可持续植物保护的历史演变及新时期发展方向

张文彬 何敦春

摘 要： 从国家战略需求层面出发，结合我国植物保护科学发展的理论和实践，探讨可持续植保的历史演变，审视新时期可持续植物保护的要求与理念转变，并凝练出新时期可持续植物保护的发展方向。

关键词： 新时期;可持续植物保护;科学发展

DOI：  10.13651/j.cnki.fjnykj.2018.09.020

Historical Evolution of Sustainable Plant Protection and its Development Direction in the New Era

ZHANG Wen-bin1，2 ， HE Dun-chun2，3*

（1. Fuqing Qiantang Agricultural Technology Development Co.， Ltd.， Fuzhou， Fujian 350316;

2. Quanzhou Institute of Technology， Quanzhou， Fujian 362268;

3. Institute of Plant Viruses， Fujian Agricultural and Forestry University， Fuzhou， Fujian 350002）

Abstract：  From the perspective of national strategic needs and the theory and practice of the scientific development of plant protection in China， this paper investigated the historical evolution of sustainable plant protection and examined the requirements and conceptual changes of sustainable plant protection in the new era， and made clear the development direction of sustainable plant protection in the new era.

Key words：  New era; sustainable plant protection; scientific developments

可持續农业是世界农业发展的趋势，粮食安全、保护生态环境和消除贫困是可持续农业的三大战略目标[1] 。有害生物是制约农业可持续发展的一大因素，如马铃薯晚疫病是一种毁灭性病害，在世界各地均有发生和流行，已被列为世界最重要作物病害之一，是马铃薯生产的主要瓶颈[2] 。植物保护对粮食安全有举足轻重的作用，但也带来生态、环境、食物、健康和资源等一系列的人类重大问题[3] ，过去几十年的实践证明，统筹生态、社会、经济协调发展的可持续植保是历史和科学发展的必然，是可持续农业的重要组成部分[4] ，特别是新时期我国社会主要矛盾已经转化为人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾，可持续植保的内涵应与时俱进[5] ，新时期的新思想、新目标将引导和驱动植物保护策略发生新变化，有害生物生态防控将是可持续植保发展方向和出路。国家生态文明和乡村振兴战略的推行，可持续植物保护面临着更高挑战和新要求，以科学发展视角与时俱进地研究新时期可持续植物保护的要求、体现、趋势都具有重要理论和实践意义。

1 植物保护发展的历史演变

在农业发展历史进程中植物保护经历了4个主要阶段：（1）古代农业系统中有限的人为干预，包括简单农业措施和季节性抑制有害生物的方法（去除劣种作物、翻耕、轮作）;（2）第一次绿色革命前后化学农药的广泛使用;（3）有害生物的综合防治策略;（4）有害生物的生态防控选择（强调对经济、社会、农业和自然环境的综合影响）[5] 。有害生物生态防控不是简单地回归到原始农耕系统。相反，是利用进化的原理和思想，通过有效利用自然资源和社会资源，最大限度地创造适合植物健康生长的环境，包括选择高抗病性的作物品种，创造不利于病原生物侵染、繁殖、传播和进化的生态环境，确保作物的稳产、高产[6-9] 。

1.1 简单农业措施和季节性抑制有害生物的方法

主要以采用农业措施为主，如轮作、秋季烧毁田间残余物、清洁田园、调节种植时间等;长期的农业生产实践积累了大量的植物保护经验，其中轮作在《尹都尉书》《齐民要术》《吕氏春秋》等已有记载，也已被世界各国普遍采用，至今仍为有效的有害生物防控方法，在世界农业发展中有重要地位[10] 。在农药使用上主要限于燃烧产生烟雾、撒天然药物粉末等植物材料的直接利用。随着人类日益频繁的干预行为，农业生态、农业耕作制度逐渐变化，有害生物发生和流行的态势也随着变化，原来的防控模式已很难适应现实需要，开始向以化学防治模式跨越。

1.2 第一次绿色革命前后化学农药的广泛使用

从1885年波尔多液问世起，农药研究与生产应用突飞猛进，农药使用进入无机农药时代。二战后DDT等合成有机农药的出现和广泛应用给有害生物防治带来了历史性的巨大影响，为粮食安全做出了突出贡献，但这个历史阶段人类以高产为单一目标，有些防治对象直指某一有害生物，导致大面积滥用化学农药，造成严重的农药污染、农残超标、生态平衡破坏等一系列问题。这些问题已成为制约农业可持续发展的重要障碍，因此在有害生物防治策略上，迫切需要有一次质的飞跃，即有害生物综合防治的采用。

1.3 有害生物的综合防治策略

1965年联合国粮农组织召开会议，正式提出并在全世界倡导对农作物有害生物采用综合防治策略。我国1975年确立了“预防为主，综合防治”的植物保护工作方针。综合防治对有害生物防控有着巨大的推动作用，如荷兰基本上达到100%推广普及，1988年农药年使用量为28 kg·km-2  ，1995年时已降为少于18.2 kg·km-2  ，2000年根据规定农药使用量不得超过14 kg·km-2  ，现阶段的农药年消耗量仅为1.2万t左右[11-12] 。但是综合防治的推广也有不少问题，最重要的是其主导的防治方式并未发生根本性变化，仍以使用化学农药为主，生态环境问题仍得不到很好解决。

1.4 有害生物生态防控

有害生物生态防控是针对综合防治实施中的一些生态经济问题而提出的，主要目的是恢复失衡的生态系统，维护人类在生态、资源、环境上的长远利益。有害生物生态防控可以分为宏观生态和微生态两个层次[3] ，出发点是保护植物，通过协调人类行为、植物、有害生物、传播媒介、环境的关系，引入生物学进化规律，恢复和维持物种多样性，使种群间协同共生，建立利于植物生长但不利于有害生物的生态环境，将有害生物发生程度控制在一定阈值之内。有害生物生态防控是21世纪有害生物防控和农业可持续发展的必然选择。

2 新时期植物保护在生态、社会与经济层面上的要求

2.1 新时期植物保护在生态层面上的要求

新时期要求生态优先、绿色发展，“绿水青山就是金山银山”。在人类面临的诸多困境中，生态环境是最根本的[3] 。为了保护人类赖以生存和发展的生态环境，植物保护对减少环境污染负有特殊重要的责任以及其他对环境保护应尽的责任[4] 。植物保护是综合利用多学科知识，以科学和经济的方法，保护人类的目标植物免受有害生物危害，提高生产投入的回报，维护人类的物质利益和环境利益的实用科学[13] 。半个多世纪以来，植物保护策略已发生了多次重大变革和跨越，其主要是针对滥用化学农药和化肥所致的化学污染及其后效应问题。21世纪植物保护形势更加变幻莫测，如外来生物入侵的频率和强度不断升级;市场经济规律下，出于资本和人力等生产要素的逐利性、对规模化和集约化的耕作制度的偏好，导致的种植结构（品种）的单一化趋势;生物技术尤其是转基因技术的大力研究和大面积推广，导致优质种质资源不断丧失，遗传基础越来越窄，整个生态系统自我抵御病虫害发生和流行的能力日趋脆弱，也带来品种抗性易丧失、农药残留严重、生态环境污染、人畜健康和其他生物安全受到威胁等问题。植物保护不得不面对生态安全这一首要责任，重视生态效益，还要把握和利用生态功能，瞄准植物绿色、可持续生产，不断创新植物有害生物生态防控的理论和模式。

2.2 新时期植物保护在社会层面上的要求

“民以食为天，食以安为先”，决定了粮食安全和食物安全的战略地位，表明了农业生产的最终目标是要确保社会稳定和安全，而不能只单纯考虑经济利益，特别是糧食作物的生产。历史证明，一旦粮食不安全，后果不堪设想。确保粮食安全，有质和量两重属性，都离不开生产要素的投入，也离不开生产管理，而植物保护则是十分重要的一环。有害生物的发生和流行能严重削弱植物产量和品质，威胁农民收入和相关产业发展，阻碍植物可持续生产，制约粮食安全，影响人类健康，甚至造成人类灾难[14] 。“保”（植物保护）为农业八字宪法之一，它在确保农业增产增收，冲破“绿色壁垒”，保障食品安全上，立下了不朽功勋[3] 。新时期植物保护不仅要确保粮食安全，而且要保障食物安全，更要从社会层面出发提升消费者对粮食安全和食物安全的信心，通过产学研合作，从生态出发，引领和辐射带动其他生产环节的绿色可持续生产。

2.3 新时期植物保护在经济层面上的要求

众所周知，粮食增产未必就一定增收，农民是我国最大的组成群体，如何确保他们的收益，是全体人民共同富裕的重中之重。在市场机制下，由于供需关系量增价降，总收入甚至不升反降;成本也是重要原因，如果生产管理成本加大，利润无法提高。植物保护的机会成本，同样包含对生产要素等显性成本的核算，也包含对外部性等隐性成本的核算，植物保护的生态、社会成本不容忽视。在宏观层面上，植物保护等农业生产管理的生态、社会效益远重于经济效益。但在微观个体层面上，经济效益显得更加突出。但这两个层面并不相互矛盾。植物保护也是由利益驱动的行为，离开经济利益，植物保护的可持续性如无本之木，生态和社会安全就更无从谈起。只有加入经济学元素，通过“保”提高经济附加值，综合产学研，解决信息衔接，鼓励更多创新尝试，才能在提高经济收益基础上更好带动生态和社会效益，促进良性循环，持续保护好“保”的积极性，实现好“保”的效果。

3 新时期可持续植保的理念转变

新时期可持续植保的跨越发展，是个系统工程，既有顶层设计的创新，也有实施模式的优化;既有意识层面的转变，也有实践行为的改变，并最终被政府、企业、生产者、科技工作者、消费者等各方行为人所普遍接受。

3.1 植保理念和目标的转变

人类作为植物保护的行为主体，企图以此来免受或减少灾害损失，但往往太多的干预自然行为结果却导致了有害生物灾害的暴发、流行。推行可持续植物保护是历史的必然。可持续植保是一个复合、动态的概念，不仅统筹防治对象、保护对象、整个生态系统;而且统筹当时当地、未来及更大空间的病虫害，还统筹当代、下一代人类[15-16] 。新时期植保的理念要变针对病原生物为主导的综合防治（统防统治）为针对植物群体健康为主导的生态调控（绿色防控），通过相关措施促进和调控各种生物因素（寄主植物、病原生物、非致病微生物） 与非生物因素（环境因素）的生态平衡，将病原生物种群数量及其危害程度控制在经济效益、社会效益和生态效益允许的阈值之内，确保植物生态系统群体健康，新时期植保的目标要单一的高产目标为高产、高效（高光效、高肥效、节水、节能）、优质、安全的整体目标，这两个转变实际上是从单一到系统、从静止到动态的转变[3，5] 。提倡充分利用各种自然控制因素和减少化学农药用量，强调生态系统的良性循环和保证人类赖以生存的环境质量，符合环境保护和农业生产可持续发展要求的长期策略[4] 。

3.2 在国家战略指引下创新绿色生产模式

可持续植物保护要取得良好效果，就必须通过人为增强自然因子对有害生物的控制作用，注重发挥生态系统中自然因素的生态调控作用[17] ，即充分发挥人为增强的自然控制因子抗病虫害品种、天敌、生态调控对病虫害的抑制作用[17] ，以植物与有害生物互作为基础，建立有利植物健康生长，不利有害生物暴发流行的农业生态系统，确保植物群体健康[3，5，18] 。基于这种绿色防控的主线，开发出不同地区不同作物不同有害生物的绿色防控模式，对克服当下有害生物流行及防控所面临的问题和挑战，实现最优化的有害生物防控的经济、生态和社会效益有积极和重要的价值。如谢联辉提出的抗、避、除、治的“四字”原则[19-20] 对有害生物防控具有普遍性意义，Zhan等提出的利用高寄主群体抗性多样性防控马铃薯主要病害的发生流行和病原物进化，不仅可实现增产、抗性品种使用寿命延长，还可减少农户成本，实现马铃薯主要病害的经济、高效和持续控制[8-9] ，而且随着信息技术的飞速发展，还可借助利用多年多点的大数据分析结果提出有针对性的有害生物防控对策[21] ，等等。

3.3 綠色植保和生态植保的理念和做法深入人心

可持续植物保护是可持续发展理论的重要体现与延伸[22] ，符合可持续发展模式（既能满足我们现今的需求，又不损害子孙后代能满足他们的需求），蕴含了以实现人与人、人与自然、自然与自然的协同与和谐为宗旨的生态文明、社会文明和经济文明观，要求在经济、社会、资源和环境保护全面协调的基础上，统筹好人类、生物和非生物因子的关系，统筹好自然科学与社会科学的多学科理论知识应用，统筹好生态、社会、经济的相容协调。而且，它富有鲜明的时代性，具有与时俱进的生态、社会和经济属性，充分体现了以人为本的发展观、全面发展观、协调发展观、可持续发展观。发展可持续植保的最强保障是全民坚持人与自然和谐共生，政府、科技工作者、农业生产者、消费者、农资企业在博弈中实现纳什均衡，统筹兼顾各方利益，全面协调可持续性[23] ，让绿色植保和生态植保的理念和做法深入人心，实现农产品和技术两个供需市场的平衡。

4 可持续植保的发展方向

4.1 以植物-生态为本的立体式治理

从科学发展观的衡量指标出发，可持续植物保护总体要求实现又好又快的目标，具体是要讲究发展的公平性、优质性和动力性。可持续植物保护的科学发展，离不开人的科学作为，更离不开人与自然和谐共处意识，及时调整和纠正实践误区，摒弃建设生态的思路，加强生态系统的人工培育，这些是公平性得以实现的关键，它涵盖人际、代际以及人、防治对象和保护对象之间的公平，也是优质性的基础。谢联辉等提出，以植物为根，生态为本，充分把握植物病害的“双三角”，积极挖掘植物免疫新潜能[24] 。因此不仅要从科学技术上弄清有害生物流行和防控的影响因素及其作用机制，特别是从宏观生态上揭示有害生物流行的影响因素，并通过生态途径提出解决问题的思路与对策，达到保护植物-生态的要求[21] ，并结合种苗、土肥水、栽培因时因地开展全程防控，恢复和创建利于植物却不利于有害生物的可持续性生态环境。

4.2 以稳产优质高效为导向的多学科交叉融合

在新时代新思想新目标指引下，植物保护工作者还要开拓视野，把握时代性、创造性和规律性，注重与其他农业科学的综合和应用，尤其是在粮食安全大背景上，除了要瞄准绿色食品和增产的目标，注重技术革新，还要增强“大食品”观念，辐射带动有害生物可持续防控的理念和实践经验，扩大经济作物、林业生产、畜牧业的增产优质效果，丰富“粮食安全”内涵。可持续植物保护策略的内涵需要与时俱进地不断发展[25] ，多学科交叉融合十分重要，结合经济学、社会学、管理学原理，探索利用生态调控功能防控有害生物的模式和科技应用，做到产量不下降，质量有提升，生态环境不破坏，资源不浪费，农业生产系统的可持续性得到强化，实现五大效益[5，26] ，这对可持续植物保护的持续性、公平性、优质性和动力性的保持意义深远。

4.3 信息充分共享的产学研合作

政府、科技工作者、农业生产者、消费者、农资企业在有害生物防控博弈中，信息不对称性问题十分突出，这直接阻碍了可持续植物病害防控策略的采用[27-29] 。要实现植物病害的高效理性和可持续性防控，运用综合系统的思维方法来理解植物-病原生物-周围环境之间的相互作用是很重要的，仅此一点技术供应者与需求者就很难达成信息的完全共享，造成田间诊断主要靠经验，程序化防控，经常是照搬照套，附近田块怎么用自己也怎么用，时间一到就打药，有些农户打药时习惯性加大剂量。基础信息的不对称直接导致误诊和管理方法选用不当[5] 。而且在农产品市场上生产者和供应者对有害生物防控的过程和效应等信息也不对称，由于生态防控可能会导致短期成本增加（尽管在长期上未必如此），农民的直接（短期）收入仅与短期成本相关，他们只愿意选择那些能产生能马上有经济回报的方法，而不管这些方法是否会对生态环境产生任何潜在的负面影响，这种缺乏激励的制度也极大地限制了植物有害生物防控方式。

5 展望

历史辩证地对待植物保护的发展问题，保持其可持续性、公平性、优质性和动力性，需要面向三农实际，着眼其历史性和现实性问题，因地制宜，与时俱进，在植物保护系统工程的策略和技术两个层次实现科学发展，更好地考虑经济、社会和生态层面的要求。有害生物生态防控是个趋势，但实施有害生物防控策略所产生的短期、长期效应（生态、社会、经济）还应得到必要评估，多学科的交叉协作是必要的，包括自然、生物科学（如植物病理学、育种学、农艺学、土壤学、环境科学）以及经济学、社会科学。为此，在植物和生态基础上科学发展和积极推行可持续植物保护策略及其模式的关键在于引导植物保护者遵循自然规律和做到不过度或非合理干预，从自然之道出发，为植物生长创造优质、和谐的生态环境。从整体生态系统出发，以保护对象为主，全面统筹协调好它们与防控对象、其他生物因素和非生物因素之间的关系，兼顾维系可持续性的生态、社会和经济需求，制定策略和构建技术体系，人为科学地增强植物的免疫力和抗病力，提升生态因子的自然调控功能，推导有害生物生态防控模式，倡导谢联辉院士提出的“以植物为根-生态为本”的植物保护策略和技术体系，通过保护“植物-生态”，理顺人为、植物、病原物和生态之间的关系，确保植物在人为干预有害生物中的无公害、无污染、无残留、不成灾，确保农田生态系统和谐、植物群体健康，确保农业高产、优质、高效和产品安全，进而实现人与自然的和谐[24] 。

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