生物多樣性原理與生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展
2016-03-11
光明日報(bào)7300
核心提示: 美國上世紀(jì)70年代爆發(fā)的玉米小斑病,我國稻瘟病、馬鈴薯晚疫病也曾嚴(yán)重爆發(fā)。最直接有效的方式就是施用農(nóng)藥,但大量施用農(nóng)藥帶
美國上世紀(jì)70年代爆發(fā)的玉米小斑病,我國稻瘟病、馬鈴薯晚疫病也曾嚴(yán)重爆發(fā)。最直接有效的方式就是施用農(nóng)藥,但大量施用農(nóng)藥帶來環(huán)境破壞和食品問題。不施用農(nóng)藥如何抗作物的病蟲害?我們想到用生物多樣性來解決這個(gè)問題。——朱有勇
1.種植業(yè)中的難關(guān)——病蟲害問題
在過去的一百年,全種在田里的農(nóng)作物,品種、土壤大幅度消失,美國、歐洲、南美和南亞,大概平均減少了85%,我們解放初期的時(shí)候種的水稻品種有4萬多種,到現(xiàn)在為止種的品種只有1000個(gè);解放初期的小麥品種有1萬個(gè),現(xiàn)在才有500多個(gè);玉米由1萬多個(gè)到現(xiàn)在100多個(gè)。農(nóng)作物品種減少,生物多樣性降低,其中就出了一個(gè)大問題:病蟲害發(fā)生嚴(yán)重。這些例子太多,比如美國上世紀(jì)70年代爆發(fā)的玉米小斑病,我國稻瘟病、馬鈴薯晚疫病也曾嚴(yán)重爆發(fā)。發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)里面臨一個(gè)重大的問題:品種單一化造成病蟲害的不斷發(fā)生,那怎么辦?最直接有效的方式就是施用農(nóng)藥,但大量施用農(nóng)藥帶來環(huán)境破壞和食品問題。
農(nóng)業(yè)的病蟲害問題十分嚴(yán)重,各國科學(xué)家都在尋找解決的辦法。他們提出了很多思路,通過多系品種,利用水平抗性,聚合育種,育成廣譜抗病蟲品種。國外提出的這些思路好不好?當(dāng)然很好。我們也想找到一個(gè)品種對什么病、什么蟲都抗,不需要使用農(nóng)藥。但這個(gè)路子很難。怎么辦?我們想到用從生物多樣性來解決這個(gè)問題。經(jīng)過十多年的實(shí)驗(yàn),得到國際上高度認(rèn)可。因?yàn)樵颇嫌羞@樣的條件,利用品種資源多樣性、生態(tài)多樣性、生境多樣性。在田里種植三至五個(gè)品種,不同的品種有不一樣的抗病基因,田間就有N個(gè)不同的抗病基因,可以對抗不同的病害。我們把試驗(yàn)結(jié)論提升為科學(xué)理論,再將科學(xué)理論應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)踐中進(jìn)行檢驗(yàn),并且獲得了成功,2000年獲得聯(lián)合國糧農(nóng)組織科學(xué)技術(shù)研究一等獎。
生物多樣性這個(gè)名詞很生僻,但記住三個(gè)層面就比較容易理解:一個(gè)是遺傳多樣性,一個(gè)是物種多樣性,一個(gè)是生境多樣性。
為什么生物多樣性種植方式可以減少農(nóng)藥使用量,還能夠較好控制住作物病蟲害?原因有六個(gè)方面。
個(gè)是遺傳異質(zhì)作用。我講個(gè)例子大家就很清楚了。如果說在間屋子里的一兩百人都是一個(gè)父母生的,一個(gè)人生病其他人很可能也生病,這就是遺傳。實(shí)際上大家都來自不同的家庭,遺傳背景不同,所以即便一個(gè)人生病了,跟其他人沒有關(guān)系?;氐阶魑锷希贩N多樣化了,病菌也就多樣了,會致病的那個(gè)病菌量就少了,如果只栽單一品種,那致病菌就會大量產(chǎn)生。
第二個(gè)是化感作用。作物之間不會說話,但是有化學(xué)感應(yīng),不同作物種植在一起,既有不同作物的根交織在一起,也有不同作物的根相互之間呈分離狀態(tài)。比如說玉米和小麥的根挖開看,各走各的,但玉米和大豆的根和根是纏到一起的,大豆的根部會分泌一種有機(jī)酸,這種有機(jī)酸融合土壤里的鐵或者磷,玉米又會分泌一種叫黃酮類的物質(zhì),要有這些分泌物喚醒彼此根系活躍起來,促進(jìn)生長。
第三個(gè)是稀釋阻隔作用。病菌的寄主不同,田間作物不同,就起到了稀釋病菌的作用。多樣性種植作物,高矮搭配形成障礙,病菌、害蟲要傳播,需要越過障礙,對它們來說,就像翻長城一樣,翻不過去,防火墻一樣阻隔了有害生物的傳播。如果是一百萬畝、兩百萬畝大面積去做,病蟲害大發(fā)生會越來越少。
第四是減少初侵染。種莊稼的人都知道,今年種花生,明年要種玉米,同一個(gè)地方不能年年種同一種作物。什么道理呢?能使作物生病的病菌會殘留在土壤里,如果第二年繼續(xù)種,病菌萌發(fā)以后就能找到寄主,如果換一個(gè)作物,因?yàn)榧闹鞑煌镩g殘留的病菌和新的作物互相沒有關(guān)系,或者關(guān)系很小,就降低了病害的發(fā)生。
第五是混淆干擾和引誘趨避。玉米和甘蔗種在一起可以干擾玉米螟的產(chǎn)卵和成活率,減少玉米螟的發(fā)生,而玉米和馬鈴薯種在一起,馬鈴薯開花引誘寄生蜂去采蜜,從而減少田間害蟲的發(fā)生。所以現(xiàn)在要發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè),一定要建設(shè)像花一樣的農(nóng)田,是有很重要的科學(xué)依據(jù)的。此外稻田里面養(yǎng)魚又是為什么?水稻莖稈上有害蟲,魚要取食,會用頭撞水稻,把蟲子撞下來后吃掉,由此形成了一個(gè)生物鏈,這些都是通過做實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證知道的。
資料圖片
1.種植業(yè)中的難關(guān)——病蟲害問題
在過去的一百年,全種在田里的農(nóng)作物,品種、土壤大幅度消失,美國、歐洲、南美和南亞,大概平均減少了85%,我們解放初期的時(shí)候種的水稻品種有4萬多種,到現(xiàn)在為止種的品種只有1000個(gè);解放初期的小麥品種有1萬個(gè),現(xiàn)在才有500多個(gè);玉米由1萬多個(gè)到現(xiàn)在100多個(gè)。農(nóng)作物品種減少,生物多樣性降低,其中就出了一個(gè)大問題:病蟲害發(fā)生嚴(yán)重。這些例子太多,比如美國上世紀(jì)70年代爆發(fā)的玉米小斑病,我國稻瘟病、馬鈴薯晚疫病也曾嚴(yán)重爆發(fā)。發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)里面臨一個(gè)重大的問題:品種單一化造成病蟲害的不斷發(fā)生,那怎么辦?最直接有效的方式就是施用農(nóng)藥,但大量施用農(nóng)藥帶來環(huán)境破壞和食品問題。
農(nóng)業(yè)的病蟲害問題十分嚴(yán)重,各國科學(xué)家都在尋找解決的辦法。他們提出了很多思路,通過多系品種,利用水平抗性,聚合育種,育成廣譜抗病蟲品種。國外提出的這些思路好不好?當(dāng)然很好。我們也想找到一個(gè)品種對什么病、什么蟲都抗,不需要使用農(nóng)藥。但這個(gè)路子很難。怎么辦?我們想到用從生物多樣性來解決這個(gè)問題。經(jīng)過十多年的實(shí)驗(yàn),得到國際上高度認(rèn)可。因?yàn)樵颇嫌羞@樣的條件,利用品種資源多樣性、生態(tài)多樣性、生境多樣性。在田里種植三至五個(gè)品種,不同的品種有不一樣的抗病基因,田間就有N個(gè)不同的抗病基因,可以對抗不同的病害。我們把試驗(yàn)結(jié)論提升為科學(xué)理論,再將科學(xué)理論應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)踐中進(jìn)行檢驗(yàn),并且獲得了成功,2000年獲得聯(lián)合國糧農(nóng)組織科學(xué)技術(shù)研究一等獎。
資料圖片
2.生物界的秘密——生物多樣性原理
生物多樣性這個(gè)名詞很生僻,但記住三個(gè)層面就比較容易理解:一個(gè)是遺傳多樣性,一個(gè)是物種多樣性,一個(gè)是生境多樣性。
為什么生物多樣性種植方式可以減少農(nóng)藥使用量,還能夠較好控制住作物病蟲害?原因有六個(gè)方面。
個(gè)是遺傳異質(zhì)作用。我講個(gè)例子大家就很清楚了。如果說在間屋子里的一兩百人都是一個(gè)父母生的,一個(gè)人生病其他人很可能也生病,這就是遺傳。實(shí)際上大家都來自不同的家庭,遺傳背景不同,所以即便一個(gè)人生病了,跟其他人沒有關(guān)系?;氐阶魑锷希贩N多樣化了,病菌也就多樣了,會致病的那個(gè)病菌量就少了,如果只栽單一品種,那致病菌就會大量產(chǎn)生。
第二個(gè)是化感作用。作物之間不會說話,但是有化學(xué)感應(yīng),不同作物種植在一起,既有不同作物的根交織在一起,也有不同作物的根相互之間呈分離狀態(tài)。比如說玉米和小麥的根挖開看,各走各的,但玉米和大豆的根和根是纏到一起的,大豆的根部會分泌一種有機(jī)酸,這種有機(jī)酸融合土壤里的鐵或者磷,玉米又會分泌一種叫黃酮類的物質(zhì),要有這些分泌物喚醒彼此根系活躍起來,促進(jìn)生長。
第三個(gè)是稀釋阻隔作用。病菌的寄主不同,田間作物不同,就起到了稀釋病菌的作用。多樣性種植作物,高矮搭配形成障礙,病菌、害蟲要傳播,需要越過障礙,對它們來說,就像翻長城一樣,翻不過去,防火墻一樣阻隔了有害生物的傳播。如果是一百萬畝、兩百萬畝大面積去做,病蟲害大發(fā)生會越來越少。
第四是減少初侵染。種莊稼的人都知道,今年種花生,明年要種玉米,同一個(gè)地方不能年年種同一種作物。什么道理呢?能使作物生病的病菌會殘留在土壤里,如果第二年繼續(xù)種,病菌萌發(fā)以后就能找到寄主,如果換一個(gè)作物,因?yàn)榧闹鞑煌镩g殘留的病菌和新的作物互相沒有關(guān)系,或者關(guān)系很小,就降低了病害的發(fā)生。
第五是混淆干擾和引誘趨避。玉米和甘蔗種在一起可以干擾玉米螟的產(chǎn)卵和成活率,減少玉米螟的發(fā)生,而玉米和馬鈴薯種在一起,馬鈴薯開花引誘寄生蜂去采蜜,從而減少田間害蟲的發(fā)生。所以現(xiàn)在要發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè),一定要建設(shè)像花一樣的農(nóng)田,是有很重要的科學(xué)依據(jù)的。此外稻田里面養(yǎng)魚又是為什么?水稻莖稈上有害蟲,魚要取食,會用頭撞水稻,把蟲子撞下來后吃掉,由此形成了一個(gè)生物鏈,這些都是通過做實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證知道的。
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