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古代农业智慧在植物保护领域中的应用

2020-11-24廖咏梅

广西农学报 2020年6期
关键词:枯萎病害虫土壤

廖咏梅

(广西大学农学院,广西 南宁530004)

中国农业源远流长,在长达万年的漫长历程中,发展出独有特色的农业文明体系,同时也催生了非常丰富的中国古代农业思想。1995年湖南省道县玉蟾岩遗址考古发现了大量的水稻谷壳,证实中国早在距今12000年前就开始了水稻的人工栽培[1]。中国人口从战国时期的两千多万发展到鸦片战争前的三四亿,传统农业基本上满足了人口的巨大增长。直至近代,我国以不到世界7%的耕地,养活世界1/4的人口。在漫长的农业历史长河中,中国的土地在保持了不断提高的利用率和生产率的同时,地力基本上没有衰竭,不少土地越种越肥,这是世界农业史上的一个奇迹[2]。美国的农业经济学家富兰克林·H·金1909年考察了中国、日本和韩国的传统农业,1911年出版《四千年农夫》,书中赞许了中国传统农业历经几千年长盛不衰的技术和经验[3]。中国先民在开展农业生产的同时,十分重视农业生产技术体系的概括,出版了许多著名的古代农书,其中《氾胜之书》是中国历史上第一部农书,于西汉(公元前202年-公元8年)晚期,由富有实践经验的农学家氾胜之撰写。与北魏末年(公元533-544年)贾思勰的《齐民要术》、元朝(1271-1368年)王祯的《农书》、明朝(1368-1644年)徐光启的《农政全书》一起被誉为中国古代四大农书。农书中宝贵的农业经验与技术在现代农业中仍具有先进性,值得挖掘、推广与应用,以保障中国农业生产的可持续性。本文就古代农业防治病虫害的成功例子,阐述古代农业在植保领域的应用。

1 《氾胜之书》之种瓜篇

“一亩为二十四科。区方圆三尺,深五寸。一科用一石粪,粪与土合和,令相半。以三斗瓦瓮埋著科中央,令瓮口上与地平。盛水瓮中,令满。种瓜瓮四面各一子。以瓦盖瓮口。水或减,辄增,常令水满。种常以冬至后九十日、百日,得戊辰日种之。又种薤十根,令周回瓮,居瓜子外。至五月瓜熟,薤可拔卖之,与瓜相避。又可种小豆子瓜中,亩四五升,其藿可卖。此法宜平地,瓜收亩万钱。”

“又种薤十根……薤可拔卖之”,即瓜苗外围种薤十根,然后拔薤卖之,一般认为是一种早期的农田多种经营思想,属于经济学范畴,教人如何充分利用有限的土地并通过多种经营“卖”得更多的“钱”[4]。薤(Allium chinense)[5]又名藠头,百合科(Liliaceae)葱属(Allium)植物。现代研究已经发现,葱属植物与不同作物轮作和间种可抑制镰孢菌(Fusarium)引起的枯萎病[6-8]。日本学者Shimizu M.的研究团队受到《氾胜之书》种瓜篇关于瓜的外围种植葱属植物的启发,探索葱属植物对黄瓜枯萎病抑制作用的机制。研究结果发现,葱属植物的大葱(Allium fistulosum)和/或洋葱(Allium cepa)与黄瓜间种时,可以抑制黄瓜枯萎病及其病原菌(镰孢菌)的繁殖,但经60℃热处理土壤后该抑制作用消失。在栽培大葱的土壤中,施用抗细菌的抗生素时,也消除了抑制病原菌增殖的作用,说明该抑制作用可能与土壤中的细菌有关。针对16S rRNA基因扩增子进行土壤细菌的高通量测序,结果表明,革兰氏阴性细菌黄杆菌属(Flavobacterium)是葱属植物根际土壤的优势细菌属。共聚焦激光扫描显微镜也观察到黄杆菌属分离株抑制土壤中枯萎病菌的增殖。可见,栽培葱属植物后其根际土壤中黄杆菌属细菌的富集和增殖是抑制镰孢菌枯萎病的重要机制[9]。

可见,瓜苗外围种植葱属植物,不仅仅是多种经营思想,更重要的是病害的预防意识。在生产实际中,瓜类植物最重要的病害即镰孢菌枯萎病,现代农业主要通过嫁接换根的方法来预防,但中国两千年前即掌握通过间种葱属植物来预防枯萎病,既有效、环保,还能增加收入,在现代农业生产中值得大力推广。

2 《氾胜之书》之溲种法

“薄田不能粪者,以原蚕矢杂禾种种之,则禾不虫”。

“又马骨锉一石,以水三石,煮之三沸;漉去滓,以汁渍附子五枚;三四日,去附子,以汁和蚕矢羊矢各等分,挠令洞洞如稠粥。先种二十日时,以溲种如麦饭状。常天旱燥时溲之,立干;薄布数挠,令易干。明日复溲。天阴雨则勿溲。六七溲而止。辄曝谨藏,勿令复湿。至可种时,以余汁溲而种之。则禾不蝗虫。无马骨,亦可用雪汁,雪汁者,五谷之精也,使稼耐旱。常以冬藏雪汁,器盛埋于地中。治种如此,则收常倍。”

在瘠薄又不能上粪的地块上,打算种谷子,可以用蚕粪拌种后再播种,则禾苗不生虫。拌种用的材料中,马碎骨煮沸后形成的胶质物,在拌种时可起到粘胶的作用;附子为毛茛科(Ranunculaceae)乌头属(Aconitum)乌头(Aconitum carmichaelii)的子根加工品[10],含有乌头碱等剧毒二萜类生物碱[11],用煮沸3次的骨汁浸泡附子3~4d,附子中的有毒成分释放出来,再用来包裹种子,起到杀虫剂的作用;蚕粪、羊粪比较细密,干燥,所含养料比较丰富[12],可直接为发芽的禾苗提供养分,禾苗根系能及时在它附近获得足够的养料,迅速向下及四周伸展,能从更宽范围、更深的土层吸取水分,因此能够抗旱;同时,粪肥在土壤中起着复杂的变化[13],激发各种有益微生物的生长,微生物的活动可释放土壤中的各种营养元素,使禾苗生长更加健壮,提高抗病性。

可见,《氾胜之书》之溲种法是目前种子包衣的始祖。现代农业中,种子包衣被应用到多种农作物上,但多用化学药剂作为抗病抗虫的功能,播种后化学药剂容易在土壤中残留。如赵蔓等(2020)用新烟碱类杀虫剂包括吡虫啉、噻虫嗪和噻虫胺作为玉米的悬浮种衣剂[14]。有些企业出于商业机密考虑,并不公开种衣剂的配方,如种衣剂3号[15],包裹种子后播入土壤,对土壤生命的影响则是无法预测的。

3 利用黄猄蚁防治果园害虫

黄猄蚁(Oecophylla smaragdina),又名黄柑蚁[16]、红树蚁,织叶蚁属(Oecophylla),体黄色,具有很强的捕食能力,一般在树上筑巢繁衍和生活,是世界上最早用于生物防治的昆虫,也是最早作为商品出售用于害虫防治的昆虫。黄猄蚁分布于我国岭南地区,包括广东、广西、福建、云南和四川等地,湖北也曾引迁成功[17];国外的澳大利亚北部、越南等东南亚一带均有分布[18]。我国历史记载最早出自公元304年晋代稽含的《南方草木状》,书中记载“交趾人以席囊贮蚁鬻于市者,其窠如薄絮,囊皆连枝叶,蚁在其中,并窠而卖。蚁赤黄色,大于常蚁。南方柑树,若无此蚁,则其实皆为群蠹所伤,无复一完者矣”,距今已有1700余年。直至20世纪60年代,广州市郊集市贩蚁仍相对盛行,福建省华安县、广东省四会县均有用黄猄蚁防治柑橘害虫的传统。在广东省四会县的柑橘园,为便于黄猄蚁到邻树活动,扩大受益范围,常在树间以竹片架设蚁桥[19]。越南至今仍在使用黄猄蚁防治柑橘园害虫[20]。黄猄蚁历久不衰,可见其可贵的应用价值。

然而,中国生物防治的传统到20世纪的五六十年代开始衰落,此时西方化学家发明的有机化学杀虫剂大量涌入中国[21]。由于黄猄蚁对化学药剂极为敏感,低剂量的多种常用化学药剂如敌敌畏、敌百虫、高效氯氰菊酯、吡虫啉等均可杀死黄猄蚁工蚁[22]。目前,普遍存在果园过度施用化学药剂的现象,驱赶或杀死了果园中的黄猄蚁,使黄猄蚁分布地区几乎找不到其踪迹。张中润等(2009)报道,在海南,仅在常年失管、人为活动干扰少的腰果园中还有黄猄蚁出现。抛弃传统、投靠化学剂就意味着成本上升,加上抗虫性的产生,需不断地更换新的杀虫剂[23],使农业生产成本居高不下,对环境造成更大的威胁。因此,恢复应用黄猄蚁控制果园害虫,刻不容缓。

黄猄蚁可以捕食多种害虫,但与蚧有明显的共生作用,如堆蜡粉蚧(Nipaecoccus vastator)和褐圆蚧(Chrysomphalus aonidum)等,其蜜露为黄猄蚁主要的糖类食物来源。长期应用黄猄蚁的柑橘园,害虫天敌种类与数量比化学防治区显著增加。虽然黄猄蚁不捕食蚧类害虫,但是果园中寄生蜂、瓢虫、草蛉和蜘蛛等天敌数量的增加,可以有效抑制果园中的蚧类害虫,使其虽然发生普遍,但并不成灾。同时,大大减少了对化学药剂的依赖,形成多种害虫受到自然抑制的良好生态系统,实现柑橘害虫的综合治理[24]。

4 汲取古代农业的智慧,实现农业的永续发展

近50多年来,化学农药的滥用产生了系列的生态问题,污染了大气、河流、海洋、土壤,对农作物的产量和质量、食品安全及农业可持续发展带来了巨大的影响。

习近平总书记在党的十九大报告中提出:“人与自然是生命共同体,人类必须尊重自然、顺应自然、保护自然。”古代的“天人合一”论告诉我们,从事农业生产的人,必须遵循自然(天和地)规律和农业生物生长发育的规律,做到天人合一,才能获得成功[25]。自然界中,各种生物之间的关系是复杂的,人类用以种植粮食作物的土地,也是各种草类赖以生存的基础;人类用来作为生活资料的植物,也是其它生物所需要的,特别是各种栽培植物的柔嫩多浆部分及籽粒果实等,人们用来作为食物,同时鸟、兽、昆虫、各种寄生霉菌皆赖以生存[26]。《吕氏春秋·观表》说:“凡居于天地之间、六合之内者,其务为相安利也,夫为相害危者,不可胜数。”在农业生态大系统中,生物之间也是有的相安、有的相害,对于农作物的有害生物应该利用与之相害的天敌来防除。《管子·五行》说:“人与天调,然后天地之美生。”自然界是一个大系统,任何生物的存在都是这个系统的一个分子,农业生产过程也要保持自然界的生物多样性,营造生命物种间和谐共存的环境,利用生物间相生相克的原理,因势利导,变害为利,形成环境友好型的农业生产模式。

因此,在现代农业生产中,要汲取古代农业的智慧,挖掘古代朴素农业技术与经验背后的瑰宝,研究其潜在的科学理论,以“尊重自然、顺应自然、保护自然”为指导思想,以保护生态平衡为核心,开展农业病虫害的生态治理,辅以天然农药或低毒化学农药的应用,实现农业的永续发展。

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