生物防治是生態學領域的一個應用學科分支。最初是由美國加州從澳大利亞引進澳洲瓢蟲控製嚴重危害果園的吹綿蚧取得極大成功,並轟動國際昆蟲屆領域,由此開創了現代生物防治科學的新紀元,宣告了一門新學科的誕生。1919年,史密斯正式提出“通過捕食性、寄生性天敵昆蟲及病原菌的引入增殖和散放來壓製另一種害蟲”的傳統生物防治概念。1948年,鮑德巴奇從應用生態學觀點出發將其引申為“捕食性、寄生性天敵或病原菌使另一種生物的種群密度保持在比缺乏天敵時的平均密度更低的水平上的應用”。該定義概括了生物防治學科應用的3個基本特征:①利用自然界中不同生物種間的對抗作用(自然控製)。②天敵對有害生物種群的控製以密度方式起作用(自然平衡)。③天敵的控製作用是連續的和自行持續的(自然調節)。
在自然界,某個特定生物種群的數量在沒有劇烈的環境條件變化時,其種群數量總是在某一平均水平上下波動的。通常,種群既不會無限製地連續增加,也不會滅絕。如果不加入人為的幹擾,由於環境中的生物因素和非生物因素的綜合作用,使種群數量變化維持在一定範圍內,這一過程稱為自然控製。自然控製的結果是對種群數量的調節,即防止種群變得過大,又會在種群變得很小的時候減輕某種抑製的影響,從而使種群在生物群落中,與其他生物成比例地維持在某個特定水平上,這種現象叫做自然平衡,一般把這個水平叫平衡密度。生物防治正是基於生態平衡的原理,利用天敵的作用來調節有害生物種群密度,使之長期穩定地低於其平衡密度,並壓製在不能危害的水平。
生物防治並不要求把某一害蟲滅絕,而隻要求使害蟲的數量不達到經濟閾限的水平,容忍一部分害蟲存在。因此,有人把害蟲按照其種群密度與經濟閾限的關係分為四種類型:①害蟲的數量永遠在經濟閾限之下,不會達到經濟危害水平,因為它們有牢固的自然控製因素。②種群數量平常也總在經濟閾限之下,但是偶爾可以由於氣候及其他環境條件特別合適,天敵偶爾失去控製,而達到經濟閾限,造成經濟危害。這些是偶發性害蟲。③種群密度每隔一定時期會達到經濟閾值,這時就會造成危害,但是平時並不危害,這是周期性害蟲。④種群數量永遠在經濟閾限之上,甚至在經濟危害水平之上,總是造成危害,必須用人工防治,因為它們缺少自然控製。由此可見,現代害蟲防治策略十分強調自然控製因素,這更說明了生物防治在害蟲防治策略中的地位與主要作用。
所謂自然控製因素主要指害蟲的天敵。在自然界中,生物種之間既相互依賴又相互製約,在動態平衡中生存發展。無論任何防治方法,很難將某種害蟲滅絕。而各種防治方法導致對害蟲天敵的影響程度存在極大差異,如使用化學藥劑在控製害蟲的同時,也消滅了天敵,害蟲一旦遇到適宜發展的條件,種群數量便很快恢複,失去了原有天敵的控製作用,容易造成大爆發;而生物防治的控製作用由於生物種群間的相互製約,既能使害蟲種群降低在引起經濟損失的水平之下,又不致於使其過低或滅絕,以利於維持天敵自身的生存和發展。
另一方麵,現代生態學理論認為,在一個生態係統中,每一物種都占有一定的地位,維持著相對平衡。生物種類越多,相互關係也越複雜,這個平衡也越穩定。因此應當盡可能地維持生態的多樣性。實現單一的害蟲防治策略向有害生物綜合治理的方向轉變,而其中生物防治占有決定性的重要地位。
三、有害生物抗藥性治理
1.抗藥性治理。農業病蟲的抗藥性不僅影響病蟲綜合防治的實施,而且妨礙持續農業的發展。抗藥性既是有害生物綜合治理的一部分,又因其特殊性而形成了病蟲害抗性治理。在監測方麵已由被動的監測抗性發展水平轉變為主動的進行抗性預報和風險評估。這樣,不僅減少了抗性病蟲害嚴重發生造成的危害,也使抗性治理能及早采取措施,因而比較容易獲得成功。
抗藥性的治理往往是通過減少藥的使用量,延長對環境安全性農藥的使用壽命等方式來減輕農藥的有害作用。人們對抗性的錯誤反應,常常是提高農藥使用的濃度和增加使用次數。抗藥性的出現經常導致用新的農藥代替現行農藥,而新農藥往往更加昂貴。抗藥性已經存在時,使用農藥是一種浪費。另一方麵,提出多種農藥混用的方法是否有交互抗性,對此隻有通過認識抗藥性的機理,才能設計出抗藥性的方法。在抗性治理中,總結出一套以開發新藥的合理混配、輪用為重點,初齡期用藥防治為關鍵的對策,改變單純依賴某種藥劑的弊病,以避免害蟲的自然耐藥性和抗藥性的聯合作用。