生態農業病蟲害防治技術論文
本文從“3S”技術、生物技術、物理技術三方面概括了生態農業病蟲害防治的技術與方法，從而緩解大量不合理地使用農藥、化肥等汙染物使農業生態系統原有的結構和功能遭到破壞以及生態安全與糧食安全受損的現狀。
在農業發展歷史中，農業先後經歷了刀耕火種、傳統農業、工業化農業以及現在正在積極探索的生態農業，無論哪種農業形式，其在世界各地的起源、發展皆與生態環境息息相關。尤其是隨著現代化的程序，為減少病蟲害干擾、提高農業生產產量與質量以解決溫飽問題而大量不合理的使用農藥、化肥等有毒有害的化學汙染物質，使這些汙染物在農業生態系統中不斷積累並超過其自身的自淨能力，破壞了農業生態系統原有的結構和功能，而導致生態安全與糧食安全受損。而生態農業可以緩解農業環境繼續惡化。農作物病蟲害會對農業生產造成巨大的損失，且在全球氣候變化的大背景下，農田生態系統受到病蟲害脅迫的機率將顯著增加 [1]。因此保護農業生態環境，不再使用化肥農藥等，從而積極發展生態農業，提出與之相對應的防治病蟲害的方法與技術勢在必行。
1 利用“3S”技術監測病蟲害
“3S”技術分別是指是遙感(RS)、地理資訊系統(GIS)和全球定位系統(GPS)。
1.1 遙感技術
隨著技術的迅速發展，遙感技術已經能快速地為農業、林業、地質、環境監測等領域提供資料。將高光譜遙感應用於農業中，其資料能準確地反映田間作物的生物化學引數(含水量、葉綠素含量、蛋白質等)以及生物物理引數(生物量、葉面積指數LAI等)的光譜資訊。病蟲害對農作物生長造成的影響主要有兩種表現形式，即農作物外部形態的變化和內部生理變化。外部形態變化包括有落葉、卷葉，葉片幼芽被吞噬，枝條枯萎，導致冠層形狀發生變化;內部生理變化則表現於葉綠素組織遭受破壞，光合作用，養分水分吸收、運輸、轉化等機能衰退[2]。當農作物受病蟲害危害後，會發生病蟲害的光譜響應(可見光區域的反射率上升，在近紅外區反射率下降)，從而為農作物病蟲害的遙感監測提供支援。
1.2 地理資訊系統技術
目前，地理資訊系統技術已應用於農業資源資訊管理、農業生態環境監測、農用土地適宜性評價、農作物估產和監測及農業病蟲害監測與管理等領域。 GIS的資料管理包括空間資料庫和屬性庫管理，在監測病蟲害時可充分利用其資料庫的優勢，將地形圖、水系分佈圖、交通圖等普通地圖以及在其基礎上按照一定的用途製成用於反應自然要素的專題地圖(如土壤型別圖、氣象圖等)作為空間資料庫，把病蟲害種類與習性、發生數量、發生地點、危害程度與特徵以及相關氣象資料建成屬性資料庫，透過地圖疊置操作與空間分析生成用於指導農業病害蟲監測與管理的預警系統。從而對病蟲害的發生及未來發展趨勢進行預測，並預報不正常狀況時空範圍和危害程度，按需要適時地給出變化和惡化的各種警戒資訊及相應的綜合性對策[3]。
1.3 全球定位系統技術
由空間衛星、地面控制系統和使用者裝置組成的全球定位系統，可以在短時間內將危害較大的病蟲害區域定位，為農業管理人員提供精確的空間座標以找到災害發生點的準確位置並及時做好相關措施，從而避免病蟲害的大面積爆發，因而越來越多的用於農業病蟲害的監測與調查。此外，將GPS 與RS、GIS相結合構建用於病蟲害發生動態與分佈的實時監測系統已成為農業病蟲害監測與管理的重要課題之一。
2 利用生物技術防治病蟲害
2.1 種植抗性品種
農業生態系統中各作物品種間生物特性不同使得不同品種抗病蟲害的能力存在差異，並在長期的進化過程中形成了獨特的防禦機制來達到抗病蟲害能力。選用對害蟲具有抗性的作物進行種植，不但可以發揮作物自身對病蟲害的調控作用，而且控制效果持久。隨著分子生物學的發展，越來越多的分子技術應用在抗性育種，改變了雜交育種、誘變育種等方法在實際操作中育種速度慢的缺點，這也為種植抗性品種提供了更多的方便。
2.2 保護與利用天敵
在農田生態系統中，由於生物之間存在競爭、捕食、寄生等關係致使有害生物存在著許多捕食性或寄生性天敵、病原微生物。所以保護天敵並加以利用這些自然因素對害蟲實施控制是一種有效的措施。透過最佳化田間微生態環境，利用邊緣效應在田間保留交錯帶和緩衝帶，為天敵生存和繁衍的創造良好條件以及保證天敵安全越冬，可以達到保護的目的。稻田養鴨、魚、蟹等農業模式就是利用天敵的原理，以達到防治稻飛蝨、夜蟬、螟蟲等害蟲的目的。用於防治有害生物的病原微生物主要有真菌、細菌、病毒等，例如用白僵菌防治棉鈴蟲等，用蘇雲金桿菌防治菜青蟲、茶尺例蠖等，以核多角體病毒(NPV)防治小菜蛾等。
2.3 使用生物藥劑
隨著科技的發展與社會的進步，利用生物及其代謝產物研發生物藥劑成為一種新途徑而進入了蓬勃發展的時期，這些生物藥劑包括：植物源農藥、微生物源農藥、昆蟲激素。其中，植物源農藥研究較多，從楝科、柏科、衛矛科等植物分離的高效活性均有殺蟲作用，例如楝科植物苦楝分離出的川楝素可有效防治菜青蟲、柑桔蟎等。昆蟲激素是由昆蟲內分泌腺分泌到體外或由體液輸送至全身各處的化學物質，按其作用方式分為兩大類，即昆蟲內激素、昆蟲外激素。昆蟲內激素調控昆蟲的生長髮育，分為腦激素、保幼激素、蛻皮激素等;昆蟲外激素又稱為昆蟲資訊素是昆蟲進行資訊交流的媒介，包括了集結外激素、追蹤外激素、告警資訊素、疏散資訊素及性外激素等。由於昆蟲激素具有易降解、專一性強、不汙染環境等特點已越來越受重視並廣泛用於防治農業害蟲。昆蟲內激素防治害蟲的`主要作用機理是破壞昆蟲體內的激素平衡，導致昆蟲的生長髮育、變態及生殖等過程受阻而使害蟲畸形或死亡。昆蟲外激素在實際應用中無需考慮其是否可以穿透昆蟲包被在身體外側的角質膜，因而使用較廣，例如性外激素。
2.4 利用農業生物多樣性原理
農業生物多樣性以遺傳、物種、生態系統和景觀4個層次的多樣性為基礎，以人類可持續發展而形成的人與自然和諧共處的生物多樣性系統為目的，是全球生物多樣性的重要組成部分，對防治有害生物、維持農業系統的生態平衡與安全、保障全球糧食安全具有重要作用。利用農業生物多樣性持續控制有害生物已成為研究熱點。農業生物多樣性控制有害生物的基礎原理包括，群體異質效應、稀釋效應、微生態效應、誘導抗性效應、物理阻隔效應、生理學效應和化感效應等7個方面[4];其方法為模擬自然生態系統，在生產農田中建立種內遺傳多樣性、種間物種多樣性、生態系統多樣性和景觀多樣性，以實現時間多樣化和空間多樣化的生物多樣性種植。時間多樣化種植是指利用輪作換茬的作用，防止作物連作生長時生長遲緩、病蟲害嚴重、作物產品數量與質量下降。而空間上多樣化種植是指利用生物之間互利共生原理，進行簡混套作(即間作、混作和套種)的種植模式。
3 利用物理技術控制病蟲害
3.1 物理誘殺技術
物理誘殺技術是指利用害蟲對各種物理因子(光、電、色、溫度等)的趨避性，創造一種對害蟲有害的方法或將其從原有生境驅趕，以達到防治害蟲或病害的目的。昆蟲對不同光的波長、光照強度等條件十分敏感，往往會做出不同的趨光反應。例如應用佳多頻振式殺蟲燈，可以有效殺死天蠶蛾、紅腹燈蛾、粘蟲、豆莢螟、煙青蟲、蛺蝶等。
3.2 改善栽培措施
透過合理灌溉、合理翻耕、合理施肥等措施，改善土壤的水分、熱量、氣、肥等條件，從而調節土壤結構與孔隙，利於植物根系對養分的吸收、轉化以及土壤微生物與根系的相互作用，使農作物的長勢達到最佳狀態，進而提高農作物對有害生物的抗性。