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来源【农民日报】
大自然总是维持着微妙的平衡。 如果有害虫,就有抑制害虫的天敌。 巧妙利用这些天敌,可以成为害虫防治的“精粹”,形成生物防治的一种形式——天敌昆虫。
在云南昭通的苹果园里,一场不起眼的“战争”正在激烈地展开。 “东亚小花蝽”与蓟马对战,“姬蜂”与烟粉虱对战,“捕食螨”与叶螨对战……许多天敌昆虫分工明确,各部门各司其职,共同保护苹果生长,有效抵御虫害
大自然总是维持着微妙的平衡。 如果有害虫,就有抑制害虫的天敌。 巧妙利用这些天敌,可以成为害虫防治的“精粹”,形成生物防治的一种形式——天敌昆虫。 科学家们利用这些天敌防治农业生产中的重大害虫,包括外来入侵的害虫。
近年来,我国提出了化学农药零增长行动方案。 在减少农药使用的同时,有效防治害虫是农业生产重点关注的问题。 “以虫治虫”的绿色防治方式——天敌昆虫正在成为新趋势,在促进农药减量、保障农产品质量安全和环境安全方面发挥着更大的作用。
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不要让春天静下来
“自然界中,所有生物都有天敌。 ”国家天敌等昆虫资源数据中心(以下简称天敌中心)常务副主任、中国农业科学院植物保护研究所生物防治中心主任徐学农研究员表示,“我们所谓的天敌昆虫,一般指农业害虫的天敌,主要包括昆虫类、螨类、蜘蛛等。 根据猎捕害虫的方法,可分为捕食性天敌和寄生性天敌。 ”捕食性天敌直接取食害虫,常见的捕食性天敌有瓢虫、草蛉、捕食性蝽象类、胡蜂、食蚜蝇、捕食螨、蜘蛛等。 寄生性天敌寄生于害虫体内或体表,吃掉其体液和组织器官导致害虫死亡,主要包括寄生蜂、寄生蝇、寄生性螨类等。
2700年前,《诗经》有一句诗句:“螟蛾有子,无蟹”。 这里的“螟蛾”是鳞翅目幼虫的总称,蟹属于膜翅目蜂科,成虫筑巢捕捉猎物入巢,作为后代的食物。 这首诗准确地描述了天敌昆虫的捕猎。 公元304年,《南方草木状》记载岭南地区利用黄猄蚁防治柑橘害虫。 可以说中国是世界上最早开始利用天敌昆虫进行生物防治的国家。
在漫长的农业历史中,害虫天敌一直维持着人类农田的生态平衡。 但20世纪30年代至40年代,随着化工行业的快速发展,化学防治因成本低廉、使用简便、见效快等原因被广泛使用,生物防治一度被忽视。 当时的人们没有意识到滥用化学农药会带来严重的副作用。 到20世纪60年代,化学农药引起的农业伤害、害虫复发、抗药性等不良反应日益严重,引起世界各国政府和社会的普遍关注。 1962年,美国科普作家雷切尔卡森在《寂静的春天》一书中描写了化学药品和肥料的过度使用导致的环境污染、生态破坏、多样性丧失等问题,引起了社会的广泛关注。
“长期大量使用农药,既杀死害虫,又杀死天敌,无异于筛选害虫的抗性品种,许多虫害是农药过量造成的。 ”天敌中心副主任吕佳乐说。 在现代农业生产中,由于诸多人为因素,特别是化学农药的干扰,破坏了生物种群之间原有的动态平衡关系,天敌减少或消失,害虫往往暴发成灾。 例如,红蜘蛛(叶螨)本身不是非常强大的害虫。 因为自然界有很多天敌。 但在不断使用农药杀死绝大多数敏感个体的同时,总是有少数抗性个体存活,这些个体繁殖产生的后代也具有高抗性,群体整体抗性越来越强,化学防治效果也越来越差。 另外,红蜘蛛等小型害虫繁殖非常快,一周扩增近100倍。 除了红蜘蛛,还有蓟马、烟粉虱等。 这些个体小、繁殖快、抗性生成快的小型害虫为害螨,危害非常大,“小虫易为害”。
中国科学院植物保护研究所捕食螨研究小组的科学家正在开展天敌研究。 吕佳乐摄
在这种情况下,“以虫治虫”的生物防治突出了优势。 “天敌昆虫来源于自然,是利用自然界相克相生的方法防治害虫的天然方法。 ”徐学农说。
北京市密云区是首都重要的饮用水源地,长期以来严格控制化学农药使用,高度重视生物防治。 密云水库周边、玉米螟等害虫高发季节,如不杀虫,将导致玉米大面积减产,甚至绝收; 喷洒化学农药杀虫后,药剂容易飞散到水库中,影响水质。
轮到寄生蜂大显身手了。 例如,赤眼蜂虽然只有半毫米大,但具有寄生玉米螟卵产卵的能力,可以直接在“摇篮”里杀死对玉米最威胁的害虫。 仅2020年密云水库周边就释放了2.19亿只各种天敌,防治了各种害虫。 其中包括黄蜂1亿1500万只,管状蜂400万只,赤眼蜂1亿只。
“与传统化学农药防治相比,释放天敌的不是彻底消灭害虫,而是维持生态平衡,控制害虫数量,实现‘有虫无害’。 ”吕佳乐说,“用大量高污染、高环境风险的化学农药取代和削减环境友好型‘生物武器’,目标是大幅减少对环境、空气、土壤、水体的污染,保持生态系统的平衡。”
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探索“家底”是重要的一步
采取有效的防治措施,减少病虫害损失是农业绿色发展面临的重大课题。 但目前我国实际可用的天敌昆虫只有几十种,数量很少。 为什么不能更多地开发利用天敌昆虫呢?
“一个重要的原因是我们对天敌的认识仍然不够。 ”徐学农表示,发展天敌产业的前提条件是了解具有产业潜力的资源,但目前我国对天敌资源的掌握还不够,尤其是对天敌昆虫等“新型”资源,缺乏系统、长期的监测和调查。
2017年,“国家天敌等昆虫资源数据中心”依托中国农业科学院植物保护研究所成立。 “天敌中心”的成立,就是希望通过观测等方式引导天敌科研和相关产业走出困境。 徐学农说:“我们的观测聚焦于筛选具有高生物防治潜力的天敌。 这就需要通过建立一系列标准化的收集、鉴定、评估观测体系,建立一系列标本库、基因库、资源库以及数字信息库等,经过长期、大范围的积累,逐步明确我国天敌的种类、分布等‘家底’
我国地大物博,探家底不容易。 天敌中心在全国设立了一百多个监测实验站,覆盖中国除港澳台外的所有省市自治区,监测主要农作物和特殊生态环境中的天敌昆虫(包括蜘蛛和螨类)资源。 其调查范围包括粮食、果蔬、经济作物等各类农业生态系统和高原、热区等特殊生态环境。 监测对象除瓢虫、寄生蜂、捕食螨、蜘蛛、捕食蝽象、食蚜蝇、白蛉等具有商业化潜力的天敌外,还包括蜻蜓、螳螂等田间常见天敌,在自然防治中起重要作用。
天敌中心云南昭通网站监测人员使用马氏网收集瓶收集天敌昆虫标本。 文波摄
“这是一个百年项目。 ”徐学农说:“天敌资源监测是基础性和长期性的工作。 如果不知道自然界天敌昆虫资源的背景,就不知道哪些天敌可以为我防治病虫害,也就无法防治天敌。 国际天敌昆虫研究起步的国家,在坚持多年的基础性工作后,也开始大量涌现出优秀的成果和产品。 ”
探索家底,进一步利用天敌,需要回答“有什么”“在哪里”“如何变化”三个基本问题。
江苏是“天敌中心”昆虫监测站点分布最密集的地方。 南京市天敌昆虫玄武观测实验基地依托江苏省农业科学院,承担蔬菜害虫天敌监测任务,主要监测对象为瓢虫、捕食螨及其他天敌。
天敌的监测方法有马来网采集、扫网采集、震坠采集、直接观察等多种。 马来网是最常用的方式之一,这是一种像小帐篷一样的网,顶部呈斜面状,越来越窄。 前端有开口部,开口部挂着酒精瓶。 昆虫飞行和攀登时,被网底挡住。 它们往往只向上爬,所以一直爬到山顶掉进瓶子里,定期回收就可以了。
“马来网可以收集各种昆虫、蜘蛛等,每两周收集一只虫子,节省人力和时间。 收集到的样品比较干净,杂质少,有助于后续进行DNA检测,看虫子是什么种类,解决‘有什么’的问题。 ”网站常务负责人牛洪涛说。 目前,网站已完成分离和鉴定的天敌30多种,有鞘翅目、膜翅目、双翅目、脉翅目、蜘蛛目、蜱螨目等多种天敌类群,且有大量天敌有待鉴定。
如果说“有什么”是为了解决我国天敌种类的问题,那么“在哪里”就是回答优质天敌的分布问题。 通过长期大范围监测,确定天敌发生范围,给天敌“定坐标”,可以在需要时及时找到它们并发挥作用。 如白粉病是荔枝常见病害之一,可导致枝条衰弱。 今年3月,广东省东莞市农业科学研究中心郑贵朝等科研人员在荔枝园开展监测工作时发现,除七星瓢虫、六斑月瓢虫、龟纹瓢虫等常见捕食性瓢虫外,还有两个食性瓢虫,它们是取食病菌、给植物“治病”的天敌由中国瓢虫权威专家、北京市农林科学院虞国跃研究员领教,初步鉴定为狭叶菌瓢虫和二十星菌瓢虫,两者均具有防治白粉病的潜力。 其中二十星菌瓢虫此前在中国大陆未见报道,但此次发现发生在广东,增加了当地利用这种天敌的可能性。
监测比采集更难。 因为昆虫种群是动态变化的。 每两周牛洪涛等昆虫专家应在茄子基地对瓢虫和钝绥螨两种昆虫进行定分区、定时间、定种类动态监测,便于比较数量变化数据,分析原因。 这是了解“如何变化”问题,为后续生物防治提供参考。
昆虫采集和监测是这些监测实验站几年来持续开展的工作。 “这是资源储备。 好像是埋藏矿物。 根据需要,我们可以直接利用。 ”吕佳乐说。
所有网站收集的第一手资料,定期汇总到天敌中心,加工、统一,形成可供参考的数据资源。 目前,天敌中心已经收集了大量的信息和标本,建立了全国性的天敌昆虫资源数据库和标本库。
截至2021年底,共获得天敌等昆虫资源种类信息2万余条,照片信息3万余条。 这些基础数据包括采集时间、地点、采样方法; 天敌等资源昆虫种类、数量、龄期、照片及标本保存信息; 寄主作物、生育期、气候等环境信息,农事管理信息等。 另外,回收马来网昆虫样品5000余只,每只昆虫数百种,数千只。 仅对其中300余份标本进行初步分析,已获得物种基因信息2万余条,随着监测的继续和分析,预计数据量将持续加速增长。
在多年的监测和采集中,部分样品经初步分析整理,已经发现了几种新的天敌种类。 例如在云南,发现了三种新的瓢虫,在江苏也发现了新的蜘蛛种类。 “这些新发现增加了可利用的资源。 ”徐学农说,“基础上的长期工作是厚积薄发的,我相信随着数据的积累,必然会有很多发现和生产。 ”。
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天敌产业发展空间大
每年摘草莓季节,北京市昌平区小汤山镇万德庄园各大棚都会使用手掌大小的白瓶。 那里有架子上害虫的天敌“捕食螨”,每亩数万只天敌“捕食螨”日夜守护着这里的草莓。
从“天敌中心”商品化的天敌产品来看,外观基本上是一个个笔直的筒形塑料瓶,里面装有捕食螨和携带捕食螨的基质,每瓶可以装数千只捕食螨,使用时喷洒在田地里。 这些产品在全国许多地方用于农业生产。 “效果很好,特别是在设施农业和果园,起到有效防治害虫的作用。 ”徐学农告诉记者。
事实上,国际上天敌昆虫繁殖,商品化生产已经相当成熟。 欧盟等发达国家大田农作物和设施果菜已禁用化学杀虫剂,天敌应用十分普遍。 截至上世纪末,欧盟90%以上的设施作物通过释放天敌昆虫防治害虫,大田作物也大规模使用天敌昆虫。 国际上几大天敌公司,已形成分支机构广泛分布的国际化组织,生产的天敌昆虫商品已占据欧洲大部分市场,广泛应用于果园、大田、温室及园艺作物。
我国对天敌昆虫的研究起步较晚,产业化发展也较慢。 “尽管我国天敌资源丰富、质量好,但总体上我国天敌昆虫产业化还处于起步阶段,天敌昆虫在我国农作物害虫防治中的应用比例只有2%左右,只有20多种天敌昆虫实现了产业化,天敌企业只有几十家。 ”国家天敌昆虫科技创新联盟理事长、山东省农科院植保所研究员郑礼指出。
郑礼(右)指导山东省费县的草莓农户释放“捕食螨”。 数据图
“不仅对天敌资源本身知识不足,天敌自身的自然属性也是重要的原因之一。 ”徐学农表示,天敌能否在实验室饲养或规模化饲养,有捕虫能力是否强、是否适合饲养等标准。
例如,大叶螨是对付许多农田小型害虫的顽强猎人。 徐学农介绍说,我们想把它开发成产品。 但是,大叶螨很难饲养。 因为其自身的自残能力特别高,所以种群数量多了就会“自相残杀”。 目前还没有好的解决方案。
到目前为止,我国已成功饲养了赤眼蜂、平腹蜂、姬蜂、肿腿蜂、啮小蜂、草蛉、瓢虫、小花绒茧蜂、花绒寄生甲等多种天敌昆虫,为当地优势种天敌的规模化饲养形成了一定的基础
为促进天敌昆虫产业化发展,2016年原农业部推动成立“国家天敌昆虫科技创新联盟”,着力解决全国天敌昆虫产业发展重大技术创新问题,提升我国天敌昆虫产业化水平,为农作物病虫害绿色防控提供科技支撑。 目前,联盟共创制30种生物防治产品和核心技术,推广应用2000多万亩。
山东鲁保科技开发有限公司是国家天敌昆虫科技创新联盟理事长单位,建立了5条天敌昆虫生产线和1条授粉熊蜂工厂化生产线,建立了20多个核心示范基地,在全国20多个省份推广应用。 在山东寿光,与山东寿光蔬菜产业集团共同投资,在寿光市建设天敌昆虫和熊蜂繁育厂,年产天敌昆虫10万群,天敌昆虫10亿只,覆盖设施蔬菜30万亩。 在当地政府的支持下,整治和推广设施蔬菜天敌驱虫和熊蜂授粉技术。
2017年,国家发改委等出台《全国动植物保护能力提升工程规划》,支持在中西部地区建设天敌工厂。 位于四川省蒲江县寿安镇马南村的四川省卫农天敌工厂就是在这个计划的支持下成立的。 卫农天敌厂厂区配套齐全,有米蛾饲养厂、赤眼蜂接种厂、捕食螨饲养厂、包装厂、冰箱、食材消毒厂、保种室等,科研人员在此完成了从培育、接种、繁殖、包装到冷藏的全过程。
绵阳市安州区国峰金穗种粮农民专业合作社负责人唐代兵是第一个使用四川省卫农天敌产品的人。 合作社的稻田采用稻鸭共作的方式,不能打农药,“打了农药鸭子就受不了”。 2019年7月,唐代兵联系四川省卫农,200亩进行天敌生物防治试验。 “通过对试验块和普通块的比较,发现用于防治天敌的块,水稻第二代螟蛾的发生率较低,对鸭子的生长也没有任何影响。 ”唐代兵说。
蒲江县因距离天敌工厂较近,以政府采购的方式示范推广柑橘、茶叶、猕猴桃天敌防控。 目前,四川省卫农天敌厂年产稻纵卷叶螟150万亩服务能力,捕食螨300亿只,服务能力40万亩。
随着人民群众对农产品质量和质量的要求越来越高农业生产对绿色防控的需求也越来越大天敌产业面临着发展的机遇和挑战。
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让天敌大军有更多用处
利用天敌进行生物防治作为一种绿色防控技术是安全有效的,但大面积推广仍然面临许多问题,尤其是改变农民的传统观念。
很多农民对化学农药有一定的依赖性,不了解天敌,不容易接受生物防治新技术。 另外,“以虫治虫”有一段时间,在很多农民看来,不如化学农药来得快、见效快。
农民感到天敌防控的成本很高。 “天敌防治成本略高于化学防治,通常每亩高20%至30%。 ”徐学农说,“但这只是短期的表面现象。 与化学防治相比,天敌具有持续抑制危害的作用。 重复使用化学农药容易产生抗药性,病虫害越来越重,防治成本越来越高。 相反,多种农田长期持续释放天敌,会形成良性生境,三五年后害虫逐年减轻,防治成本越来越低。 ”
但是,传统观念的变化需要时间。 大规模推进天敌利用,需要政府的引导和支持。 郑礼介绍,吉林省已连续十几年通过政府采购方式,购买赤眼蜂的北京从2017年起,每年投入3000万元至1亿元不等的财政资金,补助使用天敌、授粉昆虫产品的农业主体。
“政府补助金是90%,我主要用于买捕食螨和大黄蜂,可以省不少钱。 ”顺义区李遂镇草莓种植户罗大姐介绍说。 依托补贴政策和专业化植保服务,北京天敌技术应用面积逐年提高,初步统计截至2017年,应用面积超过112.3万亩,其中天敌应用技术在设施蔬菜生产中覆盖率达到64%,确保农产品质量安全和“菜篮子”有效供应
但很明显,一个产业要想持续健康发展,光靠政府补贴是不行的,政府的引导只能是典型的,更多的是企业要扩大,要靠市场来推动。
天敌表面的产品是昆虫,实际上提供技术和服务。 使用天敌昆虫有一定的技术要求,必须掌握天敌昆虫的释放时间、释放数量、释放方法等,操作不当会影响使用效果。
通州区北京东升跃阳农业生态观光园草莓基地红蜘蛛危害严重,农药已无法抵御。 园区找到第一伯农公司,利用智利小钝绥螨防治草莓红蜘蛛。 初伯农生物技术有限公司是一家专业从事天敌和授粉昆虫研发、生产销售和技术服务的企业,掌握十余种天敌和授粉熊蜂商业化生产技术。
尽管虫害发生已经比较严重,但在合理的技术指导下,防治工作仍然取得了较好的效果。 “在一个小区内,使用约30天的防治周期,红蜘蛛防治效果达到90%以上。 防治期间,连续3次释放智利钝绥螨,每周进行虫口监测调查,根据虫口数量释放天敌,全叶覆盖绿色,病虫害得到有效控制。 ”公司技术总监姜晓环说:“天敌是活着的。 使用后是否有效果,与技术和服务有密切的关系”。
另一方面,天敌防控可以带来良好的生产效果。 “主要体现在农产品质量安全水平的提高,农药使用少了,农产品安全了,销售价格也上涨了。 农民获得的收益远远超过防治成本的投入,因此接受度也越来越高。 ”郑礼说。
山东省费县胡阳镇番茄是当地的主导产业。 胡阳镇养马庄村村民王明华的大棚采用山东鲁保提供的熊蜂授粉技术和蚂蚁蜂等天敌技术,称“以前一般每7天打一次药,现在几天投一次蜂卡就可以了。” 王明华氏说:“用虫子和熊蜂授粉,西红柿的产量、质量和价格将大幅提高,一个大棚将增加两万多元的收入。” 胡阳镇农业技术推广站站长孙友刚表示,目前费县胡阳镇50%以上的番茄采用熊蜂授粉和天敌灭虫技术,每亩节约人工500元以上,坐果率98%以上,果汁含量增加20%以上,产量10%
另外,天敌昆虫面临着必须适应生育的问题。 天敌作为生物体与传统农药不同,难以大量且长期贮藏。 国外大型农场计划性强,由于提前订货,天敌公司可以有计划地生产,但我国农户小而分散,天敌生产者很难早期判断市场需求。
因此,目前我国天敌昆虫的推广主要以合作社、家庭农场等规模主体,难以训练普通农户掌握天敌技术,大面积推广天敌技术仍然任重道远。
在徐学农看来,以虫治虫,生物防治代替部分化学防治是发展趋势。 随着农业高质量、绿色的发展,天敌昆虫将大有作为。
作者:农民日报中国农网记者李丽颖见习记者崔建玲
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