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(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有較大威脅，已成為嚴(yán)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(duì)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(diǎn)已經(jīng)成為國際農(nóng)業(yè)病蟲害的研究熱點(diǎn)。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(shì)，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(diǎn)研究對(duì)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(hào)：1005-2690（2023）12-0106-03? ? ? ?中國圖書分類號(hào)：S476? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

農(nóng)業(yè)是我國經(jīng)濟(jì)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(duì)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(duì)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(diǎn)，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(duì)生態(tài)環(huán)境造成污染，實(shí)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(duì)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(dòng)范圍，并有效減少其對(duì)農(nóng)作物的傷害，降低農(nóng)民的損失，但是因?yàn)樯锘顒?dòng)有其特定的時(shí)間規(guī)律，所以無法在短時(shí)間內(nèi)見到效果。實(shí)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(shí)現(xiàn)農(nóng)作物高質(zhì)量生產(chǎn)。

1.2 生物防治對(duì)種植業(yè)的價(jià)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(huì)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(duì)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(huì)使病蟲害產(chǎn)生相應(yīng)的抗藥性基因，生物防治則不會(huì)出現(xiàn)此類情況，而且堅(jiān)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(dòng)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(xiàng)與結(jié)果也不盡相同。例如，廣東與吉林相距甚遠(yuǎn)，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(yàn)，通過基因篩選的方法完成了對(duì)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(duì)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(tái)全自動(dòng)控制生產(chǎn)人造卵卡機(jī)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(duì)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(jìn)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(shì)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(diǎn)，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(qiáng)生物防治的效果。因此，應(yīng)合理規(guī)劃包含對(duì)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(dòng)時(shí)間不同，防治規(guī)律也有區(qū)別。所以研究不同病蟲害活動(dòng)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(dá)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(jìn)行深入研究，了解不同昆蟲的病害形成機(jī)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(duì)細(xì)菌、真菌、病毒等生物的提取、修飾來對(duì)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(shì)有1次管多代、促進(jìn)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(jìn)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(gè)廠家開發(fā)生產(chǎn)，實(shí)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(diǎn)。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(jìn)入蝗蟲消化道后，長出極絲尖端，到達(dá)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?；认x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(yàn)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(shí)際應(yīng)用方面取得了一定進(jìn)展。蝗蟲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(shí)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(xì)菌可以根據(jù)不同環(huán)境下對(duì)蝗蟲種群進(jìn)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(duì)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(duì)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(huì)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(duì)于萌芽階段的櫟樹林花布燈蛾的生物防治主要采用飛機(jī)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(dá)到防治目的。以蟲治蟲強(qiáng)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(duì)玉米螟類對(duì)玉米等農(nóng)作物危害極大的農(nóng)業(yè)害蟲，運(yùn)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(duì)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(dòng)。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(yàn)中。異色瓢蟲對(duì)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(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，包括對(duì)空間、資源的競(jìng)爭(zhēng)等。例如，異色瓢蟲對(duì)其他捕食性瓢蟲表現(xiàn)出極強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)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(duì)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(xiǎn)、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(duì)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(lán)蚜、枸杞蚜蟲等，研究重點(diǎn)在于不同菌株對(duì)于不同種類蚜蟲的毒性評(píng)定以及最佳施用濃度、時(shí)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(cè)昆蟲種群來控制外來入侵害蟲的種群動(dòng)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(jìn)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(duì)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(xì)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(duì)蝗蟲進(jìn)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(duì)周圍環(huán)境會(huì)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(huì)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(shí)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(shì)。讓廣大農(nóng)民認(rèn)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(diǎn)對(duì)于生物防治企業(yè)和相關(guān)行業(yè)組織予以經(jīng)濟(jì)、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(jìn)生產(chǎn)設(shè)備、提高運(yùn)輸貯藏服務(wù)質(zhì)量以及增強(qiáng)質(zhì)量檢測(cè)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(shì)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(shì)。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(jìn)行整體分析、評(píng)估，設(shè)計(jì)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(duì)象，綜合評(píng)價(jià)后制訂綜合治理方案。生物防治在發(fā)展過程中的重點(diǎn)難點(diǎn)在于新技術(shù)的突破。以轉(zhuǎn)基因技術(shù)為例，該項(xiàng)技術(shù)可以在生物制劑方面起到極大助力作用。因?yàn)榫哂猩锓乐涡Ч奈⑸锎x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(jìn)行保存、運(yùn)輸，已成為轉(zhuǎn)基因技術(shù)的新突破點(diǎn)。

6 結(jié)束語

生物防治是應(yīng)對(duì)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(shí)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(shì)，生物防治將成為農(nóng)業(yè)病蟲害防治中的重點(diǎn)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，?？疲呒?jí)農(nóng)藝師，研究方向?yàn)橹参锉Ｗo(hù)。