植物病害管理

植物病害管理第1頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六

例如單一地選育抵抗某一種病原物的品種可能喪失對其它病害的抗性，從而使次要病害上升。使用非選擇性殺生性藥劑對病原物有效，但同時消滅了有益生物或消弱了其它自然抑制因素而使病害加重。第2頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六

2、強(qiáng)調(diào)健身栽培

對于多數(shù)弱寄生物或死體寄生物而言，只有當(dāng)寄主生長勢減弱時，才有可能侵染致病，多數(shù)植物病原細(xì)菌也只有在植物出現(xiàn)傷口時才能乘虛而入。因此，為農(nóng)作物創(chuàng)造適宜的生長環(huán)境，進(jìn)行健身栽培提高植物的健康水平，充分調(diào)動、發(fā)揮它們的抗害、耐害、補(bǔ)償能力是控制疾病和減輕損害的重要手段。第3頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六3、合理評價各種防治技術(shù)，協(xié)調(diào)利用多種方法（1）系統(tǒng)內(nèi)尚沒有某些病原物或寄主進(jìn)行適生性調(diào)查研究，對危險性病原物實(shí)行嚴(yán)格的檢疫措施，“杜絕”引進(jìn)新的病原物。由于生產(chǎn)生活需要而引進(jìn)新物種或品種時，一定要慎重并做好病害預(yù)測和防范的準(zhǔn)備工作。第4頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六（2）系統(tǒng)內(nèi)已經(jīng)存在某些病害主要是減少病害三要素共存的機(jī)會、調(diào)節(jié)病原物與寄主的關(guān)系和控制適合病害流行的條件。

①病原物與寄主不接觸或少接觸a、鏟除病原物：在一種危險性病原物剛剛被引入新區(qū)時，應(yīng)該花力氣快速將其“殲滅”。第5頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六b、回避：可以分別考慮病害三角在時間上不重疊和空間上不相逢。前者指寄主易感病生育期、病原物傳播期和適合發(fā)病的環(huán)境條件的時期不重疊或少重疊，如輪作、調(diào)整播種期、種植早熟品種等。空間避病指寄主感病部位、病原物傳播范圍和具有適合病害發(fā)生條件的空間不重疊或少重疊。包括選擇種植地點(diǎn)，重病區(qū)改種其它作物等。第6頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六

②免疫或抵抗在病原物與寄主植物不可避免接觸的情況下，種植抗病品種就成為最重要的防病措施，特別是對寄主?；詮?qiáng)的病原物。③調(diào)節(jié)環(huán)境，控制病害流行速率。創(chuàng)造不利于病原物存活、傳播、侵染和有利于寄主植物保持其抗病性的環(huán)境條件。包括：改土施肥、科學(xué)灌溉、合理密植和整枝修剪等。第7頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六

④治療和補(bǔ)救病害不可避免或已經(jīng)發(fā)生，采取適當(dāng)?shù)难a(bǔ)救措施尚可減少產(chǎn)量損失。包括：使用化學(xué)治療劑，補(bǔ)種、改種。4、明確和完善管理目標(biāo)病害管理最直接的目標(biāo)是減少病害所致的產(chǎn)量和質(zhì)量的損失。隨著社會的進(jìn)步，農(nóng)業(yè)作為一種產(chǎn)業(yè)，必然以爭取最大的經(jīng)濟(jì)效益為目的。經(jīng)濟(jì)損害水平就是依據(jù)經(jīng)濟(jì)邊際學(xué)原理制定的管理目標(biāo)。第8頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六

另一方面，“可持續(xù)發(fā)展”已成為全社會的共識。在這一思想指導(dǎo)下，“可持續(xù)農(nóng)業(yè)”、“農(nóng)田有害生物可持續(xù)治理”和“可持續(xù)植?！奔闯蔀榘l(fā)展方向。

5、完善對病害的監(jiān)、測、防技術(shù)體系與植保工作體系第9頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六二、病害流行模型和病害管理策略從流行學(xué)的角度，將植物病害區(qū)分為積年流行病害和單年流行病害，它們分屬于病理學(xué)中的單循環(huán)病害和多循環(huán)病害。根據(jù)生態(tài)學(xué)中生態(tài)對策理論，它們又分別歸屬于k-對策者和r-對策者。生態(tài)對策是在種群繁殖和競爭等方面向不同方向進(jìn)化以適應(yīng)不同生態(tài)環(huán)境的結(jié)果。第10頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六

前者如禾谷類黑穗病、棉花枯萎病等，其子代死亡率低，本身對諸多環(huán)境條件的變化并不敏感，這一類病害在單一生長季節(jié)里新產(chǎn)生的繁殖體不致病，其病情模型可用下式描述：

Xt=X0Z

式中，X0為初始病情，Z為病害一代增殖率。所以這類病害重要是控制初發(fā)病數(shù)量，否則病害穩(wěn)步增長，最終造成嚴(yán)重危害。這也就是防治策略中的X0-對策。第11頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六

r-對策者正好相反，如馬鈴薯晚疫病、小麥銹病等多循環(huán)病害，它們?nèi)狈ΡＷo(hù)后代的機(jī)制，在惡劣的環(huán)境下其個體數(shù)量會降到很小，一旦環(huán)境條件適宜，依靠較強(qiáng)的擴(kuò)散和增殖能力又可迅速發(fā)展成很大的種群。其病情發(fā)展可用以下公式描述：

xt=x0ert①

或

xt/(1-xt)=〔x0/(1-x0)〕ert②

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①式僅適用于病害密度較低時，病情發(fā)展不受寄主密度的影響。②式考慮到隨病情發(fā)展，可供侵染的健康寄主不斷減少而引起的反饋?zhàn)饔?。式中，x0、xt分別為初始病情和t時刻病情，r為流行速率，t為時間。它們對病害流行程度的作用可能會有互補(bǔ)性。在相同時間內(nèi)達(dá)到同樣的病情，即可在低的初始病情和高的流行速率的組合下實(shí)現(xiàn)，也可在高的初始病情和低的流第13頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六

行速率的組合來實(shí)現(xiàn)。這就形成了防治策略中針對降低初始病情的X0-對策，針對限制較高的流行速率的r-對策和縮短接種體與寄主感病部位接觸時間或縮短病害傳染期的t-對策。由于這類病害大多是“機(jī)會主義者”，種群興衰與所處的環(huán)境關(guān)系密切，防治主要靠調(diào)節(jié)生態(tài)環(huán)境，控制過高的增長速率，所以往往更多地采用r-對策。第14頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六

根據(jù)上述分析，可歸納出以下原則①通過降低初接種體的數(shù)量，可以有效的抑制單循環(huán)病害；②通過降低初接種體的數(shù)量和限制病害的增長率，可以有效的控制多循環(huán)病害；③對于一個具體的多循環(huán)病害，在其管理策略中，降低初接種體數(shù)量和限制流行速率這兩種策略要依據(jù)該種病原物是靠近k-對策者還是更靠近r-對策者來考慮。相對而言，病害的流行速率越高，越要注意對它的控制，反之則要注意壓低病原物基數(shù)。第15頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六三、病害管理的要點(diǎn)

1、確定管理系統(tǒng)的邊界和主要組分在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中，栽培的農(nóng)作物是最重要的組分，圍繞著農(nóng)作物和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)目標(biāo)逐步分析有關(guān)的生物和非生物因素。

2、病害鑒定只有診斷系統(tǒng)內(nèi)所有的病害并鑒定病原物，才能收集有關(guān)的病理學(xué)、生態(tài)學(xué)、流行學(xué)知識和發(fā)生危害的情況，從而確定主要病害、次要病害和潛在病害。第16頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六3、提出管理戰(zhàn)略管理戰(zhàn)略包括防治策略和方針。制定時必須依據(jù)與病害和生態(tài)系有關(guān)的生物學(xué)、遺傳學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)知識；病害發(fā)生動態(tài)規(guī)律以及各種防治技術(shù)的可行性、有效性。4、確定合理的經(jīng)濟(jì)損害水平和防治指標(biāo)5、進(jìn)行預(yù)測預(yù)測是管理的基礎(chǔ)。病害管理中的預(yù)測包括病害種類、發(fā)生動態(tài)、所致?lián)p失、防治效果和效益。第17頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六病害管理策略一、有害生物綜合治理（IPM）

1、有害生物綜合治理（IPM）概念的形成化學(xué)藥劑在防治農(nóng)作物病蟲害和挽回作物損失中發(fā)揮了巨大的作用，由此一度產(chǎn)生了“農(nóng)藥萬能主義”和可以徹底消滅和鏟除病蟲害的妄想。濫用農(nóng)藥終于導(dǎo)致了殘留所致生態(tài)環(huán)境污染、殺傷害蟲的天敵使害蟲再猖獗和病蟲抗藥性增加的“3R”問題和次要病蟲害上升的不良后果。第18頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六

利用植物抗病性一直是病害防治的首選方法，然而抗病性“喪失”和次要病害上升的悲劇一直上演。在人類與農(nóng)田有害生物不斷斗爭的歷史中，成功與失敗相伴并促進(jìn)了植?？茖W(xué)的發(fā)展。40年代末，一些昆蟲學(xué)家開始探索農(nóng)田害蟲防治策略，如加拿大人皮克特（ADPicket,1948）率先使用了“綜合防治”的術(shù)語；美國人巴特利特（BRBartlett,1956）提出將化學(xué)防治與生物防治結(jié)合的“綜合防治”概念。第19頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六

1965年在聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）召開的綜合防治學(xué)術(shù)討論會上明確提出“綜合防治是以互不矛盾的方式使用一切適當(dāng)?shù)募夹g(shù)，使害蟲種群減少到經(jīng)濟(jì)損害水平以下，并維持這個低水平的害蟲種群管理系統(tǒng)”。次年有害生物綜合防治的用語得到了廣泛的認(rèn)可。直到美國人赫法克（CBHuffaker）主持實(shí)施的有害生物治理計劃問世，有害生物綜合治理（integratedpestmanagement,IPM）一詞才在美國和世界上廣泛使用。第20頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六2、IPM的基本概念有害生物綜合治理（integratedpestmanagement,IPM）是一種農(nóng)田有害生物種群管理策略和管理系統(tǒng)。它從生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)論的觀點(diǎn)出發(fā)，針對整個農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，研究生物種群動態(tài)和相聯(lián)系的環(huán)境，采用盡可能相互協(xié)調(diào)的有效防治措施并充分發(fā)揮自然抑制因素的作用，將有害生物種群控制在經(jīng)濟(jì)損害水平以下，并使防治措施對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)外的不良影響減少到最低限度，以獲得最佳的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會效益。第21頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六

IPM把“防治”改成“治理”，含有容忍一定數(shù)量的有害生物存在的生態(tài)學(xué)意義，它不再以鏟除或消滅有害生物為目標(biāo)，而是將它們控制在一個經(jīng)濟(jì)上可以接受和生態(tài)允許的水平。

IPM概念中的有害生物不僅僅指一兩種病蟲，而是包括所有危害植物生產(chǎn)的昆蟲、螨類、真菌、細(xì)菌、線蟲、雜草、寄生性種子植物和脊椎動物，治理中要兼顧它們。第22頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六

研究的方法和所用的理論知識也更為廣泛。綜合指多科學(xué)的綜合方法和多種戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)的協(xié)調(diào)配合，融匯成一個體系。

IPM強(qiáng)調(diào)要充分利用天然控制因素，諸如天敵益菌、生物種間競爭或抑制關(guān)系，以及耕作、栽培、品種抗性遺傳等作用，同時不要造成環(huán)境的污染。第23頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六3、實(shí)現(xiàn)IPM的技術(shù)要點(diǎn)⑴改進(jìn)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，提倡健身栽培，充分利用自然因素的生態(tài)控制作用，合理評價和協(xié)調(diào)各項防治技術(shù)或措施；⑵研究各種生物種群動態(tài)規(guī)律，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，增強(qiáng)對病蟲害的預(yù)測能力；⑶進(jìn)行病蟲害所致?lián)p失的估計和防治效果的估計，制定科學(xué)的防治指標(biāo)；⑷研究經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會效益評估方法，從整體上優(yōu)化防治方案。第24頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六二、植保系統(tǒng)工程（PPSE）曾士邁（1985）提出植保系統(tǒng)工程（plantprotectionsystemengineering，PPSE）時曾指出：一個完整的PPSE概念應(yīng)該是把植保工作視為系統(tǒng)，運(yùn)用系統(tǒng)工程的理論和方法，對植?？茖W(xué)中的事物進(jìn)行分析研究、規(guī)劃設(shè)計、運(yùn)籌決策和管理評估的科學(xué)方法和工作程序。簡而言之，就是應(yīng)用系統(tǒng)工程的理論和方法解決植物保護(hù)問題。第25頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六

曾士邁認(rèn)為：系統(tǒng)科學(xué)的理論和方法在植物保護(hù)科學(xué)中的應(yīng)用大體上可分為三個層次：一是面對有害生物，用于有害生物發(fā)生規(guī)律、種群動態(tài)、預(yù)測預(yù)報、防治決策的研究；二是面對田間防治工作，用于有害生物綜合防治的管理；三是面對一個國家或地區(qū)的植保工作，用于植保工作的管理。植保系統(tǒng)工程是以第一層次研究為基礎(chǔ)，進(jìn)而對田間綜合防治以及其上諸層植保工作進(jìn)行系統(tǒng)分析和系統(tǒng)管理的研究，是對這些事務(wù)進(jìn)行分析、認(rèn)識、設(shè)計、評估的一套思維方法和工作方法。第26頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六三、可持續(xù)農(nóng)業(yè)與可持續(xù)植保

1991年，聯(lián)合國糧農(nóng)組織在荷蘭的丹波斯（Denbosch）召開了圍繞農(nóng)業(yè)與環(huán)境的國際會議，會上發(fā)表了題為“可持續(xù)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村發(fā)展”的《丹波斯宣言》。宣言要求做到以下三點(diǎn)：第一，農(nóng)業(yè)系統(tǒng)要能滿足人類對食品的需求，維護(hù)生態(tài)環(huán)境，保護(hù)自然資源；第二，農(nóng)業(yè)系統(tǒng)要服務(wù)于子孫萬代以及自然界一切生物的生存和長遠(yuǎn)發(fā)展；第三，農(nóng)業(yè)系統(tǒng)要保證社會公平，使土地、財富和權(quán)利得到均衡分配。第27頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六

簡要地說，可持續(xù)農(nóng)業(yè)可以理解為：生態(tài)上可恢復(fù)，經(jīng)濟(jì)上可再生，社會上可接受，生產(chǎn)系統(tǒng)能夠持續(xù)健康地發(fā)展的農(nóng)業(yè)經(jīng)營體系和技術(shù)體系。在持續(xù)農(nóng)業(yè)思想的影響下，1995年在荷蘭海牙召開的第十三屆國際植物保護(hù)學(xué)大會就以“可持續(xù)的植物保護(hù)造福于全人類”為主題，有人提出農(nóng)田有害生物可持續(xù)治理和可持續(xù)植保。第28頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六經(jīng)濟(jì)損害水平一、基本概念

1、經(jīng)濟(jì)損害水平（economicinjurylevel,EIL）

EIL是指造成經(jīng)濟(jì)損失的最低病蟲害種群密度。所謂經(jīng)濟(jì)損失是指防治費(fèi)用和防治挽回?fù)p失金額的差值。換言之，針對種群密度將發(fā)展為EIL的一場病蟲害，如果進(jìn)行防治，其收益正好等于所需防治費(fèi)用。城所隆用下圖作了清晰地說明。

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圖中，橫坐標(biāo)表示病蟲害種群密度，曲線表示防治將挽回的損失，假定防治費(fèi)用不變。當(dāng)病蟲害種群密度小于N1時，由于病蟲本身并未造成明顯的損失，如果進(jìn)行防治就等于白花錢。如果病蟲種群密度處于N1和N2之間，防治挽回?fù)p失的金額始終低于防治費(fèi)用，防治將是得不償失。只有病蟲種群密度大于N2時，防治才有效益。由此可見，是區(qū)別防治能否獲得效益的一種密度指標(biāo)。害蟲密度金額防治費(fèi)用（C）防治的效益（B）N1N2第30頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六第31頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六2、經(jīng)濟(jì)閾值（economicthreshold,ET）經(jīng)濟(jì)閾值是由經(jīng)濟(jì)損害水平派生出來的。當(dāng)人們預(yù)測到一場病蟲害的發(fā)生程度將要超過EIL時，應(yīng)該根據(jù)病蟲害發(fā)生動態(tài)規(guī)律推算出在防治適期內(nèi)的某一病蟲害密度值?！霸诖嗣芏缺仨毑扇∧撤N防治措施，以防止害蟲種群密度增加而達(dá)到經(jīng)濟(jì)損害水平”，此即為經(jīng)濟(jì)閾值?！八情_始控制時的種群密度”。它直接指導(dǎo)防治行動，所以也常稱之為防治閾值。第32頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六3、經(jīng)濟(jì)損害水平和經(jīng)濟(jì)閾值的關(guān)系經(jīng)濟(jì)損害水平和經(jīng)濟(jì)閾值是不同的概念。前者往往是以病害發(fā)生高峰或影響產(chǎn)量的關(guān)鍵期病情為準(zhǔn)，后者則是處于防治適期內(nèi)的某一密度值。推算這兩個值時，首先確定的是EIL，其次才能根據(jù)病蟲害動態(tài)規(guī)律（預(yù)測模式）和防治效率推算ET。第33頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六

以藥劑防治為例，應(yīng)用高效觸殺劑防治害蟲時，由于可以完全停止其為害，ET可以等于EIL。如果使用藥效遲緩的胃毒劑或采用生物防治，ET往往小于EIL。由于存在著自然抑制因素，一部分病蟲將會自然死亡，ET也可能大于EIL。植物病害由于具有潛育期、再侵染等環(huán)節(jié)，防治往往難以做到藥到病止，一般情況下，ET總是小于EIL。第34頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六二、EIL的推算方法

1、動態(tài)的EIL

在植病防治中將投入轉(zhuǎn)化為收益，主要是推算以下4項的關(guān)系：防治費(fèi)用與防治強(qiáng)度；防治強(qiáng)度與防治效果；病情與減產(chǎn)量（病情變化與挽回?fù)p失量）；挽回?fù)p失量與防治收益。根據(jù)實(shí)驗(yàn)或?qū)嵉赜^測中獲得的數(shù)據(jù)資料，可分別建立相應(yīng)的函數(shù)式，將他們組成聯(lián)立方程并推算防治費(fèi)用等于防治收益的病情，即EIL。第35頁，共39頁，2023年，2月20日，星期