病虫害生物防治技术在烤烟生产中的应用

滑夏华

(陕西中烟工业有限责任公司， 陕西 西安 710065)

烤烟是我国种植面积最大的重要嗜好类经济作物，在我国国民经济与烟农增收中占据着极为重要的地位。据国家统计局数据，2018年我国烟叶播种面积105.786万hm2、产量224.10万t，其中烤烟播种面积100.325万hm2、产量210.97万t，占烟叶播种面积的94.84%和产量的94.14%[1]。据国家烟草局数据，2019年烟草行业实现工商税利总额12 056亿元，上缴财政总额11 770亿元；2017年实现烟农增收53.54亿元、户均4 600元，2018年实现烟农增收95.63亿元、户均9 300元[2]。烟草病虫害历来是影响我国烤烟生产的主要因素之一，特别是近年来，随着全球气候变化加剧、烟田作物布局和栽培制度改变，烤烟病虫害发生呈上升趋势，造成的直接产量、经济损失逐年加重[3-4]，严重影响我国烤烟的产量、质量和效益。施用化学农药是防治烤烟病虫害的主要手段，但大量、长期施用化学农药带来诸如烟叶和植烟土壤中农药残留增加，病虫的抗(耐)药性增强，烟叶品质下降和生态环境污染，种植成本增加等问题，严重威胁我国烤烟种植的持续健康发展[5]。随着烟草工业对烤烟质量要求的提高与烤烟种植环境保护重要性受到人们的重视，采用安全、绿色、可持续的生物防治方法防治烤烟病虫害已成为行业研究应用热点[6]。因此，对我国病虫害生物防治技术在烤烟生产中的应用研究进行综述，为我国烤烟病虫害治理提供参考。

1 烤烟病虫害生物防治的必要性

病虫害是严重影响烤烟产量、质量和效益的主要因素之一。据我国烟草行业调查统计，当前造成烟叶产量、质量下降的有害生物数量超过600种，其中影响较大的约70种，如蚀纹病毒病、环斑病毒病、烟草野火病、角斑病、赤星病、黑胫病等病害，烟青虫、烟蚜、小地老虎等虫害[3,6]。烤烟病虫害防治长期施用化学农药后，导致病原菌和害虫抗药性增加，进而烟农会不断加大化学药剂施用量，使烤烟生产病虫害防治进入恶性循环，导致烟叶和植烟环境中农药残留也不断增加。

生物防治是指利用自然界各种有益生物本身或其代谢产物进行病虫害防治的方法。其技术种类有很多，主要分为2类：一类是微生物防治，即利用真菌、细菌、病毒和一些能分泌具有抗生抑菌效应物质的抗生菌防治病害；另一类是天敌防治，即使用寄生虫或者根据食物链中的捕食关系采用天敌防治[4]。与物理、化学、农业防治方法相比，生物防治具有无公害、效果稳定的优势，符合当今社会对绿色、健康、可持续的农业发展要求。尤其是当前作物生产过度依赖化学农药，造成化学农药滥用污染环境，导致农副产品农药残留超标，严重危害人类健康背景下，开发和推广可节约资源、可提高产量和品质、可保护环境的烤烟病虫害生物防治技术十分必要。

2 烤烟病虫害生物防治策略

2.1 培养害虫天敌

“一物降一物”，生物都有天敌，害虫也不例外。锁定其天敌，通过人工饲养有益昆虫，当发现害虫侵犯时，投放天敌捕食害虫进行防治。昆虫天敌形式多样，如寄生关系(寄生蜂、线虫等)和捕食关系(瓢虫、赤眼蜂等)。自20世纪70年代以来，云南玉溪为防治烟蚜，大量人工繁殖烟蚜茧蜂。目前，全国众多烤烟种植地也已开展该项目，2015年，河南省超过90%的植烟地使用烟蚜茧蜂，其对烟蚜防效率高达80%。通过培养、投放赤眼蜂、草蛉等天敌昆虫，小地老虎、烟青虫、斜纹夜蛾的防治工作也卓有成效。我国地大物博，生态环境多种多样，生物种类繁多，天敌资源富余，目前已观察收集烟草害虫的天敌昆虫至少有300种，为天敌治理烟草害虫提供了丰富的物质基础[5]。

2.2 利用拮抗或病原微生物防治病害虫

该方法又称微生物治虫，包括利用有益微生物的繁殖建立一种生物屏障抑制病原菌生长；另外是借助害虫的致病微生物达到抑制害虫的生殖繁衍。拮抗微生物(某些细菌、真菌和放线菌等)，能通过提高植物对养分、水分吸收能力及生境适应性，诱导植物产生抗(耐)性，或者产生次生代谢物等机制，提高植物抗(耐)病虫害。芽孢杆菌(Bacillusspp.)、放射土壤杆菌(Agrobacteriumradiobacter)、假单胞菌和多黏类芽孢杆菌(Paenibacillusspp.)等细菌能有效抑制烟草黑胫病、猝倒病和赤星病等病原真菌的孢子萌发和菌丝侵染[7-10]。多种链霉菌属(Streptomyces)菌株对黑胫病、赤星病、炭疽病和青枯病等真菌病害有明显拮抗作用[11-13]。利用病原微生物诱发害虫发病，具有无生物性危害、成本低廉、操作便捷等特点。金杆菌对双翅目、直翅目和鞘翅目等害虫具有有效的防治效果；绿僵菌能显著抑制飞蝗、土蝗、竹蝗等害虫生长。

2.3 生物仿生技术治虫

以昆虫生长、繁殖规律为基础，采用生物仿生技术防治害虫，是一项重要的绿色生产方式。害虫在繁殖季节会分泌散发带有特殊气味的性信息素，用于吸引异性，为此，经科学手段可开展成分分析，获取信息素组成，进行人工合成。在害虫繁殖期，人为释放信息素，干扰害虫交配繁殖，或灭杀害虫，由此减少病虫数量、降低危害。螟虫和飞蛾是当前对烟草危害极大的两类害虫，使用性诱捕剂是防治效果最好的方法。生物仿生技术治虫能有效阻止害虫产生持久危害，又避免害虫产生抗药性，更不会对益虫、天敌造成伤害。但是，每种害虫的性信息素组分各异，具有极强的针对性，因此，如果多种类害虫并发，则需要同时释放多种性信息素。

2.4 生物农药

生物农药是一种新型农药，具有易推广、安全可靠、便捷、效果明显及绿色环保等优点，并且在烟草病虫害室内和大田防治工作中表现良好。目前已有多种生物农药被用于烟草生产中，但主要以代谢产物为主，如链霉素能有效防止野火病，多抗霉素对赤星病抑制效果明显。植物源农药对杀虫、杀菌、抗病毒也有良好效果，其主要是利用植物(如大蒜、洋葱、紫茎泽兰和中药等)根、茎、叶、花、果实和种子等部分浸提或分离出的活性成分加工成制剂[14]。

2.5 转基因生物防治

随着生物技术的发展，转基因技术已相对较为成熟。通过转基因方式，将烟草的优良属性集中到某几种品种中，在保留其他优良属性的同时，又提升了其抗病虫害能力，减少其感染病虫害几率。云南烟草生产转基因实验室将GNA基因导入烟草植株中，成功表达后，烟草抗蚜虫能力明显提高；拟南芥Wassilewskija生态型的NDRI基因被转入烟草后，烟草具备了对赤星病和晚疫病的抗(耐)性[15]；预防烟青虫幼虫，可通过转基因技术，在烟草中导入豇豆胰蛋白酶抑制剂(CpTI)基因。

3 烤烟常见病虫害的生物防治措施

3.1 病毒病

烟草病毒病有很多不同的种类,在生产中主要有烟草普通花叶病毒病(TMV)、黄瓜花叶病毒病(CMV)、马铃薯Y病毒病(PVY)3种。烟株被病毒感染后,植株矮缩，叶片畸形，叶脉腐烂等,轻者减少烟叶产量,降低烟叶品质,受害害严重的烟叶失去烘烤价值。

防治TMV的生物措施主要是施用提取的生物有效成分。浓度大于5 mg/mL的酵母菌能完全钝化TMV[16]；有些植物，如中草药、大蒜等的生物有效成分，也可达到相同效果；宁南霉素对烟草花叶病有很好的钝化效果。枯草芽孢杆菌能有效防治CMV；真菌多糖对CMV钝化效果高达90%以上。PVY则是通过应用天敌(烟蚜茧蜂、食蚜蝇、草蛉和瓢虫等)，有效抑制该病毒的传毒媒介(蚜虫)；通过转基因技术，获得抗PVY烟草品种，如筑波1号、NC744、N2、VAM、TN86、PBD6、筑波2号、T90等[15]。

3.2 真菌类病害

3.2.1 青枯病 其生物防治措施主要是利用无致病力青枯菌株以及由寄主植物根际及植株体内分离获得具有生防效果的有益细菌对其进行防治。假单胞杆菌属菌株(Pseudomonasspp.)，芽孢杆菌属菌株(Bacillusspp.)等，防治效果可达 95%以上[17]；近3/4的抗生素是由链霉菌属菌株(Streptomycesspp.)代谢产生，研究发现链霉菌，如娄彻氏链霉菌(Streptomycesrochei)和维吉尼亚链霉菌(S.virginiae)能用于青枯病的生物防控[18]。莫哈韦芽孢杆菌 F1菌株和解淀粉芽孢杆菌等生物菌对青枯病亦有效。接种丛枝菌根真菌Glomusintraradices和Glomusmosseae后，烟草青枯病发病率和病情指数降低[19]。青枯菌噬菌体的研究正在成为青枯菌生物防控的新研究热点。此外，为保证防治效果，让生物防治菌成功定植，通常将其与基肥混合施入烟草根部。

3.2.2 黑胫病 其是烟草生产中常见的真菌性传染病害，常爆发于高温、高湿环境中。生产中，主要是在烟草幼苗移栽后，在其根部浇灌百抗芽孢杆菌可湿性粉剂进行防治，每株至少浇灌50 mL[20]。若病情严重，则每隔1周对发病区进行喷洒，连续喷洒3周。另有大量研究报道拮抗黑胫病的拮抗菌，细菌有假单胞杆菌(Pseudomonasspp.)和芽孢杆菌(Bacillusspp.)；真菌包括非致病的双核丝核菌，对烟草黑胫病平均防治效果约55%，另有青霉(Penicillumspp.)、木霉(Trichodremaspp.)等菌株能通过抑制菌丝生长、溶解及重寄生等作用防治烟草疫霉。此外，拮抗放线菌链霉菌(Streptomycesspp)对烟草黑胫病也具有防治作用[21]。

3.3 细菌类病害

3.3.1 野火病 俗称火烧病或红火斑，主要发生于烟株旺长后期，主要危害叶片，也能侵染茎、花和蒴果，且常与角斑病混合发生。对烟草野火病进行生物防治的主要手段有拮抗菌和生物工程。芽孢杆菌属枯草芽孢杆菌对烟草野火病的防治效果约80%,同时该菌能促进烤烟生长[22]。国内外利用生物分子技术，使蚕素类似物 (MB39)和野火毒素分解酶基因在烟草中表达，由此烟草获得了对野火病高抗(耐)[23-24]。

3.3.2 角斑病 又名黑火病，烤烟苗期和大田期均可发病，以大田生育中后期发生较多，危害叶部为主。生物源药剂(春雷霉素、中生菌素、木霉素、井冈霉素)等可应用于烟草角斑病的绿色防控[25-29]；使用100亿芽孢/g枯草芽孢杆菌可湿性粉剂在室内和田间均取得较好的防控效果[30]。

3.4 烟蚜

烟蚜在吸食烟草汁液时传播病毒，使烟草致病。通过释放天敌，能有效规避烟蚜的危害。生产中常采用茧蜂对烟蚜进行防控，研究表明，单位面积内烟蚜∶茧蜂=10∶1时防治效果最优[31]。除投放茧蜂外，采用捕食性瓢虫、蜘蛛、食虫蝽也能有效防治烟蚜。另外，研究表明，白僵菌的孢子和菌丝对烟蚜亦具有较高的致病作用，米根霉对烟蚜具有较好的感染致死作用，生防潜力较大[32]；一些生物源农药，如放线菌发酵产物、核桃青皮乙酸乙酯提取物对烟蚜具有毒杀和拒食作用[33-34]。

3.5 烟青虫

烟青虫以烟草的新芽和嫩叶为食，严重时整株烟叶均被啃食，导致绝收。生物仿生技术和以菌杀虫是防治烟青虫常用的手段。对于生物仿生技术，采用性诱剂捕杀器中的PVC基质诱芯性效果最好。喷洒苏云金杆菌可湿性粉剂与苦参碱水混合液是最合适的生物防治剂，在有效杀死菜青虫的同时，又不影响烟叶的外观和品质。此外，施用短稳杆菌悬浮剂、球孢白僵菌和棉铃虫核型多角体病毒等,对烟青虫的防治效果达90%以上[35-37]。烟草害虫的重要天敌寄生茧蜂、泽蛙也可有效控制烟区烟青虫危害的发生[38]。

3.6 斜纹夜蛾

斜纹夜蛾幼龄时食烟草的嫩茎和叶片，老龄时则暴食。主要采取 PVC基质诱芯性诱剂形成的诱杀装置进行生物防治，在斜纹夜蛾集中区以1个/667m2置放，放置时应高于植株30 cm，诱杀率可达 91%以上。莱氏野村菌(Nr0815)对2～5龄斜纹夜幼虫具有一定致病性，也可用于斜纹夜蛾防治。

3.7 小地老虎

小地老虎主要啃食烟草根茎，主要采取以菌杀虫方式进行生物防治。在移栽幼苗时，将肥料与白僵菌混合对水稀释，施用15 kg/hm2，小地老虎浸染致死率可达95%以上。在贵州烟区，主要施用苏云金杆菌[39]。研究发现，一些生物源农药对防治小地老虎具有较好效果，如紫茎泽兰提取物、紫茎泽兰粉渣和茶枯等，并且其防治效果与提取物浓度、施用量成正相关关系，另外施用方式对防治效果也有影响，表现为窝施防治效果优于条施[40]。小地老虎主要危害在2月至3月上旬、5月中旬至6月中旬和12月下旬。斯氏线虫对小地老虎的致死效果最明显，侵染96 h时，小地老虎死亡率可达100%。

4 结语

生物防治技术具有防治有效、绿色环保、安全等特性，值得在烟草生产中推广应用。但在应用过程中，存在多方面问题，包括烟农综合素质不高，环保意识薄弱，操作不当导致效果降低；地方生物防治宣传工作不到位，使用范围窄，应用推广水平参差不齐；生物药效见效缓，相应的生物农药研制较为落后；地方政府扶持力度不足，烟农积极性差等问题，导致生物防治技术在实际推广用中普及度不高。因此，针对这些问题，需要找出相应的解决措施，以此充分发挥生物防治技术的应用效果，发展绿色、健康、可持续的烟草产业。