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李光博院士在小麦病虫害综合防治体系创建和实施中的重大贡献

2022-06-07陈巨莲曹雅忠倪汉祥

植物保护 2022年3期
关键词:综合防治

陈巨莲 曹雅忠 倪汉祥

摘要 本文回顾了李光博院士在农作物病虫害综合防治领域中的重要工作,包括科学制定小麦病虫害综防科技攻关研究方案,推进小麦病虫害综合防治技术研究实践,创建区域性小麦病虫害综合防治技术体系,引领我国农作物病虫害综合防治技术发展及人才团队建设做出的重要贡献。结合李光博院士在小麦病虫害综合防治理论及实践上的研究成果,简要介绍了当前研究进展,并对未来加强我国小麦病虫害综合及绿色防控工作进行展望。

关键词 李光博;小麦病虫害;综合防治;国家科技攻关

中图分类号: S435.122

文献标识码: A

DOI: 10.16688/j.zwbh.2022207

Abstract This paper reviews Academician Li Guangbo’s important research work in the field of crop diseases and insect pests control, including having made a scientific research proposal for the comprehensive scientific and technological project research on wheat diseases and insect pests control, promoted the research and practice of integrated pest management (IPM ) in wheat, established IPM technology systems in the regional wheat growing areas, led the development of IPM technology in agricultural crops in China, and constructed professional talent team. Based on the research achievements of Academician Li on the theory and practice of wheat pest control, the current research progress is briefly introduced, and the work of strengthening the comprehensive and green prevention and control of wheat pests in China in the future is discussed.

Key words Li Guangbo;wheat disease and insect pest;integrated pests management (IPM );national scientific and technological project research

小麥是世界性重要谷物,其种植面积、总产量和总贸易额均占各类作物之首位。在中国是仅次于玉米、水稻的第三位重要粮食作物。小麦的适应性强,分布广,在我国广大地区都有种植。因系夏收作物,可与多种作物轮作倒茬和间套种,增加复种指数。因此大力发展小麦,提高单产,对增加我国粮食总产量具有重要意义。病虫为害是影响小麦生产的主要障碍,过去已有的防治技术,虽然在保护小麦生产中起到了一定作用,但与安全生产和环保的发展需要尚有较大距离。为此,国家在1986年将“小麦病虫害综合防治技术研究”首次列为“七五”国家科技攻关计划专题之一。李光博院士先后于1986年-1990年和1991年-1995年分别任“七五”科技攻关“小麦主要病虫害综合防治技术研究”专题主持人和“八五”科技攻关“农作物病虫害综合防治技术研究”项目技术总负责人、兼“小麦主要病虫害及综合防治技术研究”顾问。

在李光博院士的统领下,该项目经过五年协同攻关,取得了一系列重要的技术突破,在病虫害种群动态规律、预测预报技术、复合防治指标、关键防治技术、病虫抗药性监测与治理、生物防治及制剂研发等多方面取得了一批高质量的创新成果;同时发表了一批高水平的科学论著,培养了一大批中青年植保专家和基层技术人员;特别是将多种创新技术组装成病虫害综合防治技术体系,并在试验基地和示范区大面积推广应用,取得了显著的社会、经济和生态效益。为优化和完善农作物病虫害综合防治技术体系,全面提高中国病虫害综合治理技术水平,有效控制农业生物灾害,确保农业增产丰收奠定了重要技术基础。所有这些成果的取得,凝聚了李光博院士大量的心血,也是他为我国植保科技事业所做出的杰出贡献的具体体现之一。

1 李光博院士在小麦病虫害综合防治技术体系创建和实施中的贡献

从1986年开始,李光博院士在所主持的“七五”国家科技攻关专题“小麦主要病虫害综合防治技术研究”总体设计时,针对我国小麦地理分布广、种植面积大、栽培制度复杂、病虫种类多,且发生为害规律因地而异等特点,从小麦生产全局和农田生态系统的整体出发,根据综合防治的基本概念,在制定研究内容、技术路线和实施方案中,采取系统科学的原理与方法,分别在东北、西北、黄淮海、长江中下游等四大麦区设立研究示范基地,选定锈病、白粉病、赤霉病、黏虫、麦蚜、吸浆虫等6种重大病虫作为主攻对象,兼治其他病虫。将攻关研究内容分解为:病虫种群动态规律、主要为害损失与防治指标、监测预报、作物补偿功能、麦田生物群落、主要害虫田间自然种群生命表、主要病害流行规律、病虫害种型变异监测等应用基础研究,以及关键防治技术、综防技术示范等10部分进行系统研究,通过推广示范及检验,协调应用各项研究成果,加以组装,形成比较完善的区域性小麦主要病虫害综合防治技术体系。他还提出要在深入研究病虫种群动态规律的基础上,加强麦田生物群落的研究,查明其结构、食物链网、种群演替、优势物种以及主要组分之间的互作关系,作为组建综合防治技术体系,优化多病虫害综合防治决策的科学依据。同时在设计与实践中,强调建立综合防治技术示范区,提出以小麦高产、稳产、优质、低消耗为中心,经济、社会和生态三大效益为目标,充分体现了设计与研究工作的先进性、科学性和实用性,在总体设计和研究工作内容方面都有创新。

1.1 科学制定小麦病虫害综防科技攻关研究方案

李光博院士从1986年开始实施“七五”国家科技攻关计划“小麦主要病虫害综合防治技术研究”至1991年启动实施“八五”国家科技攻关“农作物病虫害综合防治技术研究”项目,在总结和分析“六五”期间(1983年-1985年)开始的“小麦锈病综合防治技术研究”等科技攻关以及以往的单病虫防治中的经验与问题,通过周密思考和精心设计,提出了研究组建小麦等农作物病虫害综合防治技术体系的基本观点和研究方案[1-5]:

1)遵循有害生物综合治理(IPM)的思想,从我国农业生态系统、小麦生产与病虫发生为害和防治的实际出发,考虑到我国小麦地理分布广、栽培制度复杂,各地自然与生产条件不同,病虫种类比较多,其发生为害规律又复杂,为害优势种群多因地而异,故应划分若干生态区,还应考虑各项农业操作等非生物因素等农田生态系统的组成成分,因地制宜地研究和组建不同区域的小麦病虫害综合防治技术体系。

2)病虫害关键防治技术的研究是组建综合防治技术体系的主体部分,必须加强农业防治、化学防治、物理防治、生物防治等技术措施和其他新技术的研究与应用。正确对待单项关键防治技术研究与综合技术措施研究的辩证关系,没有单项技术的深入研究,综合技术研究就失之基础。李光博院士强调“不仅要对多种病虫害统一考虑,而且应充分考虑各单项防治技术对不同对象的兼顧防控和不同技术之间的组合配套及协调性”。并结合防治对象的属性、防治措施的兼容性,以及预测预报、防治指标等多方面深入系统研究来提高防治技术体系的综合性。

3)组建病虫害综合防治技术体系,应以农作物高产、优质、高效益为中心,以经济、社会和生态等三大效益为目标,把病虫种群数量与为害控制在为害损失允许的水平。应采取“研究与示范推广相结合的科研路线”,还要在农村设立研究、示范基点,进行研究与示范推广,建立综合防治技术示范区。示范区不仅是检验关键防治技术和科研成果的先进性、科学性、实用性和成熟性的场地,而且是科研成果及时转化为现实生产力的枢纽。通过边研究、边示范,以便对各项关键技术进行实践检验,进一步加以完善提高,科学组装配套,最终形成以主要病虫害为主体的综合防治技术体系。

在上述基本观点指导下,李光博院士主持的“小麦主要病虫害综合防治技术研究”攻关专题,不仅高质量地完成了“七五”各项科技攻关任务[3],而且也为“农作物病虫害综合防治技术研究”项目在“八五”国家科技攻关计划中及时立项,以及推进整个项目的顺利实施奠定了坚实基础[6]。

1.2 推进小麦病虫害综合防治技术研究实践

李光博院士在“七五”攻关期间,将小麦病虫害综合防治技术体系的理论发展到研究整个生育期主要病虫害的综合防治。通过建立生态控制和科学用药相协调的保护性农田生态系样板,有效地推进了小麦病虫害综合防治技术研究与实施,使我国农作物病虫害综合防治技术水平不断提高[5,7]。

1)在病虫种群动态规律研究方面。经过系统研究,进一步阐明了重大病虫的种群动态规律,明确了其与气候、农业、营养、天敌等生态因子的关系,为科学组建综防体系、合理调控麦田生态系统,协调有关防治技术及选择优化防治决策提供了重要科学依据与指导原则[8-9]。

2)在为害损失与防治指标研究方面。 除研究制定了黏虫、麦蚜等单一害虫防治指标外,还研究了黏虫、麦蚜、白粉病等多病虫复合为害损失,并初步提出复合防治指标。研究提出了11项病虫动态防治指标,其中4项多病虫复合防治指标,对实行指标管理,选择优化防治决策,防止盲目防治,节省投资,减轻环境污染,提高三大效益,起到了重要的标杆作用。

3) 在病虫动态监测和预测预报研究方面。通过对小麦吸浆虫分布型及其调查方法的研究,提出将原来的淘土检验取样调查方法改进为等距取样法,提高了取样的代表性[10]。深入地掌握了锈菌、白粉菌等生理小种的变异动态,组建了白粉病、条锈病、叶锈病、麦蚜、黏虫和吸浆虫等单一病虫预测模型,其中部分模型还具有简单决策功能;在系统总结黏虫测报研究专家经验和思维规律的基础上,采用计算机编程方法编制的测报专家系统,达到专家决策水平[7]。

4)在综防关键技术方面。李光博院士在我国小麦病害虫综合防治关键技术的研究与应用方面具有重要的引领作用。他指出在研究与应用综合防治关键技术中,应深入学习分析IPM、TMP、APM、RPM的概念及其指导思想,从现实出发,以一分为二的观点,正确对待各项防治措施[7]。

化学防治不仅实现了低毒、高效、低残留药剂筛选与应用,而且除注意其对害虫的直接防治作用外,还充分考虑了其对生物防治可能产生的利害关系。在有效地控制害虫为害的同时,有意识地为天敌保留一定的食源与桥梁寄主,以利其繁衍,发挥对害虫的控制作用,并筛选出一批农药新品种(新剂型);研究组建了杀虫杀菌剂混用兼治多种病虫的模型,可针对病虫发生情况的变化,动态地协调农药品种、剂量和施药适期,充分发挥其兼治作用[7,12]。

生物防治技术水平显著提高。基本查明了黄淮海麦区小麦害虫天敌有219种,优势种天敌有寄生蜂、寄生蝇、食蚜蝇、瓢虫、草蛉、步甲、蜘蛛等类群及卵索线虫,共14科29种,研究明确了捕食性天敌多种群的时空动态规律和天敌与黏虫、麦蚜等的益害关系,提出了适用于综防的益害比,作为同时指导化防与生防的指标。当益害比达到一定的比值时,可以不进行化学防治。在天敌保护利用中,还注意到气候条件对益虫与害虫的影响作用。完成了麦田害虫天敌名录初稿和麦田自然保护利用的初步方案[7,13-14]。

在农业防治方面,充分考虑到小麦各项栽培技术措施,以及各种益害生物都是麦田生态系统的组分之一,是自然控制机能的一个十分重要的方面。因此,加强了对各项农业技术合理的协调应用,明确了其特定的地位与功能同其他组分保持直接或间接的互作关系。农业防治技术的发展对小麦病虫等有害生物的发生与为害起到明显的调控作用。

抗虫性品种的筛选与应用是农业防治的主要部分。在鉴定与选育抗病虫优良品种与材料方面,通过对37 986份品种材料的鉴定,筛选出抗性材料6 280份,有10多个抗性与农艺性状较好的品种已累计推广530多万hm2[3];抗害丰产栽培技术已有效地纳入综防体系,通过品种合理布局、种植抗性品种、调整播期、合理轮作倒茬与间作套作、科学施肥与灌溉、注意种子处理等,促使苗全苗壮,增強其对病虫为害的抵抗力或受害后的自我补偿功能,对病虫危害起到明显的控制作用[10,15-16]。

5)在组建的综防体系中,根据优化综防决策和继续探索新的防治途径的需要,特别注重了麦田生物群落的研究。共观察物种65种(病害8种、杂草8种、害虫21种、天敌28种),应用群落相关指数,揭示其组成结构的复杂度与多样性在年际间呈随机性波动。根据对种内种间竞争和生态位与群落动态规律的研究,还提出了“帝式群落”的假说,补充修正了Whitt Keer(1970)提出的“生态位优先占领”的假说[3,5,14,16]。

1.3 创建区域性小麦病虫害综合防治技术体系

在小麦病虫害综合防治技术研究与实践的基础上,李光博院士指导攻关协作组因地制宜地协调应用各种防治措施、监测预警技术与防治指标,分区研究组建了适用于东北、西北、黄淮海、长江中下游等四大麦区的小麦病虫害综防技术体系,并通过示范加以检验与完善,促使科学技术转化为现实生产力。

1) 组建综合防治体系

小麦病虫害综防体系的基本模式。对示范区所在麦区的自然条件、农业生产特别是小麦生产与病虫草等有害生物发生为害的基本情况进行了概括的分析与预测,作为综合防治体系组建与实施的科学和生产依据,并据此确定了主治、兼治对象,制定了主要防治对象的防治指标;建立健全了病虫监测系统,优化了监测技术或制定了新的测报办法,根据病虫情监测所获信息进行决策;综合防治措施的协调应用,依据小麦生育阶段和病虫发生发育的时空动态规律,以及作物、病虫、天敌三者之间及其与气候、农业、生物等有关生态因子之间相互作用的关系,发挥有关防治措施与自然因素有机协调的综合作用。

在关键防治技术应用中,加强田间管理、种植抗性优良品种、调整品种布局;施用选择性特效农药,改进施药技术,提倡杀虫杀菌混用,一次施药兼治多种病虫,减缓抗性的产生;积极创造有利于天敌栖居繁殖而不利于病虫发生的农田生态条件,充分发挥自然天敌对病虫为害的控制作用。

配套技术及阶段实施流程。按照小麦生产的各项农业技术流程、小麦生长发育进程和病虫发生为害的时空规律,制定了综合防治配套技术及阶段性实施流程。分播前、播种、秋苗、返青拔节、孕穗至灌浆、乳熟至成熟等阶段组织实施。

加强病虫系统监测预警。病虫发生动态的系统监测预警工作是进行综合防治决策的基本依据,是综合防治体系的重要组成部分。应建立健全各级测报机构,加强技术培训,按照全国农作物病虫测报办法或自行制定的系统监测办法,认真做好测报工作,及时准确地发布病虫发生预报,以便据此做好综合防治决策,指导综合防治工作。

实施结果及评价。综防体系通过示范推广,取得了显著的经济、社会和生态效益。在各个综合防治示范区中,一般都加强了对示范工作的组织领导,实施结果及评价,健全了技术服务体系,开展了技术培训。

2)指导小麦病虫害综合防治技术体系实施

李光博院士高度重视小麦病虫害综合防治技术体系的具体实施。在实施过程中,分区明确了各区主治与兼治对象,制定了防治指标,加强了病虫动态的系统监测,改进提高了防治决策。在防治配套技术方法方面,发挥了不同防治措施有机结合、相互协调的作用。通过推广抗害防灾的丰产栽培措施,促使小麦苗全苗壮,加以抗性品种的应用与合理布局,全面增强了小麦对病虫危害的整体抵抗能力。结合化防技术的提高与选择性特效农药的应用,相应地减少了农药使用量(30%~50%)和打药次数,大大缓解了农药杀伤天敌和环境污染等矛盾,农田环境明显改善,有利于天敌群落的繁衍。据调查,通过实施上述技术措施,麦田几种优势种天敌数量都成倍(2~4倍)增加,增强了天敌群落对黏虫、麦蚜等害虫的综合控制,有利于自然天敌的保护利用。病虫危害明显减轻,小麦产量逐年上升,从而获得了显著的经济、社会和生态效益,在经济效益方面,投入与新产出比一般都大于原定计划1∶5~1∶10的指标规定。

根据 中国农业科学院农业经济研究中心所提出的计算方法,由各示范区统计计算结果,1987年-1990年在5万hm2示范区内,累计综防面积为19万hm2次,共增收小麦9 407.74万kg,新增产值为1.49亿元。技术覆盖面积达667万hm2。尤其值得一提的是田间天敌随着小麦生长发育与气候及农田环境的变化,随时由麦田向棉花、水稻、玉米、烟草、蔬菜等农田中转移,对各种作物的害虫均可起到相应的调控作用,因而具有更为重要的生态学、经济学和社会学意义。

为了搞好示范工作,李光博院士特意加强了组织领导和技术服务等项工作,“七五”期间在示范区印发有关小麦病虫综防的技术资料5万余份,培训一大批基层农民技术人员。通过示范,使“七五”研究成果迅速转化为生产力,调动了农民科学种田的积极性,为科技兴农做出了贡献。参加此项研究的科技工作者也受到了培养与锻炼。李光博院士作为主编组织编写了《小麦病虫草鼠害综合治理》[4],该书于1990年9月出版,对于1991年开始的“八五”计划中将“农作物病虫害综合防治技术”继续列入国家科技攻关并按时启动实施起到了至关重要的推动作用。鉴于《小麦病虫草鼠害综合治理》全面反映了“七五”小麦作物防治技术及其组建技术体系的创新性研究成果,惠及农业、农村、农民的“控害增收”和粮食安全,该书于1992年被评为全国首届“兴农杯”农村科技图书一等奖。他还指导录制了《不平静的麦田》科教片,将科技成果以生动的影像资料方式进行推广普及。

1.4 引领我国农作物病虫害综合防治技术发展

李光博院士在主持“七五”国家科技攻关计划“小麦主要病虫害综合防治技术研究”专题的基础上, 1991年,由于国家“八五”科技攻关计划改变“六五”“七五”科技攻关项目由行业部门管理的模式,实行专家负责与部门管理双向密切配合的“双轨管理系统”。他被推举为“八五”国家科技攻关“农作物病虫害综合防治技术研究”项目技术总负责人,统领我国农作物病虫草鼠害综合治理技术体系的攻关研究与大面积示范推广应用。将小麦主要病虫害综合防治技术体系创建理论与实践推向了我国主要农作物病虫害综合防治技术研究,为进一步提高我国农作物病虫害综合防治技术策略和水平做出了突出贡献。

由于我国主要农作物病虫种类繁多,耕作制度不断变化,农作物种植结构复杂、导致农田生态体系不断变化,从而造成重大病虫灾害此起彼伏,加上参加攻关的单位涉及面广、部门多,共有110多个科研和教学单位参加。因此,在项目设计、预研和可行性论证的过程中,李光博院士倾注了大量的心血,尤其是在选择作物种类及研究对象、确定攻关目标及考核指标、分解课题和专题、遴选主持单位及主持人、组建项目专家委员会等多方面做了大量基础工作和综合协调工作。明确了攻关重点,围绕粮棉等4种主要农作物20多种重大病虫、10多种恶性杂草、近10种农牧区优势害鼠为主攻对象,设立了水稻、小麦、玉米、棉花病虫害及农田杂草、农区鼠害等6个专题开展综合治理技术攻关。同时针对当时粮棉生产上出现的日益严重的病虫害抗药性问题,增设了粮棉等重要病虫抗药性测报与监测调控技术研究课题,安排了3个专题开展抗药性测报、抗药性监测调控及风险评估技术和治理对策研究。为了加强生物防治技术研究,在“七五”植保科技攻关的已有基础上,设立了农用抗生素制剂、苏芸金杆菌制剂、真菌和病毒杀虫剂、植病生防制剂研发以及天敌工厂化和昆虫信息素与昆虫病毒联合使用新技术研究等6个专题。在项目实施过程中,李光博院士要求各课题专题一定要瞄准攻关目标及考核指标,完成好攻关任务,为国民经济建设和农业发展服务;同时要精兵简政,厉行节约,在经费的使用上优先保证关键技术的研发和试验基点及示范区的建设,力争科技攻关取得实效,出实绩,交实货。李光博院士非常重视各课题、专题的计划执行情况,亲自审阅年度执行情况报告,亲自布置课题、专题及子专题的中期检查,扎扎实实地推进整个项目的顺利实施,高质量地完成了各项攻关任务。

在李光博院士的统领下,该项目经过5年协同攻关,取得了一系列重要的技术突破。主要体现在以下三方面:

一是推动农作物病虫害综合防治理论的发展。根据现代生物学、生态学和经济学的原理和要求,从发展作物高产、高效和优质农业、保护作物、保护环境和提高经济、生态、社会效益的总目标出发,系统深入研究环境-作物-病虫-措施相互间的关系,充分发挥自然控制作用(鉴定筛选和培育多抗病虫品种、调整耕作栽培制度、保护利用昆虫天敌及应用生物制剂等),以及人为防治措施(合理用药、抗药性治理等)的协调作用,着重研究粮棉作物在不同生态区的主要病虫种群动态规律、监测预报和关键为害时期,评价和利用自然控制因素的作用,根据病虫为害损失和经济阈值,提出复合动态防治指标,制定最佳防治对策,组建了以作物为主体的多病虫综合防治技术体系。该体系不仅对IPM策略进行了理论探讨,而且应用于实践,使其在操作上规范化、具体化、实用化和配套化,并通过大面积示范验证其可行性。特别是将多种创新技术组装成病虫草鼠害综合防治技术体系并通过试验基地和示范区大面积推广应用,取得了显著的社会、经济和生态效益。

二是进一步完善农作物病虫害综合防治技术体系。针对我国农业生态和生物群落的多样性、耕作栽培制度的复杂性和生产水平的差异,采用系统工程、系统分析及优化技术等方法,在深入研究水稻、小麦、玉米和棉花四大作物主要病虫害种群动态规律、监测预报技术、科学防治指标和关键防治技术的基础上,组建了以作物为主体、适合不同生态区的多病虫复合群体的综合防治技术体系。该体系以高产、优质、高效益和维持良好的农田生态系统为目标,通过充分发挥自然控制和人为防治措施的有机协调作用,将病虫害为害控制在经济允许水平以下。该项研究在全国粮棉作物主要产区的各综合防治示范区,实现了由以往单病、单虫的应急防治向以作物为主体的多病虫复合群体的综合治理的过渡。

三是进一步提高综合防治技术水平。在“七五”单病虫种群动态规律、预测预报、防治指标、关键防治技术等单项研究的基础上,通过“八五”科技攻关发展到以多病虫种群动态规律、农田生物群落、多病虫综合预测、多病虫复合危害动态防治指标和以保护目标作物避免多种病虫为害的多病虫复合群体的综合防治技术,极大地提高了综合防治决策的科学性和准确性。同时通过监测病菌生理小种及害虫生物型的变异情况,研究作物品种对病虫害的抗性机理,鉴定、筛选、培育和推广对主要病虫害相对稳定的单抗或兼抗的優良的作物品种(材料、组合)。通过对主要病虫害的抗药性监测,提出了避免或缓解害虫和病菌的抗药性,以及合理使用农药的配套技术。通过研究主要害虫(螨)天敌的发生规律和自然控制作用以及化学农药对天敌种群数量的影响,提出保护利用天敌控制害虫(螨)的有效措施。并研发出一批高质量防治效果稳定的生防制剂,进一步提高了农作物病虫害综合防治技术水平[5]。

2 小麦病虫害综合绿色防控的展望和建议

李光博院士不仅创建了我国小麦病虫害综合防治技术体系,并开展为期10年的研究与实践活动,培养了一批又一批小麦病虫害科技攻关人才与团队。在李院士的指导及带领下,中国农业科学院植物保护研究所三位研究员倪汉祥、丁红建、曹雅忠先后接过小麦病虫害综合防治国家科技攻关的接力棒,分别主持“八五”“九五”和“十五”科技攻关,为我国小麦病虫害综合防治技术体系持续发展,以及维持稳定科技攻关人才梯队做出重要贡献[15,17-18]。

在全球气候变化与耕作制度调整背景下,小麦病虫害种类、为害特点,以及化学农药不合理施用带来的一系列负面效应。因此,实施小麦病虫害综合绿色防治策略势在必行,持续开展小麦病虫害区域性全链条监测防控刻不容缓。这对保障我国粮食安全意义重大。

2.1 小麦病虫害综合绿色防治策略势在必行

目前,我国是世界上小麦种植面积最大的国家之一,常年种植面积在2千万hm2以上。据2016年不完全统计,我国小麦生产中农药平均使用量为345 kg/hm2是世界平均水平的 3 倍,化肥使用量约为 300 kg/hm2是欧美等发达国家的 2.5 倍,化肥农药施用过量,利用效率远低于世界平均水平,由此带来的环境污染、食品安全等问题日益严重。我国在2016年发布绿色发展及农药零增长行动,绿色防控已明确发展目标——到2020年,我国主要农作物病虫害绿色防控覆盖率将达到30%以上,农药利用率达到40%以上,农药使用量减少1%以上。农业农村部印发的《农业绿色发展技术体系规划(2018-2030)》中植物保护技术创新重点支持方向明确了五点内容:绿色防治产品、绿色防治技术、绿色防治装备、绿色防治模式、绿色防治标准。

因此,“十三五”国家重点研发计划以农药、化肥“减施增效”,病虫害防控以绿色防控为主要目标,设立了“黄淮海冬小麦化肥农药减施技术集成研究与示范”研究项目,中国农业科学院植物保护研究所陈巨莲研究员作为“农药减施增效共性技术与评价方法研究”课题负责人,将李光博院士生前提出关于提高农作物病虫害综防技术水平和成效的目标与本项目有机结合,通过2017年- 2021年的研究,取得了显著的研究进展。该团队以黄淮海麦区小麦种植模式下主要有害生物为对象,系统有效监测了麦蚜、螨类、黏虫、地下害虫、小麦白粉病、条锈病、病毒病和麦田杂草等8种主要病虫草害种群消长及关联的生物、非生物因子,确定气候变化及耕作制度调整背景下有害生物防控指标。重点开展了农药减施替代增效关键共性技术的评价方法与使用技术研究,在有害生物的早期诊断鉴定技术,小麦对有害生物抗性品种评价方法及品种筛选与布局,高效、低毒、低残留的新型农药筛选、评价标准及使用技术,精准高效施药机械的评价方法与使用技术,小麦主要病虫草害的绿色防控技术评价方法与利用技术等方面取得明显进展[19]。研究取得的主要技术成果为:从小麦病虫草害危害特性、抗药性现状中找到减药的源头,建立了抗药性快速检测/早期诊断技术2项;筛选出新型高效药剂,研发智能精准变量植保机械及施药技术2项;研发并评价绿色防控技术4项,为病虫草害替代技术及评价方法提供了技术储备。建立了黄淮海冬小麦8种主要病虫草防控的农药减施增效共性技术及相应的评价技术规范,为黄淮海冬小麦优势产区不同耕作制度区域性农药减施综合技术模式组建服务。关键技术在示范区应用使化学农药利用率提高20%、减量30%,培训农技人员1万人次。为黄淮海冬小麦优势产区农药减施增效替代共性技术及应用规程的建立、区域内集成示范提供技术支撑,对项目总体目标完成具有重要的贡献,并将李光博院士的综合防治技术水平推向了一个新的高度。

近年来,优先采取生态控制、生物防治、物理防治和科学用药等方式的绿色防控技术,得到越来越多的运用。当前,农业正朝着高质量发展的方向全面推进,随着农药零增长行动的持续深入,绿色防控也将在病虫害综合防治中扮演越来越重要的角色[20]。李光博院士在农作物病虫害综合治理方面作出的成就,为我国实施和发展农作物病虫害绿色防控奠定了基础。

2.2 展望与建议

我国农业生物灾害是全球最严重的国家之一,病虫害种类多、程度重、频次高,严重威胁我国的粮食生产及粮食安全。我国主要病虫害近200种[18,21]。《农作物病虫害防治条例》的颁布,开启我国植物保护工作新纪元[22-23]。据2020年中华人民共和国农业农村部公告第333号公布一类农作物病虫害名录共17种,其中危害小麦等粮食作物为主的病虫害13种,包括小麦蚜虫、小麦条锈病、赤霉病、草地贪夜蛾、草地螟和黏虫等[24]。据全国农技中心统计分析,“十三五”时期,粮食作物病虫害防控的植保贡献率达13.17%[25]。但也应该清醒地认识到,病虫害风险管控还存在诸多难点堵点。一是小麦病虫害暴发危害不确定性增加。跨境病虫害暴发频繁、迁飞性及流行性病虫害大面积发生、原发性病虫害致害型快速演化变异猖獗为害;病虫害发生面积及范围扩大,暴发频率增加,为害程度加重,风险预测难度变大。二是小麦病虫害对粮食安全风险识别综合模式尚未建立。目前,虽已建立单一病虫害发生趋势预测模型,但缺少多病虫复合危害模型;已建立单一粮食作物受病虫害损失区域性模型,但缺乏全国性、综合性模型。三是农业经营主体病虫害风险意识不高,防控能力不足,需进一步强化病虫害监测与防控能力,开展精准测报、精准防控,创新防控技术,实现防控效率提升。四是病虫害风险管控机制尚未得到进一步完善,部门间统筹及信息共享有待加强,亟须强化病虫害风险管控的政策与制度合力。

小麦病虫害暴发流行趋势监测预警及危害损失预估是判别生物灾害程度的关键。小麦病虫害防治能力测度(指数)是粮食减损的标尺。因此,建议我国“十四五”重点研发计划中安排小麦病虫害区域性全链条监测防控项目,以小麦病虫害暴发流行趋势监测预警及危害损失评估、小麦病虫害防治绿色防控技术及产品研发为重点,组建产学研及技术推广优势团队,为我国粮食安全提供保障。

参考文献

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(责任编辑:杨明丽)

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