植物病害管理

1、植物病害系统管理一、病害管理原则 1、病害管理是农业生态系统管理的一个组成部分 按照系统论整体性的观点，农田生态系统内任何一个元素发生的变化都会影响到病害的发生发展。在采用某项防治措施时，除了考虑该项措施对病害的直接作用外，还要考虑到它对农田生态系统其它组分的影响以及反馈到病害的间接作用。 1 例如单一地选育抵抗某一种病原物的品种可能丧失对其它病害的抗性，从而使次要病害上升。 使用非选择性杀生性药剂对病原物有效，但同时消灭了有益生物或消弱了其它自然抑制因素而使病害加重。2 2、强调健身栽培 对于多数弱寄生物或死体寄生物而言，只有当寄主生长势减弱时，才有可能侵染致病，多数植物病原细菌也只有在植物

2、出现伤口时才能乘虚而入。 因此，为农作物创造适宜的生长环境，进行健身栽培提高植物的健康水平，充分调动、发挥它们的抗害、耐害、补偿能力是控制疾病和减轻损害的重要手段。33、合理评价各种防治技术，协调利用多种方法（1）系统内尚没有某些病原物或寄主 进行适生性调查研究，对危险性病原物实行严格的检疫措施，“杜绝”引进新的病原物。由于生产生活需要而引进新物种或品种时，一定要慎重并做好病害预测和防范的准备工作。4（2）系统内已经存在某些病害 主要是减少病害三要素共存的机会、调节病原物与寄主的关系和控制适合病害流行的条件。 病原物与寄主不接触或少接触 a、铲除病原物：在一种危险性病原物刚刚被引入新区时，应该

3、花力气快速将其“歼灭”。5b、回避：可以分别考虑病害三角在时间上不重叠和空间上不相逢。 前者指寄主易感病生育期、病原物传播期和适合发病的环境条件的时期不重叠或少重叠，如轮作、调整播种期、种植早熟品种等。 空间避病指寄主感病部位、病原物传播范围和具有适合病害发生条件的空间不重叠或少重叠。包括选择种植地点，重病区改种其它作物等。6 免疫或抵抗 在病原物与寄主植物不可避免接触的情况下，种植抗病品种就成为最重要的防病措施，特别是对寄主专化性强的病原物。 调节环境，控制病害流行速率。 创造不利于病原物存活、传播、侵染和有利于寄主植物保持其抗病性的环境条件。包括：改土施肥、科学灌溉、合理密植和整枝修剪等。

4、7 治疗和补救 病害不可避免或已经发生，采取适当的补救措施尚可减少产量损失。包括：使用化学治疗剂，补种、改种。4、明确和完善管理目标 病害管理最直接的目标是减少病害所致的产量和质量的损失。随着社会的进步，农业作为一种产业，必然以争取最大的经济效益为目的。经济损害水平就是依据经济边际学原理制定的管理目标。8 另一方面，“可持续发展”已成为全社会的共识。在这一思想指导下，“可持续农业”、“农田有害生物可持续治理”和“可持续植保”即成为发展方向。 5、完善对病害的监、测、防技术体系与植保工作体系9二、病害流行模型和病害管理策略 从流行学的角度，将植物病害区分为积年流行病害和单年流行病害，它们分属于病

5、理学中的单循环病害和多循环病害。根据生态学中生态对策理论，它们又分别归属于k-对策者和r-对策者。生态对策是在种群繁殖和竞争等方面向不同方向进化以适应不同生态环境的结果。10 前者如禾谷类黑穗病、棉花枯萎病等，其子代死亡率低，本身对诸多环境条件的变化并不敏感，这一类病害在单一生长季节里新产生的繁殖体不致病，其病情模型可用下式描述： Xt=X0Z 式中，X0为初始病情，Z为病害一代增殖率。所以这类病害重要是控制初发病数量，否则病害稳步增长，最终造成严重危害。这也就是防治策略中的X0-对策。11 r-对策者正好相反，如马铃薯晚疫病、小麦锈病等多循环病害，它们缺乏保护后代的机制，在恶劣的环境下其个体

6、数量会降到很小，一旦环境条件适宜，依靠较强的扩散和增殖能力又可迅速发展成很大的种群。其病情发展可用以下公式描述： xt=x0ert 或 xt/(1-xt)=x0/(1-x0) ert 12 式仅适用于病害密度较低时，病情发展不受寄主密度的影响。式考虑到随病情发展，可供侵染的健康寄主不断减少而引起的反馈作用。 式中，x0、xt分别为初始病情和t时刻病情，r为流行速率，t为时间。它们对病害流行程度的作用可能会有互补性。 在相同时间内达到同样的病情，即可在低的初始病情和高的流行速率的组合下实现，也可在高的初始病情和低的流13 行速率的组合来实现。这就形成了防治策略中针对降低初始病情的X0-对策，针对

7、限制较高的流行速率的r-对策和缩短接种体与寄主感病部位接触时间或缩短病害传染期的t-对策。 由于这类病害大多是“机会主义者”，种群兴衰与所处的环境关系密切，防治主要靠调节生态环境，控制过高的增长速率，所以往往更多地采用r-对策。14 根据上述分析，可归纳出以下原则通过降低初接种体的数量，可以有效的抑制单循环病害；通过降低初接种体的数量和限制病害的增长率，可以有效的控制多循环病害；对于一个具体的多循环病害，在其管理策略中，降低初接种体数量和限制流行速率这两种策略要依据该种病原物是靠近k-对策者还是更靠近r-对策者来考虑。相对而言，病害的流行速率越高，越要注意对它的控制，反之则要注意压低病原物基数

8、。15三、病害管理的要点 1、确定管理系统的边界和主要组分 在农田生态系统中，栽培的农作物是最重要的组分，围绕着农作物和农业生产目标逐步分析有关的生物和非生物因素。 2、病害鉴定 只有诊断系统内所有的病害并鉴定病原物，才能收集有关的病理学、生态学、流行学知识和发生危害的情况，从而确定主要病害、次要病害和潜在病害。163、提出管理战略 管理战略包括防治策略和方针。制定时必须依据与病害和生态系有关的生物学、遗传学、经济学知识；病害发生动态规律以及各种防治技术的可行性、有效性。4、确定合理的经济损害水平和防治指标5、进行预测 预测是管理的基础。病害管理中的预测包括病害种类、发生动态、所致损失、防治效

9、果和效益。17病害管理策略一、有害生物综合治理（IPM） 1、有害生物综合治理（IPM）概念的形成 化学药剂在防治农作物病虫害和挽回作物损失中发挥了巨大的作用，由此一度产生了“农药万能主义”和可以彻底消灭和铲除病虫害的妄想。滥用农药终于导致了残留所致生态环境污染、杀伤害虫的天敌使害虫再猖獗和病虫抗药性增加的“3R”问题和次要病虫害上升的不良后果。18 利用植物抗病性一直是病害防治的首选方法，然而抗病性“丧失”和次要病害上升的悲剧一直上演。 在人类与农田有害生物不断斗争的历史中，成功与失败相伴并促进了植保科学的发展。40年代末，一些昆虫学家开始探索农田害虫防治策略，如加拿大人皮克特（A D Pi

10、cket,1948）率先使用了“综合防治”的术语；美国人巴特利特（B R Bartlett,1956）提出将化学防治与生物防治结合的“综合防治”概念。19 1965年在联合国粮农组织（FAO）召开的综合防治学术讨论会上明确提出“综合防治是以互不矛盾的方式使用一切适当的技术，使害虫种群减少到经济损害水平以下，并维持这个低水平的害虫种群管理系统”。次年有害生物综合防治的用语得到了广泛的认可。 直到美国人赫法克（C B Huffaker）主持实施的有害生物治理计划问世，有害生物综合治理（integrated pest management,IPM）一词才在美国和世界上广泛使用。202、 IPM的基本

11、概念 有害生物综合治理（integrated pest management,IPM）是一种农田有害生物种群管理策略和管理系统。它从生态学和系统论的观点出发，针对整个农田生态系统，研究生物种群动态和相联系的环境，采用尽可能相互协调的有效防治措施并充分发挥自然抑制因素的作用，将有害生物种群控制在经济损害水平以下，并使防治措施对农田生态系统内外的不良影响减少到最低限度，以获得最佳的经济、生态和社会效益。21 IPM把“防治”改成“治理”，含有容忍一定数量的有害生物存在的生态学意义，它不再以铲除或消灭有害生物为目标，而是将它们控制在一个经济上可以接受和生态允许的水平。 IPM概念中的有害生物不仅仅指

12、一两种病虫，而是包括所有危害植物生产的昆虫、螨类、真菌、细菌、线虫、杂草、寄生性种子植物和脊椎动物，治理中要兼顾它们。22 研究的方法和所用的理论知识也更为广泛。综合指多科学的综合方法和多种战略战术的协调配合，融汇成一个体系。 IPM强调要充分利用天然控制因素，诸如天敌益菌、生物种间竞争或抑制关系，以及耕作、栽培、品种抗性遗传等作用，同时不要造成环境的污染。233、实现IPM的技术要点改进农业生态系统的结构，提倡健身栽培，充分利用自然因素的生态控制作用，合理评价和协调各项防治技术或措施；研究各种生物种群动态规律，建立相应的数学模型，增强对病虫害的预测能力；进行病虫害所致损失的估计和防治效果的估

13、计，制定科学的防治指标；研究经济、生态和社会效益评估方法，从整体上优化防治方案。24二、植保系统工程（PPSE） 曾士迈（1985）提出植保系统工程（plant protection system engineering，PPSE）时曾指出：一个完整的PPSE概念应该是把植保工作视为系统，运用系统工程的理论和方法，对植保科学中的事物进行分析研究、规划设计、运筹决策和管理评估的科学方法和工作程序。简而言之，就是应用系统工程的理论和方法解决植物保护问题。25 曾士迈认为：系统科学的理论和方法在植物保护科学中的应用大体上可分为三个层次：一是面对有害生物，用于有害生物发生规律、种群动态、预测预报、防治

14、决策的研究；二是面对田间防治工作，用于有害生物综合防治的管理；三是面对一个国家或地区的植保工作，用于植保工作的管理。植保系统工程是以第一层次研究为基础，进而对田间综合防治以及其上诸层植保工作进行系统分析和系统管理的研究，是对这些事务进行分析、认识、设计、评估的一套思维方法和工作方法。26三、可持续农业与可持续植保 1991年，联合国粮农组织在荷兰的丹波斯（Denbosch）召开了围绕农业与环境的国际会议，会上发表了题为“可持续农业和农村发展”的丹波斯宣言。 宣言要求做到以下三点：第一，农业系统要能满足人类对食品的需求， 维护生态环境，保护自然资源；第二，农业系统要服务于子孙万代以及自然界一切生

15、物的生存和长远发展；第三，农业系统要保证社会公平，使土地、财富和权利得到均衡分配。27 简要地说，可持续农业可以理解为：生态上可恢复，经济上可再生，社会上可接受，生产系统能够持续健康地发展的农业经营体系和技术体系。 在持续农业思想的影响下，1995年在荷兰海牙召开的第十三届国际植物保护学大会就以“可持续的植物保护造福于全人类”为主题，有人提出农田有害生物可持续治理和可持续植保。 28经济损害水平一、基本概念 1、经济损害水平（economic injury level, EIL） EIL是指造成经济损失的最低病虫害种群密度。所谓经济损失是指防治费用和防治挽回 损失金额的差值。换言之，针对种群密

16、度将 发展为EIL的一场病虫害，如果进行防治，其收益正好等于所需防治费用。 城所隆用下图作了清晰地说明。 29 图中，横坐标表示病虫害种群密度，曲线表示防治将挽回的损失，假定防治费用不变。当病虫害种群密度小于N1时，由于病虫本身并未造成明显的损失，如果进行防治就等于白花钱。如果病虫种群密度处于N1和N2之间，防治挽回损失的金额始终低于防治费用，防治将是得不偿失。只有病虫种群密度大于N2时，防治才有效益。由此可见，是区别防治能否获得效益的一种密度指标。害虫密度金额防治费用（C）防治的效益（B）N1N230312、经济阈值（economic threshold, ET） 经济阈值是由经济损害水平派

17、生出来的。当人们预测到一场病虫害的发生程度将要超过EIL时，应该根据病虫害发生动态规律推算出在防治适期内的某一病虫害密度值。 “在此密度必须采取某种防治措施，以防止害虫种群密度增加而达到经济损害水平”，此即为经济阈值。“它是开始控制时的种群密度”。它直接指导防治行动，所以也常称之为防治阈值。323、经济损害水平和经济阈值的关系 经济损害水平和经济阈值是不同的概念。前者往往是以病害发生高峰或影响产量的关键期病情为准，后者则是处于防治适期内的某一密度值。推算这两个值时，首先确定的是EIL，其次才能根据病虫害动态规律（预测模式）和防治效率推算ET。33 以药剂防治为例，应用高效触杀剂防治害虫时，由于

18、可以完全停止其为害， ET可以等于EIL。如果使用药效迟缓的胃毒剂或采用生物防治 ， ET往往小于 EIL。由于存在着自然抑制因素，一部分病虫将会自然死亡， ET也可能大于EIL。植物病害由于具有潜育期、再侵染等环节，防治往往难以做到药到病止，一般情况下， ET总是小于 EIL。34二、 EIL的推算方法 1、动态的EIL 在植病防治中将投入转化为收益，主要是推算以下4项的关系：防治费用与防治强度；防治强度与防治效果；病情与减产量（病情变化与挽回损失量）；挽回损失量与防治收益。 根据实验或实地观测中获得的数据资料，可分别建立相应的函数式，将他们组成联立方程并推算防治费用等于防治收益的病情，即EIL。35 由于其中涉及的作物产量水平、农药价格、病害流行速率等因素是经常变化的，推算的EIL也是随时间而变动的的经济损害水平。2、固定的EIL 从实用的角度，目前应用最广的EIL推算方法是把上述变动因素特定化，仅用一个方程式来推算，这样得出的就是固定的EIL。36 N=C/(DMP) 式中， N为害虫的种群密度（植物病害的病情），在这里求出的是EIL；C为防治费用；D为单个害虫造成的减产量（单位病害造成的产量损失）；M为防治后害虫的死亡率（防病效果）。 建立该式的理由是NM为防治减少的害虫数，而这些害