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【科普类】人虫大战 --较量远未终止
【科普类】人虫大战 --较量远未终止
www.dicp.ac.cn    发布时间:2011-10-13 16:29    栏目类别:征文展览

(作者:范伟民:中国科学院国家纳米科学研究中心,博士)

虽然在数千年的人虫之战中,人类曾取得过辉煌的战绩,并在与昆虫的不断争夺中逐步树立了自己的霸主地位。然而,害虫并未被消灭干净,反而种类越来越多,越来越难对付。这场战争的继续升级已是大势所趋,在所难免。茫茫数千年,谁都未能真正战胜对方,至今还在维持着此起彼伏的僵持状态。

一、自有后来虫

1. 此起彼伏

自从人类出现在这颗地球上起就从未有过片刻的安宁,不是这种害虫抢占人类的劳动成果,就是那种害虫侵犯人类的利益。仅就农业生产来说,从种到收的前前后后不知要遇到多少害虫的侵扰,既使收获归仓后,也要预防早已等候在粮仓中的害虫的危害。

 

以小麦生产为例,秋天种子刚播到地里,就会遭到“蝼蛄”和“金针虫”的咬食。发芽后更成了众多害虫的取食目标。在地下,“金针虫”取食须根、“麦根蝽象”吸食主根汁液、“蛴螬”则来者不拒见根就吃、“蝼蛄”更讨厌,不仅咬茎杆而且还在表土层到处乱串,使幼苗与土壤分离,因失水干枯而死。尤其是麦苗一串一大片,危害比咬食严重的多。用农民的话叫“不怕蝼蛄咬,就怕蝼蛄跑”。此外还有“地老虎”、“大蟋蟀”、“油葫芦”等土壤害虫,经常造成缺苗断垅。

地上嫩绿的枝叶更是招害虫喜爱。分蘖期有“麦秆蝇”在取食生长点,拔节后“粘虫”会飞来找吃的。蝗虫中,虽然能迁飞的“东亚飞蝗”受到有效控制,但土生土长的蝗虫还是时常侵入麦田为害。孕穗期“麦蜘蛛”吸食叶片汁液,抽穗期“小麦吸浆虫”为害花器和麦粒,灌浆乳熟期也有“皮蓟马”吸食浆液,“秀夜蛾”钻蛀小麦根基部,“麦蚜”更是常年吸食小麦的叶片、茎杆和内穗。此外还有“麦叶蜂”、“麦水蝇”、“条斑叶蝉”、“灰飞虱”、“麦穗金龟子”等等都是小麦生产中的拦路虎。

 

收获入仓后,贮粮害虫接茬为害。“玉米象”、“谷斑皮蠹”、“谷盗”、“麦蛾”、“印度谷螟”等哪一个也是吃粮的能手。他们不仅只是吃一点粮食,更可怕的是他们为害的同时能引起粮食发热和霉变,并吐丝连缀粮粒和把大批虫尸、虫粪混入粮食中造成污染。经他们为害后,粮食在质量上的危害往往比数量上的损失大的多。只要人类从事农业生产,害虫们就这样年年你方唱罢我登场,循环往复,无时无刻不再与人类争夺资源。

既使人们有能力将某一种害虫彻底消灭掉,也不会是一劳永逸,只要适宜害虫发生的环境存在,其它害虫肯定会迅速前来,接替他们前任的工作。较典型的事例有:在果树害虫中,最初危害最大的是“桃小食心虫”,通过大量使用化学农药,“桃小食心虫”被控制的无法抬头,几乎销声匿迹。然而,“桃小食心虫”空出来的位置没有多久就被“红蜘蛛”接替,原先在果园中默默无闻的“红蜘蛛”,一跃成为当今果园中危害最严重的害虫。看来,前赴后继的害虫是永远不会让人们清闲的。

众多的害虫在时间上是前赴后继,在空间上更是此起彼伏。每年我们都会听到某某地方害虫大暴发的消息。以前面提到的“棉铃虫”为例,1992-1993年在黄河流域大发生,通过防治这些地区的“棉铃虫”开始减少,但其它棉区的“棉铃虫”却相继暴发,1994-1995年长江流域棉区遭受“棉铃虫”严重侵害,1996-1997年“棉铃虫”在新疆棉区局部暴发,1998年后 “棉铃虫”又转回黄淮海地区为害。真应了那句话“摁住葫芦浮起瓢”。

既使已经被成功控制的害虫也并不让人永久放心,只要稍有松懈,它们就会死灰复燃,再次猖獗。如前面提到的蝗虫,上世纪末,随着越来越多的农民弃农经商,原已改造了的蝗区又重新恢复,蝗灾又有所抬头。1987年海南岛蝗虫暴发,1989年河北、江苏等省蝗虫危害加重,1998年新疆维吾尔自治区蝗虫大面积发生。虽被及时扑灭,未形成迁飞危害,但就我国目前的蝗区状况而言,实在令人担忧。

“小麦吸浆虫”也是一样,也许是人们在培育小麦新品种时忘记了它的存在,导致吸浆虫上世纪末在山西、河北等地再次抬头,形成严重危害。此外,80年代中期在江苏几乎绝迹“三化螟”, 1995年重新崛起,在江苏省11个地市47个县大发生,危害面积达771,000公顷。湖北省更严重,发生面积超过1,359,000公顷,是前一年的3.6倍......

2. 推波助澜

自然界中由于竞争者和天敌的大量存在,使昆虫很难形成大的种群。但在人工控制的农田中就不同了。首先种植的作物是人类精心选育的高产优质品种,这些作物的高产往往是以损失对昆虫的抵抗力为代价的。当大面积种植时,也就为以此种作物为生的昆虫提供了充足的食物。有这样好的条件,昆虫种群数量逐渐增多也就不足为怪了。这样的情况太多,几乎比比皆是。就“玉米螟”来说,它们在欧洲因受当地寄生和捕食天敌的控制并不是严重的害虫,但是在美国的情形就不同了,由于大面积种植玉米,为它提供了丰富的食物资源,又缺少相应的天敌,加之温暖的气候使它一年可以繁殖二代,因此成为危害玉米的重要害虫。

“美洲苜蓿粉蝶”也是一样,它们在加利福尼亚是以天然的野生豆科植物为食物,是一种稀有昆虫,但当该地区大量种植苜蓿后,充足的食物使它得以大量繁殖,成为真正意义上的害虫,并对农作物构成了严重威胁。

再如在科罗拉多,“马铃薯叶甲”本来是以茄科野生植物为食的,也是一种不重要的种群,但在该地区大量引种马铃薯后,很快发展成马铃薯的重要害虫,给生产造成严重损失,而且还危及到发展起来的烟草、青椒、番茄和茄子等其它茄科植物。

既使培育的抗虫植物也让人省不了多少心,因为世界上昆虫的取食是如此之杂,取食方式是如此之多,绝对没有哪一种植物能够抗拒所有昆虫的取食,当然也没有哪一种昆虫取食所有的植物。我们精心培育的抗性品种,也只能对一种或几种害虫表现高抗,同时增加了对其它害虫的敏感性。这也成了增加新的害虫种类的一条重要途径。而在另一方面,由于农药的大量使用,农田中抑制害虫的天敌损失殆尽,使害虫失去了自然界中的重要控制因素。由此可见,人类的生产活动为害虫种群的发展提供了一个优越的自然环境。

不仅如此,人类还通过种子、苗木调运、农产品、包装物等途径帮助害虫向其它地区转移。譬如“苹果绵蚜”,最先发现于美国,后传入欧洲、日本、朝鲜,1929年由日本传入我国,现已遍布世界各国苹果产区。“蚕豆象”是随侵华日军的马料传入我国的,现已成我国生产上的重要害虫。对杨树危害严重的“美国白蛾”是80年代躲在包装机器的木板内首先进入我国陕西的,借助于飞速发展的交通和运输,上世纪末已到河北,现在早已经能在北京见到它们了。

一些农事操作也是病虫害传播的帮凶,如施肥可以帮助蛴螬等土壤害虫传播,浇水灌溉能够协助病菌流行等等。所以,从某种意义上说人类是害虫最好的朋友,是他们自己培育了害虫。

在农业生态系统中,人类究竟在扮演什么角色呢?这个问题使我想到了小时候读过的一篇科幻小说,小说的题目已经忘记了,其中有一节讲到:一个非常聪明的人想自己完全控制自己体内的一切活动,包括心脏的跳动、血压、胃肠蠕动、神经传导、条件反射等。这么说吧,他关掉了身体内所有的自控系统,一切全部由大脑控制。在开始时,非常高兴,身体完全在自己的控制下,没有了下意识动作,真正做到了随心所欲。但很快发现原先并不需要过分关心的琐碎问题接踵而来,一会儿血压低了,一会儿血压高了,当专心调血压时,胃肠出了问题,照顾到胃肠,发现肺中的气体交换又有些慢了,等手忙脚乱地将这一切做好,想站起来活动活动时,才突然发现一只脚不知在何时搭在了一根电线上,被严重灼伤,大脑竞忘记接收感觉神经传来的疼痛信息。最后只得回到医院,重新恢复各器官原来的自控功能。

在对待害虫问题上,人类大概在扮演相似的角色,本来自然生态系统中,各成分都有以正负反馈为基础的自我调节机制,使自然界维持特定的动态平衡。公元前八千年,人类开始从事农业生产活动后,也像前面谈到的聪明人一样,想接替自然系统的“自我调节”功能,使系统的运作完全控制在人的手中。于是,人类破坏掉原始的生态系统,按照自己的意愿着手构建了一个较大面积地栽种单一品种农作物的农田生态系统,尝试生产最大数量的农产品。然而由于知识的欠缺和认识水平的限制,整个农田生态系统一直处在高度不稳定状态,加上系统内各成员之间的制约关系经常受到人类的粗暴干预,某种成员失控的现象时常发生,这样害虫的暴发也就在所难免。

3. 较量远未终止

人类的欲望是永无止境的,没得到时想得到,得到了就想得到更多。在对自然的索取中更是如此,人类奢望得到一切可能得到的资源。当然在客观上,随着人口的剧增,人类需要更多的食品和空间供应。为满足人类居住、生产和生活所需,现有耕地不断被挤占,致使可使用的耕地面积逐年减少。在这种情况下,人类仍然期望着这减少了的土地上能够生产出更多的粮食,因而对土地单产的要求越来越高,对昆虫取食的容忍性必然越来越小,被列为害虫的昆虫种类也就越来越多,人虫之间的矛盾随之日益加剧。

虽然人们在防治某些害虫方面取得过很大成绩,但大多数害虫还是未能有效控制,我们面前的蚊子、苍蝇不就是很好的例子吗?至今被有效控制的害虫只有少数几种,而大多数害虫还在继续威胁着人类的利益,造成严重的损失。据联合国粮农组织估计,世界粮食产量因病、虫、草、鼠等危害造成的产量损失分别达10%、14%、11%、20%,棉花因病虫草产量损失为12%、16%、5.8%。我国常年病虫草鼠发生面积2.33-2.67亿公顷。其中,病虫害2.00-2.33亿公顷,损失相当可观。举例来说,1990年“小麦条锈病”大流行,损失小麦26亿公斤;1991年,“稻飞虱”猖獗危害,面积2.1亿公顷,损失稻谷25亿公斤;1993年“稻瘟病”大流行,减少稻谷150亿公斤......

据最新统计,全国发生的农作物主要病虫草鼠害有1648种,其中害虫820种,病害742种,杂草64种,农田害鼠22种,与上世纪80年代初相比增加了33%。当今,农作物病虫草鼠等生物灾害发生和危害仍然是制约我国和世界农业高产、优质、高效和持续发展的一大障碍。

事实上,只要人类与众多的昆虫共同生活在这颗蓝色的地球上,那么就免不了与昆虫发生这样或那样的利益冲突。只要人类向大自然索取,就必然遇到早已生活在其中的各种生物的抵抗。更何况,在许多时候,人类还在自己“培育”害虫。所以,人类与害虫的这种斗争还会继续下去,人虫之战的终点将遥遥无期。

二、未来生态防治展望

1. 生态农业的兴起

世界农业的发展已经历了古老而原始的狩猎采集、传统的农业种植、高投入、高产出、高效率的“石油农业”等阶段,每一阶段都带动了农业的巨大发展,促进了社会的进步。当然也存在着诸多问题,如高效农业的发展过多地建立在对自然资源的掠夺式利用上,从而导致自然资源的大量浪费和过快枯竭。在生产方式上也由于过于追求较高的生产效率而对周围环境造成严重污染,甚至威胁到了人类自身的生存。在这种情况下,为了保证世界各国在经济快速发展的同时保护和改善人类赖以生存的生态环境质量,联合国1987年首次召开了世界环境与发展大会,共同探讨存在于人类发展和破坏环境之间的一些矛盾的解决途径。在会后发表的《我们共同的未来》一书中首次正式提出了“可持续发展”的概念,为农业的进一步发展指明了方向。

在1992年第二次联合国环境与发展大会上,各国开始着手制定适合自己的可持续发展计划,会后颁布的《21世纪议程》中进一步具体提出了“促进可持续的农业和农村发展”的要求,农业从此开始正式向可持续发展的生态农业迈进。农业的生产模式也由最初的以人类为中心,或以生物为中心,向以生态为中心转变。在生态农业模式中,追求的是一种和谐共生的发展模式,人类在其中已不再是系统的主导组分,而仅仅作为系统的基本成分而存在。这是一种人类发展、生物与环境进化相互制约、相互依存的动态演进过程。

西方国家对生态农业表述为:生态上能自我维持的、低投入的、经济上有生命力的,目标在于环境方面、伦理方面、或审美方面不产生大的和长远的不可接受的变化的小型农业系统。

我国对生态农业的定义是:生态农业是生态工程在农业上的应用,它运用生态系统的生物共生和物质循环再生原理,结合系统工程方法和现代科技成就,根据当地自然资源,合理组合农、林、牧、渔、加工业等比例,实现经济效益、生态效益和社会效益三结合的农业生产体系。

虽然不同国家对生态农业的定义有所差异,但都表述了兼顾人类短期和长期利益,实现人类、生物和环境协同发展的基本原则。生态农业已然在世界范围内兴起,并将成为未来农业生产的主流。

2. 可持续的植物保护

生态农业不仅要保护环境,它也是一种效率农业。因此,在可持续农业的发展要求下,植物保护也必须走可持续发展的道路。1995年在荷兰举行的第13届国际植保大会上,会议主题明确定为“可持续的植物保护造福于全人类”,会上多次强调了“从保护植物到保护农业生产体系”的转变,害虫生态防治逐渐成为人类谈论的热点话题。

在生态农业生产中,植物保护的各项措施必须服从可持续发展农业生产的需要,将作物的有害生物综合治理与作物营养管理有机地结合起来,保护农业生产体系正常运转。在开展有害生物综合治理时,既考虑到防治对象与被保护对象,也要考虑到当时有害生物的发生与危害,未来发生动态与防治的生态风险,既充分考虑如何满足当代人的生存需要,也要考虑各种防治措施实施后,对人类后代赖以生存的资源和环境的影响,最终建立一个可持续的有害生物综合调控体系。

可持续的植物保护对未来防治害虫的技术要求更高,防治任务也更加艰巨,还有很多的工作需要我们去做。为了促进我国农林生产、农村经济和生态环境的可持续发展,让我们共同努力吧!

 

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