作物多樣性控制病蟲害關鍵技術及應用云南省植物病理重點實驗室

圖1 國家科學技術進步獎二等獎

植物病蟲害防治領域的重大難題之一是品種單一化大面積種植導致病蟲害流行，化學農藥用量大幅度增加，對生態環境和糧食生產構成潛在危機。世界各國專家學者從育種角度提出了“多系品種”“聚合抗性育種”等解決途徑，但因成本高、技術難度大等原因，限制了在生產上的推廣應用。云南省植物病理重點實驗室聯合中國農科院植保所、浙江大學、復旦大學和華東農業大學等科研院所，通過10余年研究，從生態角度探索了利用作物多樣性時空優化配置控制植物病蟲害的新途徑，明確了作物多樣性能有效控制作物病蟲害，揭示了作物多樣性控制病蟲害的主要機理，并將這一創新技術進行了大面積推廣應用。“作物多樣性控制病蟲害技術體系構建及應用”項目獲2017年度國家科學技術進步獎二等獎。

在主要效應驗證上，實驗室組織不同學科背景研究人員開展了10余年的大田試驗，設計了作物多樣性優化配置的384組小區試驗，并進行了萬畝放大驗證，探明了作物多樣性控制病蟲害的效果在16%～88%之間，明確了病蟲害控制效應與作物種類、株高株型、栽培方式和種植時間等因素相關，進一步確證了從生態角度利用作物多樣性能夠有效控制病蟲害。

在主要機理研究上，揭示了作物多樣性與病蟲害控制十大機制。包括作物多樣性與病菌的化感效應、作物與作物間的互作效應、作物多樣性對病原菌稀釋作用、作物多樣性對病害蔓延的阻隔效應、作物多樣性減少病原菌初侵染效應、作物多樣性降低害蟲蟲口密度效應、作物多樣性增強天敵功能團效應、稻魚互作延伸害蟲天敵生物鏈、作物多樣性立體株群改變微環境氣象條件和作物多樣性錯峰種植消減疊加效應，深入解析了作物多樣性有效控制病蟲害的科學原理。

在應用技術體系構建上，建立了作物多樣性時空優化配置的技術參數和技術標準，創建了作物合理搭配、條帶輪作、根系互補、行比行寬和錯峰種植等技術體系，形成了一系列作物多樣性控制病蟲害的技術規范，可降低病蟲害17.4%～62.5%，減少農藥用量53.9%～71.8%，增加產量16.7%～56.9%，將作物多樣性控制病蟲害技術體系進行了大面應用，形成了一套可推廣可復制的控制農業病蟲害的創新技術體系。

圖2 作物多樣性種植