生物防治在農(nóng)業(yè)病蟲害防治中的應(yīng)用現(xiàn)狀及研究展望

摘? ? 要：病蟲害對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有較大威脅，已成為嚴重限制我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要因素。為有效降低病蟲害對農(nóng)作物的影響，遵循可持續(xù)發(fā)展觀的要求，生物防治因具有高效、無毒副作用、成本低等特點已經(jīng)成為國際農(nóng)業(yè)病蟲害的研究熱點。文章介紹了農(nóng)業(yè)病蟲害、生物防治的涵義和生物防治技術(shù)的優(yōu)勢，并基于技術(shù)角度闡述了生物防治在植物性農(nóng)藥、微生物防治、以蟲治蟲、昆蟲性信息素等方面的應(yīng)用現(xiàn)狀。以蚜蟲、蝗蟲為重點研究對象，分析探討了多種生物防治手段，提出了生物防治中存在的各種問題及解決措施，探索與展望了生物防治在未來農(nóng)業(yè)病蟲害防治方面的研究方向。

關(guān)鍵詞：病蟲害；生物防治；微生物防治；天敵資源

文章編號：1005-2690（2023）12-0106-03? ? ? ?中國圖書分類號：S476? ? ? ?文獻標志碼：B

農(nóng)業(yè)是我國經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)，也是國家安全的重要保障，國家頒布的農(nóng)村改革發(fā)展政策也足以窺見對高質(zhì)量農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重視。但是現(xiàn)階段我國多數(shù)農(nóng)業(yè)種植都是以家庭為單位，病蟲害防治是以化學(xué)農(nóng)藥為主，這樣不利于農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。生物防治技術(shù)是將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中置身于小型生態(tài)系統(tǒng)中，通過天敵對抗的方式殺滅為害農(nóng)作物的病蟲害[1]，具有成本低、效果好、可持續(xù)防治等特點，目前得到了廣泛推廣和應(yīng)用。因此，在農(nóng)業(yè)病蟲害防治中應(yīng)加大生物防治技術(shù)創(chuàng)新力度，避免對生態(tài)環(huán)境造成污染，實現(xiàn)人與自然和諧發(fā)展。

1 農(nóng)業(yè)病蟲害生物防治概述

1.1 生物防治涵義

大自然生物圈內(nèi)的生物存在寄生、共生、天敵等多種關(guān)聯(lián)，基于對這種關(guān)系的研究，可以在農(nóng)作物生長過程中通過改變其基因和生長環(huán)境來影響種植結(jié)果[1]。生物防治技術(shù)可以利用多種生物與病蟲害之間的聯(lián)系逐步縮小害蟲的活動范圍，并有效減少其對農(nóng)作物的傷害，降低農(nóng)民的損失，但是因為生物活動有其特定的時間規(guī)律，所以無法在短時間內(nèi)見到效果。實踐證明，生物防治可以解決病蟲害抗藥性問題，能在不破壞種植環(huán)境及保持生態(tài)平衡的環(huán)境下實現(xiàn)農(nóng)作物高質(zhì)量生產(chǎn)。

1.2 生物防治對種植業(yè)的價值

我國地域廣闊，氣候、土壤等地理因素差異較大，病蟲害可能會產(chǎn)生不同的變異類型，這就導(dǎo)致化學(xué)防治病蟲害的方法無法適應(yīng)全部的土地及環(huán)境類型。生物防治是依靠當(dāng)?shù)睾οx生存條件及特有物種對農(nóng)作物病蟲害開展治理，所以可以適應(yīng)不同的環(huán)境變化[2]。長期噴灑化學(xué)農(nóng)藥會使病蟲害產(chǎn)生相應(yīng)的抗藥性基因，生物防治則不會出現(xiàn)此類情況，而且堅持應(yīng)用生物防治技術(shù)能將種植農(nóng)作物的生長環(huán)境逐漸調(diào)整成為動態(tài)平衡的狀態(tài)，為農(nóng)作物生長提供了良好環(huán)境。

1.3 生物防治的綜合治理效果

各地自然環(huán)境不同，所以生物防治的注意事項與結(jié)果也不盡相同。例如，廣東與吉林相距甚遠，比較兩省的不同治理情況也可以體現(xiàn)不同治理方式的具體效果。吉林經(jīng)過多年的生物防治研究與試驗，通過基因篩選的方法完成了對黑穗病、玉米大斑病的防治。研究發(fā)現(xiàn)，球孢白僵菌、赤眼蜂可對玉米螟和水稻螟等多種糧食害蟲產(chǎn)生影響[3]，科研人員根據(jù)這一研究為吉林乃至東北及華北地區(qū)的糧食種植提供了巨大幫助。廣東地處亞熱帶地區(qū)，林木、水果與糖類作物種植較多，赤眼蜂可以幫助該地區(qū)防治林木類病蟲害。為解決逐漸增多的赤眼蜂需求，研究人員研制出了全國首臺全自動控制生產(chǎn)人造卵卡機幫助大量繁殖赤眼蜂，目前赤眼蜂除用于防治林業(yè)病蟲害防治外，也用于防治糧食作物與糖類作物[4]。

2 農(nóng)業(yè)生物防治的主要要求

2.1 前期合理布局

通過上述對吉林、廣東兩地不同生物治理方式的分析，可以知道根據(jù)不同地區(qū)的情況進行事前布局十分重要。我國有黑土地、黃土地與紅土地等，氣候區(qū)有溫帶、亞熱帶和熱帶等，不同環(huán)境下優(yōu)勢作物種類不同，伴生的病蟲害也有區(qū)別。生物防治技術(shù)在應(yīng)用的過程中需結(jié)合農(nóng)作物的類型和地域特點，提前開展專業(yè)化布局[5]。例如玉米與大豆交替種植可以提高土壤中的氮含量，增強生物防治的效果。因此，應(yīng)合理規(guī)劃包含對土壤、氣候環(huán)境、農(nóng)作物種植情況以及技術(shù)的應(yīng)用布局。

2.2 了解病蟲害基本規(guī)律

各種鱗翅目、半翅目及全翅目昆蟲是糧食作物的主要蟲害來源類型，其在玉米、水稻、大豆和小麥之間的活動時間不同，防治規(guī)律也有區(qū)別。所以研究不同病蟲害活動的基本規(guī)律及天敵情況，并在農(nóng)業(yè)種植中加以合理利用，才能達到理想的治理效果。農(nóng)業(yè)工作人員應(yīng)在土地質(zhì)量、土壤微生物情況、病蟲害類型及繁殖規(guī)律等方面進行深入研究，了解不同昆蟲的病害形成機制及農(nóng)作物發(fā)病規(guī)律。

3 生物防治在農(nóng)業(yè)種植中的應(yīng)用

3.1 微生物農(nóng)藥

微生物防治通過對細菌、真菌、病毒等生物的提取、修飾來對農(nóng)業(yè)病蟲害產(chǎn)生抑制作用。常見的微生物農(nóng)藥殺蟲劑有蘇云金芽孢桿菌、球孢白僵菌、甜菜夜蛾核型多角體病毒等；常見的微生物殺菌劑有枯草芽孢桿菌、淡紫擬青霉、木霉等。微生物農(nóng)藥的優(yōu)勢有1次管多代、促進農(nóng)作物發(fā)育、改善微生態(tài)環(huán)境等。我國現(xiàn)有生物殺蟲農(nóng)藥30余種，年產(chǎn)制劑超8萬t。每年新登記的微生物農(nóng)藥種類以4％的速度增加，擺脫了依靠外國進口菌株的局面。以昆蟲病原菌為例，我國蘇云桿菌制劑已有80多個廠家開發(fā)生產(chǎn)，實際使用面積已經(jīng)超過600萬hm2。

利用病原微生物作為生物殺蟲劑，具有綠色、高效、持續(xù)控制害蟲等特點。例如，蝗蟲微孢子是生物防治蝗蟲方面最早開發(fā)的微生物制劑[6]，蝗蟲微孢子進入蝗蟲消化道后，長出極絲尖端，到達血腔開始無性繁殖，釋放孢原，蝗蟲感染后壽命將大大縮短且喪失生殖能力。蝗蟲病原真菌也是常見的蝗蟲病原微生物，其中白僵菌和綠僵菌在生物防治試驗中示范較多。專門寄生在蝗蟲體內(nèi)的綠僵菌依靠分泌的蛋白酶可以滲透蝗蟲體壁組織，滅殺效果良好。其中綠僵菌生物制劑在實際應(yīng)用方面取得了一定進展?；认x病毒主要指依靠蝗蟲作為宿主，在體內(nèi)增殖，并且表現(xiàn)出一系列病原性的病毒。目前可以實現(xiàn)在體外量產(chǎn)的蝗蟲痘病毒以黑血蝗痘病毒為主?；认x病原細菌可以根據(jù)不同環(huán)境下對蝗蟲種群進行不同程度的生物調(diào)節(jié)，主要研究方向在桿菌屬于假單胞菌屬方面，如蘇云金芽孢桿菌的致病原理是其含有對飛蝗有毒性的Bt毒蛋白。

此外，國內(nèi)的微生物農(nóng)藥研究對小麥病蟲害防治的作用也十分顯著。芽孢桿菌、放線菌等生防菌可以通過抑制禾谷鐮孢菌生長或搶奪其營養(yǎng)物質(zhì)與生存空間等方式制約病菌生長[7]。

3.2 植物性農(nóng)藥

植物性農(nóng)藥不會存在高污染現(xiàn)象，且生產(chǎn)成本較低，防治效果理想，我國在相關(guān)研究和使用方面一直處于領(lǐng)先水平。植物性農(nóng)藥的活性成分取自自然界，使用后可以自然降解。植物性農(nóng)藥從植物中提取成分，例如川楝素制劑、大蒜素、煙堿制劑等。我國對于萌芽階段的櫟樹林花布燈蛾的生物防治主要采用飛機噴灑含木煙堿的植物性農(nóng)藥，可以大規(guī)模、高效、便捷地消滅害蟲。近幾年我國在植物性殺蟲劑、植物性殺菌劑方面研究越來越深入，主要應(yīng)用在我國南方。

3.3 以蟲治蟲

以蟲治蟲生物防治法是通過了解當(dāng)?shù)夭煌ハx的天敵關(guān)系、食性范圍、生活習(xí)性來達到防治目的。以蟲治蟲強調(diào)綜合治理，調(diào)查病蟲害產(chǎn)生的原因，通過生物防治的技術(shù)手段優(yōu)化生態(tài)系統(tǒng)的平衡性。在我國，依據(jù)昆蟲種類多樣化的國情開發(fā)了天敵昆蟲的生物防治手段。例如，針對玉米螟類對玉米等農(nóng)作物危害極大的農(nóng)業(yè)害蟲，運用天敵赤眼蜂生物防治方法。

蚜蟲寄生蜂作為生物防治蚜蟲的重要手段，是人工釋放出蚜蟲的天敵昆蟲，我國對煙蚜繭蜂的人工培育比較成功[8]。雌成蟲將卵產(chǎn)于寄主體內(nèi)，幼蟲吸食寄主身體逐漸發(fā)育，成蟲后可以在體外自由活動。生物防治蚜蟲的另一重要手段是利用其捕食性天敵，蚜蟲捕食性天敵研究較多的有瓢蟲、草蛉等，其中瓢蟲屬于蛸翅目甲科昆蟲，經(jīng)常被用于麥田間的蚜蟲生物防治試驗中。異色瓢蟲對于豌豆修尾蚜蟲的捕殺生物防治效果較好，捕食能力高于七星瓢蟲。值得注意的是，多種捕食性天敵混合釋放效果不一定能夠疊加，需要考慮到彼此之間的競爭關(guān)系，包括對空間、資源的競爭等。例如，異色瓢蟲對其他捕食性瓢蟲表現(xiàn)出極強的競爭力；蚜蟲的捕食性天敵草蛉在不同生長階段可以防治不同種類的害蟲，如草蛉對桃蚜蟲、豆蚜蟲的生物防治。在捕食性天敵研究方面應(yīng)著重關(guān)注滯育、生態(tài)風(fēng)險、人工養(yǎng)殖飼料使用與配方等方面。生物防治蚜蟲的其他方法有病原微生物防治，對蚜蟲的病原微生物防治主要有白僵菌、耳霉菌等，防治蚜蟲的種類有煙蚜蟲、甘藍蚜、枸杞蚜蟲等，研究重點在于不同菌株對于不同種類蚜蟲的毒性評定以及最佳施用濃度、時間。

3.4 昆蟲性信息素

昆蟲性信息素指昆蟲成熟后釋放的一種微量化學(xué)物質(zhì)。昆蟲性信息素既可以用于干擾昆蟲之間的交配繁衍行為，又可以用于大量誘捕處于成熟期的昆蟲。我國通過在專門區(qū)域釋放昆蟲性信息素，以此誘捕、監(jiān)測昆蟲種群來控制外來入侵害蟲的種群動態(tài)，例如美國白蛾等。目前，我國已經(jīng)人工合成60多種重要的昆蟲性信息素，均制成制劑應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。

綠色殺蝗制劑的應(yīng)用包括利用蝗蟲本身產(chǎn)生的化學(xué)信息物質(zhì)進行生物防治，例如成熟信息素、聚集信息素等。協(xié)調(diào)配合使用飛蝗信息素可以減少化學(xué)農(nóng)藥的使用，以此降低蝗蟲對農(nóng)藥的敏感性。國內(nèi)應(yīng)用較多、較為成熟的殺蝗制劑主要是利用殺蝗微生物的次生代謝物，包括細菌、真菌、放線菌等一系列微生物產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物。此外，植物次生代謝產(chǎn)物也催生了殺蝗植物型農(nóng)藥，例如印楝素對蝗蟲進食產(chǎn)生的破壞性影響。

3.5 多品種混種或間套種植

植物在生長過程中對周圍環(huán)境會產(chǎn)生外部影響，分析不同植物的作用效果，可以選擇合適的混種或間種方式提高農(nóng)作物的抗病能力。如在1塊土地中種植2種及以上作物，可以選擇在前1種作物的生長后期利用作物間隙種植后1種植物，這樣既能合理利用空間，也能提高種植質(zhì)量。

4 病蟲害生物防治技術(shù)的優(yōu)化策略

受外界環(huán)境等多種因素影響，農(nóng)作物在生長階段會出現(xiàn)不同的病蟲害，研究人員應(yīng)深入研究農(nóng)業(yè)病蟲害的發(fā)生規(guī)律，及時調(diào)整防治策略，降低農(nóng)業(yè)病蟲害發(fā)生概率。有關(guān)部門需要科普宣傳生物防治技術(shù)，使大眾正確、全面地了解生物防治的涵義及優(yōu)勢。讓廣大農(nóng)民認可、支持應(yīng)用生物防治技術(shù)。政府部門還需要加大資金投入力度，支持生物防治技術(shù)的研究，建立完善的基礎(chǔ)設(shè)施，推廣生物防治設(shè)備的應(yīng)用。建議政府部門根據(jù)生態(tài)主體劃分，因地制宜選擇不同防治技術(shù)，統(tǒng)一協(xié)調(diào)當(dāng)?shù)卣w布局，各省、市根據(jù)區(qū)域特點對于生物防治企業(yè)和相關(guān)行業(yè)組織予以經(jīng)濟、政策支持。在技術(shù)方面，以蟲治蟲的方式應(yīng)用較廣，但是由于天敵昆蟲需求眾多，無法滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求，所以應(yīng)加大天敵昆蟲的研究力度，提高生產(chǎn)工藝，也可以通過改進生產(chǎn)設(shè)備、提高運輸貯藏服務(wù)質(zhì)量以及增強質(zhì)量檢測等多方面綜合開展。

5 生物防治農(nóng)業(yè)病蟲害的發(fā)展趨勢及展望

生物防治的本質(zhì)在于生態(tài)調(diào)控，綜合治理將成為生物防治的發(fā)展趨勢。將病蟲害發(fā)生區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)調(diào)控平衡，主要調(diào)控生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能等方面。利用生態(tài)系統(tǒng)工程的理念與方法進行整體分析、評估，設(shè)計出防治農(nóng)業(yè)病蟲害的防治方案，以該區(qū)域生態(tài)環(huán)境的土壤、氣候、農(nóng)作物種類、病蟲害種類等為主要分析對象，綜合評價后制訂綜合治理方案。生物防治在發(fā)展過程中的重點難點在于新技術(shù)的突破。以轉(zhuǎn)基因技術(shù)為例，該項技術(shù)可以在生物制劑方面起到極大助力作用。因為具有生物防治效果的微生物代謝產(chǎn)物活性一般不穩(wěn)定，利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將其提取到另一基質(zhì)中進行保存、運輸，已成為轉(zhuǎn)基因技術(shù)的新突破點。

6 結(jié)束語

生物防治是應(yīng)對農(nóng)業(yè)病蟲害的重要技術(shù)，該技術(shù)不僅符合國家倡導(dǎo)的農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展要求，更符合“地球村”的生態(tài)理念。在實際應(yīng)用中需要有關(guān)部門加大推廣與宣傳力度，將生物防治理念深入基層群眾。研發(fā)人員應(yīng)將目光聚焦在綠色劑型的應(yīng)用研究上，方便、綠色、高效的生物制劑將成為發(fā)展趨勢，生物防治將成為農(nóng)業(yè)病蟲害防治中的重點舉措。

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（編輯：師莉娟）

作者簡介：朱開成（1964—），男，漢族，山東寧陽人，?？?，高級農(nóng)藝師，研究方向為植物保護。