浅析生物农药病虫害防治

长期以来,化学农药一方面能防治作物的各种病虫害,促进农业发展;另一方面又带来环境污染、化学残留、人畜中毒等副作用。于是,生物农药应运而生。生物农药不像化学农药,选择性较强,有标靶性,以预防为主,综合治理,可以从源头上解决问题,相当于中药,残留少,无污染,改良土壤,不伤害天敌等优点,在面临环境污染和生态破坏日趋严重的今夭,利用生物技术防治植物病虫害越来越受到人们的广泛关注。     

诱集植物在害虫治理中的最新研究进展

诱集植物作为一种传统的害虫治理工具,在农业生产中的应用越来越广泛,其重要性也随着时间推移日益凸显。本文结合国内外研究现状,从特点、应用、优势和发展前景等方面综述了诱集植物在害虫生态控制中的重要作用。同时以香根草为例具体说明了诱集植物的应用方法,为诱集植物的利用与开发提供参考。     

功能植物的作用原理、方式及研究展望

通过种植蜜源植物、储蓄植物、栖境植物和诱集植物等以增强目标保护作物害虫天敌昆虫的生物控害功能,已成为害虫生态调控的一项重要途径。为此,本文从种植这些植物带来的生态系统服务与功能的角度,提出功能植物的概念,认为功能植物应为天敌和传粉昆虫提供"衣(传粉服务)、食(食物服务)、住(庇护服务)、行(转移服务)"的功能,而不能为目标害虫提供"衣(沾花点)、食(桥梁田)、住(庇护所)、行(扩散地)"作用,在发挥生物控害功能的同时,还可能带来诸如传粉、土壤涵养等其他生态系统功能;由此进一步总结了功能植物的作用原理、主要特征、作用方式及其与其他相关名词的联系与区别,指出未来功能植物发展的趋势,为充分利用功能植物开展害虫生态调控提供理论参考。     

斜纹夜蛾种群控制的研究概况

斜纹夜蛾Spodoptera litura(Fabricius)是重要的农业害虫之一。为了控制斜纹夜蛾,使农作物免受危害,前人研究了化学防治、杀虫灯和性诱捕器诱杀、植物诱集和驱避、转基因抗虫品种以及生物防治对其种群控制作用。化学防治在压制斜纹夜蛾种群暴发、减轻农作物遭受损失方面作出了巨大贡献,但日益增强的抗药性、农药残留造成的环境污染、对天敌的杀伤和人畜安全的影响等问题不断受到关注,人们开始对该害虫的一些新的治理策略进行了探讨。在这些无公害的控制技术中,植物诱集和生物防治是2种值得提倡的有效措施。不少植物源提取物和昆虫生长调节剂对斜纹夜蛾幼虫具有极好的效果,是值得研发的2种新型生物制剂。香芋和蓖麻等诱集作物对斜纹夜蛾有较好的诱集效果,如果能将作物诱集和释放天敌昆虫或病原微生物制剂结合,使之成为一套有效的生态控制体系,将可现实斜纹夜蛾种群的持续控制。     

植食性昆虫的寄主选择机理及行为调控策略

害虫是影响农作物生产的重要因素,过度使用化学农药已带来严重的“3R”问题。为了长期有效地控制害虫的危害,基于植食性昆虫寄主选择机制的行为调控策略已成为害虫治理研究的重要方向。天然植物资源（如驱避植物、诱集植物与诱集枝把）、物理模拟材料（如诱集色、驱避色与诱集模型）和人工合成物质（如引诱剂、驱避剂、刺激剂与抑制剂）等研发工作皆取得了突破性的进展。除单一措施的使用外,多种诱集措施协同利用的“诱集＋诱集”策略、诱集措施与趋避措施结合使用的“排斥-诱集”策略也已被广泛应用。     

农药发展的新方向:开发植物农药

化学农药在很长时间内对农业病虫害的防治做出了非常突出的贡献,但随着化学农药的负面效应越来越被人们所重视,随着人们对环境保护与生态保护意识的提高,开发植物农药,已经成为农药发展的新方向。笔者对植物农药开发问题进行研究,发表浅见仅供参考。     

RNAi转基因作物安全评价研究进展

在秀丽隐杆线虫中首次发现双链RNA(dsRNA)能特异性地导致基因沉默(RNAi)现象后,人们开始大量地研究RNAi技术,并将其应用于功能基因的研究,来提高作物的抗性和改良遗传育种等。本文详细介绍了RNAi的技术原理,并且对RNAi技术与传统转基因技术的区别进行分析,阐述了该技术具有重要的生物学意义,以及在农作物害虫防治领域的占据独特优势。基于RNAi技术存在的潜在脱靶效应,从改良植物、靶标生物和生态环境的3个方面具体分析该技术可能存在的风险,为RNAi技术的风险评估提供参考。由于RNAi技术仍存在风险,为了维护生态多样性和保障人们的人身安全,应尽快建立起符合实际需求的安全性评价方法,本文针对RNAi转基因作物的环境安全和食用安全2个方面的评估方案进行概述。RNAi技术对减少害虫数量、提高水稻产量、降低种植成本以及减少化学农药污染、促进农业可持续发展来说具有重要意义,但该技术仍存在风险,需要进一步监管和研究,建立完善的生态评价系统,让RNAi技术在农业生产上发挥作用。     

传粉动物多样性的保护与农业景观传粉服务的提升

传粉动物为许多植物尤其是作物提供了重要的传粉服务, 在保障全球粮食安全和人类福祉、缓冲气候变化对作物产量的影响等方面都发挥着重要的作用。然而来自全球土地利用变化、化学农药使用、外来物种入侵及气候变化等的威胁, 导致传粉动物的多样性下降并造成了依赖动物传粉的作物产量和品质的下降。针对这一情况, 作者提出了农业景观传粉动物多样性保护和利用的3种主要途径: (1)改善生产管理, 例如减少化学农药的使用、适当地采取有机种植; (2)促进景观多样性, 包括创建适宜野生传粉者的半自然生境、保护高价值的自然生境、作物多样化、合理配置资源和生境的空间分布; (3)加强对本土传粉动物的保护和开发利用。文章最后提出, 为进一步提升传粉服务, 还需加强对传粉者的生物学特征、传粉服务的需求与供给现状、影响传粉动物多样性和传粉服务的农作措施和景观因素等方面的研究。     

小麦与蔬菜蚜虫新型防控技术研究进展

近几年通过国内外科研协作,小麦及蔬菜蚜虫基础及防控技术研究有了长足进展:在害虫行为调控技术方面,通过蚜虫报警激素反-β-法尼烯[(E)-β-Farnesene,EBF]等挥发物缓释对蚜虫及其天敌种群调查,明确了田间应用剂量及持效期、释放点间距、释放器放置高度,以及EBF与化学农药协调应用对蚜虫控制及对天敌的引诱效果及其作用机理,发展了防控小麦、蔬菜蚜虫的"推-拉"技术;在利用作物多样性布局对害虫生态调控技术方面,研究明确小麦与多种作物间、套及混种对蚜虫具有良好控制作用及其最佳作物布局模式,并揭示其降低蚜虫密度、保护天敌及提高土地利用当量等增产效果;筛选了植物源杀虫活性成分,发现博落回提取物中血根碱及植物凝集素对麦蚜具有强杀虫活性,开发获得了一种博落回提取物(Macleaya cordata extract,简称MCE)与烟碱复配配方,杀蚜虫效果达98.9%;通过技术集成研究与示范,在河南、河北与山东推广应用;并采用可量化评价体系,获得当地农民及农技推广部门的反馈意见,对区域集成技术进行调整。研究结果对改变目前过度依赖化学农药防治小麦、蔬菜病虫害的现状,减少农药使用和残留、促进农民增收等小麦、蔬菜病虫害绿色防控技术的开发推广及食品安全具有重要意义。     

增殖植物和植物诱导抗性挥发物质对东亚小花蝽和浅黄恩蚜小蜂的嗅觉行为影响及田间诱集作用

利用增殖植物与植物诱导抗性物质诱集天敌昆虫,实现对天敌昆虫种群的主动调控,已经成为现代保护型生物防治的热点。本研究针对捕食性天敌东亚小花蝽和寄生性天敌浅黄恩蚜小蜂,选择7种植物源诱集物质:玉米花粉、油菜花粉、琉璃苣花、金盏菊花、无味母菊花、苜蓿花、猫薄荷叶片,两种人工合成植物诱导抗性物质水杨酸甲酯和茉莉酸甲酯作为气味源,分别在室内使用嗅觉仪检测以及在有机果园实际生产中使用天敌诱集装置,分析比较各自对东亚小花蝽和浅黄恩蚜小蜂的诱集作用。室内研究结果表明,水杨酸甲酯与玉米花粉对东亚小花蝽雌成虫吸引力最高,其次为茉莉酸甲酯。开花植物中,金盏菊花的诱集作用最佳。浅黄恩蚜小蜂趋向于选择两种人工合成挥发物,且对玉米花粉的选择高于其它植物源。有机苹果园内,水杨酸甲酯和茉莉酸甲酯对东亚小花蝽的诱集作用十分显著。玉米花粉和金盏菊对东亚小花蝽诱集作用高于其它植物材料。浅黄恩蚜小蜂倾向选择水杨酸甲酯与茉莉酸甲酯,而植物源材料间的吸引力无显著差异。本研究结果表明植物诱导抗性物质与增殖植物物质均可以有效诱集东亚小花蝽和浅黄恩蚜小蜂,可以作为一种有效的保护型生物防治技术加以应用。     

生物多样性控制作物病害研究进展

自然资源的合理利用和生态环境保护是人类实现可持续发展的基础, 生物多样性的研究和保护已成为世界各国普遍关注的重大问题。农作物病害是农业生产上重要的生物灾害, 是制约农业可持续发展的主要因素之一, 抗病品种大面积单一化种植导致了农业生物多样性水平严重降低, 因而农业生物多样性的过度丧失已成为可持续农业所面临的主要难题。利用生物多样性持续控制作物病害能减轻作物病害发生和作物产量损失, 达到保护作物多样性, 减少农药过量施用给农业生态环境造成破坏的最终目的, 而揭示生物多样性控制作物病害的机制能有效地指导生产上对不同作物进行合理布局和轮换, 建立作物不同组合的优化搭配和种植模式。文章从分子、生理和生态水平研究农业生物多样性控制作物病害的机制、以及影响作物多样性控制病害的因素、覆盖作物等几方面对生物多样性控制作物病害的研究进展进行概述, 同时对今后生物多样性控制作物病害机制还需加强的研究部分进行了展望。     

转Bt基因抗虫作物对非靶标害虫的影响

转基因作物的长期大面积种植, 在为农业生产带来惠益的同时, 对农业生态系统的健康和稳定可能会产生潜在的影响。转基因作物表达的Bt蛋白对靶标害虫起到较好的控制效果, 而对Bt蛋白不敏感的非靶标害虫种群可能会迅速发展起来, 对作物造成为害。随着抗虫转基因作物的连续多年种植, 科学家们对于田间杀虫剂施用量的增减看法不尽一致。通过总结已有的研究报道, 本文以Bt玉米和Bt棉花为例, 分析了大田中非靶标害虫暴发的现状, 以及暴发的主要原因(如杀虫剂的使用、害虫天敌减少和物种替代)。在生产实践中, 抗虫作物的长期大面积释放导致广谱杀虫剂施用量减少, 田间非靶标害虫数量上升。因此今后需要继续开展更多的研究来综合评估种植转Bt基因作物产生的长期潜在影响, 优化害虫防治措施, 避免非靶标害虫暴发。     

A method for automatic real-time detection and counting of fruit fly pests in orchards by trap bottles via convolutional neural network with attention mechanism added

Fruit fly pests seriously affect the quality and safety of various melons, fruits, and vegetable crops. Many farmers lack sufficient knowledge of the level of pest occurrence, which leads to the over-use of pesticides, resulting in environmental pollution and quality degradation of agricultural products. The combination of artificial intelligence and agricultural technology can continuously and dynamically monitor pests in orchards, help scientific researchers and fruit farmers master pest data in time, reduce the use of artificial and pesticides, and achieve scientific early warning and prevention of pests. In this paper, the sexual attractant is placed in the pest trap bottle, the optical flow method, U-Net semantic segmentation, and the YOLOv5 algorithm with SE, CBAM, CA, and ECA attention mechanisms are used to detect and count live Bactrocera cucurbitae on the bottle surface, and then we use Hough circle detection method to detect the entrance position of the trap bottle, and finally count the number of B. cucurbitae entering the trap bottle in combination with the position information of B. cucurbitae and the entrance of the trap bottle. The experimental results show that: the accuracy of counting B. cucurbitae on the surface of the trap bottle can reach 93.5%, and the accuracy of counting B. cucurbitae entering the trap bottle can reach 94.3%, which can dynamically monitor the number of pests in the orchard in real time.     

转基因抗虫水稻对生物多样性的影响

水稻是我国最重要的粮食作物,然而虫害造成的产量损失每年高达一千万吨以上。研究表明,转基因抗虫水稻对二化螟、三化螟和稻纵卷叶螟等水稻主要鳞翅目害虫具有高抗性,可以大幅度减少化学杀虫剂的使用。在不使用农药的情况下,在抗虫转基因水稻田中的害虫密度大幅度减少的同时,可以显著地增加中性昆虫及捕食性天敌数量和种类,显示出稻田生态系统和生物多样性的向良性发展的趋势。转基因水稻花粉向非转基因水稻品种的基因飘流实验表明,随着栽种距离的增大而显著减小,到间隔6.2 m时基因飘流频率已低于0.01%。转基因抗虫水稻的应用,对于保障我国粮食安全,保持农业可持续发展,保护生物多样性和生态环境尤其是在大幅度减少农药使用量方面具有重要意义。文章综述了转基因抗虫水稻研制进展及其对生物多样性的影响,并对农作物害虫防治的未来研究方向和发展趋势进行展望,以期为转基因抗虫水稻更好的应用提供借鉴。     

气流控制农业害虫的发展与利用

气流控制技术工作原理是利用流动的空气消灭农作物上的害虫。利用气流控制技术原理制造产生流动的空气清除、杀死和收集农作物上害虫的机械装置称捕虫机或称吸虫机。应用捕虫机防治马铃薯、甘薯、茄子、香葱、草莓、茶树等农作物上的害虫方法,具有不污染环境、无残留、对人体健康无伤害、对土壤微生物影响较小等优点。本文从气流控制农业害虫的基本原理、发展和利用、局限性以及展望四个方面出发,阐述了国内外昆虫学者利用气流控制农业害虫研究的进展,目的是为我国研发和利用其技术防治农业害虫提供参考。     

层次分析法在上海市农田有害生物治理中的应用

以上海市农业示范区(松江区)农药用量减少优化为例,在对其稻田农药用量现状进行调查分析的基础上,运用层次分析法的基本原理和数学模型进行了农药用量对策研究,建立了综合效益和综合代价的层次分析结构模型,将综合效益分为经济、社会、生态效益3个元素,综合代价分为经济、社会、生态代价3个元素。建立了判断矩阵,并作一致性检验,求出相应的权重;提出代价效益比RCP概念(综合代价与综合效益的比),对稻田农药用量对策进行排序,并依此作为衡量稻田农药用量的参考因子。根据分析结果,认为采用杀虫灯和施用化学农药5次(有效成分为2.23kg.hm-2)”相结合,是上海市水直播稻田有害生物的最佳防治策略。     

基于水足迹的作物生产生态效率评价——以陕西省为例

传统生产函数很少考虑农业生产中自然资源的要素功能，也无法表达化肥、农药的使用对环境产生的损害。研究将绿水、蓝水和灰水足迹，分别代表降水资源、灌溉水资源和作物生产的环境影响，引入农业生产函数，采用随机前沿方法测算陕西省作物生产生态效率，并分析其影响因素。结果表明：1）1985-2018年间陕西省作物生产总水足迹呈上升趋势，作物生产单位面积用水强度不断增强。单位面积水足迹及蓝、绿、灰水占比与气候、种植结构，灌溉条件和农业污染相关。2）研究期内，陕西省作物生产生态效率以2003年为分界点呈现先降后升趋势，陕西省作物生产生态效率的U型波动对应政府对耕地资源保护和农业污染管控政策变化。3）作物生产生态效率低下的区域集中在生产落后的农业区和农业条件差的工业区，农业耕地质量差，灌溉条件匮乏，低效率（产值角度）的灌溉和化肥农药施用以及落后农业生产方式是导致作物生产生态效率低下的主要原因。4）研究期内，陕西省作物生产经历了从规模报酬递增，到规模报酬递减2个阶段，与耕地面积的变化基本对应。短期内，考虑各投入要素的产出弹性调整种植结构和化肥农药施用量是提高作物生产生态效率的有效措施，而促进农业产业升级和技术革新是推动作物生产生态效率提升的根本路径。     

昆虫内共生菌沃尔巴克氏体抗病毒研究进展

植物病毒病是危害我国蔬菜生产的第一大病害,而烟粉虱Bemisia tabaci Gennadius、蓟马和蚜虫等小型昆虫是蔬菜病毒病的主要传播媒介.虫传病毒病害的防控策略复杂且难度大,目前生产上主要依赖化学农药防治介体昆虫,预防与控制蔬菜病毒病.种植户化学杀虫药剂的不合理使用、甚至滥用,导致媒介昆虫抗药性、杀虫剂污染与残留等问题,严重威胁农产品安全与生态安全.发展高效控制媒介昆虫及其传播重大病毒病害防控技术是保障食品安全、蔬菜产业健康可持续发展的迫切需求.内共生菌沃尔巴克氏体Wolbachia是节肢动物体内广泛存在并经卵传播的革兰氏阴性胞内次生共生细菌,约65％的昆虫天然携带沃尔巴克氏体.沃尔巴克氏体对宿主昆虫具有胞质不亲和、产雌孤雌生殖、雌性化或者杀雄作用等生殖调控作用,同时抑制虫媒病毒病在昆虫体内的复制和传播.基于沃尔巴克氏体的蚊媒及蚊媒病毒病控制研究与应用取得了重大进展,现就沃尔巴克氏体抗病毒及其应用的最新进展和未来发展进行综述,为发展蔬菜害虫及其传播病毒病防控技术提供新思路.     

有机磷农药降解菌及其基因工程研究新进展

有机磷农药是目前我国使用量最大的农药,对农业的发展有重要的作用,但同时造成了严重的环境污染.利用微生物及其产生的降解酶来降解农药是行之有效的方法.随着分子生物学技术的深入利用,农药的微生物降解已在基因工程领域取得了很大进展.本文综述了有机磷农药降解微生物的筛选、降解酶和基因的克隆、基因工程菌的构建以及应用等几个方面的研究进展.     

中国棉花害虫综合防治的新进展

<正> 一、历史回顾 建国以来防治棉花害虫早已采用多种手段互为补充的综合防治。随着防治技术的发展,防治手段的重点亦随之而异。50年代后期到60年代农药的迅速发展,高效广谱农药相继出现,几乎所有主要害虫均可以用农药防治,农药遂成为防治棉虫的主要手段。由于过多地依赖农药致使一些害虫产生了抗药性。首先是棉蚜与叶螨对内吸磷和乐果的抗性,继之棉叶蝉、棉铃虫、红铃虫对滴滴涕也产生了抗性,使这些原来是高效的农药相继退出了应用市场。同时农药造成的严重环