病虫害综合治理研究进展

介绍

苏美尔人使用硫化合物在大约4500年前就开始控制昆虫和螨虫。大约3200年前，中国人就用汞和砷化合物来控制虱子。由于当时没有任何化学工业，几乎所有的产品都用于虫害控制从植物、动物或可获得的矿物质中自然提取的。这种天然产品的时代一直持续到1867年在美国使用巴黎绿来控制科罗拉多马铃薯甲虫。

在发现滴滴涕(二氯二苯三氯乙烷)的杀虫特性后，1940年至1962年期间，人们经历了使用合成杀虫剂的“黑暗时代”。“监督控制(SC)”一词是在20世纪50年代末由昆虫学家他强调通过选择性使用化学品来保护天敌。在20世纪60年代初，它被公认为“害虫管理(PM)”。它还包括其他抑制策略，包括半化学物质，寄主植物抗性和文化控制。与此同时，雷切尔·卡森在1962年写了一本名为《寂静的春天》的书，在书中她提到了化学物质的负面影响农药在环境。这本伟大的书引起了科学界对滥用化学杀虫剂进行虫害管理的怀疑。随着时间的推移，SC和PM成为同义词，导致智能整合各种控制策略来管理害虫，将化学农药作为工具之一而不是唯一的工具。最终，Smith和Van Dan Bosch(1967)首次创新了“害虫综合治理(IPM)”一词，并于1969年被美国国家科学院正式认可。1968年，联合国粮食及农业组织(粮农组织)给出了一个定义:“一种有害生物管理系统，在相关环境和有害生物种群动态的背景下，以尽可能兼容的方式利用所有合适的技术和方法，并将有害生物种群维持在造成经济损害的水平以下。”

在过去的45年里，全球对IPM的技术接受、审议和拒绝都发生了戏剧性的变化。在20世纪70年代，由于环境风险，DDT被广泛禁止。美国环境保护署(EPA)取消了有机磷酸酯1972年在美国的对硫磷。同年，bioinsecticides释放苏云金芽孢杆菌，防治鳞翅目昆虫。1983年，人工合成拟除虫菊酯类杀虫剂成为主流杀虫剂。20世纪70年代和80年代还引进了除草剂(草甘膦、磺酰脲和咪唑啉酮)、杀虫剂(阿维菌素、苯并苯基脲)和杀菌剂(三唑类、啉类、咪唑类、嘧啶类和二甲酰胺类)。当时引入的许多农用化学品都有单一的作用模式，这使得它们更具选择性，存在抗性和管理问题。

在20世纪90年代，新的农用化学品家族(作为除草剂的三唑嘧啶、三酮和异恶唑;作为杀菌剂的Strobilurin和azolone以及作为杀虫剂的chloronicotinyl、spinosyn、fiprole和diacylhydrazine)已经引进，以进行抗性管理和提高选择性，同时在使用方式、用户友好和环境安全的配方方面改进成熟产品。在大多数情况下，在IPM中采用这些新化学品后，每公顷的农药使用量从公斤减少到克。

作物综合管理(ICM)、资源综合管理(IRM)等可持续农业(SA)是自1980年代以来使用的其他术语，将IPM指为一种更加封装的整体方法，强调考虑生态系统的其他组成部分，而不仅仅是害虫。转基因抗虫作物于1996年问世，是IPM病虫害防治技术的最大进步。目前，它在抗虫棉、大豆、玉米等抗除草剂作物的综合治理中发挥着重要作用。2000年，122个国家签署了一项条约，旨在完全淘汰包括滴滴涕在内的持久性有机污染物。EPA于2003年通过了农药注册改进法案(PRIA)。

自20世纪90年代以来，化学农药的使用呈下降趋势。另一方面，包括木霉在内的生物农药的应用技术发展。如荧光假单胞菌、球孢白僵菌、绿僵菌、lecanverticillium、核型多角体病毒、线虫、印楝等农药已被证明具有成功治理作物危险害虫的潜力。但是，作为IPM的重要组成部分，采用生物农药的进展仍然不到农药市场的5%左右。

就目前而言气候变化在美国，几种作物受到吸虫侵扰的情况正在增加。在一些作物环境中，一些较小的害虫已经成为主要害虫。3R的邪恶，即抗性，复活，残留是当今作物保护的紧迫问题之一。由于新烟碱类杀虫剂对蜜蜂产业造成的蜂群崩溃效应，欧洲国家限制了新烟碱类杀虫剂的使用。在不久的将来，印度可能也会这样做。

随着病虫害管理的起伏，IPM最近取得了一些其他进展，这些进展可能在未来发挥重要作用，将病虫害造成的作物损失从目前的15-20%减少到所需的程度。

i)明智地使用农药:私营企业、中央和邦政府的农药参与者必须走到一起，设计一个正确使用农药和阻止假冒农药的路线图。

ii)新型杀虫剂:优异的药效、高选择性和低哺乳动物毒性使新型杀虫剂成为有机磷酸盐、拟除虫菊酯和氨基甲酸酯的替代品。其中大多数被认为是“低风险”杀虫剂。各种各样的新作用方式对延迟关键害虫的抗性非常有帮助。

iii)种子处理:必须以适当的工艺、适当的处理剂和适当的预防措施作为在农民田间成功验证和实施IPM的基础。

iv)对传粉媒介安全:蜜蜂授粉将作为IPM的一个重要组成部分。设计不影响传粉者的特定地点IPM模块至关重要。化学杀虫剂也可以作为最后的手段，使用更安全、更新的选择性杀虫分子来保护传粉昆虫。

v)更好的农药配方:在IPM下，任何农药的有效性在很大程度上取决于其配方类型。新一代制剂(水分散颗粒- wdg、悬浮液浓缩液- sc、浓缩乳剂- ce、微乳剂- me、控释(CR)、悬浮乳剂(SE)、片剂制剂(WT)、复合乳剂制剂和纳米制剂)与传统制剂相比，相对更有效、安全、易于操作和环保。

均衡的营养和良好的作物健康:在营养均衡的健康作物中，害虫偏好和繁殖仍然较少。在了解害虫种群动态和病虫害抗性方面，将考察硅(Si)等有益元素的作用。

7)作为IPM一部分的农药抗性管理:现在强烈建议在针对特定害虫和种植系统的全面IPM方法框架内制定抗性管理规划。抗药性管理的策略包括混合使用农药、轮作农药、使用不同作用方式的农药、根据需要施用农药、使用推荐剂量的有效农药等。

8) IPM中的农业咨询:现在，对于农业气象学家、预报员、建模师、农民和其他利益相关者来说，利用基于天气的有害生物预测、天气有害生物日历和电子有害生物监测的潜力非常有用，从而以农民咨询的形式产生附加值，特别参考IPM。

ix)诊断服务:植物病原体的特异性正确诊断被认为是IPM的重要步骤。在这方面，为应用分子技术快速诊断植物寄生蜂和病毒提供了机会。

x)病虫害爆发的应急计划:由于气候不确定性的任何时间变化，已经经历了特别是种植系统的病虫害情景。因此，应急IPM计划可以在手处理任何突发虫害爆发的情况。

植物生长促进根际微生物(PGPR):生物接种剂以活微生物(生物肥料和生物农药)的形式施用于种子、根区或植物表面，促进植物的整体生长，有助于植物抵抗害虫。