用魔法打败魔法,科学家以虫治虫|化学

  • 贵的离谱的“农业害虫”,一只在日本可卖50多万!

  • 美国农业发展到什么程度?看看人家除草方式,杂草和害虫统统消灭

  • 在非洲蜗牛是害虫 所以当地人就要吃光它

  来源:中国科普博览  

  《2021年全球粮食危机报告》指出,在2020年,全球有1.55亿人面临重度粮食不安全的问题。

  目前,我国粮食尚能保证基本自给、口粮安全,但受极端天气、有害生物等不稳定因素的影响,作为人口大国仍要保持警惕,并且需探索出一条可持续发展的农业道路。

  其中,在人类历史上,农业害虫一直是造成粮食大量减产的重要因素之一。

  害虫虽小,危害极大

  按照昆虫的口器,即昆虫“嘴巴”的类型划分,农业害虫大多数为咀嚼式和刺吸式两类害虫。

  咀嚼式害虫有蝗虫、棉铃虫等,刺吸式害虫有蚜虫、飞虱等。尽管这些害虫的体型一般都不大,但它们以大量个体组成害虫种群,同时取食危害同一株作物或者同一区域的农作物,从而给粮食作物生产造成巨大的产量损失

  以咀嚼式害虫蝗虫为例,成虫体长3-5厘米,但一平方公里的蝗群一天消耗的农作物量,相当于3.5万人一天的口粮!而刺吸式害虫麦蚜(小麦田最主要的害虫),麦蚜成虫体长虽然只有区区2-3毫米,但据测算,麦蚜对小麦产量的损失率达到10%-30%。

  以虫治虫,大显身手

  在农田生态系统中,害虫取食作物,同时害虫也有天敌。作物-害虫-天敌食物链构成了一个较为稳定的生态系统。害虫的天敌昆虫包括捕食性天敌和寄生性天敌两类。

  捕食性天敌昆虫包括瓢虫、蜘蛛、草蛉和食蚜蝇等,直接捕食害虫为食。寄生性天敌有寄生蜂等,寄生于害虫体内或体表,以摄取寄主的营养物来维持生存。农田生态系统中,天敌昆虫对害虫具有良好的控制作用,单头七星瓢虫成虫平均每天可取食一百多头蚜虫;更为吃惊的是,单头食蚜蝇高龄幼虫平均每天可取食几百甚至上千头蚜虫。

  天敌昆虫,危机四伏

  2010年,《科学》杂志上发表一篇文章指出:相较于1960年,2010年全球的主要粮食产量增长接近3倍。这些产量的大幅增长依靠的是使用大量化学农药、化学肥料,机械化播种、收获等集约化生产措施。然而,长期大量使用化学农药不仅带来了害虫抗药性(Resistance)、害虫发生再猖獗(Resurgence)、农产品农药残留(Residue)的3R问题。

1960-2010年,全球的作物产量增长情况。

  更糟糕的是,大量化学农药的使用,以及机械化播种和收获等集约化生产措施对生态系统中自然天敌昆虫等有益生物有很强的杀伤作用,它们的种类和数量均大量减少,进而导致天敌对害虫的控制作用减弱,造成作物产量损失增加。

 农田中喷洒化学农药(S)或收获(H)等措施后,天敌昆虫蜘蛛的数量显著下降。

  种草养花,王者归来

  农田中瓢虫等自然天敌昆虫处于很大的环境压力下,那么如何来保护这些有益昆虫呢?

  目前主要有两方面的办法:

  第一、研发对害虫高效控制但对天敌昆虫低毒或无毒的化学农药和生物农药,进而减少其对天敌种群的杀伤作用;

  第二、在农田田埂上种植可吸引和养天敌昆虫的植物

  对作物喷洒化学农药或机械化操作时,这些植物可为天敌昆虫的生存与繁衍提供食物和居住场所。此外,这些植物上的植食性有害昆虫可作为天敌昆虫的猎物,从而喂养天敌昆虫。当作物田的害虫发生时,天敌昆虫能捕食作物田上的有害昆虫。

  关于第二个方法,2016年,《英国皇家学报-生物科学》国际杂志报道了瑞士一个成功的例子,通过在麦田边缘种植多种开花植物组成花带,来喂养瓢虫、草蛉和食蚜蝇等多种大量的天敌昆虫,成功地控制了邻近麦田的主要害虫黑足负泥虫。

  我国也有在农田田埂上种植植物来喂养天敌,控制作物害虫的研究。

  在华北平原,小麦-玉米轮作田(小麦收获后,再种植玉米)是面积最大的种植方式。捕食性瓢虫是该区域重要的“农田帮手”,可有效地防止麦蚜、玉米蚜对作物的危害。然而,长时期大量使用化学农药防治麦蚜、玉米蚜等害虫,也杀伤了瓢虫等天敌昆虫,造成小麦-玉米轮作田的瓢虫等天敌昆虫的数量减少。小麦收获后,玉米出苗前,天敌昆虫缺乏栖息的植物生境,导致瓢虫等天敌昆虫数量进一步减少。

  蛇床(Cnidium monnieri)是一年生草本,属伞形科、蛇床属,分布在我国华北等大多数地区,其果实称为 “蛇床子”,具有经济和药用价值。

蛇床草花期照片。

  近期,我国的科研人员在《害虫管理科学》国际杂志上报道了将蛇床草种植在小麦/玉米轮作田的田埂上,在小麦收获后玉米出苗前,蛇床开花可为瓢虫提供大量的花粉食物和栖息生境,吸引和喂养大量的瓢虫;在玉米出苗后,瓢虫可以转移到玉米地。因此,蛇床草可作为天敌瓢虫的“桥梁”生境,促进其从小麦田转移至玉米田,有助于提升其对玉米田的害虫控制作用。

 在山东济南(a)和德州(b)试验地,小麦、蛇床花带和玉米上,瓢虫随调查时间的数量变化。

  近期研究还表明,将蛇床草种植在棉田旁边,有利于保护天敌瓢虫,减少棉田主要害虫棉蚜。蛇床草上有一种名为胡萝卜微管蚜的蚜虫,该种蚜虫并不危害棉花、小麦和玉米等作物。该种蚜虫可作为猎物,被多种棉田天敌昆虫取食,比如龟纹瓢虫、异色瓢虫、七星瓢虫、食蚜蝇和草蛉等。因此,蛇床草上这种蚜虫可吸引并喂养大量的天敌昆虫。蛇床草上的天敌昆虫能转移到棉田,减少棉蚜的数量。与不进行防治的棉田相比较,种植蛇床草的棉田中棉蚜数量和棉蚜对棉花的危害率均减少了一半以上。由此,种植蛇床草显著减少棉田害虫数量,同时也减少了化学农药的使用,进而减少了对环境的污染。

  2017年,联合国发表《世界人口展望》报道中预测,世界人口在2030年将上涨至86亿。因此,如何生产出足够多的粮食来养活如此庞大的人口,同时减少对地球生态环境的污染和破坏,进而实现可持续发展,成为了目前摆在人类面前的一大难题。

  人类在思考解决这些难题的时候,或许可以怀着敬畏和学习之心,从自然中寻找答案。

(0)

相关推荐

  • 关于蚜虫,你真的了解吗?

    蚜虫属同翅目昆虫,又称腻虫,蜜虫,为植食性昆虫,目前已发现的蚜虫总共10个科4400种,其中大多为蚜科. 是繁殖能力最强的昆虫之一: 它是地球上最具危害的害虫之一: 它也是昆虫界的"毒王&q ...

  • 蚜虫的生物防治方法

    蚜虫是繁殖最快的昆虫,俗称腻虫.蜜虫等,隶属于半翅目,包括球蚜总科和蚜总科,主要分布在北半球温带地区和亚热带地区,热带地区分布很少,世界已知约4700余种,中国分布约1100种,下面我们就一起来看一看 ...

  • 害虫生物防控研究进展

    害虫生物防控发展历程及其研究进展(二) 害虫生物防控理论与技术进展 害虫生物防控理论研究进展 ◆昆虫的发生与为害  昆虫是自然界生态系统的一个组成成员,在一般情况下并不与人发生冲突.只有在干扰到人们生 ...

  • 利用生物多样性防治害虫是可行的

    [明辨是非] 王延静是山东枣庄市山亭区思源家庭农场的农场主,近年来进行了大量有意义的生态农业实践.他将笔者提出的"以自然之力恢复"理念用在退化农田生态系统恢复中,并取得了成功.自然 ...

  • 植物多样化在害虫防治中的应用

    广州绿农夫农业服务有限公司----- 致力于绿色.有机农场技术输出.技术指导: 绿色.有机农场的方案规划: 农业生态系系人为操控所造成,与自然形成的生态系大相径庭,由于农业环境中的生物种类单纯,较难达 ...

  • 《自然》:用魔法打败魔法!科学家发现大多数新生肿瘤会自然消亡,原因竟是生存能力竞争不过突变后的正常细...

    我们常说癌症是一种基因病.癌细胞始于基因突变,就说基因突变是癌症发生的最大幕后推手也不为过. 然而水能载舟亦能覆舟,或许大家都以为对抗癌症主要靠免疫,然而本周<自然>杂志发表的一项研究显示 ...

  • 零跑:用魔法打败魔法

    新势力出现不久的时候,和圈外的朋友聊天,提到传统车企的护城河是什么.研发.生产的壁垒大家都不认同,最后大家一致同意市场成熟后,成本控制.产品投放速度是传统车企最后的一道护城河.(当然,后来发现新势力车 ...

  • 以虫治虫:螳螂打造绿色青山

    二十世纪初美国黄石国家公园狼群遭到大量猎杀绝迹了,麋鹿在缺少顶级猎食者情况下泛滥成灾,植被生态遭受到严重破坏.为了保护生态平衡,1995年生物学家引进14只狼放生到黄石公园内,狼群的到来改变了鹿群的行 ...

  • 以虫治虫:一个农民20年的疯狂试验

    推文第1249天 高兆生老师,是自己做公众号以来成功推广的第一位良心农人. 那是在2016年9月19日,高老师加我微信,说周围没多少人认可他,希望能帮转下他的一篇农事日志:第一次听到螳螂"以 ...

  • 报名送游学 | 耕读大学:有机农业生产技术培训,以虫治虫,备战春耕

    推文第1261天 内容速览 时间:2019年3月22-24日(3月21日春分报到):送一天(25日)游学 地点:山西省晋中市太谷县北洸乡白城村衡荣生态农场(原山西畜牧兽医学校旧址) 主题:有机农业生产 ...

  • 以虫治虫:150只螳螂守护1亩土地 | 一次投入,终身受益

    推文第1279天 图为山西晋中市太谷县衡荣生态农场(耕读大学大本营) [作者简介]高兆生,山东济南人,自然循环农法创始人,天人合一农修养生思想开创者.对以虫治虫.无药防病.生态调控.生物质资源综合利用 ...

  • 以虫治虫:用化学农业思维做有机农业,很难成功

    推文第1285天 [作者简介]高兆生,山东济南人,自然循环农法创始人,天人合一农修养生思想开创者.对以虫治虫.无药防病.生态调控.生物质资源综合利用等有20年实战经验,现为耕读大学老师.详见:以虫治虫 ...

  • 以虫治虫,几种害螨杀手的研究与应用!

    几种常见捕食螨的研究与应用 本文总结了设施蔬菜上用于防治害螨的几种常见捕食螨的研究和应用进展,包括智利小植绥螨.巴氏新小绥螨.胡瓜新小绥螨.加州新小绥螨.拟长毛钝绥螨等. 叶螨俗称"红蜘蛛& ...

  • 以草养虫,以虫治虫,将害虫天敌引入田间

    在山东省威海市文登区泽头镇峰山村,有300亩特殊的苹果园. 这里有百万"虫兵"护卫,它们以果树行间丛生的杂草为栖息地,以天敌的身份靠果树害虫为食.这些"虫兵"可 ...