组于1979年9月20日13时30分，在N3545、E12230（山东安东卫180公里）的海面上，观察到双翅平贴氽歇水面的大量稻纵卷叶螟，目测1015头/M2，也观察到卷叶螟因船开过惊动而从海面飞起。该组于1979年8月22日至11月5日，1980年5月10日至11月20日乘上海”长锦轮“，从上海出吴淞口，经长江口、黄海、渤海海域到大连港，连续来回86个航次。白天以网捕为主，夜间灯诱与网捕相结合，在海上捕捉172天，航程48160海里。捕获240种昆虫，20005个标本，其中螟蛾科昆虫25种，共1043只，稻纵卷叶螟占海捕螟蛾的77.09%。 福建省农科院1978年1011月在东海N26122824捕获4头稻纵卷叶螟；1979年611月捕获39头；1980年68月捕获11头。 广西农科院与北海市农业局于1980年38月从北海至广州，在南海海陆空面捕获稻纵卷叶螟14头。 上海市星火农场植物保护站于1979年811月在黄海、渤海N3105 39、E12230左右捕获稻纵卷叶螟365头，1980年511月又捕获439头。,表 稻纵卷叶螟海捕数量及性质 上海稻纵卷叶螟海陆空捕协作组 1980 E12230左右,续表 稻纵卷叶螟海捕数量及性质 上海稻纵卷叶螟海陆空捕协作组 1980 E12230左右,表 稻纵卷叶螟各世代发生期（广东）,稻纵卷叶螟平均生命表 古德祥 周昌清 汤鉴球,1989,两个公式计算稻纵卷叶螟种群增长指数的比较,两个公式计算的结果差异很小，这两种方法均可应用。 在综合防治稻区不施用农药的稻田中，6年的田间试验调查，稻纵卷叶螟的种群增长指数以第二代最高，种群增长9.5倍；第四代最低（0.02）；第三代能维持原种群（1.04）；第4代和第6代的I值小于1，表明其种群数量是下降的。,关键因素分析： 1-2龄失踪和3-5龄幼虫失踪为关键因素，其次是蛹期失踪。失踪原因多为被捕食性天敌捕食。后面将介绍捕食天敌血清学检测的结果。,表 稻纵卷叶螟各世代的失踪率 (摘自平均生命表),在田间，稻纵卷叶螟失踪原因，除部分自然死亡外，主要是捕食性天敌的捕食作用。经血清学检验，对稻纵卷叶螟呈阳性反应的天敌有：稻田水狼蛛（Prata japonicus）、八斑鞘腹蛛（Coleosoma octomaculatum）、粽苞管巢蛛（Clubiona japonicola）、华丽肖蛸（Tetragnatha nitens ）、印度长颈步甲（Ophionea indica ）、一种步甲（Carabidae科的昆虫）。 检测水狼蛛（Pirata spp.）178头，呈阳性把关应的有19头，阳性率为10.67%；检测八斑鞘蛛17头，呈阳性的1头，阳性率5.9%。 对稻纵卷叶螟成虫呈阳性反应的捕食者有：拟环纹豹蛛（Pardosa pseudoannulata）、嗜水新园蛛（Neoscona nautica ）、菱头蛛（Bianor hotingchiehi）等。,图 从蜘蛛的血清反应阳性率估计大田稻纵卷叶螟被捕食的数量 （1982，广东四会大沙）,寄生性天敌： 寄生稻纵卷叶螟的寄生蜂有24种。 卵期的寄生蜂主要有：稻螟赤眼蜂（Trichogramma japonicum），根据平均生命表资料，卷叶螟第二代的寄生率最低，0.47%，第四代最高，达19.11%，第五代次之，为18.09%。 稻纵卷叶螟12龄幼虫的主要寄生蜂是纵卷叶螟绒茧蜂（Apenteles cypris），寄生率第五代最高，达11.63%，第二代次之，为7.19%。 卷叶螟35龄幼虫的常见寄生蜂有：无斑黑点瘤姬蜂（Xanthopimpla flavolineata）、菲岛抱缘姬蜂（Temelucha philippinensis）、纵卷叶螟横带茧蜂（Cardiochiles sp.）等，第五代的寄生率最高（9.69%）。 蛹期的寄生蜂主要有：无脊大腿小蜂（Brachymeria excarinata）、趋稻厚唇姬蜂（Phaeogenes sp.）等，寄生率第五代最高，达14.27%，第二代次之，为11.74%。,稻纵卷叶螟的经济损害水平和经济阈值（张润杰 古德祥，1989） 幼虫吐丝，纵卷稻叶，躲藏在卷叶内取食叶肉。一条幼虫一生取食24片叶，食叶量最高2655mm2，最低2006mm2，平均2179.44mm2。稻叶受害后，影响光合作用，特别是剑叶和剑叶下的二片功能叶受害，对产量损失较大。初孵幼虫个体小，食量也小，不易发现。23龄在叶尖卷叶，食量不大。4龄和5龄食量大，是为害水稻的重要虫期。因此，3龄在叶尖卷叶的高峰期，是防治最合适时期，一来将害虫控制在为害损失前，二来可保护卷叶螟13龄的重要天敌纵卷螟绒茧蜂。 通过田间调查和接虫试验，测定叶面受害与产量损失关系,表 接虫量与叶片受害情况 (张润杰等,1989),表 稻纵卷叶螟自然为害调查 (张润杰等, 1989),从90个调查样本统计结果：若剑叶受害，结实率下降6.2%，千粒重下降4.1%；若剑叶与下一片功能时受害，结实率下降7%，千粒重下降6.9%。,表 分蘖期与剑叶期不同接虫量的产量损失 (张润杰等,1989),续表 分蘖期与剑叶期不同接虫量的产量损失 (张润杰等,1989),接虫量与产量损失百分比的迥归关系： L剑 = 0.66 + 3.88 X L分 = 0.72 + 2.43 X,稻纵卷叶螟的经济损失水平 G挽回损失(斤/亩) = C 防治费用(元/亩) / UV 稻谷价格(元/斤) C = （每亩的农药费+施药用工费+器械损耗费）防治效果； 如果G（ 挽回损失）= L（产量损失），则由公式 L剑 = G = 0.66 + 3.88 X L分 = G = 0.72 + 2.43 X 计算