作物多样性控制病虫害关键技术及应用云南省植物病理重点实验室

图1 国家科学技术进步奖二等奖

植物病虫害防治领域的重大难题之一是品种单一化大面积种植导致病虫害流行，化学农药用量大幅度增加，对生态环境和粮食生产构成潜在危机。世界各国专家学者从育种角度提出了“多系品种”“聚合抗性育种”等解决途径，但因成本高、技术难度大等原因，限制了在生产上的推广应用。云南省植物病理重点实验室联合中国农科院植保所、浙江大学、复旦大学和华东农业大学等科研院所，通过10余年研究，从生态角度探索了利用作物多样性时空优化配置控制植物病虫害的新途径，明确了作物多样性能有效控制作物病虫害，揭示了作物多样性控制病虫害的主要机理，并将这一创新技术进行了大面积推广应用。“作物多样性控制病虫害技术体系构建及应用”项目获2017年度国家科学技术进步奖二等奖。

在主要效应验证上，实验室组织不同学科背景研究人员开展了10余年的大田试验，设计了作物多样性优化配置的384组小区试验，并进行了万亩放大验证，探明了作物多样性控制病虫害的效果在16%～88%之间，明确了病虫害控制效应与作物种类、株高株型、栽培方式和种植时间等因素相关，进一步确证了从生态角度利用作物多样性能够有效控制病虫害。

在主要机理研究上，揭示了作物多样性与病虫害控制十大机制。包括作物多样性与病菌的化感效应、作物与作物间的互作效应、作物多样性对病原菌稀释作用、作物多样性对病害蔓延的阻隔效应、作物多样性减少病原菌初侵染效应、作物多样性降低害虫虫口密度效应、作物多样性增强天敌功能团效应、稻鱼互作延伸害虫天敌生物链、作物多样性立体株群改变微环境气象条件和作物多样性错峰种植消减叠加效应，深入解析了作物多样性有效控制病虫害的科学原理。

在应用技术体系构建上，建立了作物多样性时空优化配置的技术参数和技术标准，创建了作物合理搭配、条带轮作、根系互补、行比行宽和错峰种植等技术体系，形成了一系列作物多样性控制病虫害的技术规范，可降低病虫害17.4%～62.5%，减少农药用量53.9%～71.8%，增加产量16.7%～56.9%，将作物多样性控制病虫害技术体系进行了大面应用，形成了一套可推广可复制的控制农业病虫害的创新技术体系。

图2 作物多样性种植