葡萄病理与昆虫学
上QQ阅读APP看本书,新人免费读10天
设备和账号都新为新人

绪论

一、植物保护在农业可持续发展中的作用

植物保护是综合利用多学科知识,以科学和经济的方法,保护目标植物免受有害生物危害,提高生产投入的回报,维护人类物质利益和环境利益的实用性科学。作为农业技术措施,它是根据人类社会的需要,按照有害生物(病、虫、草、鼠)发生发展的自然规律和技术及管理的可能性所进行的农事管理活动的一部分。

农业可持续发展是指采取某种使用和维护自然资源的基础方式,以及实行技术变革和机制性变革,以确保当代人类及其后代对农产品需求得到满足和发展,是一种把产量、质量、效益与环境综合起来安排农业生产的农业模式。其内涵包括两个主要方面:一是在不损害后代利益的前提下,实现当代人对农产品供求平衡;二是保护资源的供需平衡和环境的良性循环。而在人类所要保护的自然资源中,因为植物是人类所需能量的主要来源,决定着人类农业发展的方向和持续发展的能力,所以植物资源的保护理所当然应处于首位。如此看来,植物保护与农业可持续发展的关系是非常紧密的。

近年来,随着我国经济体制改革的逐渐深入,农业生产方式,已从单纯地追求产量过渡到向产量及质量并重的方向转移。生产模式随之由粗放型向精致型农业发展。由于农业的可持续发展和植物保护密不可分,而且加强和落实植物保护工作是农业可持续发展的基础,同时农业的可持续发展对植物保护工作的顺利进行也会起到促进作用。

(一)加强植物保护是实现农业可持续发展的基本前提

合理利用自然资源,发展可持续农业,已成为当今农业发展的必然趋势。近年来,我国农业发展存在以下问题:首先,生物灾害发生严重,外来有害生物侵害加重,生物灾害影响农产品贸易、威胁公共安全,而我国生物灾害监测防控能力较弱,使农业生物灾害面临的形势严峻;其次,化学农药使用过量,单纯依靠化学农药,农药误用、错用现象较普遍,农药使用浓度逐年提高,喷药设备落后;再次,在农产品安全问题上,由于有害生物危害农产品的生产安全、数量安全、品质安全、储备安全、生态安全、市场安全,加之现有植物保护措施落后的原因,造成土壤污染、水源污染和农产品污染。近年来,农产品中农药残留问题已引起人们的普遍关注。农业环境污染和生态环境恶化,将影响农业生产的可持续发展。农业是国民经济的基础,农业的可持续发展,是我国综合国力增强、经济可持续发展的根本保证。合理、有效、综合地进行植物保护,防治病虫害,减少污染,生产无污染的绿色食品,保护农业生态环境,就成为农业可持续发展的重要问题。

(二)农业的可持续发展有利于植物资源的保护

农业可持续发展的基本特征是:强调农业发展的同时,重视自然资源的合理开发利用和环境的保护。要达到的战略目标,一是积极增加食物生产,并注意食物安全;二是努力促进农村综合协调发展,增加农民收入,消除农村贫困状况;三是合理利用、保护、改善自然资源和生态环境。实现农业可持续发展战略目标的基本方法是:采取农业生态技术,具体包括立体种养技术、物质循环利用技术、农村能源综合建设和庭院经济与开发利用技术等。从农业可持续发展的基本特征、所要达到的战略目标和实现其目标的基本方法来看,区域农业得以持续发展,将更有利于对植物资源的保护。第一,从区域经济发展过程中,人们对自然资源开发利用与保护的意识上看,越是经济不发达的地区,人们的收入越低,对环境保护意识越淡薄;随着人们收入的增加,文化商品消费亦随之增加,人们就会有更多的机会学习接触环保知识,其环保意识就会不断增强。因此,区域农业持续发展将不断增加农民收入,使其逐渐摆脱“靠山吃山”“靠水吃水”的现状从而更有利于区域植物资源的保护。第二,从农业资源利用方式上看,农业资源利用方式分为粗放经营利用型、精细密集利用型和高新技术产业选择利用型三种。其中,粗放经营利用型效率最低,是经济不发达的条件下万不得已的选择,不利于环境保护,尤其不利于区域植物保护;后两种是在经济较为发达情况下的农业资源利用方式,效率很高,对环境影响很小。因此,随着农业的持续发展,经济增长速度将不断加快,人们将逐渐放弃效率低下的粗放经营利用型而逐渐采用精细密集利用型和高新技术选择型。这样区域植物的保护力度将会不断得到加强。第三,目前在某些地区的珍稀植物资源和特色农业植物资源,由于缺乏经费,其保护措施常常难以落实。随着农业的可持续发展、经费的不断增加,这些问题将会得到解决。

(三)加强植物保护,推动农业可持续发展的建议

1. 不断提高农民的植物保护意识

实践证明,农民的文化素质和科学种田水平成正比。据调查,主要劳动力的文化程度在中学以上的农户比文盲农户平均单产高18.9%,人均收入高67.31%。农民文化素质提高了,科技意识就会增强,对科技推广项目接受能力提高,农药的正确使用才会成为现实。因此,各级部门应努力营造提高农民文化素质的各种环境,不断提高和增强农民的植物保护意识。

2. 科学使用化学农药,加快新型农药研制及推广应用

化学农药是利用化学手段合成的物质,往往具有双重性质,在促进农业生产和植物保护的同时也会对环境产生一定的影响。由于对农药使用的不正确或不合理,污染了环境和农作物,破坏了农业生态系统,影响了人们的身体健康,进而危害了农业的可持续发展。因此,为了确保农业的可持续发展,首先,在使用各种化学农药时,既要对其使用的主要问题,如农药本身的质量问题及药品的使用不当问题等有所了解,又要对其使用条件,如化学特性、防治对象的生物学特性、危害规律及其使用的有关环境条件等有所认识。其次,可通过选择合适的药物类型对症用药、选择合适用药时期、用药量及合理混合交替使用化学农药,还要注意使用的安全性和更新喷药设备等措施,达到用药量少、施药质量高、防治效果好、不发生药害、对有害生物不产生抗药性、对人畜、天敌及水生动物安全无害等要求。其次,从目前来看,因为化学农药防治仍然是防控农业有害生物最快捷、有效的方法,农药仍是支持农业可持续发展的重要手段,所以植保部门要高度重视高效、低用量、易分解、低残留、安全经济的“绿色农药”的推广,加速“绿色植保”技术的普及。在实际工作中,还要加快新农药、新剂型、新防治技术的引进、试验示范和推广的步伐,做好适用性、安全性评估,积极推广使用适合无公害农产品生产的农药类型,特别是生物农药等绿色农药;采取行政和技术措施逐步降低高毒、高残留农药的使用量,提高农药利用率,降低防治成本;同时,加大农药市场的监管力度,打击经营假冒伪劣农药的行为。

3. 加大生物防治力度

人类对有害生物防治的方法可以归结为两大类,即化学防治和生物防治。化学防治快速彻底,但因为强调物种全部消灭,造成自然生态平衡的极大破坏;而以生物防治为主的综合防治措施,则能将有害生物控制在经济允许范围之内,维持自然与人类可持续发展的需求平衡。不仅能有效地控制有害生物,保证农作物丰产,更重要的是能减少环境污染,降低残毒量。采用生物防治配合其他防治措施,改变了过去定期施药的状况,减少了农药的施用次数,降低了农业成本,增加了农民收入,为我国国民经济和未来农业的可持续发展提供了广阔的应用前景。

4. 建设与推广生态农业

生态农业是从系统思想出发,按照生态学、经济学和生态经济学原理,运用现代科学技术和现代管理手段以及传统农业的有效经验建立起来的,以期获得较高经济效益、生态效益和社会效益的现代化农业发展模式。生态农业作为一种促进生态良性循环和有利于资源环境保护(包括植物保护)的农业生态体系,在实践中已显示出其合理性和科学性。因此,大力建设与推广生态农业,对加快与不断促进农业可持续发展起到事半功倍的作用。

二、葡萄生产中病虫害管理

葡萄是一种色艳味美且富有营养的水果,全世界葡萄的栽培面积和总产量在各种果树中都位居首位。中国是世界上葡萄属(Vitis L.)植物的重要起源地之一,在世界葡萄属植物中,约有近40个种起源于中国,尤其如山葡萄(V. amurensis)、秋葡萄(V. romanetii)、刺葡萄(V. davidii)等是中国特有的葡萄属植物。

中国葡萄和葡萄酒生产历史悠久,3000多年前就有关于葡萄栽培的文字记载,中国古代唐诗中有“葡萄美酒夜光杯”的美丽诗句。20世纪末,中美两国联合考古发现:约在9000多年前,中国中原地区就有葡萄酒的存在。但是,长期以来由于中国特有的历史条件和饮食文化,使中国葡萄酒发展一直比较缓慢。直到改革开放以来,中国葡萄和葡萄酒生产得以翻天覆地的变化,到2005年,中国葡萄栽培总面积达到40.79万hm2,葡萄产量579.4万t,葡萄酒产量43.43万t。根据国际葡萄与葡萄酒组织(简称OIV) 2004年的统计,中国葡萄栽培面积和产量已占据世界第五位,鲜食葡萄已连续五年占世界第一位。

中国是世界上葡萄主要生产国之一,但中国葡萄生产一个突出特点是鲜食葡萄生产所占比重较大。2005年,中国鲜食葡萄、制干葡萄栽培面积占到总栽培面积的80%以上,产量占到总栽培面积的85%以上,这和中国人的食品结构和消费习惯有密切的关系。然而,酿酒葡萄一直是中国葡萄生产的一个主要组成部分。2005年全国酿酒葡萄栽培总面积约4.66万hm2,结果园面积约3.43万hm2,总产量约48万t左右。在中国几乎各个省市都有葡萄的栽培,但酿酒葡萄的生产却集中分布在西北、华北地区,其中新疆、甘肃、宁夏、河北、山东及北京和天津等7个省、市和自治区,酿酒葡萄面积和产量几乎占到全国的90%以上。

在如此大面积集中种植同一农作物的地区,自然灾害这个不断变化的因素则成为影响葡萄优质高效的关键因素,而病虫害则是首当其冲的自然灾害之一。虽然我国有些北方地区如新疆、内蒙古、甘肃、宁夏等降水少,病虫害相对其他省区略少,但大面积单一种植葡萄,为寄生性病虫的繁殖提供了良好的空间,也为病虫害的发生、流行创造了良好的条件。加之,随着葡萄种植年限的不断延续,病原菌和虫口基数也在逐年积累和变化,势必引发多种葡萄病虫害的大发生。再加之,葡萄病虫周年活动、发生和流行频繁,危害方式和分布格局发生变化,老病害有加重的趋势,同时出现了一些新的病虫害,葡萄病虫害已成为制约我国葡萄产业可持续发展的重要瓶颈问题之一。

生产上,科学合理地进行葡萄病虫害的防治是葡萄园管理的一项重要工作。因种植区域扩大、气候变化、品种结构改变等因素影响,病虫害种类、病虫对环境的适应性和遗传变异等发生变化,导致葡萄生产中病虫害防控难度增大。

(一)葡萄生产中病虫害的种类及为害概况

迄今,全世界已报道的葡萄病虫害有100多种,我国已报道的有80多种,其中葡萄霜霉病、白粉病、白腐病、炭疽病、灰霉病、葡萄斑叶蝉和瘿螨等是葡萄生产上的主要的病虫害,其他危害严重的病虫害还有葡萄蔓枯病、根癌病、褐斑病、穗轴褐枯病、黑痘病、扇叶病毒、线虫病、粉蚧、斑衣蜡蝉及绿盲蝽等。随着葡萄种植区域的扩大,病虫危害区域也在增大;随着人类活动空间的增大、交往的频繁,人为传播病虫害的概率加大;随着环境条件及气候变化,一些病虫危害程度和危害规律发生变化,危害种类也发生变化。这些变化也包括一些新的种类。

葡萄霜霉病、白粉病、褐斑病、斑叶蝉、缺节瘿螨、绿盲蝽等主要危害叶片,严重时叶片焦枯早落,枝梢扭曲畸形,果实瘦小酸涩,对树势和产量均有较大影响。葡萄白腐病、灰霉病、炭疽病、黑痘病、房枯病、酸腐病等主要危害果穗,流行年份白腐病、灰霉病造成果实损失高达60%以上,炭疽病也可造成50%以上的损失。葡萄黑痘病主要危害葡萄绿色幼嫩组织,使新梢和叶片枯死,果实品质变劣。近年来,从国外大量引进酿酒和鲜食葡萄品种,国内地区间苗木流动也很频繁,苗木传带的病害蔓延迅速。如引进的法国酿酒葡萄中,有的品种卷叶病发病率高达100%,从日本引进的巨峰系品种扇叶病发生很普遍,栽培几年后植株便出现严重的退化现象。设施栽培葡萄的灰霉病和霜霉病的发生也有加重的趋势。因此,有效地防治葡萄病虫害对提高葡萄品质、产量以及稳定葡萄酿酒工业具有重要的意义。

(二)我国葡萄病虫害的变化与演替

1. 栽培方式的改变,导致病虫害发生种类和危害程度变化

任何一种作物,连片规模种植同一品种,都可能由于适应该区域、该品种的病虫害流行而发生病虫灾害,葡萄也不例外。葡萄连片种植比较容易引起霜霉病、白粉病等病害的流行。同时,不同的栽培模式,也会导致病虫害的种类和发生程度有所变化,比如避雨栽培的葡萄,减轻或避免了霜霉病、炭疽病和黑痘病等病害的发生,但白粉病、灰霉病、一些虫害等危害会加重。套袋栽培,会减少中后期果实病害的侵染和发生,但会引起气灼病、粉蚧类害虫的发生。我国露地栽培、避雨栽培、促成栽培、延迟栽培、套袋栽培等栽培模式多样,任何一种栽培形式,都会面临特殊的病虫害问题。因为新的栽培区域、新的栽培模式,在开始几年病虫的种群需要积累,危害比较轻,容易造成“新的栽培模式没有病虫害或危害轻”的假象。如一年两熟栽培技术,造成二熟果上的蓟马类害虫危害加重。

2. 病虫害的遗传变异

一般情况下,病虫种群本身具有多样性,会随着环境和生存条件的变化,调整种群的遗传机制的组成和结构。病虫种群面对环境的变化和生存压力,也会发生变异。在病虫害的防控实践中,我们会不断面对新问题和新压力,比如葡萄霜霉病为什么30年前不侵染果穗而近十几年侵染果穗成为正常现象?葡萄炭疽病、灰霉病等病害为什么危害越来越重且防治效果越来越差?研究结果表明,霜霉病、炭疽病、灰霉病等病害,在种群进化上出现了明显甚至非常大的遗传变异。这些变异不仅体现在侵染性、寄主专化性、致灾规律变化、抗药性、形态变化等方面,而且对抗病品种选育和鉴定、防控对策、有效药剂种类选择等都会有很大的影响。比如通过近几年对葡萄霜霉病的监测发现,长期侵染山葡萄的霜霉病菌不侵染红地球和巨峰,长期侵染红地球和巨峰葡萄的霜霉病菌不侵染山葡萄。所以,对于霜霉病的抗性品种选育和鉴定,变的更加复杂和艰苦。因此,以前认为山葡萄比一般的欧亚种葡萄抗病的观点就有问题了。

3. 生物因素变化导致的病虫害种类变异

在自然界,一个物种的种群繁衍离不开生态的作用,物种的种群繁衍是整个生态系统的一部分,其他物种的变化也会导致生态系统的改变,从而影响病虫害的发生和危害程度。在葡萄上,最著名的例子就是鸟类危害加重,导致酸腐病危害加重;盲蝽蟓类害虫的危害加重,成为葡萄上最重要的虫害;抗药性种类增加和抗药性强度加大,比如霜霉病的抗药性,导致防控效果降低或失效等,是一典型事例。

4. 气候变化导致的病虫害种类和致灾规律变化

气候变暖及灾害性天气的频繁发生,也导致病虫害种类和危害程度发生变化。病虫害的越冬越夏、繁殖世代等,一般会随着气候变化而变化。一般小型昆虫和蜘蛛纲的害虫繁殖速度加快、世代增加、危害加重。在葡萄上,红蜘蛛类害虫、叶蝉、蓟马等小型昆虫类害虫,都表现出危害加重的趋势。

5. 人为因素导致的病虫害发生种类和致灾规律变化

人类是生态系统中最强势的物种,影响着生态系统的变化,也影响着病虫危害种类和危害程度。影响最重要的方面包括人为传播危险性病虫害、使用农药导致的抗药性等方面。葡萄根瘤蚜、病毒病等在全国传播危害存在巨大风险,叶蝉、粉蚧等葡萄害虫传播到新的种植区的风险也普遍存在。

6. 种植区域扩大,导致危害种类的增加和病虫害的传播

自然界存在种类巨大的寄生性广的微生物和植食性昆虫,有一些存在寄生和危害其他物种的可能。葡萄作为营养丰富的水果,在种植到新的区域后,有可能成为当地微生物和植食性昆虫的寄主。在云南文山,黑腿后缘叶甲、豆蚜和桃蚜开始危害葡萄,甘肃和新疆蠹虫类害虫可以蛀食葡萄枝蔓等,新疆和宁夏巨膜长蝽、桃红长蝽危害葡萄,都与种植区域扩大有关。

(三)葡萄生产中病虫害防治的现状

面对葡萄病虫危害,使用化学防治方法进行防控是最重要的手段之一。在世界上,化学防治在葡萄园的综合防控技术中占的比重在60%~80%。我国的情况也基本一样。对于葡萄上的有些重要病虫害,化学防治是唯一能有效控制其流行成灾的措施。在农产品生产过程中要科学合理使用农药,在农药选择上要优先选择生物农药和低毒化学药剂,使用时要严格按农药安全间隔期使用,并尽量降低剂量和使用次数。按照科学的施药方法施用,从而控制农药残留,发展绿色农业,严禁使用高毒高残留农药。因此,安全使用是农药使用中的一个非常重要的环节,也能将农药残留控制在食品安全要求的范围之内。现代农药在进入市场、开始使用前,有一整套科学评价体系。根据这套体系,规范农药的科学使用,即适用的作物种类、使用的时间、使用量、每个生长季节使用的次数、安全间隔期等。农药使用发生的问题往往是乱用、滥用、不科学使用造成的,如果用错了量、用错了时机、乱用滥用,才有可能出现问题,但这不是农药本身的问题。农药是人类进步的产物、是人类文明的产物,是人类对付自然灾害和保证食品供应、保证食品安全的有力武器。既然是武器,就必须谨慎使用、准确使用、科学使用,否则可能出现“误伤”事件。目前在葡萄病虫害的防治存在的问题主要表现在以下几个方面:

问题之一:化学农药的应用依然是葡萄病虫害防治依赖的重要手段,而农业防治技术对病虫害的控制作用常常被忽视。特别是不同施肥水平、修剪方式、合理负载量对病虫害的控制作用被忽视了。

问题之二:缺乏葡萄主要病虫害灾变发生的预报预警体系。例如,目前对葡萄霜霉病预测仅能对7~10 d期间发生的霜霉病进行预测预报,尚未解决葡萄霜霉病大发生的中长期预报技术,致使防治有时处于被动状态。

问题之三:缺乏有效的种苗繁育管理体系。葡萄是多年生果树,一经种植多年环境不会改变。但在葡萄基地建设时期,由于缺乏有效的、全面的种苗繁育及检疫性病虫害监管体系,致使病毒病在早期所建园中发病率较高。就目前葡萄病虫害综合防治体系的建立而言,依然缺乏病毒病检测和无毒苗木的繁育制度。

问题之四:农药的施用规范化程度较低,规范、安全性施用农药还有待提高。面对葡萄病虫害的发生,部分果农反复多次用药,随意提高用药浓度,缩短用药间隔期,以期彻底防治病虫害,甚至有果农急功近利,喷洒绿色食品生产禁用的农药。

问题之五:施药器械仍以跑、滴、漏的老式喷药机械为主。浪费药剂,造成环境果品污染的同时,还加大了抗药性产生的风险。

(四)葡萄生产中病虫害规范化防控技术

1.源头控制技术

植物检疫和检测,规避或避开病虫源,利用无病毒的材料,开展无病毒苗木繁育技术的研究。充分利用生物学、血清学、分子生物学的检测手段,建立葡萄病毒病的脱毒技术体系,其中包括脱毒、病毒检测、无病毒苗木繁育圃的建立等,避免或减少因带毒材料在大田的繁殖、传播而带来的损失。

2.过程阻断

铲除或减少病虫源,增强自然控制能力。

(1)通过控制合理的耕作制度和栽培技术措施的实施,强化果园可控生态因子,通过果园生态调控减少因化学农药使用而造成的环境、产品的污染,使病虫害的发生、数量相对稳定地保持在较低水平,将其危害长期控制在经济允许的水平之下。提倡以“自然控制为主,人工防治为辅”,开展增强树体抗性保健栽培模式,减轻病虫害发生。

(2)采用形式多样的物理防治,如采用频振式杀虫灯诱捕害虫,悬挂黄板诱捕斑叶蝉等,控制早期虫害的发生。

(3)通过区域病虫害监测、预警信息系统的建立,及时阻断流行性病虫害的为害程度。

3.末端治理

图0-1 葡萄生产中病虫害规范化防治技术

加强关键期药剂的应用。生态区连片集中种植的区域提倡“统防统治”,鼓励建立植保在内的农业技术服务中心,“统一使用喷药器械、统一用药、统一规范施药方法”,以提高病虫害防治效果和生产效率(图0-1)。

三、葡萄病虫害防控技术的创新

面对病虫害危害加重、种类增加、遗传变化等问题,葡萄病虫害防控技术也在不断创新,包括以下几个方面的工作:

(一)加强葡萄病虫害的规范化防控技术体系的建立

在国家葡萄产业技术体系病虫害防控统一布局和指导下,对全国重点葡萄产区和主要品种上病虫害种类进行了调查,在调查的基础上,对发生规律和田间发生动态进行了监测。依据调查结果,对现有技术进行了梳理,根据合理性、科学性、经济简单的原则,经归纳、集成、会商形成了依据生态区域、栽培模式、品种种类的规范化防控技术,建立葡萄主要产区的病虫害规范化防控技术体系,并通过综合试验站示范园和示范县、全国葡萄病虫害防控协作网等进行示范,为我国葡萄产业的健康发展提供技术支撑。

(二)创新技术和前瞻性研究

近年来,随着生物技术的快速发展,也带动了葡萄病虫害监测、鉴定和防治等技术的改进。例如,葡萄霜霉病在全国葡萄产区取样,对不同的生态区域、不同的品种霜霉病遗传多样性进行了检测;基本完成了霜霉病全基因测序;对抗药性水平进行了监测,开始寻找抗药性相关基因及分子检测方法;对两个生态区品种与霜霉病互作进化规律进行研究,监测病害流行规律,找到与遗传机制对应的霜霉病流行指示品种。这些工作,为科学、高效的防控霜霉病及抗病育种的选育和鉴定提供了基础。在葡萄果实病害的防治中,加强葡萄炭疽病鉴定和监测了遗传变异,筛选了不同生态区的有效药剂。对不同区域的灰霉病抗药性水平进行了检测。对我国检疫性虫害葡萄根瘤蚜的发生规律进行了监测,并进行了检测方法创新和防控技术创新等研究,初步形成了我国鲜食葡萄根瘤蚜防控技术,为防止根瘤蚜的传播、提升检疫效率、在疫区进行疫情防控等提供了技术支撑。

葡萄产业的发展取决于诸多因素。在我国,由于大部分葡萄产区的气候条件不同导致区域性葡萄病虫害发生较多,有些甚至是毁灭性的,使得葡萄病虫害成为制约我国葡萄产业发展的一个重要因素。加之目前我国一些葡萄种植者对葡萄病虫害防治在理念和实践中,尤其在利用农药防治病虫害方面仍存在一些误区,直接影响到病虫害的防治效果和产品的安全性,进而影响到我国葡萄产业的可持续健康发展。对此,我们应理性地,也就是说应客观地认识和科学地解决我国葡萄产业的植保问题,确保葡萄病虫害的防治效果和产品的安全,为我国葡萄产业的可持续健康发展保驾护航。

(顾沛雯 赵磊 编 任斌 修订)