农作物病虫害极易给农业生产造成巨大损失。据联合国粮农组织估计,世界粮食产量常年因虫害损失10%;世界棉花产量因虫害损失16%,因病害损失14%。我国是农业大国,农作物受病虫害的影响非常严重,农作物病虫害是影响作物*终产量的关键因素之*21。农药则是重要的农业生产资料,在防治农作物等病、虫、草、鼠害,保护农业生产安全等方面发挥着重要作用3。在1949~1989年的40年间,全世界粮食生产由每公顷1000kg提高到2499kg,其中被认为作出了巨大贡献的4大核心因素便是农药、化肥、良种、灌溉4,而全世界通过植保增加的粮食中,农药的贡献被认为是在80%以上5。1990年世界农药销售额为264亿美元,2014年全球作物保护农药的销售额已经达到了577.1亿美元6。2014年7月 AgroPages”报道,2019年全球植物保护市场将达到759亿美元。全球农药产量将从2013年的230万t增加到2019年的320万t,复合年增长率为6.1%。然而随着时间的推移,由于农药负面效应的逐渐显现,突出表现为药害、人畜中毒农药残留、对有益生物的伤害、抗药性等,而这当中*受关注的又是农药残留、人畜中毒、抗药性
我国是*大的户用沼气生产国和消费国,并且根据《可再生能源中长期发展规划》,在2020年我国大型畜禽养殖场和工业废水沼气工程提供的沼气年利用量更将达440亿m38。黑膜沼气池沼液是有机物在进行厌氧消化产生沼气的同时而得到的一种厌氧产
物,含有丰富的营养物质、矿物质、水解酶 素、氨基酸、植物激*、抗生*和腐殖酸等 好的有机液体肥料。相关的报道和实验 液不仅能代替部分化肥对农作物起到促进 的作用,还能对农作物的大部分病虫害起 防治作用,而且效果非常显著,与农药相比
性、价格低、无残留等优势,是理想的化学 品0)。本文通过文献查阅,总结了黑膜沼气池沼液在病虫害防治方面的应用现状,以期为合理使 植物病虫害防治提供依据,为拓宽黑膜沼气池沼液利用途 高黑膜沼气池沼液利用率提供参考。
1黑膜沼气池沼液防治的植物病虫害种类
1.1黑膜沼气池沼液防治的植物病害的种类
对相关报道进行统计,黑膜沼气池沼液可以预防粮食 经济作物等30多种作物的90种病害,参见表可以看出,主要防治植物真*性病害,其次是性、病毒性病害,不仅能防治植物地上部分叶部支部病害,而且能够防治根部病害。
1.2黑膜沼气池沼液防治的植物害虫种类
从报道的资料可以看出,黑膜沼气池沼液主要防治粮食作物和经济作物60多种害虫,参见表2
2防治病虫害效果
1降低病虫害发生率 许多研究表明,作物使用黑膜沼气池沼液能减轻病虫 生的作用。董晓涛等,利用不同浓度黑膜沼气池沼液
茄幼苗进行叶面喷施防治叶霉病,当黑膜沼气池沼液浓度分别为50%,75%和100%时,明显降低番茄苗期病情指数,抑制番茄叶霉病原菌孢子的萌发率,提高叶片的叶绿素含量。高燕3等的研究表明,喷施黑膜沼气池沼液组较对照均可不同程度降低桃树缩叶病的发生,其中以黑膜沼气池沼液稀释倍数为1/8处理的效果*好,于第3次喷施后7a,病叶率由50%降低*8%,枝条新叶平均增加5片,枝条生长了4cm,均高于其它处理;其次 为黑膜沼气池沼液稀释倍数为1/4和1/16的处理,病叶率分别由45%降低*10%,由52%降低*15%。
周超”3等在室内对异型眼蕈蚊、韭菜迟眼蕈 蚊成虫、幼虫的驱避、拒食、产卵选择性进行测定,纯 黑膜沼气池沼液处理后,幼虫驱避率、拒食率分别达43.25%和 40.21%,雌雄成虫选择系数分别为-0.61和 0.45,雌成虫产卵驱避率为33.47%。对韭菜迟
眼蕈蚊幼虫的驱避率、拒食率分别达5.30%和 53.81%,雌雄成虫选择反应率分别为33.20%和30.50%,对雌虫产卵驱避率为36.82%;以黑膜沼气池沼液水(1:1)处理幼虫、成虫,随着时间的延长防效逐渐提高,处理后15d防效达到*大,分别为43.16%和5650%。桑得福等施用黑膜沼气池沼液复方杀虫剂防治小麦蚜虫,用量为525kghm2和600kghm-2时可达 与杀虫剂抗蚜威同等的防治效果。王春华等通过对棉花不同生长发育期喷施黑膜沼气池沼液、磷酸二氢钾和清水的研究表明,早期喷施黑膜沼气池沼液和磷酸二氢钾均能不同程度的抑制田间虫口数量增长和蚜虫扩散对蚜虫的虫口数量减弱作用可持续10d左右
2.2提高产量
李尚金“等对魔芋应用黑膜沼气池沼液后,每67m2增产82.9~147.4kg,灌根+喷施相对防效为 37.4%,魔芋软腐病病情指数*低。剡学文等用黑膜沼气池沼液浸泡麦种和喷施小麦,小麦营养生长旺盛,可抑 菌并刺激小麦增强抗逆性,减少全蚀病发生,提高产量,用黑膜沼气池沼液浸种、抽穗期喷施25%黑膜沼气池沼液,小麦产量比 对照增产60.64%。桑得福等施用黑膜沼气池沼液复方杀虫 剂防治小麦蚜虫具有显著的增产效果,且增产效果 要好于杀虫剂抗蚜威,增产幅度可达30.26%。隆 祖燕等用黑膜沼气池沼液灌根,不仅极显著降低辣椒炭疽 病、白斑病、黑斑病和青枯病的发生,而且能使辣椒 增产29.75%
黑膜沼气池沼液与一些农药混用会产生增效作用,比如黑膜沼气池沼液与氧化乐果混合喷施麦田,平均杀虫率达99.25%,比单用氧化乐果等农药防治的杀蚜率提高5%;与乐果混合喷施麦田平均杀虫率达9.3%,提高杀虫率15%;应用黑膜沼气池沼液防治蚜虫,可减少农药用量60%以上
2.3提高品质
赵玲等用50%黑膜沼气池沼液处理草霉产量较好,并有效地降低果实的酸度和亚硝酸盐的含量,果实维生素C含量、固形物含量、固酸比,分别比化肥处理提高62.5%,10.5%,41.7%。徐卫红),在施用氮磷钾化肥基础上,每营养钵增施黑膜沼气池沼液500mL不但能改善蔬菜营养品质使莴笋和生菜硝酸盐含量分别降低53.5%和45.5%,而且可使2种蔬菜分别增产510%和567%。周情倩等以4年生枸杞宁杞一号为供试材料增施黑膜沼气池沼液可加快枸杞的新梢生长,提高叶面积和叶绿素含量,促进多糖、类胡萝卜素、黄酮和甜菜碱的积累,同时增加构杞果实百粒质量及产量
2.4对环境污橐小 从表2可以看出,黑膜沼气池沼液防治的害虫 对策害虫,这类害虫有的以孤生你
内迅速扩增种群数量,种群受干找后恢 的则通过长距离迁飞在大范围内迁移为M 虫既可直接刺吸产卵为害,也可将分物 株表面影响植物生长,还可传播植物病毒 据该类害虫的发生及为害特点,生产上之 防治手段,结果导致其对多种药剂产生
性,使防效降低,再猖一,而且如果依意
面了学防治,生物防治的不使用量和使用次数
3黑膜沼气池沼液防治病虫害的机理
黑膜沼气池沼液是一种复杂的有机。无机营养和集 其代谢产物的混合群体,因此,其对植物病虫
治作用可能是多效叠加和选择性的结果
3.1提高植株抗病虫能力
黑膜沼气池沼液中含有丰富的氮、磷、钾等大量元素以及一 定量的激*和生长素类物质,可使植物氮
分需求达到平衡,并且黑膜沼气池沼液中的矿质养分可直要 被叶片吸收和运转,及时供应植株所需养分
所含生长素和激*为植株生长提供了有效的质;黑膜沼气池沼液中的微生物通过改变植株的叶面赞态平衡,抑制病原微生物在植株上的寄生关系的立和病程的发展。喷施黑膜沼气池沼液的植株均表现呼素含量增高,叶绿素含量的多少与植株抗病性的强弱呈正相关,即植物体内叶绿素含量愈高,抗病性越强;喷施黑膜沼气池沼液的植株过氧化物酶活性均有所
氧化物酶通常在老化组织中含量较高,过氧化物含量越低植株抗病性越强。喷施黑膜沼气池沼液的灌物生长健壮,增加了植物的抗病性、抗虫性与抗逆性3.2直接抑制作用 黑膜沼气池沼液之所以能够防治植物病害,主要是加 液对植物病原菌有明显的抑制作用如 孢子萌发、菌丝生长、分生孢子的形成等。特机酸中的丁酸和植物激*中的赤霉素
维生素B2对病菌有明显的抑制作用 液浸过的种子能长时间释放乙烯等,能 菌1。近年来,有关文献报道的黑膜沼气池沼液对植菌有抑制作用的,参见表3
3.3直接杀灭作用
黑膜沼气池沼液中的氨和铵盐,某些抗生*对作物的病虫 有直接杀灭作用。王继军6等报道,在厌氧环境 下,黑膜沼气池沼液发酵物质氧化还原电位较低,还原性物质较多,与蚜虫接触,有生理夺氧和去脂的作用。其次,黑膜沼气池沼液中含有NH4N具有抑制病菌生长,毒害虫体肠壁细胞,导致机体功能紊乱,起到抗病防虫作用。黑膜沼气池沼液喷到蔬菜上后,一部分NH4N被植株吸收,当菜青虫停留在植株表面取食,被植株吸收的NH4-N会进入菜青虫体内,在肠液中溶解和被肠壁细胞吸收到致毒部位,从而引起菜青虫中毒死亡;黑膜沼气池沼液中的另一部分NH4-N则停留在植株表面。由于NH4N的熔沸点较低,一部分NH4N被喷洒到植株表面后挥发成气体,经呼吸系统进入菜青虫的体内,引起菜青虫死亡。
聂莹4等通过对黑膜沼气池沼液中几种抗生*的高效液相色谱检测发现,猪粪黑膜沼气池沼液中3种常见抗生*都存在,而且含量偏高,土霉素0.08347mg·L-,四环素0.04907mg·L-1,金霉素0.04229mg:L-,多次喷
施对细*性病害有比较好的防治效果,黑膜沼气池沼液4次以 上的连续喷施与细*性病害防治的常用农药链霉素 效果相当。李文涛6等利用牛粪发酵黑膜沼气池沼液中的菌群进行纯化与筛选,获得2株生物防治菌nd9和fd-16,鉴定其为哈茨木霉( Trichoderma harzianum)和米根霉( Rhizopusoryzae),通过扫描电镜得到黑膜沼气池沼液中米根霉菌和哈茨木霉菌的竞争、拮抗和重寄生等作用来抑制立枯病菌,从而到达防治病害的目的。4存在的问题
由于我国农村用以厌氧发酵的原料很多,从禽畜粪便到树木枝叶都可以利用,而所用发酵原料的种类、比例和条件不同,使黑膜沼气池沼液的成分、性质等不同导致抗病防虫功效存在很大差异。因此有人对黑膜沼气池沼液杀虫剂产品开发进行了探索,如张全国等选用木醋液、杀虫抗生*、印楝素、鱼藤酮、烟碱、苦参碱、草木灰及蓖麻叶浸出液等能够增强毒杀害虫能力的多种原料与黑膜沼气池沼液混配制成不同类型的黑膜沼气池沼液复合型杀虫剂,用5种不同的黑膜沼气池沼液复合型杀虫剂对蚜虫均有显
著杀灭效果,进一步推动黑膜沼气池沼液的高品位商品化利用进程。
黑膜沼气池沼液对大气环境、土壤环境、地下水环境等方面影响的研究还不够深入,对环境的安全性评价尚不全面、未有定论,因此,黑膜沼气池沼液的过量使用是否会对植物生长环境产生不良影响,需要进一步研究。
目前关于黑膜沼气池沼液防治病虫害效果的研究仍处于探索阶段,对于黑膜沼气池沼液的抑菌杀虫方式、途径,以及黑膜沼气池沼液中的抑菌成分杀虫是否可以具有可提取性等都还需要进一步了解。
需要指出的是,无论是黑膜沼气池沼液对植物病原菌的抑制作用的研究,还是黑膜沼气池沼液对植物病虫害防治的研究,大多数研究者没有对研究对象进行种类鉴定。如为害小麦的蚜虫种类主要有3种,分别是麦长管蚜[ Sitobion avenae( Fabricius)],麦二叉蚜[ Schizaphisgramineum( Rondani)和禾谷缢管蚜[ Rhopalosiphunpadic( Linnaeus),在一些地方禾谷缢管蚜对吡虫啉的敏感度是麦长管蚜的3~4倍(基于LCs的比较)m。也即同一种农药对不同蚜虫种间的选择毒性不同。不对病原物、昆虫等研究对象进行分类鉴定,或者鉴定得不准确,可能致使研究结果不准确,对农业生产的指导意义大打折扣。
