农业昆虫学的原理和方法.ppt

农业昆虫学AgriculturalEntomology,杨群芳主讲,一、农业昆虫学的性质和任务农田有害动物包括：昆虫、螨、蜗牛、蛞蝓和老鼠等。昆业虫学是人类在与害虫长期斗争中发展起来的一门学科。农业昆虫学是研究研究农业害虫的发生、发展、消长规律，及防治的理论和技术的学科。是昆虫学的一门分支学科，也是一门具有广泛理论基础的应用学科。,绪论,二、农业昆虫学的内容农业昆虫学是一门理论性和实践性均很强的综合性学科，其内容包括：类别（包括种的学名、分类地位、鉴别）为害方式（为害状）生物学特性数量变化规律与环境条件的关系预测预报有效的控制方法,2、任务维护生态平衡，控制害虫种群，防止虫灾的发生或最大限度地减少虫灾的损失；保护生态环境、促进农业生产持续性发展的同时，提高农作物的产量和品值，以求得最大的经济、生态和社会效益。,1、种类多国内水稻害虫380多种，小麦害虫240多种，玉米、高粱、谷子等杂粮作物害虫500多种，棉花害虫300多种，蔬菜害虫300余种，果树害虫900余种，杂食性害虫23种，储粮害虫13种。2、种群数量多,三、农业害虫发生的特点,3、为害重粮食5%10%，棉花15%25%，蔬菜15%25%，果树20%30%。“飞蝗蔽日”、“禾草一空”、“赤地千里，饿殍载道”。4、成灾频繁自公元前707年至1935年，共发生蝗灾796次。,五、农业昆虫学的历史应用学科，至今历史不到200年。古希腊、荷马和亚里士多德的著作中也有防治害虫的记载。1841年，哈里斯植物害虫论说1915年，桑德森农田、菜地、果园的害虫。,六、我国农业昆虫学的研究历史,我国关于农业昆虫的观察和研究历史悠久，但是作为一门系统的科学，其历史不长，起始于清末，系统性地研究始于1911年的北京前中央农事试验场病虫害科的设立，其体系在民国期间逐渐形成。,2600年前，治蝗和治螟的记载；1800年前，砷制剂、汞制剂和藜芦等杀灭害虫；公元304年，黄猄蚁（Oecophyllasmaragdine）防治柑桔害虫；1500年前，稻麦“免虫”、“耐虫”的抗虫品种的记载；北魏时期，农学家贾思勰齐民要术；明代，徐光启农政全书。,1911年,北京中央农事试验场成立病虫害科；1917年,江苏省成立治螟考察团；1922年,创建江苏省昆虫局；1924年,成立浙江省昆虫局；1933年,中央农业实验所设立植物病虫害系。我国昆虫学的前辈如秉志、邹树文、张巨伯、胡经甫、张景欧等对推动我国昆虫学事业的发展做出了积极贡献。新中国建立后，植物保护专业领导机构和科学研究单位；各高等农业院校增设植物保护专业或昆虫专业。,1邹树文.中国昆虫学史M.北京：科学出版社，1981。2周尧.中国昆虫学史M.杨陵：昆虫分类学报社，1980。3王思明，周尧.中国近代昆虫学史：18401949M.西安：陕西科学技术出版社，1995。,七、我国农业昆虫学研究的主要成就1、健全了植物保护机构，基本普及了植保常识。2、基本控制了历史上的灾害性害虫。3、基本摸清了不同地区粮、棉、果、菜上的农业昆虫（包括害虫和天敌）区系及主要害虫的发生危害规律。4、预测预报理论和水平大大改进，建成了覆盖全国的农业病、虫调查测报网。5、积累了丰富的害虫防治经验，害虫防治水平不断提高。,早在1950年，我国就提出了“防重于治”的方针。1975年确定了“预防为主、综合防治”为我国植物保护工作的总方针。,八、我国植物保护工作的方针,1中国农作物病虫害编委会，1979，中国农作物病虫害（上、下），农业出版社2中国科学院动物研究所主编，1979，中国主要害虫综合防治，科学出版社3华南农业大学主编，1994，农业昆虫学，农业出版4刘绍友主编，1990，农业昆虫学，天则出版杜5陈杰林编著，1988，害虫防治经济学，重庆大学出版社6张宗炳编著，1986，害虫综合治理，上海科学出版社7农业昆虫学,李云瑞主编,高等教育出版社,2005,主要参考书目,本课程的学习方法1.理论联系实际2.归纳、对比的方法,1、每人准备1个有关农业害虫及其防治的专题多媒体课件（题目不限，要求第5周前完成）。2、每人饲养1种农业害虫，观察记载其生活史和习性，并交其生活史标本6套（要求：1）虫态完全，具为害状；2）按昆虫标本的制作方法制作；）。,本课程要求和任务,第一节虫害发生的原因一、虫害形成的条件1、害虫、虫害和虫灾所谓害虫,是与人类争夺某些资源，降低人类对资源的利用率、质量或价值，影响了人类的经济利益的昆虫。害虫为害作物，造成了经济损失就构成了虫害。当某种害虫的种群数量达到和超过某个阈值，由此造成的损害和损失达到或超过一定的水平时，就形成了虫灾。,第一章害虫防治的基本原理和方法,虫害是害虫取食或产卵等行为造成农作物经济损失的受害特性。造成农作物虫害必须具备的条件：,2、虫害及其形成的条件,（1）虫源（2）环境条件（3）寄主植物适宜寄主种类、感虫品种、易受害生育期。,第二节农业害虫的调查农业害虫的预测预报和防治，都必须通过田间的实际调查取得科学的数据，以掌握害虫种类组成、发育进度、分布区域的大小、发生期的早晚、发生量的多少、作物受害程度的轻重及防治效果等。害虫调查是积累资料的主要方法之一。调查时必须采取科学的方法，才能获得准确的数据。,一、昆虫田间分布型（1）随机分布型个体在田间的分布是随机的，较为均匀的。如玉米螟卵块（2）核心分布型个体在田间的分布式不均匀的，呈多个具有核心的小集团，并自小集团向四周辐射，密度逐渐减小。但核心与核心之间是随机分布的。如玉米螟幼虫。（3）嵌纹分布型（负二项分布）个体在田间的分布式不均匀的，疏密相间，密集程度极不均匀，呈嵌纹状。如朱砂叶螨。,2、调查取样方法（1）取样方法a.五点取样b.对角线取样c.棋盘式取样d.平行线取样e.“Z”字形取样,.,随机分布型,嵌纹分布型,核心分布型,（2）取样数量一般取5、10、15或20个样点为宜。（3）取样单位长度适于密集生长的条播作物上害虫的调查。面积适于地下害虫的调查。体积或重量适于储粮害虫的调查。植株及其部分器官适于果树害虫的调查。器械黑光灯（20W）、糖醋酒盆、性诱盆、杨树枝把、谷草把、粘虫板、黄皿、捕虫网等器械诱集或捕捉。以单位时间内标准器械所获虫量为单位。时间,农业害虫的防治方法，根据作用原理和应用技术，可分为5大类：植物检疫PlantQuarantine农业防治CulturalControl生物防治BiologicalControl化学防治ChemicalControl物理机械防治PhysicalandMechanicalControl,第三节害虫防治原理和方法,一、植物检疫（PLANTQUARANTINE）1、定义植物检疫就是植物检疫机关依据国家法规，对植物及其产品等进行检验和处理，以防止危险性的病、虫、杂草等有害生物人为传入、传出的一项带有强制性的预防措施。过去又称为“法规防治”（1egislativecontrol）。2、特点具有预防性、强制性、彻底性的特点。,二、农业防治法,（一）定义是指在农作物生产过程中利用各种耕作和栽培管理技术措施，有目的地改变害虫生活条件和环境条件，使之不利于害虫的发生发展，而有利于农作物的生长发育从而达到防治害虫目的的方法。（二）特点1、优点不需要增加额外的人力、物力负担；无环境污染，不杀伤有益昆虫；,2、局限性（1）防治效果慢，在害虫已大量发生为害时不能及时解决问题；（2）农业防治所采用的具体措施，往往地域性、季节性较强。,农业防治是建立在农业生态体系的基础之上，把防治与农事活动紧密结合起来的，是最经济和最有效的防治措施。因此，它是害虫综合治理的基础。,（三）农业防治的措施1、调整耕作制度（1）合理的作物布局桃梨混栽或相邻的果园，梨小食心虫发生严重。（2）合理轮作麦稻轮作控制小麦吸浆虫。（3）合理间作套种棉麦间作防治棉蚜。（4）耕作改制水稻改制防治三化螟。,2、深耕土地与晒土灭虫3、科学播种春麦区适当早播可以减轻麦秆蝇。4、合理施肥与灌溉提高作物的抗虫能力；改变土壤性状和环境条件；灌水还可以杀死棉铃虫蛹等。5、加强田间管理清洁田园、消灭杂草、合理灌溉排水、适时收获等。,三、生物防治法（BIOLOGICACONTROL）（一）定义传统的生物防治以虫治虫以菌治虫其他有益动物治虫现代生物防治以虫治虫以菌治虫其他有益动物治虫昆虫信息化合物的利用（激素类）昆虫生长调节剂昆虫不育技术,（二）特点1、优点（1）不污染环境，对人畜及农作物安全；（2）不引起抗药性，不杀伤天敌及其它有益生物；（3）能自己繁殖扩散，控制作用相对持久稳定；2、局限性（1）不能在短期内达到理想的防治效果；（2）防治效果受环境因素影响较大；（3）技术难度大等。,（三）害虫生物防治的方法1、天敌昆虫（1）天敌昆虫的种类天敌昆虫可分为捕食性天敌和寄生性天敌2大类。捕食性天敌昆虫分属于昆虫纲18个目，近200个科内。,（2）天敌昆虫的利用途径每种害虫都有几种、几十种，甚至上百种天敌昆虫，如二化螟的天敌有56种，水稻叶蝉和飞虱天敌有200种。自然界，天敌昆虫资源极为丰富。,寄生性天敌昆虫分属于昆虫纲5个目，97个科。大多数种类属膜翅目和双翅目，分别通称为寄生蜂和寄生蝇。,赤眼蜂在自然界的种类很多，常见的有玉米螟赤眼蜂、松毛虫赤眼蜂、螟黄赤眼蜂、拟澳洲赤眼蜂、广赤眼蜂、稻螟赤眼蜂等20多种。,“僵蚜”被蚜茧蜂寄生的蚜虫,a.直接保护措施寄生蜂保护器,人工收集瓢虫，以保护其安全越冬。b.人为增加自然界中天敌的食料农业生态系统中，单一作物大面积种植，使得天敌的食物（花蜜和花粉）、替代寄主或猎物、越冬和繁育场所等资源严重不足。种植蜜源植物，果园生草技术。c.合理用药选择杀虫剂种类(选择对天敌低毒的药剂，内吸剂),选择施药方法(毒饵法，挑治的方法代替全面用药)。,（1）本地天敌的助增,水稻田埂种植芝麻,果园生草技术,(2)天敌昆虫的引进和移殖澳洲瓢虫是18881889年由澳洲引进美国防治吹绵蚧，此后，苏联、新西兰、中国等40多个国家相继引进，都获成功。从国外引进日光蜂与我国日光蜂杂交，提高了防治苹果绵蚜的效果；1983年自美国引入欧洲玉米螟赤眼蜂防治蔗螟、玉米螟；1979年自英国、瑞典引入丽蚜小蜂防治温室白粉虱；大红瓢虫在我国从浙江移殖至湖北后又移殖至四川防治柑桔吹绵蚧。,(3)天敌昆虫的繁殖与释放生产天敌昆虫的公司已发展到80多家。我国在研究赤眼蜂大量繁殖技术方面进展较快，创新了利用柞蚕卵繁殖赤眼蜂的技术，研制成功赤眼蜂人工卵半机械化生产线；利用人工卵繁殖平腹小蜂防治荔枝蝽象也取得成功。肿腿峰天牛,赤眼蜂和肿腿蜂的人工释放,2、昆虫病原微生物（1）细菌以芽孢杆菌、无芽孢杆菌、球杆菌研究最多。芽孢杆菌在生长发育过程中能形成具有蛋白质毒素的伴孢晶体，对多种昆虫，尤其是对鳞翅目昆虫有很强的毒杀作用。如苏云金杆菌Bacillusthuringiensisvar.thuringiensis、青虫菌Bthuringiensisvar.Galleriae、日本金龟子芽孢杆菌BpopilliaeDutky。,芽孢杆菌在生长发育过程中在孢囊内产生蛋白质的的伴孢晶体。伴孢晶体在碱性溶液中可被分解为对昆虫有毒的丁体内毒素（-内毒素）。通过害虫取食，进入害虫的中肠，造成中肠穿孔。此外，菌体本身的繁殖可导致昆虫的死亡。,应用Bt注意*避免日光照射，强光照射30min，死亡达50%。*1240均能生长，以2732较为适宜。,（2）真菌（fungi）白僵菌Beauveriabassiana绿僵菌Metarrhiziumanisopliae此外，自然界中还有其它寄生害虫的真菌，如虫霉Entomophthoraspp.,赤座霉Aschersohiaspp,蜡蚧轮枝菌Verticflliumlecanii。,真菌分生孢子附着在昆虫的体壁上，萌发，形成芽管，穿透昆虫体壁，在体腔中以昆虫的血液进行营养生长（菌丝），最后，昆虫因血液养分被病菌耗尽，真菌有毒代谢产物(白僵素)引起的毒血症而死亡。,白僵菌的应用条件：2030，RH95100%，避免紫外线。,棉铃虫核多角体病毒杀虫剂是我国第一个商品化登记注册的病毒杀虫剂。目前多种重大害虫均有商品化病毒制剂。,（3）病毒的利用,病毒制剂通过昆虫取食，经口腔侵入昆虫体内，致害虫食欲减退，行动迟缓，虫体变软，体内组织液化，体壁破裂。核型多角体病毒及颗粒体病毒通过病虫体壁破裂后流出的脓汁进行传播，质型多角体病毒可通过粪便传播。病毒制剂特点：具有转化性，只能活体培养，病毒在紫外灯下容易被破坏失活。,生物导弹：利用卵寄生蜂传递目标害虫的病毒到卵块表面，使初孵幼虫感病死亡，双重效果控制害虫的新技术。,(4)其它病原微生物的利用,病原线虫和微孢子虫。,（5）其它有益动物,*蜘蛛*青蛙、蝙蝠*养鸭防虫,a,捕食性螨的利用植绥螨和钝绥螨果园地面种植藿香蓟、大豆、芝麻。大部分植绥螨喜欢潮湿环境，特别是卵孵化要求较高湿度。藿香蓟的花粉、啮虫、瘿螨等都其是极好的交替食物或补充食物。,（6）以螨治螨,人工释放胡瓜钝绥螨，防治柑橘红蜘蛛。,b,寄生性螨,蒲螨控制蛀干害虫（蛴螬、天牛幼虫、小蠹虫等）（北京植物园，熊德平）,4、昆虫不育原理及其利用利用昆虫不育方法防治害虫的技术，也称为“自灭防治法”或“自毁技术”。（1）利用昆虫不育性防治害虫的原理昆虫不育性防治就是利用多种的特异方法破坏昆虫的生殖腺的生理功能，或是利用昆虫遗传成分的改变，使雄性不产生精子，雌性不排卵，或受精卵不能正常发育。将这些大量不育个体，释放到自然种群中去交配造成后代不育，经若干代连续释放后，使害虫的种群数量一再减少，甚至最后导致种群消灭。,（2）昆虫不育的方法辐射不育（radiationsterility）利用放射能照射破坏昆虫的生殖腺造成不育个体。化学不育（chemicalsterility）利用化学药剂处理昆虫使之不育，能使昆虫不育的化学药剂称之为化学不育剂。遗传不育（hereditysterility）人为改变昆虫个体的基因成分，使他们所产生的后代生殖力减退或遗传上不育，即称之为遗传防治。,5、昆虫激素的利用（1）保幼激素、蜕皮激素的应用抑制昆虫的变态或蜕皮。现已合成了5000多种保幼激素类似物，其中有些已作为杀虫剂在生产上应用。抑食肼、虫酰肼（蜕皮激素类似物）；灭蝇胺（对蜚蠊有特效）（保幼激素类似物）。,（2）性外激素（sexualpheromone）的应用,性外激素也称为性信息素，人工合成的性外激素通常叫性引诱剂，简称性诱剂。应用于害虫监测和防治。应用性外激素防治害虫，主要是采取直接诱杀和干扰交配2种方式。,6、昆虫生长调节剂InsectGrowthRegulators昆虫生长调节剂是一类对昆虫的生长、蜕皮、变态、滞育等主要生理现象有重要调控作用的各类化合物的通称。如抑制蜕皮、抑制新表皮形成、抑制取食等最后导致害虫死亡的一类药剂。我国目前应用的昆虫生长调节剂类农药主要种类有：灭幼脲、除虫脲、氟虫脲、氟啶脲、噻嗪酮（扑虱灵）（几丁质合成抑制剂）；抑食肼、虫酰肼（蜕皮激素类似物）；灭蝇胺（对蜚蠊有特效）（保幼激素类似物）。,四、物理机械防治（PHYSICAL&MECHANICALCONTROL）（一）定义与特点1、定义物理机械防治是利用各种物理因子、人工或器械防治有害生物的方法。2、特点简便、局限性大,（二）方法1、人工器械捕杀（artificialcapture）如铁丝钩杀天牛幼虫。2、诱杀（trap-killing）灯光诱杀黑光灯、频震灯。趋性诱杀黄板、糖醋液诱杀。潜所诱杀树干束草。,3、阻隔法果实套袋，树干涂白；银灰色薄膜避蚜。4、温湿度的利用低温防虫、日光曝晒、沸水浸烫、干燥。,五、化学防治法（CHEMICALCONTROL）（一）定义化学防治法就是利用化学药剂来防治害虫，也称为药剂防治。用于害虫防治的药剂叫做杀虫剂（insecticide）。,（二）特点1、优点高效性、速效性、特效性、使用方便等。2、缺点抗性Resistance、再猖獗Resurgence、残毒Residue“3R”问题。科学用药技术：禁止使用高毒、高残留农药，推广高效、低毒、低残留农药，推广精准施药技术。,一、人类防治害虫的历史1、早期的综合防治阶段(古代至20世纪40年代以前)各种方法都在尝试，但是零散的、简单的,没有从理论上加以认识。a.公元前2500年，苏美尔人已使用硫化物防治害虫和害螨；1800多年前我国也有了应用砷剂和汞剂杀虫的文字记载。公元前1500年，我国劳动人民开始应用烟草、鱼藤等植物性杀虫剂保护种子和作物免受虫害。,第四节害虫综合治理,b.公元528年,我国也有了结合播种、收获、选用抗虫品种防治害虫的记载。c.1872年，德国最早颁布了针对葡萄根瘤蚜的禁止输入栽培用葡萄苗木的法令。d.1889年，美国引进澳洲瓢虫成功地防治了柑桔吹绵蚧。2、化学防治阶段(20世纪4060年代)1940年前后以DDT的发明使用为标志开始了害虫防治的有机农药阶段，此后近30年主要依赖化学防治，取得了前所未有的效果。但是，抗性、残留和再猖獗“3R”等问题相继出现。,瑞典1946年就报道了家蝇对DDT产生抗性。据1970年的一个估计，由于抗性使防治失效造成了百万美元损失的害虫就有27种（FlintandVandenBosch,1981）。,SilentSpring(R.Carson，1962)：“喷洒杀虫剂，好比是下了一场毒雨，杀死了各种食物，蜜蜂、蝴蝶不见了，鸟类不叫了，春天是沉寂的”。第一次使人们认识到残毒问题。,害虫再猖獗：施用杀虫剂后，害虫会再发生，并且比原来发生的程度更为严重（Patterson,1966）。对硫磷（广谱性杀虫剂）防治蚜虫，杀死其天敌（草蛉、瓢虫）等，造成蚜虫再猖獗。次要害虫上升为主要害虫：本来发生不严重的害虫上升为主要害虫。苹果红蜘蛛天敌（捕食螨，还有瓢虫、蓟马等）被杀虫剂大量杀伤，上升为主要害虫。,1967年联合国粮农组织（FAO）在罗马召开专家组会议，提出了有害生物综合防治（IntegratedPestControl，IPC）。自此，害虫防治进入了综合治理阶段。1972年，美国环境质量委员会（CEQ）提出有害生物综合治理(IntegratedPestManagement，IPM)。,1、含义IPM是对有害生物进行科学管理的体系。它从农业生态系统整体出发，根据有害生物和环境之间相互关系，充分发挥自然控制因素的作用，因地制宜地协调应用必要的措施，将有害生物控制在经济损失以下，以获得最佳的经济、社会、生态效益(1986，见：植物保护，1998（1）)。,二、害虫综合治理的含义与特点,2、IPM的特点,*允许害虫在经济损害水平以下继续存在其哲学基础是“容忍哲学”，而不是“消灭哲学”经济损失概念又是如何产生的？桃树毛虫，几头/株，不是害虫，成千上万头/株，一定是害虫。虫口密度与经济损失有关，经济损失是虫口密度的1个函数。IPM给“害虫”下了一个新的定义：只有造成经济损失的昆虫才是害虫。,*多战术的战略，但强调各战术与自然因子相协调比如，化学防治要与生物防治协调。*强调自然控制因素生物防治与农业防治在IPM中占重要地位。*操纵害虫生态系统来治理害虫害虫只是所处生态系统中的1个组分，以生态系统为管理单位。,*经济效益、社会效益及生态效益的全盘考虑（费用与受益之比）在种群密度达经济阈值时才防治，且能获得最大的经济效益。同时，考虑生态效益与社会效益（受益与危害之比）。如，对害虫进行防治，减少了损害，对个体农民（增加了收益）和社会（增加了资源和财富）均有利，但滥用杀虫剂（杀虫剂大量进入水域，造成水资源污染,杀死了鱼虾）反而对生态和社会均产生不良后果。,美国奈普林（Nipling）提出全种群治理（totalpopulationmanagement,简称TPM）。1983年，Ridgway和Lloyd提出了大面积种群治理（area-widepopulationmanagement，简称APM）。,三、IPM与TPM、APM的区别,IPM、TPM、APM均主张采用多种方法进行防治。IPM主张采用多种方法控制害虫种群在不足危害的水平，主张尽量不使用化学防治，重视生物防治，着重于生态学原则。主要用于农林害虫。TPM主张对某些关键性害虫采用全部种群消灭和持续抑制的防治方法，主张以杀虫剂为主要手段，对生物防治的有效性持保留态度，着重于防治技术。主要针对为害人畜的害虫。APM主张害虫种群一旦超过经济阈值，则应彻底消灭。,1、调查作物田间生物群落的组成结构和害虫种类及种群数量，确定主要害虫和次要害虫以及保护利用重要天敌类群。2、测定主要防治对象种群密度与为害损失的关系，确定经济阈值。3、研究主要防治对象和主要天敌的生物学、发生规律、及其相互关系，明确害虫种群数量变动规律，提出控制为害的方法。,四、害虫综合治理方案的设计原则,4、在进行单项防治方法试验的基础上，提出综合治理的措施组合，先试验示范，后推广。5、研究监测技术，以及时、准确预测害虫发生情况。,1.经济受害水平（EIL）EconomicInjuryLevel造成经济损失的最低害虫种群密度。所谓经济损失是指防治费用与挽回损失金额的差值。2.经济阈值(ET)EconomicThreshold是指害虫的某一密度，达到此密度时采取控制措施能获得最大的经济效益,以防止害虫密度达到经济损害允许水平。ET是开始控制时的种群密度，即防治行动的指标，因此，国内常将经济阈值称作防治指标，常以害虫密度和受害率