陳學新：蟲鳴聲里說豐年
——用生物防治助力綠色發展

吳應清

陳學新

《漢書·酈食其傳》有言：王者以民為天，而民以食為天。“食”是人類生存的首要需求和基本要素，自古至今，在社會發展中占據著最重要的地位。在漫長的歷史長河里，人類在從事農業生產的同時，還要與農作物害蟲斗智斗勇。害蟲不斷繁衍進化，人類也要不斷更新升級控制害蟲的手段。在科技的支持下，過去的幾十年里，越來越多的高毒高殘留化學農藥被用于農業生產。

雖然20世紀發展起來的化學農藥產業為農業生產做出了巨大貢獻，但是由于人類長期大量生產和使用化學農藥，導致害蟲出現抗性，次要害蟲上升，給農作物害蟲防治工作造成了越來越大的困難；同時，化學農藥造成了日趨嚴重的環境污染問題，不但會破壞生態平衡，還會危及人類的身體健康，已成為人類社會進入21世紀后的嚴重挑戰。

21世紀的中國農業應該是穩定的、現代化的、綠色的、可持續的農業體系。為了既能減少化學農藥的使用，又能減少農作物因蟲災引起的產量損失，保證中國農田生態和糧食供給安全，大力發展綠色、無污染的生物防治技術，開展大面積害蟲生物防治，已成為中國農業戰線的時勢之需和當務之急。

2020年4月2日，國務院公布了《農作物病蟲害防治條例》，鼓勵和支持開展農作物病蟲害防治的科技創新、成果轉化和依法推廣應用，普及應用信息技術、生物技術，推進防治工作的智能化、專業化、綠色化，從法律層面確定了生物防治技術不可取代的地位。這是近期讓浙江大學農業與生物技術學院院長陳學新感到最開心的事情。作為從事生物防治相關研究30余年的科研者，他比任何人都關心中國農業的綠色發展。在他看來，國家的支持對生物防治工作的開展至關重要，盡管如今看來生物防治的發展仍有一段漫長的道路要走，但無疑的是其前景一片光明。

斬亂麻，定基礎

20世紀90年代，中國正處于風云際會的時期。改革開放帶來的春風讓中國面貌煥然一新，人民的生活水平快速提高，對于食物的種類和質量的需求也日益增長，其中蔬菜的需求量更是爆發式增長，成為了我國僅次于糧食的大宗農作物。然而，蔬菜害蟲種類多、危害重、損失大、控制難，主要依靠單一的化學防治，且蔬菜農藥殘留問題十分嚴重。

當時，歐美很多國家已經實現了非化學防治，也就是說利用天敵昆蟲、微生物等無污染的技術手段控制蔬菜害蟲。看到這些國家的成功實踐，陳學新和他的團隊想：中國也要發展沒有污染的生物防治技術。陳學新說道：“歐美一些國家幾乎已經不用化學農藥了，我們也想讓我國的蔬菜是健康的、綠色的、生態的。”于是，從1990年開始，浙江大學牽頭，組織國內多家優勢單位開展了“優勢天敵昆蟲控制蔬菜重大害蟲的關鍵技術與應用”研究工作。

利用天敵昆蟲控制農業害蟲是最常見的生物防治措施之一，也是實現蔬菜安全綠色生產的重要保障措施之一。然而，投入到這項工作中，陳學新才發現我國在生物防治方面存在著諸多問題。用陳學新的話來說，團隊的工作可謂舉步維艱，幾乎就是從零開始。

首先，因為中國農作物害蟲種類繁多，且20世紀90年代后，棉鈴蟲、甜菜夜蛾、斜紋夜蛾、小菜蛾、煙粉虱、麥蚜、稻飛虱、東亞飛蝗、草地螟等重大害蟲相繼爆發，蔬菜害蟲的天敵都有哪些種類沒有人清楚。即便知道幾種害蟲的天敵昆蟲，但是也不知道這些天敵昆蟲的生物學特性，因此沒有辦法對這些天敵進行大量的繁殖。為此，陳學新率領團隊花了10年的時間，對國內蔬菜害蟲的天敵進行了普查與歸類。

通過50萬份樣本的鑒定和分析，陳學新團隊明確了我國蔬菜重大害蟲上的主要天敵昆蟲有460余種類，比如食葉類害蟲小菜蛾上有43種、菜粉蝶上有47種、斜紋夜蛾上有40種、甜菜夜蛾上有33種；吸汁類害蟲煙粉虱上有37種、四種蚜蟲上有34種；潛葉類害蟲豌豆彩潛蠅上有11種、蔥斑潛蠅和美洲斑潛蠅上分別有7種。團隊還率先報道了蔬菜地周邊雜草上的53種害蟲天敵，這些天敵構成了我國蔬菜害蟲的天敵“自然儲備庫”并拓展了對蔬菜田間害蟲的控害潛能。

之后，陳學新團隊進一步通過生態適應性分析、控害潛能評估及分子檢測，率先篩選獲得20余種優勢天敵昆蟲并系統研究和闡明了這20余種天敵昆蟲的生長、發育、羽化、性比、壽命、存活、生殖力、地理變異等特性。他們明確了寄主齡期以及溫度等因子對天敵特性及其田間自然消長動態和發生規律的影響，通過解析我國南方地區十字花科蔬菜上小菜蛾的寄生蜂動態，提出了在蔬菜全生長期作物水平上整體實施天敵昆蟲持續調控害蟲種群的新思路。這些成果奠定了我國蔬菜害蟲天敵的保護和利用工作的基礎。

許智宏院士（左二）和朱作言院士（右一）考察溫室現場

對蔬菜害蟲的主要天敵進行系統普查是項目研究最基礎的工作，卻也是最為辛苦的工作。在這個過程中，不但要進行大量的野外工作和實驗室工作，還要從嚴調查、謹慎篩選，需要耗費大量的時間和精力。實際上，蔬菜害蟲主要天敵的普查工作是一個持續的、不間斷的工作，30年來，陳學新團隊一直在堅持，至今仍在繼續。

破壁壘，搞創新

2001年12月11日，中國正式加入世界貿易組織（WTO）。之后，由于農產品中的農藥殘留和有害物質超標，使得中國農產品出口貿易摩擦愈演愈烈，經濟損失巨大。而歐美及日本等一些發達國家和地區為了保護自身農業利益，在加大對有機農業投入的同時，不斷提高食品中有毒有害物質殘留量的檢測標準，通過技術壁壘限制國外農產品的輸入。目前，中國農產品出口面臨最大的困難就是“綠色壁壘”，蔬菜害蟲的生物防治發展也面臨著同樣的困境。

“國際上一些知名的生物防治公司，他們的技術都是保密的，所以我們只能靠自己進行研究。”針對國際上天敵昆蟲繁殖技術壁壘較高的現狀，陳學新團隊自主研發了一系列天敵昆蟲大量繁殖技術，他們攻克了頸雙緣姬蜂、淺黃恩蚜小蜂、東亞小花蝽、龜紋瓢蟲、異色瓢蟲、大草蛉、智利小植綏螨等十余種天敵昆蟲的人工規模化擴繁技術；突破了捕食性昆蟲的人工飼養難題，研發了一種適于小型捕食性天敵昆蟲的微膠囊劑型人工飼料，實現了東亞小花蝽和龜紋瓢蟲等的工廠化飼養。

針對已有的赤眼蜂傳統繁殖技術缺陷，團隊優化提升了螟黃赤眼蜂、松毛蟲赤眼蜂的傳統“大卵繁蜂”生產工藝，創新了可以生產5種赤眼蜂的“小卵繁蜂”技術及生產裝備，創建了“繁殖-包裝-釋放”一體化生產技術和以米蛾卵為替代飼料的東亞小花蝽、大草蛉等天敵的產業化生產技術。同時，團隊還建立了螟黃赤眼蜂、麗蚜小蜂、淺黃恩蚜小蜂、稻螟赤眼蜂、廣赤眼蜂、異色瓢蟲、大草蛉等天敵的大規模繁殖生產線，形成了產品質量標準和生產技術規程，年生產能力達到100億頭。

在發展天敵昆蟲的人工規模化繁殖技術時，陳學新團隊曾面臨一項技術難關。他們在飼養寄生蜂重要類群——姬蜂時，經過幾代室內繁殖，最后活下來的全都是雄峰。以有性生殖繁衍的生物，只有雄蜂是不可能實現世代繁殖的，于是陳學新團隊開始從寄生蜂交配繁殖時可能的影響因子如空間、溫度、濕度等方面入手解決問題，然而在調整好溫度、濕度，擴大交配空間后，根本問題還是沒有得到解決。之后，在一次國際學術交流中，陳學新得知這是很多國際同行都面臨的難題。經過多年的攻關，團隊通過自主研發一系列專利技術，終于在近期解決了這一難題。

項目研究進行至今，團隊已經創制了東亞小花蝽、龜紋瓢蟲、異色瓢蟲、大草蛉、智利小植綏螨等天敵昆蟲的飼養、收集和儲運、誘集產卵和化蛹定位等裝備；研發了螟黃赤眼蜂、廣赤眼蜂、松毛蟲赤眼蜂、淺黃恩蚜小蜂、麗蚜小蜂等天敵昆蟲的新型包裝方法；發明了米蛾卵自動收集設備及飼養器具，其效率提高了3倍以上，降低人工成本70%以上。

“天敵昆蟲的飼養和繁殖技術都是為應用而服務的，比如天敵昆蟲什么時候應用，怎么應用，釋放天敵昆蟲時的密度應該是多少，這些都是技術問題，都很關鍵。”對此，陳學新團隊研發了天敵昆蟲的田間新型釋放裝置，創建了天敵昆蟲“迷你工廠”生產運行新模式。他們發明了一種多用途天敵混合釋放裝置，避免了人工多次釋放不同天敵昆蟲類群所帶來的弊端，提高了釋放和應用天敵的效率，為大規模提高天敵昆蟲田間應用效果提供了技術保障。他們創建的天敵昆蟲“迷你工廠”生產模式，主要用于保護地蔬菜害蟲的防控。針對不同蔬菜種類及其主要害蟲，團隊構建了“一企一廠”——訂制繁殖多種天敵昆蟲的配備式工廠，使大型農場和生產基地能根據具體需求，做到天敵產品就地生產，實時釋放。

多年來，陳學新也一直在思索一個問題：田間本身就有很多天敵，為什么這些天敵沒有發揮應有的作用，將害蟲控制住？經過多年的觀察與研究，他發現天敵昆蟲在繁衍生育時必須取食花蜜，才能正常繁殖后代，只要在菜園、果園里種植合適的蜜源植物，就能提高田間天敵昆蟲的利用率。

在吉林的一次考察中，有農夫問陳學新，為什么玉米地里沒有爆發蚜蟲，反而有很多瓢蟲呢？“這很普遍啊，瓢蟲在生寶寶前必須吃些花粉。玉米葉片寬，大量玉米花粉就落在了玉米葉片上。那些瓢蟲趴在葉子上不是沒事干，它是在吃葉子上的花粉呢。”陳學新表示，這一現象其實他們在飼養天敵昆蟲的過程中早已發現，但是當時沒有想到可以應用這一方法來對田間天敵進行保護和利用。

做推廣，轉思想

雖然隨著綠色發展、生態保護、健康生活等理念深入人心，人類與害蟲斗爭的“武器”正由高毒、高殘留的化學農藥轉向綠色無污染的生物防治手段，但是在現階段的中國，害蟲防治手段仍以化學農藥為主。其中一個很重要的原因就是農業生產領域的從業者對生物防治技術認識不夠，信任不夠。

陳學新在多年的調研和考察過程中發現，一些農業生產者認為使用農藥殺蟲是最方便的方法，生物防治手段過于麻煩。對此，他表示，隨著天敵生產和利用技術的提升，現在很多生物防治方法已經十分便捷，使用起來其實并不比農藥復雜。其實，生物防治沒有大面積使用的關鍵原因在于，生物防治技術的科普力度不夠，大部分農業生產商和農民認為生物防治技術沒有用。這是最令陳學新感到頭痛的一件事情。

課題組團隊合影照片

陳學新說道：“他們不知道的是，在沒有特地保護和利用田間天敵的情況下，它們已經幫我們控制了50%的害蟲。只要我們再進行一些科學的管控和利用，完全可以有效控制害蟲。這一點，在我們的示范區里已經得到證明了。”

陳學新團隊在蔬菜生產實踐中，提出了在作物水平上考慮蔬菜生長期多種天敵控制多種主要害蟲的新策略；針對不同區域、栽培模式下的蔬菜重大害蟲，創建了集天敵人工釋放、植物支持系統利用等多組合的“天敵昆蟲+”協同促增關鍵技術。基于這些技術體系，團隊進一步集成創新了以發揮天敵控害功能為核心、以生態安全為目標的適合不同區域、不同栽培模式的三大類蔬菜害蟲調控技術模式，實現了蔬菜害蟲的可持續安全控制。同時，他們還研發了“綠色惠農”線上APP，鼓勵菜農優先使用天敵控制害蟲的生物防治措施。

除此之外，團隊還通過創新天敵昆蟲的田間釋放技術和創建天敵昆蟲的植物支持系統來對田間的天敵昆蟲進行保護。他們利用“一對多”靶向控制技術、“多對一”寄生蜂協同防控技術、“多對多”天敵復合系統聯合防控技術對害蟲群落實現可持續控制；通過科學合理地種植蜜源植物、誘集植物、棲境植物、儲蓄植物等功能植物，為天敵昆蟲提供蜜源或花粉，替代寄主、棲境、越冬或產卵場所等，創造了適宜于天敵田間生存和繁衍的條件，構建了保持天敵昆蟲自然繁殖的植物支持系統。

在采訪過程中，陳學新講述了一件至今令他難忘的事情。有一年，他被邀去歐洲昆蟲大會作演講報告。在會場中，他遇見了荷蘭一家生物防控技術公司的幾位高層，這幾位高層在跟別人交談時，介紹的不是公司的技術和產品有多厲害，而是公司是怎樣和運營商、企業、農民進行溝通、推廣產品并發現問題的。這件事給了陳學新很大的感觸，讓他更加深刻地認識到了生物防治技術推廣的重要性。

“推廣太重要了，你有了技術，但是應用跟不上肯定是不行的。我們有一個合作的教授，他就是專門做推廣的，他的工作就是每天和農民反復地介紹生物防治技術，做調查，做宣傳，做培訓。這是一個必經的過程，只有老百姓的認識跟上科研的發展，生物防治才能有更大的應用前景。”陳學新說道。

堅持所愛，不懼路遠

陳學新從事生物防治技術的相關研究，緣起于一場演講。1980年，16歲的陳學新考入浙江農業大學，誤打誤撞地跨進了農業研究的大門。大二時，有一位美國學者來到浙江農業大學作寄生蜂工作的演講報告，這場演講報告為陳學新打開了一扇新世界的大門。

這位學者講述了寄生蜂如何準確找到害蟲，找到害蟲后又是如何判斷其是不是合適的寄主，以及寄主是否有別的寄生蜂寄生過。“更有意思的是，寄生蜂找到寄主以后，如果寄主不夠大，但它又不舍得放棄，那它就產一個雄卵。但是如果寄主很好，它就產一個雌卵。”這一切都讓陳學新感到神奇，他想知道為什么這種生物比人都要聰明，于是他一頭扎進了生物防治領域。

陳學新正式從事生物防治領域的研究工作時，我國正處于生物防治最艱難的時期。在一無基礎，二無支持，且得不到重視的情況下，陳學新也曾想過放棄。但是，他的導師何俊華教授給了他正確的指引和鼓勵。“何俊華老師告訴我們，雖然現在是困難時期，但是生物防治研究必須走下去。”陳學新回憶道，“他說，二戰之前，沒有農藥的情況下，人們依靠的就是生物防治手段。歐美國家在生物防治的發展上也經歷了一個漫長的階段，我們只不過是遲了20年。等以后我國經濟發展起來，人們的生活水平提高以后，生物防治的需求自然而然也就增多了。”這番話極大地鼓舞了陳學新的信心，于是，他一直走到了現在。

其實，從浙江農業大學博士畢業后，陳學新先后去了荷蘭、美國、澳大利亞等國家進行博士后研究和訪問工作，在這期間，他幾乎走遍了生物防治技術做得最好的國家和實驗室。這么多年轉來轉去，讓陳學新感悟最深的就是，想要讓生物防治技術走得更遠，就要更加注重人與自然的關系。只有將“綠色”的觀念提升上來，“綠色”的前景才會更加明朗。

綠色是世界的底色，也是陳學新童年的顏色。他生長在浙江省蘭溪市，在童年的記憶里，他的家鄉曾經山清水秀，一眼望去到處都是綠蔥蔥的。這些美好的兒時回憶對他之后選擇生物防治研究有著重要影響，因為每每想到那些美好的場景，他都覺得自己有責任去保護環境。

陳學新很喜歡辛棄疾的兩句詩：“明月別枝驚鵲，清風半夜鳴蟬。稻花香里說豐年，聽取蛙聲一片。”詩里描繪了一幅優美的田園畫卷，而詩中提到的四種生物:鵲、蟬、稻、蛙，正是構筑美好風景的重心。蛙、鵲以害蟲為食，鵲立地頭，蛙聲陣陣，造就了稻香豐年。如今，因為化學農藥的濫用，環境嚴重污染，已經很少能見到這樣醉人的田園景色了。陳學新盼望著，未來，在生物防治的助力下，可以將這種美好歸還給世界，也歸還給人類。