沼液在我國植物病蟲害防治上的應(yīng)用

李建波

(南陽農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院， 河南 南陽 473003)

農(nóng)作物病蟲害極易給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成巨大損失。據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織估計(jì)[1]，世界糧食產(chǎn)量常年因蟲害損失10%；世界棉花產(chǎn)量因蟲害損失16%，因病害損失14%。我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)作物受病蟲害的影響非常嚴(yán)重，農(nóng)作物病蟲害是影響作物最終產(chǎn)量的關(guān)鍵因素之一[2]。農(nóng)藥則是重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料，在防治農(nóng)作物等病、蟲、草、鼠害，保護(hù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全等方面發(fā)揮著重要作用[3]。在1949～1989年的40年間，全世界糧食生產(chǎn)由每公頃1000 kg提高到2499 kg，其中被認(rèn)為作出了巨大貢獻(xiàn)的4大核心因素便是農(nóng)藥、化肥、良種、灌溉[4]，而全世界通過植保增加的糧食中，農(nóng)藥的貢獻(xiàn)被認(rèn)為是在80%以上[5]。1990年世界農(nóng)藥銷售額為264億美元，2014年全球作物保護(hù)農(nóng)藥的銷售額已經(jīng)達(dá)到了577.1億美元[6]。2014年7月AgroPages[7]報(bào)道，2019年全球植物保護(hù)市場將達(dá)到759億美元。全球農(nóng)藥產(chǎn)量將從2013年的230萬t增加到2019年的320萬t，復(fù)合年增長率為6.1%。然而隨著時(shí)間的推移，由于農(nóng)藥負(fù)面效應(yīng)的逐漸顯現(xiàn)，突出表現(xiàn)為藥害、人畜中毒、農(nóng)藥殘留、對有益生物的傷害、抗藥性等，而這當(dāng)中最受關(guān)注的又是農(nóng)藥殘留、人畜中毒、抗藥性[5]。

我國是最大的戶用沼氣生產(chǎn)國和消費(fèi)國，并且根據(jù)《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》，在2020年我國大型畜禽養(yǎng)殖場和工業(yè)廢水沼氣工程提供的沼氣年利用量更將達(dá)440億m3 [8]。沼液是有機(jī)物在進(jìn)行厭氧消化產(chǎn)生沼氣的同時(shí)而得到的一種厭氧產(chǎn)物，含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)、礦物質(zhì)、水解酶、B族維生素、氨基酸、植物激素、抗生素和腐殖酸等，是一種良好的有機(jī)液體肥料[9]。相關(guān)的報(bào)道和實(shí)驗(yàn)表明，沼液不僅能代替部分化肥對農(nóng)作物起到促進(jìn)生長發(fā)育的作用，還能對農(nóng)作物的大部分病蟲害起到減輕或防治作用，而且效果非常顯著，與農(nóng)藥相比具有無抗性、價(jià)格低、無殘留等優(yōu)勢，是理想的化學(xué)農(nóng)藥替代品[10-12]。本文通過文獻(xiàn)查閱，總結(jié)了沼液在農(nóng)作物病蟲害防治方面的應(yīng)用現(xiàn)狀，以期為合理使用沼液植物病蟲害防治提供依據(jù)，為拓寬沼液利用途徑、提高沼液利用率提供參考。

1 沼液防治的植物病蟲害種類

1.1 沼液防治的植物病害的種類

對相關(guān)報(bào)道進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，沼液可以預(yù)防糧食作物、經(jīng)濟(jì)作物等30多種作物的90種病害，參見表1?？梢钥闯觯饕乐沃参镎婢圆『?，其次是細(xì)菌性、病毒性病害，不僅能防治植物地上部分葉部、莖部病害，而且能夠防治根部病害。

1.2 沼液防治的植物害蟲種類

從報(bào)道的資料可以看出，沼液主要防治糧食作物和經(jīng)濟(jì)作物60多種害蟲，參見表2。

2 防治病蟲害效果

2.1 降低病蟲害發(fā)生率

許多研究表明，作物使用沼液能減輕病蟲害發(fā)生的作用。董曉濤[28]等，利用不同濃度沼液對番茄幼苗進(jìn)行葉面噴施防治葉霉病，當(dāng)沼液濃度分別為50%，75%和100%時(shí)，明顯降低番茄苗期病情指數(shù)，抑制番茄葉霉病原菌孢子的萌發(fā)率，提高葉片的葉綠素含量。高燕[39]等的研究表明，噴施沼液組較對照均可不同程度降低桃樹縮葉病的發(fā)生，其中以沼液稀釋倍數(shù)為1/8處理的效果最好，于第3次噴施后7a，病葉率由50%降低至8%，枝條新葉平均增加5片，枝條生長了4 cm，均高于其它處理；其次為沼液稀釋倍數(shù)為1/4和1/16的處理，病葉率分別由45%降低至10%，由52%降低至15%。

表1 沼液防治的植物病害種類

表2 沼液防治的害蟲種類

周超[55，58]等在室內(nèi)對異型眼蕈蚊、韭菜遲眼蕈蚊成蟲、幼蟲的驅(qū)避、拒食、產(chǎn)卵選擇性進(jìn)行測定，純沼液處理后，幼蟲驅(qū)避率、拒食率分別達(dá)43.25%和40.21%，雌雄成蟲選擇系數(shù)分別為-0.61和-0.45，雌成蟲產(chǎn)卵驅(qū)避率為33.47%。對韭菜遲眼蕈蚊幼蟲的驅(qū)避率、拒食率分別達(dá)55.30%和53.81%，雌雄成蟲選擇反應(yīng)率分別為33.20%和30.50%，對雌蟲產(chǎn)卵驅(qū)避率為36.82%；以沼液∶水(l∶1)處理幼蟲、成蟲，隨著時(shí)間的延長防效逐漸提高，處理后15 d防效達(dá)到最大，分別為43.16%和56.50%。桑得福[59]等施用沼液復(fù)方殺蟲劑防治小麥蚜蟲，用量為525 kg·hm-2和600 kg·hm-2時(shí)可達(dá)到與殺蟲劑抗蚜威同等的防治效果。王春華[60]等通過對棉花不同生長發(fā)育期噴施沼液、磷酸二氫鉀和清水的研究表明，早期噴施沼液和磷酸二氫鉀均能不同程度的抑制田間蟲口數(shù)量增長和蚜蟲擴(kuò)散，對蚜蟲的蟲口數(shù)量減弱作用可持續(xù)10 d左右。

2.2 提高產(chǎn)量

李尚金[46]等對魔芋應(yīng)用沼液后，每667 m2增產(chǎn)82.9～147.4 kg，灌根+噴施相對防效為37.4%，魔芋軟腐病病情指數(shù)最低。剡學(xué)文[16]等用沼液浸泡麥種和噴施小麥，小麥營養(yǎng)生長旺盛，可抑菌并刺激小麥增強(qiáng)抗逆性，減少全蝕病發(fā)生，提高產(chǎn)量，用沼液浸種、抽穗期噴施25%沼液，小麥產(chǎn)量比對照增產(chǎn)60.64%。桑得福[59]等施用沼液復(fù)方殺蟲劑防治小麥蚜蟲具有顯著的增產(chǎn)效果，且增產(chǎn)效果要好于殺蟲劑抗蚜威，增產(chǎn)幅度可達(dá)30.26%。隆祖燕[36]等用沼液灌根，不僅極顯著降低辣椒炭疽病、白斑病、黑斑病和青枯病的發(fā)生，而且能使辣椒增產(chǎn)29.75%。

沼液與一些農(nóng)藥混用會(huì)產(chǎn)生增效作用，比如沼液與氧化樂果混合噴施麥田，平均殺蟲率達(dá)99.25%，比單用氧化樂果等農(nóng)藥防治的殺蚜率提高5%；與樂果混合噴施麥田平均殺蟲率達(dá)98.3%，提高殺蟲率15%；應(yīng)用沼液防治蚜蟲，可減少農(nóng)藥用量60%以上[61]。

2.3 提高品質(zhì)

趙玲[62]等用50%沼液處理草霉產(chǎn)量較好，并有效地降低果實(shí)的酸度和亞硝酸鹽的含量，果實(shí)維生素C含量、固形物含量、固酸比，分別比化肥處理提高62.5%，10.5%，41.7%。徐衛(wèi)紅[63]，在施用氮磷鉀化肥基礎(chǔ)上，每營養(yǎng)缽增施沼液500 mL不但能改善蔬菜營養(yǎng)品質(zhì)，使萵筍和生菜硝酸鹽含量分別降低53.5%和45.5%，而且可使2種蔬菜分別增產(chǎn)51.0%和56.7%。周倩倩[64]等以4年生枸杞寧杞一號(hào)為供試材料，增施沼液可加快枸杞的新梢生長，提高葉面積和葉綠素含量，促進(jìn)多糖、類胡蘿卜素、黃酮和甜菜堿的積累，同時(shí)增加枸杞果實(shí)百粒質(zhì)量及產(chǎn)量。

2.4 對環(huán)境污染小

從表2可以看出，沼液防治的害蟲大多屬于r—對策害蟲。這類害蟲有的以孤雌生殖方式在短時(shí)間內(nèi)迅速擴(kuò)增種群數(shù)量，種群受干擾后恢復(fù)能力強(qiáng)；有的則通過長距離遷飛在大范圍內(nèi)遷移為害。這些害蟲既可直接刺吸、產(chǎn)卵為害，也可將分泌物蓋布在植株表面影響植物生長，還可傳播植物病毒病等。根據(jù)該類害蟲的發(fā)生及為害特點(diǎn)，生產(chǎn)上多采用化學(xué)防治手段，結(jié)果導(dǎo)致其對多種藥劑產(chǎn)生不同程度抗性，使防效降低，再猖獗[65]，而且如果依靠生物防治很難收到令人滿意的效果。而使用沼液防治這類害蟲，彌補(bǔ)了化學(xué)防治、生物防治的不足，減少了農(nóng)藥使用量和使用次數(shù)。

3 沼液防治病蟲害的機(jī)理

沼液是一種復(fù)雜的有機(jī)、無機(jī)營養(yǎng)和微生物及其代謝產(chǎn)物的混合群體，因此，其對植物病蟲害的防治作用可能是多效疊加和選擇性的結(jié)果。

3.1 提高植株抗病蟲能力

沼液中含有豐富的氮、磷、鉀等大量元素以及一定量的激素和生長素類物質(zhì)，可使植物氮、磷、鉀養(yǎng)分需求達(dá)到平衡，并且沼液中的礦質(zhì)養(yǎng)分可以直接被葉片吸收和運(yùn)轉(zhuǎn)，及時(shí)供應(yīng)植株所需養(yǎng)分，同時(shí)其所含生長素和激素為植株生長提供了有效的調(diào)節(jié)物質(zhì)[66-67]；沼液中的微生物通過改變植株的葉面微生態(tài)平衡，抑制病原微生物在植株上的寄生關(guān)系的建立和病程的發(fā)展[14]。噴施沼液的植株均表現(xiàn)葉綠素含量增高，葉綠素含量的多少與植株抗病性的強(qiáng)弱呈正相關(guān)，即植物體內(nèi)葉綠素含量愈高，抗病性越強(qiáng)；噴施沼液的植株過氧化物酶活性均有所降低，過氧化物酶通常在老化組織中含量較高，過氧化物酶含量越低植株抗病性越強(qiáng)[28]。噴施沼液的植物生長健壯，增加了植物的抗病性、抗蟲性與抗逆性。

3.2 直接抑制作用

沼液之所以能夠防治植物病害，主要是因?yàn)檎右簩χ参锊≡忻黠@的抑制作用，如抑制病原菌孢子萌發(fā)、菌絲生長、分生孢子的形成等。特別是有機(jī)酸中的丁酸和植物激素中的赤霉素、吲哚乙酸及維生素B12對病菌有明顯的抑制作用[11]，同時(shí)經(jīng)沼液浸過的種子能長時(shí)間釋放乙烯等，能抑制病菌[11，16]。近年來，有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道的沼液對植物病原菌有抑制作用的，參見表3。

表3 沼液抑制病原菌種類

3.3 直接殺滅作用

聶瑩[44]等通過對沼液中幾種抗生素的高效液相色譜檢測發(fā)現(xiàn)，豬糞沼液中3種常見抗生素都存在，而且含量偏高，土霉素0.08347 mg·L-1，四環(huán)素0.04907 mg·L-1，金霉素0.04229 mg·L-1，多次噴施對細(xì)菌性病害有比較好的防治效果，沼液4次以上的連續(xù)噴施與細(xì)菌性病害防治的常用農(nóng)藥鏈霉素效果相當(dāng)。李文濤[68]等利用牛糞發(fā)酵沼液中的菌群進(jìn)行純化與篩選，獲得2株生物防治菌nfd-9和nfd-16，鑒定其為哈茨木霉(Trichodermaharzianum)和米根霉(Rhizopusoryzae)，通過掃描電鏡得到沼液中米根霉菌和哈茨木霉菌的競爭、拮抗和重寄生等作用來抑制立枯病菌，從而到達(dá)防治病害的目的。

4 存在的問題

由于我國農(nóng)村用以厭氧發(fā)酵的原料很多，從禽畜糞便到樹木枝葉都可以利用，而所用發(fā)酵原料的種類、比例和條件不同，使沼液的成分、性質(zhì)等不同，導(dǎo)致抗病防蟲功效存在很大差異。因此有人對沼液殺蟲劑產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)行了探索，如張全國[54]等選用木醋液、殺蟲抗生素、印楝素、魚藤酮、煙堿、苦參堿、草木灰及蓖麻葉浸出液等能夠增強(qiáng)毒殺害蟲能力的多種原料與沼液混配制成不同類型的沼液復(fù)合型殺蟲劑，用5種不同的沼液復(fù)合型殺蟲劑對蚜蟲均有顯著殺滅效果，進(jìn)一步推動(dòng)沼液的高品位商品化利用進(jìn)程。

沼液對大氣環(huán)境、土壤環(huán)境、地下水環(huán)境等方面影響的研究還不夠深入，對環(huán)境的安全性評價(jià)尚不全面、未有定論，因此，沼液的過量使用是否會(huì)對植物生長環(huán)境產(chǎn)生不良影響，需要進(jìn)一步研究。

目前關(guān)于沼液防治病蟲害效果的研究仍處于探索階段，對于沼液的抑菌殺蟲方式、途徑，以及沼液中的抑菌成分殺蟲是否可以具有可提取性等都還需要進(jìn)一步了解。

需要指出的是，無論是沼液對植物病原菌的抑制作用的研究，還是沼液對植物病蟲害防治的研究，大多數(shù)研究者沒有對研究對象進(jìn)行種類鑒定。如為害小麥的蚜蟲種類主要有3種，分別是麥長管蚜[Stitobiomavenae(Fabricius)]，麥二叉蚜[Schizaphisgraminium(Rondani)和禾谷縊管蚜[Rhopalosiphunpadi(Linnaeus)，在一些地方禾谷縊管蚜對吡蟲啉的敏感度是麥長管蚜的3～4倍(基于LC50的比較)[70]。也即同一種農(nóng)藥對不同蚜蟲種間的選擇毒性不同。不對病原物、昆蟲等研究對象進(jìn)行分類鑒定，或者鑒定得不準(zhǔn)確，可能致使研究結(jié)果不準(zhǔn)確，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的指導(dǎo)意義大打折扣。