生物多樣性原理與生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展

    美國(guó)上世紀(jì)70年代爆發(fā)的玉米小斑病，我國(guó)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(lái)環(huán)境破壞和食品問(wèn)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(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。——朱有勇

 

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    1.種植業(yè)中的難關(guān)——病蟲害問(wèn)題

    在過(guò)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(guó)、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(wàn)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(wàn)個(gè)，現(xiàn)在才有500多個(gè)；玉米由1萬(wàn)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(wèn)題：病蟲害發(fā)生嚴(yán)重。這些例子太多，比如美國(guó)上世紀(jì)70年代爆發(fā)的玉米小斑病，我國(guó)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(wèn)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(lái)環(huán)境破壞和食品問(wèn)題。

    農(nóng)業(yè)的病蟲害問(wèn)題十分嚴(yán)重，各國(guó)科學(xué)家都在尋找解決的辦法。他們提出了很多思路，通過(guò)多系品種，利用水平抗性，聚合育種，育成廣譜抗病蟲品種。國(guó)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(duì)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(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。經(jīng)過(guò)十多年的實(shí)驗(yàn)，得到國(guó)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(duì)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(guó)糧農(nóng)組織科學(xué)技術(shù)研究一等獎(jiǎng)。

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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(shuō)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(lái)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。回到作物上，品種多樣化了，病菌也就多樣了，會(huì)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(huì)大量產(chǎn)生。

    第二個(gè)是化感作用。作物之間不會(huì)說(shuō)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(shuō)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(huì)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(huì)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(lái)，促進(jìn)生長(zhǎng)。

    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(guò)障礙，對(duì)它們來(lái)說(shuō)，就像翻長(zhǎng)城一樣，翻不過(guò)去，防火墻一樣阻隔了有害生物的傳播。如果是一百萬(wàn)畝、兩百萬(wàn)畝大面積去做，病蟲害大發(fā)生會(huì)越來(lái)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(huì)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(huì)用頭撞水稻，把蟲子撞下來(lái)后吃掉，由此形成了一個(gè)生物鏈，這些都是通過(guò)做實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證知道的。