白菜作為我國主要蔬菜作物之一,其種植過程中病蟲害問題日益嚴重,不僅影響產(chǎn)量品質(zhì),還會導(dǎo)致農(nóng)藥殘留超標,危及食品安全。傳統(tǒng)化學(xué)防治方法雖然見效快,但存在環(huán)境污染、病蟲抗藥性增強等弊端。因此,開發(fā)和應(yīng)用安全、高效、環(huán)保的生物防治技術(shù)顯得尤為重要。近年來,隨著生物技術(shù)的快速發(fā)展,在白菜病蟲害生物防治領(lǐng)域取得了顯著進展,但仍存在應(yīng)用成本高、防治效果不穩(wěn)定等問題?;诖?,本文旨在系統(tǒng)總結(jié)白菜病蟲害生物防治技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展,為實現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。
一、白菜主要病蟲害種類及危害特點
1、真菌性病害
白菜真菌性病害主要包括黑斑病、霜霉病、軟腐病和菌核病等。黑斑病由輪枝鏈格孢菌引起,主要危害葉片,初期出現(xiàn)褐色小斑點,逐漸擴大成圓形或不規(guī)則病斑,嚴重時葉片枯死;霜霉病常在陰雨低溫天氣發(fā)生,葉片背面產(chǎn)生灰白色霉層,表面出現(xiàn)黃色病斑,影響光合作用;軟腐病多發(fā)生在結(jié)球期,受害部位呈水漬狀腐爛,散發(fā)惡臭;菌核病主要危害莖基部,造成植株萎蔫死亡,病部產(chǎn)生黑色菌核。這些真菌性病害嚴重影響白菜產(chǎn)量和品質(zhì),可導(dǎo)致減產(chǎn) 30%-50% ,其中軟腐病和菌核病更易引起大面積絕收,而且病原菌可以通過土壤、種子和病殘體等多種途徑傳播,增加了防治難度。
2、細菌性病害
白菜細菌性病害以黑腐病和青枯病最為常見。其中黑腐病由黃單胞菌引起,主要危害葉脈部位,初期葉緣發(fā)黃,隨后出現(xiàn)V形褐色病斑,病情嚴重時整個葉片變黑腐爛;青枯病由青枯雷爾氏菌侵染,典型癥狀是植株突然萎蔫,不能恢復(fù),莖基部位管束變褐。這些細菌性病原體主要通過傷口侵入,在高溫高濕條件下繁殖迅速,傳播快。病害發(fā)生后極難控制,往往造成連片死亡。細菌性病害與栽培環(huán)境關(guān)系密切,土壤積水、施肥不當、溫度驟變等都會加重危害。同時,病菌可在土壤中長期存活,且具有很強的適應(yīng)性和變異性,增加了防治的復(fù)雜性。
3、病毒病害
白菜病毒病以花葉病毒病和花椰菜花葉病毒為主?;ㄈ~病毒引起葉片花葉斑駁、皺縮變形,植株矮小,生長緩慢;花椰菜花葉病毒導(dǎo)致葉片出現(xiàn)黃色環(huán)斑或網(wǎng)紋,嚴重影響光合作用。病毒主要通過蚜蟲等媒介昆蟲傳播,也可通過機械接觸傳染,一旦感染無法治愈,只能及時清除病株,病毒病具有潛伏期長、癥狀多樣、傳播途徑復(fù)雜等特點,且與寄主植物和媒介昆蟲種類密切相關(guān),隨著設(shè)施栽培面積擴大,病毒病發(fā)生趨勢日益嚴重,已成為制約白菜生產(chǎn)的重要限制因素之一。
4、主要害蟲種類
白菜主要害蟲包括蚜蟲、小菜蛾、菜青蟲和潛葉蠅等。蚜蟲以刺吸式口器吸食植株汁液,導(dǎo)致葉片卷曲、生長停滯,還可傳播病毒??;小菜蛾幼蟲鉆蛀心葉,造成植株缺心、畸形;菜青蟲食量大,直接啃食葉片,造成缺刻或成片缺失;潛葉蠅幼蟲在葉肉中潛食,形成白色曲折隧道,破壞葉片組織。這些害蟲繁殖速度快,世代重疊,常年發(fā)生,不同蟲害的危害特點和生活習(xí)性各異,且隨季節(jié)和栽培方式而變化。由于長期使用化學(xué)農(nóng)藥,部分害蟲已產(chǎn)生抗藥性,防治難度加大,害蟲除直接危害外,還會造成農(nóng)藥殘留超標,影響產(chǎn)品品質(zhì)安全。
二、生物防治技術(shù)研究現(xiàn)狀
1、天敵昆蟲防治技術(shù)
天敵昆蟲防治技術(shù)是現(xiàn)代生物防治的重要手段,在白菜害蟲綜合治理中發(fā)揮著不可替代的作用,這種生態(tài)友好的防治方式以其低毒、環(huán)保的特點,逐漸成為農(nóng)業(yè)害蟲防控的重要選擇。
球腹瓢蟲作為捕食性天敵,其防治效果尤為顯著,成蟲和幼蟲每天可捕食100-200頭蚜蟲,對蚜蟲種群數(shù)量控制具有極強的抑制作用,其強大的捕食能力和繁殖速度,使其成為生物防治的首選天敵昆蟲之一。
草蛉幼蟲則以其廣譜性控制效果而聞名,可有效捕食多種小型害蟲,被譽為“生物殺蟲劑”,在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中扮演著重要的調(diào)控角色。
赤眼蜂等寄生蜂通過寄生鱗翅目害蟲卵的方式,可有效控制小菜蛾等危害白菜的害蟲。
當前人工繁育和精準釋放技術(shù)的不斷創(chuàng)新,顯著提升了天敵昆蟲的應(yīng)用效果和實用性。然而,其大規(guī)模應(yīng)用仍面臨生產(chǎn)成本高、環(huán)境適應(yīng)性有限等挑戰(zhàn)。但通過持續(xù)技術(shù)創(chuàng)新和系統(tǒng)性研究,天敵昆蟲防治技術(shù)必將在白菜害蟲防控中發(fā)揮更加重要的作用,為實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生態(tài)平衡和綠色防控提供有力支持。
2、微生物農(nóng)藥應(yīng)用
微生物農(nóng)藥作為一種新型生物防治技術(shù),已成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)害蟲綜合防治的重要手段。以蘇云金芽孢桿菌、白僵菌和綠僵菌為代表的微生物農(nóng)藥,在害蟲防控中展現(xiàn)出獨特的生態(tài)優(yōu)勢。
其中,蘇云金芽孢桿菌因其對鱗翅目害蟲的特異性毒殺作用而備受關(guān)注,該菌株通過產(chǎn)生晶體蛋白毒素,選擇性地殺滅目標害蟲,同時對人畜相對安全,極大地降低了化學(xué)農(nóng)藥對生態(tài)環(huán)境的負面影響。
白僵菌和綠僵菌則憑借其強大的寄生侵染能力,能有效感染多種害蟲,引起害蟲大面積死亡,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用。
微生物農(nóng)藥的應(yīng)用優(yōu)勢主要體現(xiàn)在其生態(tài)友好性和高選擇性,與傳統(tǒng)化學(xué)農(nóng)藥相比,微生物農(nóng)藥殘留少、環(huán)境風險低,能夠有效保護農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的平衡。目前,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中微生物農(nóng)藥已得到廣泛應(yīng)用。然而,微生物農(nóng)藥對環(huán)境因素的敏感性導(dǎo)致防治效果不穩(wěn)定,有效期普遍較短。所以,研究機構(gòu)和企業(yè)要提升技術(shù)水平,應(yīng)不斷改進微生物農(nóng)藥的實用性和有效性。
3、植物源農(nóng)藥開發(fā)利用
植物源農(nóng)藥作為一種生態(tài)友好型農(nóng)藥,在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)害蟲防治中扮演著越來越重要的角色。以苦皮藤、除蟲菊、石菖蒲等植物為原料提取的農(nóng)藥,因其獨特的生物活性和環(huán)境友好性,備受農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者的關(guān)注。
苦皮藤素以其顯著的拒食作用而聞名,對鱗翅目害蟲具有強烈的抑制效果,通過干擾害蟲的正常進食行為,實現(xiàn)對害蟲種群的有效控制。
除蟲菊則以其快速擊倒害蟲的特性著稱,能迅速麻痹害蟲的神經(jīng)系統(tǒng),在短時間內(nèi)有效控制害蟲數(shù)量。
這些植物源的有效成分展現(xiàn)出顯著的生物防治潛力。在多個農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,植物源農(nóng)藥已得到廣泛應(yīng)用,其高效、低毒、易降解的特點,使其成為減少化學(xué)農(nóng)藥使用的重要選擇,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用范圍正在不斷擴大。盡管面臨原料來源、生產(chǎn)成本等挑戰(zhàn),但其在生態(tài)農(nóng)業(yè)和綠色防控領(lǐng)域的潛力仍然巨大。
4、生物免疫誘導(dǎo)技術(shù)
生物免疫誘導(dǎo)技術(shù)作為一種創(chuàng)新的植物保護方法,正在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中逐步推廣應(yīng)用,通過激活植物自身防御系統(tǒng),該技術(shù)為作物提供了一種全新的病蟲害防治思路。水楊酸、茉莉酸等信號分子在生物免疫誘導(dǎo)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用,這些分子能夠迅速激活植物的防御基因,誘導(dǎo)植物產(chǎn)生抗性蛋白和次生代謝物,從而增強作物對病原菌和害蟲的抵抗能力,特異性誘抗劑的應(yīng)用使植物能夠主動“免疫”,構(gòu)建起更加強大的生物防御屏障。在白菜等農(nóng)作物生產(chǎn)中,生物免疫誘導(dǎo)技術(shù)已經(jīng)顯示出顯著的應(yīng)用價值,通過精確時機噴施誘抗劑,可以顯著提高作物的系統(tǒng)抗性,有效減少病蟲害發(fā)生。研究表明,這種技術(shù)不僅能夠提高作物抗性,還能降低化學(xué)農(nóng)藥使用量,符合生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢。
三、生物防治技術(shù)創(chuàng)新方向
1、新型生防菌株篩選與應(yīng)用
面對白菜病蟲害的復(fù)雜性和變異性,開發(fā)高效生防菌株成為技術(shù)創(chuàng)新重點,通過宏基因組學(xué)和代謝組學(xué)等現(xiàn)代生物技術(shù),從王壤、植物內(nèi)生菌等來源篩選新型生防菌株。研究表明,從健康白菜根際分離的芽孢桿菌WB012具有顯著的抑菌活性,對白菜軟腐病的防效可達 85% 以上。還有,內(nèi)生放線菌KC-9也是一株備受關(guān)注的生防菌株,它能夠在植物體內(nèi)定殖并產(chǎn)生多種活性次生代謝物,這些代謝物對黑斑病、霜霉病等病害表現(xiàn)出廣譜的防治作用,通過菌株馴化和誘變育種等技術(shù)手段,科研人員可進一步提升KC-9的環(huán)境適應(yīng)性和防治效果,提升生防菌的環(huán)境適應(yīng)性和防治效果。技術(shù)人員還可以利用發(fā)酵工程技術(shù)優(yōu)化培養(yǎng)條件,提高有效活性物質(zhì)含量。同時,開展作用機理研究,明確生防菌的定殖特性和防治機制,為田間應(yīng)用提供理論基礎(chǔ),進而建立菌株保藏和質(zhì)量控制體系,確保生防菌株的遺傳穩(wěn)定性。此外,結(jié)合分子標記技術(shù)開發(fā)快速檢測方法,實現(xiàn)生防菌的精準監(jiān)測和評價。
2、復(fù)合生物防治技術(shù)開發(fā)
針對單一防治方法的局限性,復(fù)合生物防治技術(shù)可整合多種生防資源,實現(xiàn)協(xié)同增效,將不同作用機制的生防菌株復(fù)配。如枯草芽孢桿菌與哈茨木霉的組合,既能抑制病原菌又可促進植物生長;如天敵昆蟲與微生物農(nóng)藥聯(lián)用,可提高防治效果和持續(xù)性;再比如釋放捕食螨配合蘇云金芽孢桿菌噴施,對小菜蛾的綜合防效達 90% 。還有植物源農(nóng)藥與生物免疫誘導(dǎo)劑組合應(yīng)用,既直接殺滅害蟲又增強植株抗性,構(gòu)建“生防菌 + 天敵 + 植物免疫\"的立體防控體系,建立防治技術(shù)配套方案。農(nóng)業(yè)專家要通過田間試驗驗證不同組合的防治效果,優(yōu)化應(yīng)用參數(shù),開發(fā)新型載體材料,提升復(fù)合制劑的相容性和穩(wěn)定性,利用智能化設(shè)備實現(xiàn)生防因子的精準施用,提高防治效率。
3、納米生物農(nóng)藥研究
納米技術(shù)與生物防治的結(jié)合為白菜病蟲害防控提供新思路,農(nóng)業(yè)專家可以利用納米材料包被生防菌和活性物質(zhì),提高其環(huán)境穩(wěn)定性和靶向輸送效率。或采用納米乳化技術(shù)制備植物源農(nóng)藥,顯著提升生物利用度。研究發(fā)現(xiàn),納米銀復(fù)合蘇云金芽孢桿菌制劑對菜青蟲的速效性和持效性均優(yōu)于常規(guī)制劑。并且,碳納米管負載白僵菌孢子,可增強對害蟲表皮的穿透能力,通過表面修飾提高納米載體的生物相容性,降低對作物的不良影響。還
88|農(nóng)天致富友
可以開發(fā)智能響應(yīng)型納米制劑,實現(xiàn)環(huán)境因子誘導(dǎo)釋放,并且建立納米生物農(nóng)藥的安全性評價體系,確保產(chǎn)品安全。
4、智能化生物防治系統(tǒng)構(gòu)建
當下,正是信息時代,農(nóng)業(yè)專家可以運用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息技術(shù),構(gòu)建白菜病蟲害生物防治智能化系統(tǒng),建立病蟲害監(jiān)測預(yù)警網(wǎng)絡(luò),實時采集環(huán)境參數(shù)和病蟲害發(fā)生數(shù)據(jù),開發(fā)基于機器學(xué)習(xí)的預(yù)測模型,準確判斷防治適期。同時,利用自動化設(shè)備實現(xiàn)天敵昆蟲定量釋放和微生物農(nóng)藥精準施用,搭建防治效果評價平臺,動態(tài)優(yōu)化防治方案。例如,基于圖像識別的害蟲智能監(jiān)測系統(tǒng),可自動統(tǒng)計蟲口密度并聯(lián)動噴藥設(shè)備。并利用智能控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)設(shè)施環(huán)境,為生防因子創(chuàng)造適宜條件。通過技術(shù)集成創(chuàng)新,推動生物防治向精準化、智能化方向發(fā)展。建立標準化作業(yè)規(guī)程,提高防治效率和經(jīng)濟效益。
四、生物防治技術(shù)推廣應(yīng)用策略
1、標準化生產(chǎn)工藝優(yōu)化
生物防治產(chǎn)品的質(zhì)量直接關(guān)系到田間應(yīng)用效果,標準化生產(chǎn)工藝是保障產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。農(nóng)業(yè)專家可以建立生防菌株發(fā)酵體系,優(yōu)化培養(yǎng)基配方和發(fā)酵參數(shù),提高有效活性物質(zhì)含量,采用現(xiàn)代發(fā)酵設(shè)備,實現(xiàn)發(fā)酵過程自動控制和在線監(jiān)測。另外,天敵昆蟲規(guī)模化繁育需要建立標準化飼養(yǎng)室,控制溫濕度和光照等環(huán)境因子,農(nóng)業(yè)專家要選育優(yōu)質(zhì)飼主,建立人工飼料配制技術(shù),提高繁殖效率。植物源農(nóng)藥生產(chǎn)工藝應(yīng)重點解決提取效率和產(chǎn)品穩(wěn)定性問題,農(nóng)業(yè)專家可采用超臨界萃取等新技術(shù)提高有效成分得率,開發(fā)水分散粒劑等新型制劑以延長儲存期,生產(chǎn)過程中也需建立質(zhì)量控制體系,對原料、中間品和成品進行檢測,制定產(chǎn)品質(zhì)量標準,建立可追溯管理系統(tǒng)。生產(chǎn)車間中,也要配備自動化設(shè)備,降低人工成本,建立中試放大技術(shù)規(guī)程,解決工業(yè)化生產(chǎn)中的技術(shù)瓶頸,開展產(chǎn)品儲存與運輸條件研究,確保產(chǎn)品在流通環(huán)節(jié)質(zhì)量穩(wěn)定。
2、配套栽培技術(shù)集成
由于生物防治效果與栽培管理措施密切相關(guān),農(nóng)業(yè)專家需要建立完整的配套技術(shù)體系。其中土壤處理是關(guān)鍵環(huán)節(jié),可通過深耕、翻壓秸稈等措施改善土壤理化性質(zhì),為生防菌定殖創(chuàng)造條件。合理密植,保持田間通風透光,科學(xué)水肥管理,避免旺長造成蟲害加重,降低病蟲害發(fā)生概率。同時,開展輪作倒茬,種植抗病品種,提高作物自身抗性。建立生防產(chǎn)品使用技術(shù)規(guī)程,明確使用時期、劑量和施用方法,注意不同防治措施的配合使用,如農(nóng)事操作與天敵釋放的時序安排。還可以利用覆蓋材料調(diào)節(jié)微環(huán)境,延長生防因子的存活期,加強病蟲害監(jiān)測預(yù)警,把握防治適期。農(nóng)業(yè)專家可開展示范基地建設(shè),總結(jié)適合不同區(qū)域的綜合防治模式,制定標準化生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程,指導(dǎo)農(nóng)民科學(xué)應(yīng)用,收集整理防治效果數(shù)據(jù),不斷完善和優(yōu)化技術(shù)方案。
3、區(qū)域化應(yīng)用模式創(chuàng)新
不同區(qū)域的氣候特點和種植制度不同,農(nóng)業(yè)專家可以在此基礎(chǔ)上創(chuàng)新生物防治應(yīng)用模式,設(shè)施栽培區(qū)以防治葉部病蟲害為重點,可采用天敵釋放與微生物農(nóng)藥交替使用的模式,露地栽培區(qū)注重提高生防產(chǎn)品抗逆性,選擇耐高溫、耐干旱的菌株。利用地理信息系統(tǒng)繪制病蟲害發(fā)生分布圖,實現(xiàn)精準防治,建立生物防治專業(yè)化服務(wù)組織,為農(nóng)戶提供統(tǒng)防統(tǒng)治服務(wù),探索“企業(yè) .+ 基地 + 農(nóng)戶\"模式,實現(xiàn)生防技術(shù)的規(guī)?;瘧?yīng)用,并通過觀摩會、技術(shù)培訓(xùn)等方式推廣成功經(jīng)驗,或建立區(qū)域性農(nóng)情信息平臺,及時發(fā)布病蟲害預(yù)警信息,組建技術(shù)服務(wù)隊伍,為農(nóng)民提供技術(shù)指導(dǎo),開展防治效果評價,總結(jié)區(qū)域應(yīng)用特點,以為白菜的種植提供更有利的條件。
4、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展對策
推動生物防治產(chǎn)業(yè)化發(fā)展需要政策支持和市場引導(dǎo),農(nóng)業(yè)部門要加大扶持力度,通過保險補貼、設(shè)立專項資金等支持生防產(chǎn)品研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化,建立產(chǎn)品質(zhì)量標準和檢測體系,規(guī)范市場秩序,完善產(chǎn)品登記制度,簡化審批程序,加快新產(chǎn)品上市。同時,培育龍頭企業(yè),鼓勵企業(yè)加大研發(fā)投入,建立產(chǎn)學(xué)研合作平臺,促進科研成果轉(zhuǎn)化,提升產(chǎn)品競爭力?;蛘撸l(fā)展生防產(chǎn)品專業(yè)市場,建立銷售網(wǎng)絡(luò),開展品牌建設(shè),提高產(chǎn)品知名度。還可以降低農(nóng)戶使用風險。開展綠色防控示范,擴大生防產(chǎn)品應(yīng)用規(guī)模。發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè),培育綠色農(nóng)產(chǎn)品市場,建立信息交流平臺,促進產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)對接,為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供智力支撐。
綜上所述,生物防治技術(shù)的創(chuàng)新為白菜病蟲害防治提供了全新的科技解決方案,通過現(xiàn)代化多元技術(shù)路徑,農(nóng)業(yè)部門正逐步構(gòu)建更加綠色、智能的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系。技術(shù)創(chuàng)新不僅僅是提高生產(chǎn)效率,更是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵途徑。未來,生物防治技術(shù)將在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮越來越重要的作用,推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式從傳統(tǒng)粗放型向現(xiàn)代生態(tài)型轉(zhuǎn)變,為保障國家糧食安全、實現(xiàn)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略提供強有力的技術(shù)支撐。
(作者單位:114200遼寧省鞍山市海城市農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展中心)