天敵產(chǎn)業(yè)化是全鏈條的系統(tǒng)工程

呂佳樂, 王恩東, 徐學農(nóng)

(中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所, 北京 100193)

特約稿件
InvitedPaper

天敵產(chǎn)業(yè)化是全鏈條的系統(tǒng)工程

呂佳樂, 王恩東, 徐學農(nóng)*

(中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所, 北京 100193)

天敵昆蟲及捕食螨在害蟲害螨等的防控中發(fā)揮著重要作用,而其產(chǎn)業(yè)化在其中起著重要的支撐作用。天敵產(chǎn)業(yè)化受到多種因素的影響,包括技術(shù)、服務(wù)、理念、政策等多個層面。它是全鏈條式的,各個環(huán)節(jié)緊緊相扣,任何一個環(huán)節(jié)的斷裂都會影響到整個產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。本文著重技術(shù)及服務(wù)等層面的分析與思考,強化全產(chǎn)業(yè)鏈理念,希望對我國天敵產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展起到一定的推動作用。

天敵昆蟲及捕食螨; 產(chǎn)業(yè)化; 全鏈條; 系統(tǒng)工程

近年來,隨著化學農(nóng)藥大量濫用導致的害蟲抗性及農(nóng)產(chǎn)品與環(huán)境安全性等問題日漸突出,化學農(nóng)藥減量使用的觀點早已深入人心。而生物防治作為化學防治的重要替代之一,其概念即使是農(nóng)民種植戶也并不陌生。然而,在實際病蟲害防控中,這些生產(chǎn)者往往仍然表現(xiàn)出對化學農(nóng)藥的強烈依賴,與之相對的則是對采用釋放天敵等生物防治方法表現(xiàn)得極度的保守。

對于生物防治的有效性,即使在專業(yè)人士中也不乏質(zhì)疑者。Collier和van Steenwyk綜述了在美國釋放天敵進行生物防治的現(xiàn)狀,認為其只有在不到15%的應(yīng)用中是成功的[1-2]。這一觀點雖然遭到荷蘭瓦赫寧根大學資深生物防治研究專家van Lenteren的反對[3],但其本人也在幾年后承認,雖然國際上已經(jīng)有較多的天敵品種達到了工廠化生產(chǎn)的水平,但生物防治應(yīng)用總體發(fā)展緩慢[4]。他認為,農(nóng)民、農(nóng)藥生產(chǎn)商及政府部門等方方面面都存在對于生物防治的消極態(tài)度。而未來可能轉(zhuǎn)變這些態(tài)度的條件則包括:害蟲對化學農(nóng)藥的抗性致使化學防治效果下降,食品產(chǎn)業(yè)鏈對農(nóng)殘標準提高限制化學農(nóng)藥使用,普通民眾對農(nóng)殘問題的關(guān)注度提高等。van Lenteren所在的荷蘭是世界上生物防治最為發(fā)達的國家之一,擁有世界最大的天敵公司。因此,以上關(guān)于生物防治所面臨的挑戰(zhàn)與機遇的總結(jié),是以發(fā)達國家天敵產(chǎn)業(yè)本身已經(jīng)相對成熟為基礎(chǔ)提出的。而對于發(fā)展中國家如中國,在思考如何真正推動生物防治發(fā)展時,首先更需要回答的是,我們是否已經(jīng)形成足夠優(yōu)秀的天敵產(chǎn)品和足夠成熟的生防天敵產(chǎn)業(yè),以改變民眾的觀點,支撐技術(shù)的落地？

1 我國天敵產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

目前,世界上生產(chǎn)的天敵種類超過150種,然而年產(chǎn)量達到500萬頭以上的僅有60余種[4],占整個天敵生產(chǎn)種類的40%。我國的天敵資源豐富,具有成為天敵產(chǎn)品的潛力物種很多,已先后開發(fā)出一些優(yōu)良的天敵品種與種類。然而,目前我國能夠年產(chǎn)能達到一定水平、真正開展較大規(guī)模田間應(yīng)用的天敵品種仍相當有限,僅赤眼蜂Trichogrammaspp.[5]、捕食螨[6-7]、平腹小蜂AnastatusjaponicusAshmead[8]、白蛾周氏嚙小蜂ChouioiacuneaYang[9]、煙蚜繭蜂AphidiusgifuensisAshmead[10]等為數(shù)不多的幾種。一些被認為是“產(chǎn)品”或者具有產(chǎn)品潛力的天敵,實際上僅僅是可以在實驗室養(yǎng)蟲籠中進行飼養(yǎng),產(chǎn)量有限,僅能滿足科研需求與極少量的示范應(yīng)用。一些優(yōu)勢天敵的規(guī)?；a(chǎn)雖然早已具備理論可行性,但是實際產(chǎn)業(yè)化程度仍然不高。以小花蝽Oriusspp.這類重要的多食性天敵為例,其作為天敵,從20世紀70年代起已經(jīng)引起關(guān)注[11-12],90年代開始關(guān)注大量飼養(yǎng)的可能性[13],至今已經(jīng)陸續(xù)開發(fā)出了多項連續(xù)生產(chǎn)相關(guān)技術(shù)。然而,仍缺少一條十分成熟或全鏈條的生產(chǎn)線,離成為一個產(chǎn)業(yè)還有一定的距離。

盡管Yang等[14]報道我國當時共有7家天敵企業(yè),共生產(chǎn)21種天敵。但實際上,時至今日,在淘寶等大型交易平臺上,即使在世界范圍內(nèi)相當成熟的天敵產(chǎn)品(如赤眼蜂、捕食螨等)也乏善可陳,僅有的商品成交量也很低。與海量的化學農(nóng)藥商品類型及成交量不成比例?？梢娺@些產(chǎn)品的應(yīng)用仍然停留在由科研和推廣單位扶持并主導推廣的層面,并未真正成功地打入市場。

2 天敵產(chǎn)業(yè)化落后的原因

天敵產(chǎn)業(yè)化落后的原因,我們認為主要是從實驗室到工廠再到市場之間存在斷層,即產(chǎn)學研用未能有效結(jié)合。我們不缺乏天敵相關(guān)的科研團隊,但在評價天敵物種的生物防治潛力時,科研人員往往著眼于尋找理論上的最優(yōu)解(如最大捕食量、發(fā)育最適溫度等等),而忽略思考這些最優(yōu)解在實際應(yīng)用中是否易于實現(xiàn)。一種天敵產(chǎn)品能夠最終為用戶所接受,必須有較高且穩(wěn)定的防效、相對低的生產(chǎn)成本、簡單易操作的應(yīng)用方法等。而與之比較,以科研為目的的飼養(yǎng)往往不計成本,以試驗為目的的田間應(yīng)用能夠取得較好的效果通常依賴于科研人員的高技術(shù)水平。這些都是最終用戶所難以接受或做到的。

基礎(chǔ)生物學研究固然重要,但僅僅是天敵產(chǎn)品在早期開發(fā)過程中的環(huán)節(jié)之一。要形成真正的天敵產(chǎn)業(yè),從篩選、規(guī)模化生產(chǎn)、產(chǎn)品包裝、存儲、運輸、田間應(yīng)用等必須環(huán)環(huán)相扣,形成一個完整的鏈條。任何一個環(huán)節(jié)上的缺失都會導致整個鏈條的斷裂,從而阻礙天敵產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。綜觀我國目前現(xiàn)狀,大多天敵產(chǎn)業(yè)鏈條或多或少是不完整的,在許多環(huán)節(jié)都存在薄弱點。

正是由于這些薄弱點或斷層存在,使得即使人人都知道生物防治是一個很好的理念,也難以改變用戶對不少生防產(chǎn)品“效果差、價格貴、使用麻煩”的詬病。要推動生物防治產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,科研工作者應(yīng)努力調(diào)整視角,在天敵研發(fā)的起始階段就得思考從產(chǎn)前到產(chǎn)后整個產(chǎn)業(yè)化路線及應(yīng)用路線,真正做到把有潛力的天敵物種轉(zhuǎn)化為實實在在的天敵產(chǎn)品。

3 天敵產(chǎn)業(yè)化過程中應(yīng)解決的問題

3.1 產(chǎn)前:以實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化目標去篩選天敵

3.1.1 室內(nèi)篩選與田間評價相結(jié)合

我們需要什么樣的天敵,答案是比較明確的:針對靶標害蟲能夠進行有效防控的天敵。但何為有效？如何判斷一種天敵是否有效？通常的做法是通過評價其捕食量或寄生率、功能反應(yīng)、以靶標獵物或寄主為食的發(fā)育繁殖等生物學參數(shù)、抗逆性等等。然而,過去許多對于天敵的生物學生態(tài)學評價停留在室內(nèi)試驗,其結(jié)果往往不適用于田間實際情況。在室內(nèi)試驗,尤其是一些在小室等較小環(huán)境中開展的捕食量或寄生率試驗中,天敵的行為與在田間自然條件下的行為完全不同。以這類試驗結(jié)果預(yù)測防治效果,簡單推定捕食量大或寄生率高的天敵會具有較高的防效往往失之偏頗。

例如,多種瓢蟲的幼蟲與成蟲都能夠大量捕食蚜蟲而被認為是重要的天敵,但不少研究顯示瓢蟲釋放到田間后成蟲會在很短的時間內(nèi)擴散消失、難以定殖[15-17],不僅無法起到良好的防治作用,而且,如異色瓢蟲Harmoniaaxyridis(Pallas)等競爭與擴散能力很強的品種甚至在歐美國家成為外來入侵種[18-19]。針對這一問題,國外已有不少研究關(guān)注無翅、無飛行能力的瓢蟲的選育與應(yīng)用,以增加其定殖的可能性,以及減少擴散可能造成的生態(tài)風險[20-25]?？梢?科研人員在篩選天敵品種、評價防控潛力時,需要全面考慮擴散等在室內(nèi)試驗中容易被忽略的因素,并針對性地尋求解決方法。

實際上,在天敵的篩選評價過程中,田間評價是最終無法回避的。但田間環(huán)境不確定性較強,田間評價往往需要根據(jù)實際情況設(shè)計試驗,很難形成一種標準化流程。Furlong和Zalucki[26]匯總了2003-2008年期間,發(fā)表在昆蟲學及應(yīng)用生態(tài)學11本頂級雜志中的54項有關(guān)鱗翅目害蟲捕食性天敵田間評價的相關(guān)研究,認為其中76%的研究未能在真正適當?shù)纳鷳B(tài)環(huán)境中評價天敵的防治潛力及IPM決策的合理性?？傮w來說,我們認為在田間評價時應(yīng)該“通盤考慮,各個擊破”。首先全面考慮天敵在田間應(yīng)用時可能面臨的環(huán)境影響,然后以可以獲得指導實際應(yīng)用的結(jié)論為出發(fā)點設(shè)計試驗,在可能的情況下減少變量,從最重要的影響因子開始,逐一分析其影響,避免貪多糅雜過多因子。

3.1.2 強化抗性品系篩選

農(nóng)藥目前仍然是害蟲防治中最有效且難以舍棄的方法?；瘜W農(nóng)藥抗性是害蟲防治過程中讓人頭痛的問題,但高抗性的天敵品種或品系,卻可以有效提高其與化學農(nóng)藥的兼容性。我國目前在天敵產(chǎn)品的篩選與開發(fā)中,更多注重物種的挖掘,而對于在物種內(nèi)進一步細分、開發(fā)具有不同生物學性狀(如不同抗性能力)的產(chǎn)品的重視程度略低。同一物種間不同品系對于藥物的抗性等生物學習性無疑存在差異,而這種差異很可能直接影響到生物防治成功與否。我們在評價天敵與化學農(nóng)藥兼容性時,必須考慮同種天敵的不同品系可能存在抗性差異,需要分別評價。而應(yīng)用天敵前,首先考慮該環(huán)境中常用的、不可避免的農(nóng)藥是什么,而優(yōu)先選擇對此類農(nóng)藥具有較高抗性的天敵品系[27-28]。

Bielza[29]報道,根據(jù)美國密歇根州立大學節(jié)肢動物農(nóng)藥抗性數(shù)據(jù)庫(APRD, Arthropod Pesticide Resistance Database, Michigan State University)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計,截至2015年8月,共有593種昆蟲和螨類(13 627例)被報道對至少一種化學農(nóng)藥存在抗性。其中有336種(8 916例)為農(nóng)業(yè)害蟲,僅38種(304例)為天敵?？傮w來說,世界范圍內(nèi)對于天敵昆蟲抗性的關(guān)注度和相關(guān)研究都少于對于害蟲抗性相關(guān)研究。在我國的天敵產(chǎn)品研發(fā)與應(yīng)用中,對于抗性天敵的開發(fā)力度尤其亟待加強。

植綏螨科Phytoseiidae捕食螨是最早有抗性品系相關(guān)報道的天敵類群,也是目前國際上報道的抗性物種最多、最具有選育潛力的天敵。在APRD(2015)中所統(tǒng)計的38種存在抗性品系的天敵物種中,有17種是植綏螨,約占45%。在82例抗性報道中,出現(xiàn)最多的前8種天敵中,有6種是植綏螨。美國最早選育并應(yīng)用的就是抗有機磷的西方靜走螨Galendromusoccidentalis(Nesbitt),它也是我國最早引進的抗性捕食螨品種。

我國近年來捕食螨相關(guān)研究雖然發(fā)展較快,但抗性品系相關(guān)報道僅10例左右,且大部分是20世紀八、九十年代的報道[30-35]。近年來,僅陳霞等[36]開展了胡瓜新小綏螨Neoseiuluscucumeris(Oudemans)抗阿維菌素品系的篩選工作,西南大學篩選出抗高效氯氰菊酯和毒死蜱500倍的巴氏新小綏螨Neoseiulusbarkeri(Hughes)抗藥品系[37]。加快、加大力度開展天敵抗性品種與品系選育,在天敵的篩選中就顯得尤為重要了。

3.2 產(chǎn)中:以實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化目標去生產(chǎn)天敵

對于有高防控潛力的天敵,就需要進一步考慮實現(xiàn)大量飼養(yǎng)的可能性:首先要弄清楚飼養(yǎng)有幾個基本環(huán)節(jié),每一個環(huán)節(jié)是否可以環(huán)環(huán)相扣、無縫鏈接——食料是否易低成本取得？操作是否簡單易行？飼養(yǎng)環(huán)境是否能保持長期穩(wěn)定？等等。實驗室養(yǎng)蟲籠中的飼養(yǎng)成功與產(chǎn)業(yè)化相去甚遠。一種成功的產(chǎn)業(yè)化天敵,其整個生育期必須能夠在較低的成本下連續(xù)飼養(yǎng),形成易于放大且可復(fù)制的生產(chǎn)流水線。在這一過程中,科研人員應(yīng)重點突破成本高、難度大的技術(shù)瓶頸,避免“短板”效應(yīng)。

3.2.1 發(fā)掘替代獵物或人工飼料，簡化飼養(yǎng)流程，降低飼養(yǎng)成本

替代獵物或寄主的發(fā)現(xiàn),有效降低了天敵的生產(chǎn)成本。植綏螨科的多食性捕食螨過去曾主要通過“寄主植物—靶標獵物—捕食螨”的生產(chǎn)鏈條進行飼養(yǎng)。Schliesske[38]發(fā)現(xiàn)胡瓜新小綏螨和巴氏新小綏螨能夠采用替代獵物粉螨飼養(yǎng)后,這兩種捕食螨的生產(chǎn)成本降為原來的幾十分之一,使其在田間的大量釋放成為可能,并在國際上迅速成為了規(guī)模化程度最高的天敵產(chǎn)品。這種規(guī)?；a(chǎn)方式的革新也為后續(xù)其他種類的多食性捕食螨產(chǎn)業(yè)化飼養(yǎng)提供了新思路。

國內(nèi)利用柞蠶AntheraeapernyiGnérin-Méneville卵飼養(yǎng)赤眼蜂是世界天敵昆蟲規(guī)?；a(chǎn)中的一大創(chuàng)舉。20世紀70年代起應(yīng)用中間寄主柞蠶卵繁育赤眼蜂,繁蜂效率大大提高,防控范圍在國內(nèi)迅速擴大,涉及26 省市多種農(nóng)林害蟲。我國由此成為世界上赤眼蜂應(yīng)用最廣的國家[39]。而以易于生產(chǎn)的人工飼料作為天敵的食物,則是在利用替代獵物飼養(yǎng)天敵的基礎(chǔ)上又更進了一步。如人工卵繁殖赤眼蜂[40]及微膠囊劑型的人工卵[41]飼養(yǎng)小花蝽技術(shù)等。

在降低生產(chǎn)成本方面,還有一些其他的辦法。小花蝽的規(guī)?；曫B(yǎng)中,產(chǎn)卵基質(zhì)一直是一個技術(shù)難點,目前大部分飼養(yǎng)仍然需要寄主植物。De Puysseleyr等[42]嘗試采用蠟?zāi)ぐ鼭衩藁ㄗ鳛楫a(chǎn)卵基質(zhì),得以在無植物基質(zhì)的環(huán)境中連續(xù)飼養(yǎng)小花蝽,亦使其生產(chǎn)成本大大降低。只有在飼養(yǎng)的每一個環(huán)節(jié)都形成這樣成本低、操作簡單的技術(shù)或方法,才能避免優(yōu)秀的天敵只能在實驗室飼養(yǎng),始終無法真正成為產(chǎn)品的困境。

3.2.2 天敵粗產(chǎn)品成為田間可直接應(yīng)用的終產(chǎn)品

一個優(yōu)秀產(chǎn)品除了天敵能被成功飼養(yǎng)外,還需關(guān)注與包裝、貯存、運輸、應(yīng)用相關(guān)的產(chǎn)品形式?？蒲腥藛T往往過于關(guān)注天敵繁育本身,僅考慮如何實現(xiàn)天敵擴繁,而忽視后續(xù)的包裝貯存等程序。如果沒有將天敵簡單方便地應(yīng)用到田間的產(chǎn)品形式,產(chǎn)品依然不是真正意義上的產(chǎn)品,而只能說是粗產(chǎn)品。

以天敵包裝為例,大量繁殖的天敵,通常會與生產(chǎn)介質(zhì)、獵物等混在一起。田間應(yīng)用時,可能并不需要這些成分。因此,天敵的分離技術(shù)是天敵產(chǎn)業(yè)化方面的重要課題。另一方面,天敵之間多數(shù)存在自相殘殺行為,尤其在在缺乏獵物的情況下。因此在分離純品的同時,還需要考慮如何減少天敵自殘——如捕食螨、小花蝽、草蛉等產(chǎn)品通過包裝中添加粗蛭石、蕎麥殼或直接制成小室單獨包裝,不僅可以通過減少天敵個體間遭遇的機會來減少自殘、增加存活率,也利于田間撒放或相對定量釋放。

此外,還需要深入挖掘、開發(fā)有可能提高天敵利用效率、降低勞動力成本等多方面優(yōu)化產(chǎn)品的包裝形式。如為了實現(xiàn)天敵單次釋放達到多次釋放的效果,并在田間持續(xù)發(fā)揮作用,會將天敵包裝成自繁育體系、或?qū)⒉煌l(fā)育階段的天敵包裝在一起。如前者的產(chǎn)品掛放到田間后,形成一個微型的天敵生產(chǎn)車間,會在一段時間內(nèi)不斷產(chǎn)生新的天敵個體,并從繁育體系中逸出及向外擴散,如捕食螨的緩釋袋產(chǎn)品形式。后者根據(jù)發(fā)育生態(tài)學規(guī)律,把不同發(fā)育階段的同種天敵包裝在一起,會起到同樣的效果。如德國的一種寄生蜂產(chǎn)品,把不同發(fā)育階段的寄生蜂包裝在一起,釋放后會在不同時間羽化,同樣起到了緩釋作用。

又如,針對田間幾種不同的靶標害蟲,把不同種天敵包裝在一起應(yīng)用,起到同時控制多種害蟲的目的。如Koppert公司的天敵產(chǎn)品ENERMIX,將麗蚜小蜂Encarsiaformosa(Gahan)與槳角蚜小蜂EretmoceruseremicusRose & Zolnerowich包裝在一起,可同時有效防控白粉虱Trialeurodesvaporariorum(Westwood)和煙粉虱Bemisiatabaci(Gennadius)。這種包裝的另一優(yōu)勢還在于,可以避免因害蟲鑒定錯誤而導致天敵應(yīng)用錯誤。

赤眼蜂釋放經(jīng)歷了從卵卡到“赤眼蜂釋放球”的轉(zhuǎn)變。這種釋放球基于自身重心的巧妙設(shè)計,在拋入田間后可如不倒翁一般保證出蜂口向上,特別適合于水田中的應(yīng)用,在確保出蜂的前提下大大節(jié)約了勞動力[43];在德國,一些赤眼蜂釋放球甚至由纖維素制成(TRICHOSAFE? Biocare),在田間完全可生物降解,連環(huán)保都想到了！

3.2.3 規(guī)劃生產(chǎn)規(guī)模及開發(fā)生產(chǎn)調(diào)控技術(shù)

天敵產(chǎn)品作為活體產(chǎn)品,保質(zhì)期受到天敵壽命的局限。生產(chǎn)不適時,會造成人力、物力及財力的大量浪費。如何應(yīng)對需求上存在的旺季與淡季或害蟲突然暴發(fā)帶來的需求量上漲？首先需要正確評價市場的常規(guī)需求,形成針對性的生產(chǎn)規(guī)模。如近年來我國捕食螨生產(chǎn)中形成的三級規(guī)?；庇w系,將其生產(chǎn)規(guī)模分為:一級母種純化保種復(fù)壯(原種),二級繼代擴繁(小規(guī)模生產(chǎn)),三級產(chǎn)品化生產(chǎn)(定單式大規(guī)模生產(chǎn))。然后需要從生物學角度出發(fā),研發(fā)可確保不同生產(chǎn)規(guī)模之間的及時切換的相關(guān)技術(shù)。如通過調(diào)控天敵滯育的誘導與解除,保存滯育期個體以延長產(chǎn)品貨架期[44];或在淡季通過調(diào)節(jié)飼養(yǎng)環(huán)境條件延長天敵的發(fā)育期、降低產(chǎn)卵量,如在低溫下飼養(yǎng)天敵等,而在需求上升時采用最適條件恢復(fù)其快速增殖。

3.3 產(chǎn)后:以實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化為目標的天敵質(zhì)量管理、售后服務(wù)及應(yīng)用與其他措施配合使用技術(shù)等

3.3.1 天敵的質(zhì)量是產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)與應(yīng)用的生命線,需要配套的生產(chǎn)與質(zhì)量檢驗標準

一種天敵產(chǎn)品能夠成功,不僅在技術(shù)上需要生產(chǎn)鏈條的完整,還需要從制度上保證其標準化。從生產(chǎn)方法到產(chǎn)品質(zhì)量檢測到應(yīng)用方法都需要形成相應(yīng)的規(guī)程與標準,使生產(chǎn)者和用戶有據(jù)可依。這也是我國目前天敵產(chǎn)業(yè)中所缺乏的。

目前我國尚沒有任何天敵產(chǎn)品生產(chǎn)與應(yīng)用相關(guān)的國家標準。僅在農(nóng)業(yè)行業(yè)標準中有寄生蜂的飼養(yǎng)方法準則3項、防治技術(shù)規(guī)程3項,以及瓢蟲的飼養(yǎng)方法準則、防治技術(shù)規(guī)程各1項,在林業(yè)行業(yè)標準中有個別寄生蜂繁育及應(yīng)用技術(shù)規(guī)程。此外,還有一些捕食螨及寄生蜂等類群的地方標準。而在用戶尤其關(guān)注的天敵產(chǎn)品質(zhì)量標準方面則是接近空白,同時亦缺乏專業(yè)的評價鑒定機構(gòu)。

與之比較,發(fā)達國家在標準制定方面有更專門的機構(gòu)和更豐富的經(jīng)驗。例如,國際生物防治組織(IOBC)在20世紀70年代就成立了規(guī)?；曫B(yǎng)與質(zhì)量保證工作組(Mass rearing and quality assurance working group, MRQA),從1982年起每2～4年組織一次工作組研討會。IOBC在2002年已經(jīng)形成包括捕食螨、寄生蜂、食蚜癭蚊Aphidoletesaphidimyza(Rondani)、捕食性蝽等近20種天敵的質(zhì)量檢驗標準,2004年出版專著《生防作用物質(zhì)量控制與生產(chǎn):理論與測試程序》(Quality control and production of biological control agents. Theory and testing procedures)[45],成為本領(lǐng)域的權(quán)威指導書目。美國測試材料協(xié)會(ASTM,American Society of Testing Materials)是美國最老、最大的非盈利性的標準學術(shù)團體之一,已經(jīng)制定了針對捕食螨、寄生蜂、瓢蟲、捕食蝽等多種天敵類型的多項產(chǎn)品質(zhì)量標準。明確的產(chǎn)品質(zhì)量標準以及由此派生的可靠的產(chǎn)品檢驗機構(gòu),是用戶能夠放心購買使用一種產(chǎn)品的先決條件。在我國天敵產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展中,各類相關(guān)標準的制定與完善也應(yīng)該成為一項重要的工作內(nèi)容。這是天敵產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的基石。

3.3.2 良好的售后服務(wù),是天敵產(chǎn)品應(yīng)用效果的重要保證

天敵是特殊的活產(chǎn)品,產(chǎn)品生產(chǎn)出來到完成其實際價值事實上才完成一半工作。沒有良好的售后服務(wù),給用戶以科學及時的指導,往往會事倍功半,甚至以失敗而告終。同樣的產(chǎn)品,不同的用戶使用可能會產(chǎn)生完全不同的結(jié)果。科研人員需要始終牢記于心的是天敵產(chǎn)品的最終使用者是農(nóng)民和種植戶,他們需要操作簡便、細節(jié)明確的應(yīng)用方法。但田間環(huán)境復(fù)雜、多變,而天敵作為活體產(chǎn)品其本身受到環(huán)境影響的不確定性也較高。這就意味著天敵產(chǎn)品的開發(fā)者需要幫助他們的用戶找到在效果穩(wěn)定性與應(yīng)用可操作性之間的平衡。此外,在如今高度信息化的時代,我們還應(yīng)該思考如何在科研人員、推廣人員、生產(chǎn)者和用戶之間建立起高效便捷的交流平臺,以便更好地關(guān)聯(lián)在天敵產(chǎn)業(yè)中所涉及的不同角色,使得科研人員等能夠更好地了解客戶的需求,提供高時效性、高針對性的應(yīng)用指導。只有這樣,天敵產(chǎn)品才能更好地發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

3.3.3 多技術(shù)及措施集成配套助推天敵產(chǎn)業(yè)化發(fā)展

僅僅依靠釋放天敵是不能解決田間所有問題的,事實上,多數(shù)情況下,僅能解決目標害蟲的部分問題。在作物全程病蟲害治理的思路下,需要考慮的是,除了前述的防治害蟲應(yīng)與化學防治聯(lián)合應(yīng)用外,還需要與其他防治方法或技術(shù)聯(lián)合,因為天敵昆蟲或螨類對于可能出現(xiàn)的植物病害等往往無能為力。天敵產(chǎn)品應(yīng)用必須整合到病蟲害全程綜合治理中去以實現(xiàn)最大的防效,也是研發(fā)者在天敵產(chǎn)品推廣時需要考慮的問題,如果這一問題得不到合理解決,勢必會反制天敵的應(yīng)用,從而進一步影響到天敵的產(chǎn)業(yè)化進程。

3.3.4 開發(fā)天敵應(yīng)用的輔助產(chǎn)品提高天敵應(yīng)用效率

利用天敵昆蟲及捕食螨對害蟲進行防控,通常在害蟲低密度時釋放更加有效。而一旦害蟲種群達到高密度時,天敵就難以發(fā)揮作用。生產(chǎn)上,往往會在害蟲剛開始發(fā)生時,甚至害蟲尚未發(fā)生時,就釋放天敵。為了低成本、高效并迅速建立天敵種群,可能在天敵釋放的同時使用一些輔助產(chǎn)品,如在釋放捕食螨的同時噴撒一些狹葉香蒲Typhaangustifolia花粉,不僅可促進捕食螨田間種群的建立并迅速發(fā)揮作用,還可減少人力及財力成本[46]。比利時的Biobest公司已開發(fā)出相應(yīng)的產(chǎn)品NutrimiteTM以及輔助盲蝽Macrolophuspygmaeus(Rambur)與Nesidiocoristenuis(Reuter)建立種群的基于豐年蝦卵制成的產(chǎn)品Artemac等。

而開發(fā)機械化釋放等節(jié)約人力、提高效率、易于標準化的釋放方式將始終是天敵產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的大趨勢。如澳大利亞開始嘗試使用無人機釋放捕食螨,我國近來也開展了利用無人機在高稈作物上釋放赤眼蜂等的相關(guān)嘗試[47]。此外,荷蘭Koppert公司還開發(fā)出Airbug、Rotabug等輔助捕食螨釋放的輕簡化器具。國內(nèi)也急需相關(guān)輔助天敵釋放與應(yīng)用的產(chǎn)品開發(fā)。

3.4 算清生物防治的經(jīng)濟賬

生物防治能否在植物保護中發(fā)揮應(yīng)有的作用、天敵產(chǎn)業(yè)能否成功,最終是一筆經(jīng)濟賬?？梢院唵伪磉_為:最終效益=中長期效益+短期效益-生產(chǎn)成本-應(yīng)用成本。

在傳統(tǒng)評價化學防治效果的病蟲害防控中,中長期效益往往是被忽視的。這也正是化學防治最大的短板。比之化學農(nóng)藥帶來的3R等問題,生物防治的中長期效益優(yōu)勢顯著。減少化學農(nóng)藥的使用有助于恢復(fù)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的多樣性,降低害蟲大暴發(fā)的可能。而天敵如果能夠多次釋放建立自然種群,更能夠?qū)Π袠双C物形成長效抑制機制,降低后期的防治成本。然而,對于實際生產(chǎn)者來說,這一部分效益顯得過于遙遠和不明確而往往被忽視。科研工作者和政策制定者需要建立更為量化的評價方法與標準,并通過成功案例的數(shù)據(jù)去說服受眾,使其愿意把“中長期效益”納入對于防治效益的評價體系。

這是一項任重而道遠的工作,需要科研單位、推廣單位以及決策者聯(lián)手推進。以科研單位為主建立更合理的評價體系,由推廣單位主導宣傳與科普,而決策者需要理解這一過程是漫長的,并從政策與經(jīng)濟上給予長期支持。這是強化天敵產(chǎn)業(yè)鏈極為關(guān)鍵的一環(huán)。

而在此之前,要推動生物防治產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,首先需要有一些優(yōu)秀產(chǎn)品在短期的直接效益上至少能夠接近化學防治所帶來的效益。從目前的現(xiàn)狀來看,生物防治的唯一優(yōu)勢在于應(yīng)用生物防治等綠色防控方法所產(chǎn)生的農(nóng)產(chǎn)品附加值較高,因此挽回損失的單位價值較高。而單純從短期防治效果、生產(chǎn)成本、應(yīng)用成本來看,大部分的天敵產(chǎn)品與化學防治相比都處于劣勢。如果某一種天敵能夠在以上三方面中任何一方面較化學防治形成優(yōu)勢,都可能在該天敵的產(chǎn)業(yè)化進程中形成巨大的推動。

4 結(jié)語

從1962年《寂靜的春天》出版發(fā)行開始,人們對化學農(nóng)藥的反思日益深刻,而生物防治的概念在半個多世紀里不斷升溫。從1968年第一個商品化天敵產(chǎn)品問世,到目前數(shù)百個產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用。與之對比,我國的天敵產(chǎn)業(yè)發(fā)展卻相對滯后。誠然這是一個“概念先行”的產(chǎn)業(yè),但若以此為借口而忽略如何將概念落地的實際措施,那么概念終歸是一張空頭支票。只有政府部門、科研機構(gòu)、天敵生產(chǎn)商、推廣部門通力合作,通過政策、技術(shù)、推廣等多渠道去消除天敵產(chǎn)品從研發(fā)、生產(chǎn)到應(yīng)用之間的斷層,才能最終推動天敵的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展及規(guī)模化應(yīng)用,并服務(wù)于農(nóng)業(yè)與生態(tài)環(huán)境的安全。

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(責任編輯：田 喆)

Industrialization of natural enemies is a whole chain of system engineering

Lü Jiale, Wang Endong, Xu Xuenong

(Institute of Plant Protection, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100193, China)

Natural enemies play an essential role in controlling pest insects and mites. This function should be strongly supported and guaranteed by commercialized production. The industrialization of natural enemies is affected by many factors, including production techniques, customer services, public ideas and governmental policies, etc. It is a full chain with all the links closely connected. Any loose link in the chain will greatly injure the industry. In this article, we discussed major links of techniques and services in this chain, especially emphasizing the integrity of whole production chain, and hope to push the development of the industrialization of natural enemies in China.

insect natural enemies and predatory mites; industrialization; full chain; system engineering

2017-04-15

2017-04-17

國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(“973”計劃)(2013CB127602)；中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費專項(Y2016PT13)

S 476

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2017.03.001

* 通信作者 E-mail:xnxu@ippcaas.cn