季香云(上海市農業科學院生態環境保護研究所)
化學農藥防治是保障農作物免受病蟲災害的重要手段,也是當前農業生產中影響食品安全的重要因素之一。在農業生產中,過度依賴化學農藥而導致的農藥殘留、害蟲抗藥性和次要害蟲再猖獗等“3R”問題仍十分突出。隨著人民生活水平的不斷提高,安全、優質、潔凈的農產品已成為市民的必然需求。因此如何解決農業生產、害蟲防治和農產品安全之間的矛盾,改進農業害蟲防治方法,減少農藥使用量,降低農藥殘留量,從源頭上控制農藥殘留污染,是各級政府和廣大消費者的共同呼聲,也是農業安全生產中亟待解決的科技問題。
生物防治是利用有益生物或其他生物來抑制或消滅有害生物的一種防治方法,利用生態系統中各種生物之間相互依存、相互制約的生態學現象和某些生物學特性,以防治危害農業、倉儲、建筑物和人群健康的生物的措施。目前用于生物防治的生物可分為三類:①寄生性生物,包括寄生蜂、寄生蠅等;②病原微生物,包括蘇蕓金桿菌、白僵菌、病毒等;③捕食性生物,包括草蛉、瓢蟲、步行蟲、畸螯螨、鈍綏螨、蜘蛛、蛙等以及許多食蟲益鳥等。
利用寄生性天敵赤眼蜂防治農林害蟲是世界上應用面積最大、范圍最廣、效果最好的生物防治技術之一,成功研制出了利用大卵、小卵和人造卵繁殖赤眼蜂的技術和工藝流程,機械化和半機械化生產機械。我國在廣東、吉林、遼寧、北京等地建立了規模化赤眼蜂生產基地,已具有商品化大批量生產松毛蟲赤眼蜂、螟黃赤眼蜂的能力。在廣泛用于防治水稻、玉米、棉花、甘蔗害蟲和松毛蟲的基礎上,近年來赤眼蜂還被用于果樹林木、蔬菜等作物害蟲的防治。
中紅側溝繭蜂和淡足側溝繭蜂是棉鈴蟲和夜蛾等重要害蟲的幼蟲寄生蜂。通過多年的研究,目前已形成了人工繁育工藝技術流程,達到了常年批量生產的水平,建立起完善的田間釋放技術,中紅側溝繭蜂已在新疆和河北用于大面積防治棉鈴蟲,防治效果達60%-70%。
利用病原微生物進行害蟲防治,已經取得巨大成功,昆蟲病原細菌中應用范圍最廣和研究最深入的是蘇云金桿菌(Bt)。我國現有80多個廠家開發生產,年產量達3萬噸以上,實際使用面積達近600萬公頃。應用最廣的殺蟲真菌是白僵菌、綠僵菌、蠟蚧輪枝菌和蟲瘟霉,目前在農業部登記的白僵菌有球孢蟲白僵菌 (主要用于防治松毛蟲和玉米螟)和布氏白僵菌(主要用于防治花生蠐螬)兩種,登記劑型有粉劑、可濕性粉劑或油懸浮劑。昆蟲病毒中能用于農作物防治害蟲的病毒主要是桿狀病毒科的核型多角體病毒和顆粒體病毒以及呼腸孤病毒科的質型多角體病毒。其中甜菜夜蛾核型多角體病毒、小菜蛾顆粒體病毒等已經制成病毒制劑,成功地用于田間防治。
昆蟲信息素及其應用.目前我國已經人工合成了超過50種以上重要昆蟲性信息素,并制成了相應的性誘劑應用于蟲情監測、大量誘捕、釋放干擾交配、配合治蟲、區域害蟲檢疫和種類鑒定等。在性誘劑應用方面,許多害蟲的控制已常規性應用性引誘劑,斜紋夜蛾、甜菜夜蛾、小菜蛾、柑桔小實蠅等的性誘劑都有良好的防治效果。
生物農藥及其推廣應用。我國已有約400多家生物農藥生產企業,年產量12萬-13萬噸制劑,約占農藥總產量的12%,每年新研制成功和登記注冊的生物農藥品種還在以4%的速度遞增。同時,擁有自主知識產權的微生物農藥種類增多,目前全國基本上改變了主要靠引進國外生產菌株的局面,自主知識產權的微生物農藥產品已占主導地位。
在自然界中,天敵總是跟隨害蟲發生的,天敵的出現總是滯后于害蟲的發生,而且天敵對害蟲的控制有一個時間過程,在極短時間內看不出效果,因此,天敵對害蟲的控制沒有農藥那樣見效迅速。雖然通過人工繁殖,可從很大程度上解決天敵滯后這一問題,但是天敵的成批生產、包裝、運輸等方面存在許多問題,天敵的質量也不易控制。
生物制劑的效果受環境條件的影響大,效果不穩定。如在田間施用微生物殺蟲劑時,對環境的要求較化學農藥高,陽光中的紫外線對病毒類殺蟲劑具有滅活作用,強降雨對瓢蟲控制麥蚜的效果有很大影響等。
大多數生物制劑的專一性較強,只能對目標害蟲起到控制作用。在實際農業生產過程中,一種農作物往往有多種害蟲為害,因此,即使采用有限的生物防治措施針對一些目標害蟲,而農民也不得不施用化學農藥對其他非目標害蟲進行防治,而這些化學農藥的施用會殺傷天敵以及破壞農田的生態平衡,從而降低天敵自然控制作用評價。
利用昆蟲天敵防治害蟲,效果往往不如化學農藥,是因為昆蟲天敵不會也不可能像化學農藥那樣可以滅殺90%以上的害蟲,兩者之間總是維持在相對平衡的狀態。昆蟲天敵與害蟲之間存在著進化屏障,也就是協同進化,這是無法回避的一個事實。如果昆蟲天敵百分之百地滅殺害蟲,那么此種昆蟲天敵也會因為食物的缺乏而死亡,今天我們也就看不到數百萬年甚至是數千萬年以前存在的昆蟲了。另外,害蟲也會對昆蟲天敵產生相關的防御策略,躲避天敵,從而生存并繁衍下來。因此,從理論上說,利用天敵昆蟲不可能達到100%的防治效果,其對害蟲的控制應是持續的。
大多數農民在對害蟲采取防治措施之前,希望能以簡單、方便的技術快速達到有效控制害蟲的目的,并且期望害蟲的死亡率越高越好,甚至害蟲能全部死亡,這樣的防治方法才容易被農民所接受。生物防治作用較慢,很多時候效果不及化學農藥來得快,所以種植戶對生物農藥接受是一個漫長的過程。
發展生物防治技術不是少數科學家的興趣所致,也不是作為一種科學技術方法的單純發展和進一步應用,而是時代的要求和發展的必然趨勢,是不以人的意志為轉移的。大力開展害蟲的生物防治不僅是作物病蟲害防災減災的需要、農產品質量安全的需要和農業可持續發展的需要,也是人民健康、社會穩定和環境安全的需要,更是貫徹我國綠色植保理念的需要。
雖然目前我國生物防治所面臨著很多問題,解決這些問題需要各方人士共同參與,首先需要從國家層面上組織大型攻關項目,有目標地引導生物防治研究和實踐,再從政府或企業中爭取更大的經費投入來支撐生物防治的基礎研究項目,加大宣傳普及力度,形成產、學、研、推協作,由政府和行業學會推動,協調各個部門發揮各自優勢進行最大范圍的合作。
其次需要優先開展一些重大應用基礎問題的研究:如寄生性天敵尋找寄主的化學聯系與記憶、捕食性天敵的捕食行為機制、天敵控害作用的評價方法、農田食物網作物-害蟲-天敵間的化學信息網與通訊機制、作物生物多樣性與天敵控害功能、農田景觀格局內害蟲、天敵庫與源動態、天敵昆蟲人工繁育的營養學與生理學基礎、天敵引進后的適應性及其與本地種的競爭和天敵昆蟲生物防治與化學防治的協調等,同時加強生物防治新產品研發,重點應加強微生物和天敵新產品、新劑型研發;加快配套技術,即生物、物理、化學等措施的全程協調控制技術的研究和集成。
我國地大物博、幅員遼闊,生物資源豐富、自然界中生物之間相生相克現象普遍存在,以及生物防治技術性強、推廣難度大的現實,對我國各類天敵進行“專利”保護,呼吁政府加大扶持力度,制定相關優惠政策(如農民使用生物防治政府補貼政策、生產企業優惠政策)以扶持和激勵企業加大對生物防治技術的研發力度,調動農民采用生防技術的積極性,以使最終實現在農業主管部門、技術推廣站或企業的幫助和監督下在各農戶間實施和推廣害蟲生物防治技術。可以預計,隨著人們對食品安全、生態安全的日益重視,我國生物防治的工作必將會獲得更快的發展。