随着环境污染给人类带来的恶劣影响,大面积地使用化学农药控制农作物病虫的危害,已不再是最完美的办法。为了控制病虫的危害,保证农作物的最大生产量,科学家正在致力于研究病虫害综合防控技术,一些对防治病虫害行之有效,且对环境影响较小的新技术,正在不断涌现并逐渐推广应用,取得了良好效果。
用遗传手段培育抗病虫的作物品种。提高农作物自身的抵抗能力,使之具有“天生”抗病虫害的能力。各国科学家都在努力运用遗传手段,培育出许许多多的抗病虫害的作物新品种,这是防治农作物病虫害最经济有效的措施和手段。科学家早已注意到这样一个事实:在易得病的作物品种中,并非全部植株都得病,总能找到个别抵抗力强的植株,于是他们把这些植株筛选出来,通过一代又一代的选育,终于培育成抗病品种。90多年前,科学家就已开始用杂交的方法,把低产抗病品种的抗病性,转移到不抗病而高产的品种中去,使它既抗病又高产。但是,采用这种方法进行抗病育种时,常会遇到一个难题,就是有时抗病性、丰产性和其他优良性状不能同时遗传给后代,因而抗病性强的品种有时产量低、品质差,这种高产和抗病有时不能同时遗传给后代的现象,在遗传学上称为“两亲性状的不融合性”,往往需要采用回交的方法来加以克服。随着近20多年来分子遗传学的迅速发展,生物技术应用于作物抗病虫育种已完全成为现实,通过基因工程、细胞工程、酶工程培育出来的抗病、抗虫新品种,已在改变传统的抗性育种方法。不久前,美国华盛顿大学与孟山都公司的科学家,就应用遗传工程技术,将编码烟草花叶病毒蛋白质外壳的基因,插入普通番茄细胞染色体,育成了世界瞩目的抗烟草花叶病毒的番茄新品种。为了控制黄瓜花叶病毒对蔬菜的感染,遗传学家已经从一些蔬菜中分离出对黄瓜花叶病毒有抗性的基因,利用生物工程技术,在基因水平上培育了不少蔬菜新品种,使其能抵抗黄瓜花叶病毒的侵染。比利时的遗传学家把苏云金杆菌中能产生毒素的遗传基因,转移到烟草细胞,培育出了对害虫有显著抵抗力的烟草植株,近10多年来,我国科学家利用基因转移工程培育出了多个品种的抗虫棉,在生产上得到种植,取得了抗棉铃虫的明显效果。
给作物穿上“隔离衣”。众所周知,许多植物病毒都是由蚜虫、木虱、飞虱等传播的。根据蚜虫惧怕银色光的特性。科学家给许多大田作物设计和制造了用银色薄膜或其他颜色的薄膜做成的隔离衣,使带毒的蚜虫“敢望而不敢及”。这种薄膜还能将紫外光“拒之门外”,避免了十字花科蔬菜病菌的发生,发挥了很好的防病作用。
给作物“种痘”,以毒攻毒。科学家从预防动物病毒的疫苗中得到启发,从而开始研制植物的“痘苗”,用给作物“种痘”的方式来预防植物病毒病。如我国早就采用亚硝酸处理花叶病毒番茄株系,使其成为不在番茄、辣椒上引起病症的弱毒株,然后对这种“痘苗”加水稀释,再加入金刚砂,对番茄喷雾,可使番茄免受花叶病毒的侵染,大大降低了发病率,从而提高其产量。这种为农作物“种痘”的植物疫苗,使得植物疫苗取代化学农药成为现实。如目前我国在生产上已应用的疫苗,已在多种农作物上得到应用,它可以防治多种作物的病虫害。研究证实,植物疫苗技术不仅对植物病虫害有直接的生防作用,而且使用该技术获得的农产品,对人的保健还有显著的二次防效,实现了微生物与植物、植物与人的三链良性循环,它是无公害农产品生产的根本途径和措施。经过生产实践证实,这不但是生物科学的理论突破,更重要的是解决了病虫害泛滥、剧毒农药用量日增、农产品残毒超标等问题。用于生产的植物疫苗种类也比较多:一是果树疫苗,如桃树疫苗、樱桃疫苗、杏树疫苗、葡萄疫苗、柿树疫苗、李子树疫苗等等。二是瓜菜疫苗,如黄瓜疫苗、西瓜疫苗、甜瓜疫苗、西葫芦疫苗、冬瓜疫苗、洋香瓜疫苗、西红柿疫苗、茄子疫苗、辣椒疫苗、叶菜类疫苗、大姜疫苗、土豆疫苗、芦笋疫苗等。三是大田作物疫苗,如花生疫苗、大豆疫苗、花卉疫苗、中药材疫苗等。在生产上,提前为农作物注入抗病毒疫苗的新方法,不仅拓宽了作物病害的预防面,减轻发病面积,减少了农药的使用量,而且该植物疫苗作为生物防治的农药,对环境、人类及农作物本身安全、低毒、无污染,充分显示出广阔的应用前景。
用“生物导弹”防治农作物害虫。利用昆虫病毒防治害虫是一项先进的生物防治技术,安全、经济,有的甚至可以收到“一劳永逸”的效果。用病毒作为“生物导弹”防治农林害虫技术,自1991年开始研究,利用卵寄生蜂为媒介传递病毒防治害虫,经过近十年时间的努力,终于获得了成功。此技术以昆虫病毒流行病学为基础,以卵寄生蜂为媒介传播病毒,使初孵幼虫罹病,诱导宿主种群罹发病毒病,达到控制目标害虫危害的目的。以卵寄生蜂为媒介传递病毒防治害虫技术,开创了生物防治害虫方法的新途径。以卵寄生蜂作为传播媒介,将病毒传递到目标害虫宿主种群中导致初孵幼虫罹病,发挥了昆虫病毒流行病的作用,同时也弥补了卵寄生蜂的选择寄生缺陷。“生物导弹”在靶标害虫产卵盛期使用,广泛应用于农、林、果、蔬菜、茶等害虫的防治,主要是防治鳞翅目害虫,如松毛虫、棉铃虫、玉米螟、甘蔗螟虫、甜菜夜蛾、黄地老虎、白杨天社蛾、美洲白蛾、苹果小卷叶蛾、菜青虫、茶尺蠖、油桐尺蠖、云尺蠖等。
以病治虫,保护环境。自然界有许多害虫,都死于它的寄生性天敌(寄生虫、真菌、病毒)所引起的疾病上。以病治虫,不会像化学农药那样造成环境污染,比用天敌杀虫或性诱剂杀虫更具有优越性。目前发现的对昆虫有效的病毒达300多种,200多种鳞翅目害虫均能感染,受感染的虫态都是幼虫,害虫的成虫可以带毒,但不致死。常见的昆虫病毒有三种:核型多角体病毒、质型角体病毒、颗粒病毒。主要用于防治棉花的棉铃虫、红铃虫、茶毛虫、小菜蛾及林木和果树的尺蠖类害虫等。核型多角体病毒喷于作物上,被害虫取食后经胃液消化,游离出病毒粒子,被病毒感染的害虫10天左右死亡;质型多角体病毒喷在作物上,被害虫取食后,在害虫的细胞质内形成圆形病毒粒子,被感染的害虫15天左右死亡;颗粒病毒喷在作物上,被害虫取食后4-5天死亡。
检查昆虫“血型”,加强作物病虫害测报。我国科学家已采用血清学方法,检查带毒昆虫介体的“血型”,计算带毒率,以提高预测预报植物病虫害的准确率。这种方法已在小麦害虫灰飞虱和水稻害虫黑尾叶蝉防治上取得成功。