恢复生态平衡,.doc

079绿叶观察一、虫害问题来源及传统防治办法经过亿万年的演变，任何物种都拥有了自己的生态位。自然界中的物种，通过竞争、捕食、共生、合作等关系形成了稳定的生物链。传统的农业，是在自然平衡状态下从事农业生产的，是与自然和谐相处的。然而，随着人口膨胀，耕地不断减少，食物短缺的问题开始凸显。为保证粮食产量、追求经济效益最大化，人们越来越不能容忍昆虫夺走一部分粮食，从而开始“虫口夺食”，并将昆虫分为益虫和害虫能直接或间接造福于人类，对人类生产和生活有利的昆虫为益虫，危害动、植物，传播疾病，给人类造成重大损失的昆虫为害虫；还发明了对抗害虫的大规模杀伤性武器农药。然而，一个多世纪的“对抗”农业实践证明，农药不仅杀害了害虫也杀害了害虫的天敌。由于害虫天敌的生命形态比害虫高级，其繁殖速率远远低于害虫，当失去天敌的制约，剩余害虫迅速繁殖，数量暴增。另外，在生态学中，郭立月，中国科学院植物研究所博士研究生。刘海涛，中国科学院植物研究所博士研究生。蒋高明，中国科学院植物研究所研究员。郭立月 刘海涛 蒋高明 恢复生态平衡，创建无虫害农田环境农民盲目、片面、过量施用农药，不仅没有显著提高粮食产量，反而逐渐暴露出农田环境污染、农药残留超标、病虫草害抗性增加和农田生物多样性丧失等问题。经过8年多的艰苦探索，我们采取预防为主，结合“物理+生物”方法，在害虫雌虫阶段即开始控制产卵，作物生长季节全期控制，逐渐恢复生态平衡，将农田生态系统中的虫害问题基本解决。一遍农药不打，周年粮食产量与打5遍农药的产量仅相差4%。080害虫大多为R对策者，当环境越恶劣，害虫就会增加更多的后代；同时，害虫的基因变异率较高，对某种农药很快就会产生抗药性，这样害虫越杀越多，而农药越用越多，毒性越来越大，形成不断升级的恶性循环，从而破坏了农作物生长的生态环境和农田的生物链。根据中国农村统计年鉴，1990年中国农药用量为73.3万吨，2010年已增至175.8万吨，全国人均年消费农药2.62斤。如今，农民盲目、片面施用农药，不仅不能显著提高粮食产量，而且逐渐暴露出农田环境污染、农药残留超标、病虫草害抗性增加和农田生物多样性丧失等问题。这种“对抗”的方法违背了生态学的原理，忽略了大自然的力量以及物种之间的平衡力，破坏了生态平衡。二、我们的做法为了寻找环境友好型的害虫防治对策，2006年我们在山东平邑县蒋家庄建立了弘毅生态农场，摒弃了化肥、农药、农膜、除草剂、添加剂、转基因六项有害技术，转而使用生态平衡的栽培与耕作技术。弘毅生态农场地处中纬度区，海拔200400米，属温带季风区大陆性气候，年平均气温12.313.3摄氏度，年平均降雨量824.8毫米，全年无霜期为188.8212.0天，全年日照时数在25392490小时，为农作物提供了较长的生育期和充足的光照。该地区农耕历史悠久，农业生态系统耕作制度为一年两熟制，主要粮食作物为小麦、玉米，经济作物为大蒜、花生。全村耕地总面积68公顷，人均耕地面积0.073公顷(1.097亩)。我们的做法是，运用生态学的原理，结合物理（诱虫灯）和生物（害虫天敌）的方法，减少农药使用量，保护农田害虫天敌，利用大自然的恢复力，改善农田环境，逐渐恢复农田生态平衡，从而保障粮食安全。高频紫外诱虫灯通过引诱成虫扑灯、高压电网触杀，达到早期控制害虫种群的目的。诱虫灯可诱捕小菜蛾、甜菜夜蛾、白飞虱、斜纹夜蛾、银纹夜蛾、天蛾、稻螟、稻纵卷叶螟、稻飞虱、稻二化螟、稻三化螟、叶蝉、棉铃虫、烟青虫、红铃虫、盲蝽蟓、造桥虫、蝼蛄、金龟子、玉米螟、谷子钻心虫、大豆食心虫、豆天蛾、吸果夜蛾、桃蛀螟、天蛾、松毛虫、灯蛾、松天牛、杨树白蛾、卷081绿叶观察叶蛾、大青叶蝉、米蛾、药材甲、黑粉虫、麦蛾、地老虎等。被捕获的昆虫落入灯下专用接虫袋中，没有被电死的，我们会及时收取，用来喂鸡。经分析，诱虫灯捕获的虫子以害虫为主，占总捕获量的95%以上，这种办法对农田天敌昆虫影响较小，对天敌鸟类无影响。1三、“非对抗性”虫害防治原理上述做法的生态学原理是，害虫的繁殖方式为有性繁殖，诱虫灯捕捉的是害虫成虫，可以防止其交配，同时交配后的雌虫也无法回到地里产卵，既控制了害虫成虫也控制了其产卵，这样就从源头对害虫进行了控制。并且，我们的做法是在惊蛰时就开始让诱虫灯工作，每天除下雨自动关灯外，作物生长季节天天捕捉，害虫几乎没有构成大种群的能力。并且停止用农药后，益虫（夜间不活动或少活动）益鸟（夜间不活动）数量增加，残余的害虫又成为益虫益鸟的食物，如此“物理+生物”的立体防治，就构成了无虫害的农田生态环境。害虫物种还在，但远不能对产量构成威胁。从上面的介绍可以看出，我们采取的生态学办法防虫有四道防线：一是诱虫灯诱捕交配或未交配的雌虫，从源头减少害虫种群爆发的几率；二是天敌昆虫捕食；三是鸟类天敌捕食；四是植物本身的抵抗力。我们采取有机肥还田土壤改良办法，作物生长茂盛，偶尔被害虫咬几口并不影响产量。因此，没有必要对害虫赶尽杀绝。我们坚持采用这种生态防控措施，取得了重要进展。害虫捕获从2009年的4.5千克/天下降到2013年的0.02千克/天，每盏灯年捕获量从33.8千克下降到2.4千克。粮食产量由试验初期的亩产500多千克(玉米小麦两季)提高到1000多千克，实现了吨粮田。1.农田天敌昆虫包括捕食性天敌和寄生性天敌。捕食性天敌昆虫涉及19个目、120多个种，其中蜻蜓目、螳螂目和脉翅目的全部种类（共33科）均具捕食性；寄生性天敌昆虫涉及膜翅目、双翅目、捻翅目、鞘翅目及鳞翅目等5个目，分属于98个科。此外，天敌还包括除昆虫以外的其它捕食性天敌和寄生性天敌，如蜘蛛、捕食螨、寄生螨、线虫、益鸟、两栖类、兽类及鱼类等。我们采取的生态学办法防虫有四道防线：一是诱虫灯诱捕交配或未交配的雌虫，从源头减少害虫种群爆发的几率；二是天敌昆虫捕食；三是鸟类天敌捕食；四是植物本身的抵抗力。我们采取有机肥还田土壤改良办法，作物生长茂盛，偶尔被害虫咬几口并不影响产量。082四、和谐平衡型虫害防治效果我们把小麦玉米试验农田分为诱虫灯防虫区和常规化防区。诱虫灯防虫区分别有三个处理方式处理1：不施农药，诱虫灯防虫；处理2：诱虫灯+两遍农药，即在小麦开花前和玉米大喇叭口期分别防治一遍害虫；处理3：诱虫灯+三遍农药，即在小麦播种耕地时防治一遍地下害虫，小麦开花前和玉米大喇叭口期分别防治一遍害虫。常规化防区为处理4：常规防治害虫五遍农药，即小麦播种耕地时防治一遍地下害虫，小麦开花前、小麦开花后、玉米苗期、玉米大喇叭口期分别防治一遍害虫。具体使用的防治害虫农药、农药用量及相关费用见表1表1 山东农村防治害虫农药用量及费用农药名称 施药时期药量（克 /亩/次）农药费用（元 / 亩 / 次）施药劳动力费用（元 / 亩 / 次）辛硫磷 小麦播种前 500 5 10阿维 .吡虫啉 小麦开花前、后 30 3 20辛硫磷 玉米苗期 500 5 10玉米丢芯剂 玉米大喇叭口期 800 5 25我们于2013年5月6日在挂灯区悬挂了12盏普通杀虫灯和10盏太阳能杀虫灯，于次日早晨67点收集害虫，至2013年10月23日结束。平均每盏灯年捕获害虫1499.1克，其中蛾类7045头，重357.4克，占总重的23.84%；金龟甲类862头，重344.5克，占总重的22.98%；蝼蛄类544头，重287.2克，占总重的19%。为明确诱虫灯控制害虫的范围，我们以金龟甲为研究对象，在距诱虫灯不同距离处，释放用不同颜色标记的金龟甲，金龟甲捕获情况见表2。可以看出，距离诱虫灯70米处的金龟甲也能够被捕获，但是在距离诱虫灯45米以内捕捉到的金龟甲占70米以内捕捉到的金龟甲的数量的85%，因此初步确定诱虫灯捕捉半径为45米，控制害虫的面积约为10亩。但由于释放个数和重复次数较少，距离设置间隔太大，诱虫灯的控制范围还有待进一步的研究。083绿叶观察表2 诱虫灯不同距离捕获金龟甲效果离诱虫灯的距离（米） 诱虫灯控制范围（亩）释放个数 捕获个数 捕获占有率（%）15 1.1 10 6 46.130 4.2 10 3 23.145 9.5 10 2 15.460 17.0 7 1 7.775 26.5 7 1 7.7合计 44 13 100注：捕获占有率为某距离处捕获的金龟甲占距诱虫灯75米以内捕获总数的百分比。在诱虫灯防虫区，使用诱虫灯的费用包括诱虫灯折旧费、诱虫灯安装电线折旧费、诱虫灯安装人工费、收取害虫费用以及诱虫灯电费。诱虫灯每10亩一盏，诱虫灯5年折旧，诱虫灯支架10年折旧，每盏普通供电式诱虫灯350元，每个支架100元，则每亩诱虫灯折旧费为7元、诱虫灯支架折旧费1元。以1000亩为一个单位，需要电线8000米，2元/米，每10年换一次线，则平均每亩电线折旧费1.6元；诱虫灯安装费5000元，每5年检修一次，则每亩地诱虫灯安装人工费1元；每1000亩安排两人收取害虫，按每年收取170天，每人每天20元，则每亩一年收取害虫费用为6.8元；诱虫灯功率为20瓦，平均每天开灯10个小时，年开灯150天，每千瓦时0.6元，则每亩电费投入1.8元。共计19.2元。在诱虫灯防虫区，无农药处理与有农药处理的小麦产量差异显著（p0.05），但玉米产量差异不显著；小麦和玉米周年产量均达到1吨。说明在利用诱虫灯防虫的前提下，只需要对小麦蚜虫进行防治即可，防治地下害虫和玉米害虫对产量的贡献不大。我们还发现，施两遍农药处理比施三遍农药处理的周年产量少4.03千克，小麦和玉米都按2.0元/千克算，合计8.06元。但施两遍农药处理比施三遍农药处理产生的费用少15元，而且农药用量少37.6%。因此，防治一遍小麦蚜虫，并在玉米大喇叭口期防治一遍害虫更加合算。同时施两遍农药处理的周年产量与常规化施五遍农药处理的周年产量相差不大，甚至高于常规管理，但农药用量减少55%（见表3）。这很可能是因为减少了农药的使用，农田生态环境得到改善，从而有利于作物的生长。能否进一步减少农药用量，比如084只在小麦季防治一遍害虫，而在玉米季仅利用诱虫灯，将农药用量减少70%以上，并保证达到吨粮田，还有待进一步的研究。一遍农药不打，周年粮食产量与打5遍农药的产量仅相差4%。而农民为了多打81.2斤粮食，需要多投入86.8元，几无增效，还白白污染了环境。表3 小麦和玉米每亩每年产量、农药用量和费用处理 小麦产量（千克）玉米产量（千克）小麦 + 玉米产量（千克）施药量（克）农药减少量（%）费用（元）诱虫灯 481.30.95b 523.53.44a 1004.74.38b 0 100.0 19.2诱虫灯 +两遍农药498.21.01a 555.812.58a 1053.913.37a 830.0 55.4 72.2诱虫灯 +三遍农药501.85.60a 556.110.75a 1057.914.58a 1330.0 28.5 87.2五遍农药 498.51.20ab 546.819.15a 1045.318.21ab 1860.0 0 106.0 注：费用包括农药费用、施农药劳动力费用、诱虫灯费用，相关参数见表1和前面的介绍。五、我们的建议鉴于以上研究发现，我们特提出以下农田虫害防治的具体建议：第一，由国家出资，提供诱虫灯及电线，创立农村基本农田生态系统无虫害环境。今后农民种地不用担心虫害，虫害由国家专业人员统一防治。以中等规模农村1000亩为例，仅需要100盏诱虫灯，100个支架，电线8000米，诱虫灯350元/盏，支架100元/个，电线2元/米，共计61000元。诱虫灯安装由所在村庄和电工完成，所涉及的少量费用可由所在村配套支付。建议国家在进行水利、道路等农田基本建设时，将害虫防治统一考虑在内。第二，成立防治农田害虫的企业，管理几个或者十几个村庄。每500亩安排一个人，或由村组织专门人员，按时收取诱虫灯捕捉的害虫。由公司或者村发放工资，国家提供少量运转费。同时可收取农民害虫防治费1015元/亩/一遍农药不打，周年粮食产量与打5遍农药的产量仅相差4%。而农民为了多打81.2斤粮食，需要多投入86.8元，几无增效，还白白污染了环境。085绿叶观察年，作为公