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生物多样性原理与生态农业发展

   2016-03-11 光明日报7970
核心提示: 美国上世纪70年代爆发的玉米小斑病,我国稻瘟病、马铃薯晚疫病也曾严重爆发。最直接有效的方式就是施用农药,但大量施用农药带
    美国上世纪70年代爆发的玉米小斑病,我国稻瘟病、马铃薯晚疫病也曾严重爆发。最直接有效的方式就是施用农药,但大量施用农药带来环境破坏和食品问题。不施用农药如何抗作物的病虫害?我们想到用生物多样性来解决这个问题。——朱有勇



 


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    1.种植业中的难关——病虫害问题

    在过去的一百年,全种在田里的农作物,品种、土壤大幅度消失,美国、欧洲、南美和南亚,大概平均减少了85%,我们解放初期的时候种的水稻品种有4万多种,到现在为止种的品种只有1000个;解放初期的小麦品种有1万个,现在才有500多个;玉米由1万多个到现在100多个。农作物品种减少,生物多样性降低,其中就出了一个大问题:病虫害发生严重。这些例子太多,比如美国上世纪70年代爆发的玉米小斑病,我国稻瘟病、马铃薯晚疫病也曾严重爆发。发展生态农业里面临一个重大的问题:品种单一化造成病虫害的不断发生,那怎么办?最直接有效的方式就是施用农药,但大量施用农药带来环境破坏和食品问题。

    农业的病虫害问题十分严重,各国科学家都在寻找解决的办法。他们提出了很多思路,通过多系品种,利用水平抗性,聚合育种,育成广谱抗病虫品种。国外提出的这些思路好不好?当然很好。我们也想找到一个品种对什么病、什么虫都抗,不需要使用农药。但这个路子很难。怎么办?我们想到用从生物多样性来解决这个问题。经过十多年的实验,得到国际上高度认可。因为云南有这样的条件,利用品种资源多样性、生态多样性、生境多样性。在田里种植三至五个品种,不同的品种有不一样的抗病基因,田间就有N个不同的抗病基因,可以对抗不同的病害。我们把试验结论提升为科学理论,再将科学理论应用到生产实践中进行检验,并且获得了成功,2000年获得联合国粮农组织科学技术研究一等奖。

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2.生物界的秘密——生物多样性原理


    生物多样性这个名词很生僻,但记住三个层面就比较容易理解:一个是遗传多样性,一个是物种多样性,一个是生境多样性。

    为什么生物多样性种植方式可以减少农药使用量,还能够较好控制住作物病虫害?原因有六个方面。

    个是遗传异质作用。我讲个例子大家就很清楚了。如果说在间屋子里的一两百人都是一个父母生的,一个人生病其他人很可能也生病,这就是遗传。实际上大家都来自不同的家庭,遗传背景不同,所以即便一个人生病了,跟其他人没有关系。回到作物上,品种多样化了,病菌也就多样了,会致病的那个病菌量就少了,如果只栽单一品种,那致病菌就会大量产生。

    第二个是化感作用。作物之间不会说话,但是有化学感应,不同作物种植在一起,既有不同作物的根交织在一起,也有不同作物的根相互之间呈分离状态。比如说玉米和小麦的根挖开看,各走各的,但玉米和大豆的根和根是缠到一起的,大豆的根部会分泌一种有机酸,这种有机酸融合土壤里的铁或者磷,玉米又会分泌一种叫黄酮类的物质,要有这些分泌物唤醒彼此根系活跃起来,促进生长。

    第三个是稀释阻隔作用。病菌的寄主不同,田间作物不同,就起到了稀释病菌的作用。多样性种植作物,高矮搭配形成障碍,病菌、害虫要传播,需要越过障碍,对它们来说,就像翻长城一样,翻不过去,防火墙一样阻隔了有害生物的传播。如果是一百万亩、两百万亩大面积去做,病虫害大发生会越来越少。

    第四是减少初侵染。种庄稼的人都知道,今年种花生,明年要种玉米,同一个地方不能年年种同一种作物。什么道理呢?能使作物生病的病菌会残留在土壤里,如果第二年继续种,病菌萌发以后就能找到寄主,如果换一个作物,因为寄主不同,田间残留的病菌和新的作物互相没有关系,或者关系很小,就降低了病害的发生。

    第五是混淆干扰和引诱趋避。玉米和甘蔗种在一起可以干扰玉米螟的产卵和成活率,减少玉米螟的发生,而玉米和马铃薯种在一起,马铃薯开花引诱寄生蜂去采蜜,从而减少田间害虫的发生。所以现在要发展生态农业,一定要建设像花一样的农田,是有很重要的科学依据的。此外稻田里面养鱼又是为什么?水稻茎秆上有害虫,鱼要取食,会用头撞水稻,把虫子撞下来后吃掉,由此形成了一个生物链,这些都是通过做实验验证知道的。
 
标签: 生物 农业
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