森林有害生物控制ppt课件教学教程.ppt
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1、森林有害生物生物控制 森林保护学科 主要内容主要内容n n概论n n生物防治n n害虫防治历史及现状n n理论基础n n天敌昆虫的应用n n微生物农药的应用n n杂草生物防治n n专题讨论(每人一次每人一次)第1章生物防治(Biologicalcontrol)概论n n一、狭窄定义一、狭窄定义一、狭窄定义一、狭窄定义(早期)(早期)(DebachDebach,6060年代)年代)n n应用寄生物、捕食者、病原物使另外一种生物的平均密度维应用寄生物、捕食者、病原物使另外一种生物的平均密度维持在它们不存在时的持在它们不存在时的较低的水平较低的水平。n n二、二、经济学观点经济学观点经济学观点经济学
2、观点生态学观点生态学观点 (HuffakerHuffaker,7070年年代)代)n n应用生物有机体或者其自然产物控制有害生物的科学。应用生物有机体或者其自然产物控制有害生物的科学。n n三、三、当前对生防的定义当前对生防的定义当前对生防的定义当前对生防的定义n n应用有益生物及其代谢产物使有害生物应用有益生物及其代谢产物使有害生物种群种群减少到减少到经济阈值经济阈值。n n生物防治是指利用寄主专一性强的天敌生物防治是指利用寄主专一性强的天敌生物防治是指利用寄主专一性强的天敌生物防治是指利用寄主专一性强的天敌(natural enemy)(natural enemy)将有将有将有将有害的病、
3、虫、草控制在经济、生态或美学可以容许的水平之害的病、虫、草控制在经济、生态或美学可以容许的水平之害的病、虫、草控制在经济、生态或美学可以容许的水平之害的病、虫、草控制在经济、生态或美学可以容许的水平之下。下。下。下。第一节生物防治概论生物防治作用物的来源n生物防治所利用的天敌也称生防作用物(biologicalcontrolagent),是指捕食性和寄生性节肢动物、病原线虫、病原真菌、细菌、病毒等,它们广泛存在于多样化的自然界和农田生态系统中。n n天敌天敌 病原生物病原生物n n病毒病毒昆虫病毒多为核多角体病毒昆虫病毒多为核多角体病毒n n立克次体立克次体 n n细菌细菌 苏云金杆菌苏云金杆
4、菌BaBac cillus thuringenisillus thuringenis(BT)(BT)n n真菌真菌 白僵菌、绿僵菌白僵菌、绿僵菌n n原生动物原生动物 微孢子虫微孢子虫n n线虫线虫生物防治作用物的来源生物防治作用物的来源天敌昆虫天敌昆虫n n捕食性天敌捕食性天敌分属于分属于1818个目、近个目、近200200个科内。个科内。n n寄生性天敌寄生性天敌单寄生、多寄生、重寄生单寄生、多寄生、重寄生n n天敌种群对害虫的跟随现象天敌种群对害虫的跟随现象n n应用:引进、扩繁和保护应用:引进、扩繁和保护其它捕食动物其它捕食动物n n蜘蛛、青蛙、蜘蛛、青蛙、鸟类鸟类、鱼类、兽类、鱼类、
5、兽类生物防治的类型生物防治的类型n(1)本地天敌的助增释放(augmentation),即利用本地天敌防治有害生物;n(2)从原产地引进天敌防治外来有害生物;n(3)天敌的淹没释放(inundation),指田间大规模施用生物农药或大量释放工厂化天敌昆虫。生物防治与生物多样性的关系生物防治与生物多样性的关系n很多危险性害虫、病菌或杂草往往对当地生物多样性构成巨大威胁,而利用这些有害生物的天敌控制其危害,往往可以达到持续、高效、对环境安全的防治效果。因而生物防治和生物多样性是密切相关。n(1)多样化的自然界和森林生物群落为生物防治提供了必须的天敌来源;n(2)生物防治的实施结果又保护了自然界和森
6、林中物种以及与之相关的生态系统的多样化。n因而研究生物防治与生物多样性的关系具有重要意义。目的:n(1)自然界和农田生物群落中天敌的多样性;n(2)生物防治对于控制外来种的入侵、保护珍稀濒危物种和栖境的作用;n(3)如何健全生物防治法规、加强国际间天敌的交流,使之服务于保护生物多样性这一全球性的战略任务。广西地区广西地区“海上森林海上森林”正遭受正遭受“广州小斑螟广州小斑螟”危害危害n n自然防治到综合防治自然防治到综合防治 公元公元304304年记载广东用年记载广东用黄猄蚁黄猄蚁防柑橘害虫。防柑橘害虫。至至1919世纪初,防治的世纪初,防治的5 5个主要措施个主要措施如生物、机械和物理、农如
7、生物、机械和物理、农业、化学和遗传等业、化学和遗传等已基本形成已基本形成。n n片面依赖化学防治片面依赖化学防治 第二次世界大战出现一系列有机氯杀虫剂(第二次世界大战出现一系列有机氯杀虫剂(19391939年滴滴涕),年滴滴涕),人们认为只要应用这类杀虫剂,害虫问题即可迎刃而解。人们认为只要应用这类杀虫剂,害虫问题即可迎刃而解。长期滥用化学杀虫剂,导致:长期滥用化学杀虫剂,导致:n n害虫产生害虫产生抗性抗性ResistanceResistancen n杀伤天敌、次要害虫爆发、引起杀伤天敌、次要害虫爆发、引起再增猖撅再增猖撅ResurgenceResurgencen n污染环境(残留污染环境(
8、残留ResidueResidue)19621962,CarsonCarson,SilentSpringSilentSpring 害虫防治简史n n有害生物综合管理有害生物综合管理 40504050年代就提出:年代就提出:n n防治害虫应根据其生物学特性防治害虫应根据其生物学特性n n要注意天敌及其它自然控制因素的作用要注意天敌及其它自然控制因素的作用n n防治要取决于经济阈限防治要取决于经济阈限n n要重视化学防治、生物防治的协调,不要按死规定的喷药要重视化学防治、生物防治的协调,不要按死规定的喷药历施药等。历施药等。由于由于“药剂万能药剂万能”的泛滥而被忽略的泛滥而被忽略 6060年代末至年
9、代末至7070年代初,提出年代初,提出3 3种新种新策略策略:害虫综合管理(害虫综合管理(IPMIPM););全部种群管理(全部种群管理(TPMTPM););大面积种群管理(大面积种群管理(APMAPM)害虫防治简史全部种群治理TotalPopu1ationManagement,TPM n n真正的害虫(如蚊蝇等)不应与人共存,应予彻底消灭;n n杀虫剂是消灭害虫的主要手段,要努力追求技术上的进步。n n尽管在短期内需要很大的投入,但从长远看,收益远大于投入。害虫综合治理IntegratedPestManagement,IPMn n1966年FAO及生物防治国际组织(IOBC)在罗马联合召开的
10、会议正式提出IPM概念。定义为:n n害虫综合管理IPM是一套害虫管理系统,它按照害虫的种群动态及与之相关的环境关系,尽可能协调地运用适宜的技术和方法,把害虫种群控制在经济损失水平之下。“预防为主、综合防治”n n1975年我国农业部召开了全国植物保护会议,确定“预防为主、综合防治”为我国的植保方针。n n并作出如下解释:“把防作为植保工作的指导思想,在综合防治中,要以农业防治为基础,因地制宜地合理应用化学、生物、物理等措施,达到经济、安全、有效地控制病虫害的目的。”害虫综合治理(IPM)n n马世骏(1979)对IPM作如下说明:综合防治是从生物与环境的综合防治是从生物与环境的整体观念整体观
11、念出发,出发,本着本着“预防为主预防为主”的指导思想和安全、有效、的指导思想和安全、有效、经济、简易的原则,因地、因时制宜,经济、简易的原则,因地、因时制宜,合理合理运用运用农业的、化学的、生物的、物理的方法,农业的、化学的、生物的、物理的方法,以及其它有效的生态学手段,把害虫控制在以及其它有效的生态学手段,把害虫控制在不足危害的水平不足危害的水平,以达到保证人畜健康和增,以达到保证人畜健康和增加生产的目的。加生产的目的。概念、哲学和方法论概念、哲学和方法论,不断发展和丰富。要点:,不断发展和丰富。要点:n n农林多数害虫只有其种群大到足以引起值得重农林多数害虫只有其种群大到足以引起值得重视的
12、经济损失时才造成损害。不必根本消灭某视的经济损失时才造成损害。不必根本消灭某种害虫,只要采取相应措施,把害虫种群维持种害虫,只要采取相应措施,把害虫种群维持在或降低到引起经济损失水平之下即可;在或降低到引起经济损失水平之下即可;n n残留的害虫还可供天敌利用,更有利于生态系残留的害虫还可供天敌利用,更有利于生态系统的自然调节。统的自然调节。n n总之,总之,IPMIPM重视生态系统的自然调节,要求在重视生态系统的自然调节,要求在不破坏生态系统自然调节机制的前提下治理害不破坏生态系统自然调节机制的前提下治理害虫,因此,虫,因此,IPMIPM高度重视生态学、昆虫(病理)高度重视生态学、昆虫(病理)
13、学和林学的结合。学和林学的结合。害虫综合治理(IPM)全部种群管理TotalPopulationManagement,TPMTotalPopulationManagement,TPM n n彻底彻底消灭消灭害虫害虫n n释放射线不育雄虫,完全消灭加勒比海库拉索释放射线不育雄虫,完全消灭加勒比海库拉索CuracalCuracal岛(约岛(约440km440km2 2)上的)上的螺旋蝇螺旋蝇Cochliamyia Cochliamyia hominivoaxhominivoax是是TPMTPM首次成功的事例。首次成功的事例。n n意大利意大利KnipplingKnippling从简单模型导出有趣结
14、论:从简单模型导出有趣结论:化学防治对控制高密度种群最为有效,在低密度情化学防治对控制高密度种群最为有效,在低密度情况下则相反;况下则相反;而不育技术,则以低密度种群下应用最为有效;而不育技术,则以低密度种群下应用最为有效;两者结合可以达到全部种群控制的最佳效果。两者结合可以达到全部种群控制的最佳效果。IPM和TPM比较张宗炳(1988)IPMTPM针对农林害虫,因目前尚无可行的消灭措施针对卫生害虫反对单纯依赖杀虫剂,考虑尽量避免使用主张将杀虫剂作为消灭害虫的一种主要手段,因不育释放技术一般必须有化学防治配合先行压低虫口强调自然控制,生物防治则是助增自然控制不反对生物防治,却持怀疑态度多考虑短
15、期收益注重长期效益着重于生态学原则注重消灭技术害虫防治可分为害虫防治可分为3 3个阶段:个阶段:n n低级阶段低级阶段:是局部种群管理是局部种群管理IPMIPM,以取得小面,以取得小面积上减轻受害程度为目的;积上减轻受害程度为目的;n n过渡阶段过渡阶段:是是APMAPM,是,是IPMIPM和和TPMTPM的结合的结合,目,目标是控制大面积内的害虫种群,使之在一个较标是控制大面积内的害虫种群,使之在一个较长时期内保持在经济阈值之下,并尽可能设法长时期内保持在经济阈值之下,并尽可能设法使之继续降低。在技术措施上采用所有的防治使之继续降低。在技术措施上采用所有的防治方法,特别是方法,特别是TPMT
16、PM的方法,理论上采用的方法,理论上采用IPMIPM理理论的生态系统和经济阈值的概念,但在经济上论的生态系统和经济阈值的概念,但在经济上着重长期效益,面向整个社会;着重长期效益,面向整个社会;n n高级阶段高级阶段:是:是TPMTPM,其目标是害虫种群,其目标是害虫种群灭绝灭绝,可取得长远的效果。可取得长远的效果。大面积种群管理AreawidePopulationManagement,APM第二节第二节 生物防治研究的范围、对象生物防治研究的范围、对象n n一、研究生物及其产物n n1、研究生物的天敌n n寄生性天敌:寄生性昆虫约寄生性天敌:寄生性昆虫约20-3020-30万种(假如昆虫有万种
17、(假如昆虫有100100万种),万种),1212个目昆虫有寄生性昆虫,最多的是膜个目昆虫有寄生性昆虫,最多的是膜翅目。翅目。n n捕食性天敌:约捕食性天敌:约25-3025-30万种,研究水平、范围不及寄生万种,研究水平、范围不及寄生性天敌。如步甲、虎甲、食蚜蝇、草蛉等。约性天敌。如步甲、虎甲、食蚜蝇、草蛉等。约1010个目。个目。此外,捕食性螨类、蜱螨、蜘蛛等(约此外,捕食性螨类、蜱螨、蜘蛛等(约1 1万种)。万种)。n n病原微生物:细菌、真菌、病毒、线虫、原生动物病原微生物:细菌、真菌、病毒、线虫、原生动物n n脊椎动物:禽类、哺乳类、鱼类、蛙类脊椎动物:禽类、哺乳类、鱼类、蛙类n n杂
18、草生防:主要用种群结构、种群压制。国内不多。杂草生防:主要用种群结构、种群压制。国内不多。二、生物的代谢产物二、生物的代谢产物n n激素激素:信息素信息素 性外激素性外激素 内激素内激素 脱皮激素、生长调节激素、几丁质素脱皮激素、生长调节激素、几丁质素n n昆虫不育技术:昆虫不育技术:SIT SIT(Sterile Insect TechnologySterile Insect Technology)n n(1 1)辐射不育,钴)辐射不育,钴6060,破坏雄性生殖系细胞,但虫体不死,破坏雄性生殖系细胞,但虫体不死,促使虫体更活跃,交配竞争力更强。例美国牛皮蝇的促使虫体更活跃,交配竞争力更强。例
19、美国牛皮蝇的SITSIT。原理:掌握一定剂量,只破坏生殖系统。原理:掌握一定剂量,只破坏生殖系统。n n(2 2)化学不育:大多用在雌性,如噻地哌)化学不育:大多用在雌性,如噻地哌.n n(3 3)遗传不育:杂交原理、培养单倍体个体(夜蛾类),昆)遗传不育:杂交原理、培养单倍体个体(夜蛾类),昆虫育种技术虫育种技术 三、杂草生物防治 利用植食性昆虫利用植食性昆虫 :如紫茎泽兰(:如紫茎泽兰(1/16)1/16)(食蝇食蝇 、泽兰尾孢菌、泽兰尾孢菌)、水葫芦)、水葫芦(水葫芦象甲水葫芦象甲)、蓼科杂草()、蓼科杂草(褐背小萤叶甲褐背小萤叶甲)水葫芦水葫芦水葫芦水葫芦20042004年年5 5月福
20、建古田水口月福建古田水口第三节第三节 生物防治的重要性生物防治的重要性n n三个问题:n n生物防治是现代林业的要求生物防治是现代林业的要求n n森保防治存在的最大问题森保防治存在的最大问题n n当前可持续经济发展的要求当前可持续经济发展的要求n n现代农业的要求n n1 1、生物防治是防止目前农药污染的重要措施、生物防治是防止目前农药污染的重要措施n n(1 1)空气污染)空气污染n n(2 2)水体污染)水体污染n n(3 3)生态平衡被破坏)生态平衡被破坏n n(4 4)农药污染造成食品污染)农药污染造成食品污染n n2 2、化学农药对人体的影响、化学农药对人体的影响n n3 3、采取非
21、化学的措施是当前森保学科的需要,也适合现、采取非化学的措施是当前森保学科的需要,也适合现代经济的发展需求代经济的发展需求第四节第四节 生物防治的理论基础生物防治的理论基础n n一、与生物防治有关的生态因子一、与生物防治有关的生态因子n n1 1、温度、温度 生长发育与生存(有效积温、总积温)生长发育与生存(有效积温、总积温);高温;低温;温度对昆虫繁;高温;低温;温度对昆虫繁殖有影响。殖有影响。n n2 2、湿度、湿度 水分(昆虫体内含水水分(昆虫体内含水45-92%45-92%)吸引与排泄;湿度吸引与排泄;湿度影响生长、发育、影响生长、发育、繁殖;降雨繁殖;降雨影响生长、发育、繁殖、冲刷、粘
22、着影响生长、发育、繁殖、冲刷、粘着n n3 3、光照、光照 不是生存条件,但与趋性、活动行为、生活方式直或间接关系不是生存条件,但与趋性、活动行为、生活方式直或间接关系 此外还有光照周期与昆虫生活有关。此外还有光照周期与昆虫生活有关。n n4 4、营养、营养 n n5 5、土壤、土壤 (温度、水分、空气、理化性状)(温度、水分、空气、理化性状)n n二、天敌的种群和群落二、天敌的种群和群落n n1 1、种群、种群 定义和特征、数量特征(空间分布型)、种间关系(种间竞争和种内定义和特征、数量特征(空间分布型)、种间关系(种间竞争和种内竞争)、种群增长、生命表、生态对策竞争)、种群增长、生命表、生
23、态对策n n2 2、群落、群落 定义和特征定义和特征n n(1 1)群落是动态的)群落是动态的n n(2 2)衡量标准:丰富度、均匀度)衡量标准:丰富度、均匀度n n(3 3)群落的类型即群落之间的关系)群落的类型即群落之间的关系n n(4 4)食物链与食物网)食物链与食物网生物防治的原理和方法生物防治的原理和方法生物防治的原理和方法生物防治的原理和方法生物防治的原理和方法增加自然界天敌数量改变本地昆虫种群结构创造天敌的野外繁殖条件人工大量繁殖天敌从国外引进从国内移植直接保护天敌增加自然界天敌食料应用林业技术增加天敌数量和增强效能配合其他IPM法增加天敌数量和增强效能天敌昆虫昆虫病原微生物昆虫
24、不育技术,SIT化学不育射线处理不育遗传不育第五节第五节 生物防治的评价生物防治的评价n n一、比率依存的理论一、比率依存的理论n n1 1、比率依存:生态系统中的种群的密度(害虫、天敌)是相互依存的。、比率依存:生态系统中的种群的密度(害虫、天敌)是相互依存的。即密度制约关系。即密度制约关系。n n2 2、比率依存是变动的(波动的、非线性关系)、比率依存是变动的(波动的、非线性关系)自然平衡,即时间上自然平衡,即时间上是稳定的、数量上是要控制在经济阈值允许内的平衡。是稳定的、数量上是要控制在经济阈值允许内的平衡。n n 生物潜能:包括生殖潜能和生活潜能。生物潜能:包括生殖潜能和生活潜能。n
25、n二、生物防治对群落稳定性的评价二、生物防治对群落稳定性的评价种群的稳定性、均匀性种群的稳定性、均匀性n n在不同密度条件(低、中、高)怎样选择和利用天敌?在不同密度条件(低、中、高)怎样选择和利用天敌?n n三、优良天敌的评价标准三、优良天敌的评价标准n n1 1、天敌的食性、天敌的食性n n2 2、生活史的同步性、生活史的同步性n n3 3、生殖潜能较大、生殖潜能较大n n4 4、搜索能力强的天敌、搜索能力强的天敌n n5 5、针对害虫未成熟种群的天敌为优势天敌、针对害虫未成熟种群的天敌为优势天敌n n6 6、天敌的食量少、中间寄主多、天敌的食量少、中间寄主多四、类别评价四、类别评价n n
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