生物防治在農業病蟲害防治中的應用現狀及研究展望

摘? ? 要：病蟲害對于農業生產有較大威脅，已成為嚴重限制我國農業發展的主要因素。為有效降低病蟲害對農作物的影響，遵循可持續發展觀的要求，生物防治因具有高效、無毒副作用、成本低等特點已經成為國際農業病蟲害的研究熱點。文章介紹了農業病蟲害、生物防治的涵義和生物防治技術的優勢，并基于技術角度闡述了生物防治在植物性農藥、微生物防治、以蟲治蟲、昆蟲性信息素等方面的應用現狀。以蚜蟲、蝗蟲為重點研究對象，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業病蟲害防治方面的研究方向。

關鍵詞：病蟲害；生物防治；微生物防治；天敵資源

文章編號：1005-2690（2023）12-0106-03? ? ? ?中國圖書分類號：S476? ? ? ?文獻標志碼：B

農業是我國經濟發展的基礎，也是國家安全的重要保障，國家頒布的農村改革發展政策也足以窺見對高質量農業生產的重視。但是現階段我國多數農業種植都是以家庭為單位，病蟲害防治是以化學農藥為主，這樣不利于農業可持續發展。生物防治技術是將農業生產中置身于小型生態系統中，通過天敵對抗的方式殺滅為害農作物的病蟲害[1]，具有成本低、效果好、可持續防治等特點，目前得到了廣泛推廣和應用。因此，在農業病蟲害防治中應加大生物防治技術創新力度，避免對生態環境造成污染，實現人與自然和諧發展。

1 農業病蟲害生物防治概述

1.1 生物防治涵義

大自然生物圈內的生物存在寄生、共生、天敵等多種關聯，基于對這種關系的研究，可以在農作物生長過程中通過改變其基因和生長環境來影響種植結果[1]。生物防治技術可以利用多種生物與病蟲害之間的聯系逐步縮小害蟲的活動范圍，并有效減少其對農作物的傷害，降低農民的損失，但是因為生物活動有其特定的時間規律，所以無法在短時間內見到效果。實踐證明，生物防治可以解決病蟲害抗藥性問題，能在不破壞種植環境及保持生態平衡的環境下實現農作物高質量生產。

1.2 生物防治對種植業的價值

我國地域廣闊，氣候、土壤等地理因素差異較大，病蟲害可能會產生不同的變異類型，這就導致化學防治病蟲害的方法無法適應全部的土地及環境類型。生物防治是依靠當地害蟲生存條件及特有物種對農作物病蟲害開展治理，所以可以適應不同的環境變化[2]。長期噴灑化學農藥會使病蟲害產生相應的抗藥性基因，生物防治則不會出現此類情況，而且堅持應用生物防治技術能將種植農作物的生長環境逐漸調整成為動態平衡的狀態，為農作物生長提供了良好環境。

1.3 生物防治的綜合治理效果

各地自然環境不同，所以生物防治的注意事項與結果也不盡相同。例如，廣東與吉林相距甚遠，比較兩省的不同治理情況也可以體現不同治理方式的具體效果。吉林經過多年的生物防治研究與試驗，通過基因篩選的方法完成了對黑穗病、玉米大斑病的防治。研究發現，球孢白僵菌、赤眼蜂可對玉米螟和水稻螟等多種糧食害蟲產生影響[3]，科研人員根據這一研究為吉林乃至東北及華北地區的糧食種植提供了巨大幫助。廣東地處亞熱帶地區，林木、水果與糖類作物種植較多，赤眼蜂可以幫助該地區防治林木類病蟲害。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全自動控制生產人造卵卡機幫助大量繁殖赤眼蜂，目前赤眼蜂除用于防治林業病蟲害防治外，也用于防治糧食作物與糖類作物[4]。

2 農業生物防治的主要要求

2.1 前期合理布局

通過上述對吉林、廣東兩地不同生物治理方式的分析，可以知道根據不同地區的情況進行事前布局十分重要。我國有黑土地、黃土地與紅土地等，氣候區有溫帶、亞熱帶和熱帶等，不同環境下優勢作物種類不同，伴生的病蟲害也有區別。生物防治技術在應用的過程中需結合農作物的類型和地域特點，提前開展專業化布局[5]。例如玉米與大豆交替種植可以提高土壤中的氮含量，增強生物防治的效果。因此，應合理規劃包含對土壤、氣候環境、農作物種植情況以及技術的應用布局。

2.2 了解病蟲害基本規律

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時間不同，防治規律也有區別。所以研究不同病蟲害活動的基本規律及天敵情況，并在農業種植中加以合理利用，才能達到理想的治理效果。農業工作人員應在土地質量、土壤微生物情況、病蟲害類型及繁殖規律等方面進行深入研究，了解不同昆蟲的病害形成機制及農作物發病規律。

3 生物防治在農業種植中的應用

3.1 微生物農藥

微生物防治通過對細菌、真菌、病毒等生物的提取、修飾來對農業病蟲害產生抑制作用。常見的微生物農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。微生物農藥的優勢有1次管多代、促進農作物發育、改善微生態環境等。我國現有生物殺蟲農藥30余種，年產制劑超8萬t。每年新登記的微生物農藥種類以4％的速度增加，擺脫了依靠外國進口菌株的局面。以昆蟲病原菌為例，我國蘇云桿菌制劑已有80多個廠家開發生產，實際使用面積已經超過600萬hm2。

利用病原微生物作為生物殺蟲劑，具有綠色、高效、持續控制害蟲等特點。例如，蝗蟲微孢子是生物防治蝗蟲方面最早開發的微生物制劑[6]，蝗蟲微孢子進入蝗蟲消化道后，長出極絲尖端，到達血腔開始無性繁殖，釋放孢原，蝗蟲感染后壽命將大大縮短且喪失生殖能力。蝗蟲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中示范較多。專門寄生在蝗蟲體內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際應用方面取得了一定進展。蝗蟲病毒主要指依靠蝗蟲作為宿主，在體內增殖，并且表現出一系列病原性的病毒。目前可以實現在體外量產的蝗蟲痘病毒以黑血蝗痘病毒為主。蝗蟲病原細菌可以根據不同環境下對蝗蟲種群進行不同程度的生物調節，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飛蝗有毒性的Bt毒蛋白。

此外，國內的微生物農藥研究對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物質與生存空間等方式制約病菌生長[7]。

3.2 植物性農藥

植物性農藥不會存在高污染現象，且生產成本較低，防治效果理想，我國在相關研究和使用方面一直處于領先水平。植物性農藥的活性成分取自自然界，使用后可以自然降解。植物性農藥從植物中提取成分，例如川楝素制劑、大蒜素、煙堿制劑等。我國對于萌芽階段的櫟樹林花布燈蛾的生物防治主要采用飛機噴灑含木煙堿的植物性農藥，可以大規模、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地不同昆蟲的天敵關系、食性范圍、生活習性來達到防治目的。以蟲治蟲強調綜合治理，調查病蟲害產生的原因，通過生物防治的技術手段優化生態系統的平衡性。在我國，依據昆蟲種類多樣化的國情開發了天敵昆蟲的生物防治手段。例如，針對玉米螟類對玉米等農作物危害極大的農業害蟲，運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，我國對煙蚜繭蜂的人工培育比較成功[8]。雌成蟲將卵產于寄主體內，幼蟲吸食寄主身體逐漸發育，成蟲后可以在體外自由活動。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，經常被用于麥田間的蚜蟲生物防治試驗中。異色瓢蟲對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爭關系，包括對空間、資源的競爭等。例如，異色瓢蟲對其他捕食性瓢蟲表現出極強的競爭力；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，如草蛉對桃蚜蟲、豆蚜蟲的生物防治。在捕食性天敵研究方面應著重關注滯育、生態風險、人工養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、甘藍蚜、枸杞蚜蟲等，研究重點在于不同菌株對于不同種類蚜蟲的毒性評定以及最佳施用濃度、時間。

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物質。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。我國通過在專門區域釋放昆蟲性信息素，以此誘捕、監測昆蟲種群來控制外來入侵害蟲的種群動態，例如美國白蛾等。目前，我國已經人工合成60多種重要的昆蟲性信息素，均制成制劑應用到農業生產中。

綠色殺蝗制劑的應用包括利用蝗蟲本身產生的化學信息物質進行生物防治，例如成熟信息素、聚集信息素等。協調配合使用飛蝗信息素可以減少化學農藥的使用，以此降低蝗蟲對農藥的敏感性。國內應用較多、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，包括細菌、真菌、放線菌等一系列微生物產生的代謝產物。此外，植物次生代謝產物也催生了殺蝗植物型農藥，例如印楝素對蝗蟲進食產生的破壞性影響。

3.5 多品種混種或間套種植

植物在生長過程中對周圍環境會產生外部影響，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，也能提高種植質量。

4 病蟲害生物防治技術的優化策略

受外界環境等多種因素影響，農作物在生長階段會出現不同的病蟲害，研究人員應深入研究農業病蟲害的發生規律，及時調整防治策略，降低農業病蟲害發生概率。有關部門需要科普宣傳生物防治技術，使大眾正確、全面地了解生物防治的涵義及優勢。讓廣大農民認可、支持應用生物防治技術。政府部門還需要加大資金投入力度，支持生物防治技術的研究，建立完善的基礎設施，推廣生物防治設備的應用。建議政府部門根據生態主體劃分，因地制宜選擇不同防治技術，統一協調當地整體布局，各省、市根據區域特點對于生物防治企業和相關行業組織予以經濟、政策支持。在技術方面，以蟲治蟲的方式應用較廣，但是由于天敵昆蟲需求眾多，無法滿足農業生產需求，所以應加大天敵昆蟲的研究力度，提高生產工藝，也可以通過改進生產設備、提高運輸貯藏服務質量以及增強質量檢測等多方面綜合開展。

5 生物防治農業病蟲害的發展趨勢及展望

生物防治的本質在于生態調控，綜合治理將成為生物防治的發展趨勢。將病蟲害發生區域的生態系統調控平衡，主要調控生態系統的結構、功能等方面。利用生態系統工程的理念與方法進行整體分析、評估，設計出防治農業病蟲害的防治方案，以該區域生態環境的土壤、氣候、農作物種類、病蟲害種類等為主要分析對象，綜合評價后制訂綜合治理方案。生物防治在發展過程中的重點難點在于新技術的突破。以轉基因技術為例，該項技術可以在生物制劑方面起到極大助力作用。因為具有生物防治效果的微生物代謝產物活性一般不穩定，利用轉基因技術將其提取到另一基質中進行保存、運輸，已成為轉基因技術的新突破點。

6 結束語

生物防治是應對農業病蟲害的重要技術，該技術不僅符合國家倡導的農業可持續發展要求，更符合“地球村”的生態理念。在實際應用中需要有關部門加大推廣與宣傳力度，將生物防治理念深入基層群眾。研發人員應將目光聚焦在綠色劑型的應用研究上，方便、綠色、高效的生物制劑將成為發展趨勢，生物防治將成為農業病蟲害防治中的重點舉措。

參考文獻：

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[8]時敏，唐璞，王知知，等.中國寄生蜂研究及其在害蟲生物防治中的應用[J].應用昆蟲學報，2020，57（3）：491-548.

（編輯：師莉娟）

作者簡介：朱開成（1964—），男，漢族，山東寧陽人，專科，高級農藝師，研究方向為植物保護。