生物防治在农业病虫害防治中的应用现状及研究展望

摘    要：病虫害对于农业生产有较大威胁，已成为严重限制我国农业发展的主要因素。为有效降低病虫害对农作物的影响，遵循可持续发展观的要求，生物防治因具有高效、无毒副作用、成本低等特点已经成为国际农业病虫害的研究热点。文章介绍了农业病虫害、生物防治的涵义和生物防治技术的优势，并基于技术角度阐述了生物防治在植物性农药、微生物防治、以虫治虫、昆虫性信息素等方面的应用现状。以蚜虫、蝗虫为重点研究对象，分析探讨了多种生物防治手段，提出了生物防治中存在的各种问题及解决措施，探索与展望了生物防治在未来农业病虫害防治方面的研究方向。

关键词：病虫害；生物防治；微生物防治；天敌资源

文章编号：1005-2690（2023）12-0106-03       中国图书分类号：S476       文献标志码：B

农业是我国经济发展的基础，也是国家安全的重要保障，国家颁布的农村改革发展政策也足以窥见对高质量农业生产的重视。但是现阶段我国多数农业种植都是以家庭为单位，病虫害防治是以化学农药为主，这样不利于农业可持续发展。生物防治技术是将农业生产中置身于小型生态系统中，通过天敌对抗的方式杀灭为害农作物的病虫害[1]，具有成本低、效果好、可持续防治等特点，目前得到了广泛推广和应用。因此，在农业病虫害防治中应加大生物防治技术创新力度，避免对生态环境造成污染，实现人与自然和谐发展。

1 农业病虫害生物防治概述

1.1 生物防治涵义

大自然生物圈内的生物存在寄生、共生、天敌等多种关联，基于对这种关系的研究，可以在农作物生长过程中通过改变其基因和生长环境来影响种植结果[1]。生物防治技术可以利用多种生物与病虫害之间的联系逐步缩小害虫的活动范围，并有效减少其对农作物的伤害，降低农民的损失，但是因为生物活动有其特定的时间规律，所以无法在短时间内见到效果。实践证明，生物防治可以解决病虫害抗药性问题，能在不破坏种植环境及保持生态平衡的环境下实现农作物高质量生产。

1.2 生物防治对种植业的价值

我国地域广阔，气候、土壤等地理因素差异较大，病虫害可能会产生不同的变异类型，这就导致化学防治病虫害的方法无法适应全部的土地及环境类型。生物防治是依靠当地害虫生存条件及特有物种对农作物病虫害开展治理，所以可以适应不同的环境变化[2]。长期喷洒化学农药会使病虫害产生相应的抗药性基因，生物防治则不会出现此类情况，而且坚持应用生物防治技术能将种植农作物的生长环境逐渐调整成为动态平衡的状态，为农作物生长提供了良好环境。

1.3 生物防治的综合治理效果

各地自然环境不同，所以生物防治的注意事项与结果也不尽相同。例如，广东与吉林相距甚远，比较两省的不同治理情况也可以体现不同治理方式的具体效果。吉林经过多年的生物防治研究与试验，通过基因筛选的方法完成了对黑穗病、玉米大斑病的防治。研究发现，球孢白僵菌、赤眼蜂可对玉米螟和水稻螟等多种粮食害虫产生影响[3]，科研人员根据这一研究为吉林乃至东北及华北地区的粮食种植提供了巨大帮助。广东地处亚热带地区，林木、水果与糖类作物种植较多，赤眼蜂可以帮助该地区防治林木类病虫害。为解决逐渐增多的赤眼蜂需求，研究人员研制出了全国首台全自动控制生产人造卵卡机帮助大量繁殖赤眼蜂，目前赤眼蜂除用于防治林业病虫害防治外，也用于防治粮食作物与糖类作物[4]。

2 农业生物防治的主要要求

2.1 前期合理布局

通过上述对吉林、广东两地不同生物治理方式的分析，可以知道根据不同地区的情况进行事前布局十分重要。我国有黑土地、黄土地与红土地等，气候区有温带、亚热带和热带等，不同环境下优势作物种类不同，伴生的病虫害也有区别。生物防治技术在应用的过程中需结合农作物的类型和地域特点，提前开展专业化布局[5]。例如玉米与大豆交替种植可以提高土壤中的氮含量，增强生物防治的效果。因此，应合理规划包含对土壤、气候环境、农作物种植情况以及技术的应用布局。

2.2 了解病虫害基本规律

各种鳞翅目、半翅目及全翅目昆虫是粮食作物的主要虫害来源类型，其在玉米、水稻、大豆和小麦之间的活动时间不同，防治规律也有区别。所以研究不同病虫害活动的基本规律及天敌情况，并在农业种植中加以合理利用，才能达到理想的治理效果。农业工作人员应在土地质量、土壤微生物情况、病虫害类型及繁殖规律等方面进行深入研究，了解不同昆虫的病害形成机制及农作物发病规律。

3 生物防治在农业种植中的应用

3.1 微生物农药

微生物防治通过对细菌、真菌、病毒等生物的提取、修饰来对农业病虫害产生抑制作用。常见的微生物农药杀虫剂有苏云金芽孢杆菌、球孢白僵菌、甜菜夜蛾核型多角体病毒等；常见的微生物杀菌剂有枯草芽孢杆菌、淡紫拟青霉、木霉等。微生物农药的优势有1次管多代、促进农作物发育、改善微生态环境等。我國现有生物杀虫农药30余种，年产制剂超8万t。每年新登记的微生物农药种类以4％的速度增加，摆脱了依靠外国进口菌株的局面。以昆虫病原菌为例，我国苏云杆菌制剂已有80多个厂家开发生产，实际使用面积已经超过600万hm2。

利用病原微生物作为生物杀虫剂，具有绿色、高效、持续控制害虫等特点。例如，蝗虫微孢子是生物防治蝗虫方面最早开发的微生物制剂[6]，蝗虫微孢子进入蝗虫消化道后，长出极丝尖端，到达血腔开始无性繁殖，释放孢原，蝗虫感染后寿命将大大缩短且丧失生殖能力。蝗虫病原真菌也是常见的蝗虫病原微生物，其中白僵菌和绿僵菌在生物防治试验中示范较多。专门寄生在蝗虫体内的绿僵菌依靠分泌的蛋白酶可以渗透蝗虫体壁组织，灭杀效果良好。其中绿僵菌生物制剂在实际应用方面取得了一定进展。蝗虫病毒主要指依靠蝗虫作为宿主，在体内增殖，并且表现出一系列病原性的病毒。目前可以实现在体外量产的蝗虫痘病毒以黑血蝗痘病毒为主。蝗虫病原细菌可以根据不同环境下对蝗虫种群进行不同程度的生物调节，主要研究方向在杆菌属于假单胞菌属方面，如苏云金芽孢杆菌的致病原理是其含有对飞蝗有毒性的Bt毒蛋白。

此外，国内的微生物农药研究对小麦病虫害防治的作用也十分显著。芽孢杆菌、放线菌等生防菌可以通过抑制禾谷镰孢菌生长或抢夺其营养物质与生存空间等方式制约病菌生长[7]。

3.2 植物性农药

植物性农药不会存在高污染现象，且生产成本较低，防治效果理想，我国在相关研究和使用方面一直处于领先水平。植物性农药的活性成分取自自然界，使用后可以自然降解。植物性农药从植物中提取成分，例如川楝素制剂、大蒜素、烟碱制剂等。我国对于萌芽阶段的栎树林花布灯蛾的生物防治主要采用飞机喷洒含木烟碱的植物性农药，可以大规模、高效、便捷地消灭害虫。近几年我国在植物性杀虫剂、植物性杀菌剂方面研究越来越深入，主要应用在我国南方。

3.3 以虫治虫

以虫治虫生物防治法是通过了解当地不同昆虫的天敌关系、食性范围、生活习性来达到防治目的。以虫治虫强调综合治理，调查病虫害产生的原因，通过生物防治的技术手段优化生态系统的平衡性。在我国，依据昆虫种类多样化的国情开发了天敌昆虫的生物防治手段。例如，针对玉米螟类对玉米等农作物危害极大的农业害虫，运用天敌赤眼蜂生物防治方法。

蚜虫寄生蜂作为生物防治蚜虫的重要手段，是人工释放出蚜虫的天敌昆虫，我国对烟蚜茧蜂的人工培育比较成功[8]。雌成虫將卵产于寄主体内，幼虫吸食寄主身体逐渐发育，成虫后可以在体外自由活动。生物防治蚜虫的另一重要手段是利用其捕食性天敌，蚜虫捕食性天敌研究较多的有瓢虫、草蛉等，其中瓢虫属于蛸翅目甲科昆虫，经常被用于麦田间的蚜虫生物防治试验中。异色瓢虫对于豌豆修尾蚜虫的捕杀生物防治效果较好，捕食能力高于七星瓢虫。值得注意的是，多种捕食性天敌混合释放效果不一定能够叠加，需要考虑到彼此之间的竞争关系，包括对空间、资源的竞争等。例如，异色瓢虫对其他捕食性瓢虫表现出极强的竞争力；蚜虫的捕食性天敌草蛉在不同生长阶段可以防治不同种类的害虫，如草蛉对桃蚜虫、豆蚜虫的生物防治。在捕食性天敌研究方面应着重关注滞育、生态风险、人工养殖饲料使用与配方等方面。生物防治蚜虫的其他方法有病原微生物防治，对蚜虫的病原微生物防治主要有白僵菌、耳霉菌等，防治蚜虫的种类有烟蚜虫、甘蓝蚜、枸杞蚜虫等，研究重点在于不同菌株对于不同种类蚜虫的毒性评定以及最佳施用浓度、时间。

3.4 昆虫性信息素

昆虫性信息素指昆虫成熟后释放的一种微量化学物质。昆虫性信息素既可以用于干扰昆虫之间的交配繁衍行为，又可以用于大量诱捕处于成熟期的昆虫。我国通过在专门区域释放昆虫性信息素，以此诱捕、监测昆虫种群来控制外来入侵害虫的种群动态，例如美国白蛾等。目前，我国已经人工合成60多种重要的昆虫性信息素，均制成制剂应用到农业生产中。

绿色杀蝗制剂的应用包括利用蝗虫本身产生的化学信息物质进行生物防治，例如成熟信息素、聚集信息素等。协调配合使用飞蝗信息素可以减少化学农药的使用，以此降低蝗虫对农药的敏感性。国内应用较多、较为成熟的杀蝗制剂主要是利用杀蝗微生物的次生代谢物，包括细菌、真菌、放线菌等一系列微生物产生的代谢产物。此外，植物次生代谢产物也催生了杀蝗植物型农药，例如印楝素对蝗虫进食产生的破坏性影响。

3.5 多品种混种或间套种植

植物在生长过程中对周围环境会产生外部影响，分析不同植物的作用效果，可以选择合适的混种或间种方式提高农作物的抗病能力。如在1块土地中种植2种及以上作物，可以选择在前1种作物的生长后期利用作物间隙种植后1种植物，这样既能合理利用空间，也能提高种植质量。

4 病虫害生物防治技术的优化策略

受外界环境等多种因素影响，农作物在生长阶段会出现不同的病虫害，研究人员应深入研究农业病虫害的发生规律，及时调整防治策略，降低农业病虫害发生概率。有关部门需要科普宣传生物防治技术，使大众正确、全面地了解生物防治的涵义及优势。让广大农民认可、支持应用生物防治技术。政府部门还需要加大资金投入力度，支持生物防治技术的研究，建立完善的基础设施，推广生物防治设备的应用。建议政府部门根据生态主体划分，因地制宜选择不同防治技术，统一协调当地整体布局，各省、市根据区域特点对于生物防治企业和相关行业组织予以经济、政策支持。在技术方面，以虫治虫的方式应用较广，但是由于天敌昆虫需求众多，无法满足农业生产需求，所以应加大天敌昆虫的研究力度，提高生产工艺，也可以通过改进生产设备、提高运输贮藏服务质量以及增强质量检测等多方面综合开展。

5 生物防治农业病虫害的发展趋势及展望

生物防治的本质在于生态调控，综合治理将成为生物防治的发展趋势。将病虫害发生区域的生态系统调控平衡，主要调控生态系统的结构、功能等方面。利用生态系统工程的理念与方法进行整体分析、评估，设计出防治农业病虫害的防治方案，以该区域生态环境的土壤、气候、农作物种类、病虫害种类等为主要分析对象，综合评价后制订综合治理方案。生物防治在发展过程中的重点难点在于新技术的突破。以转基因技术为例，该项技术可以在生物制剂方面起到极大助力作用。因为具有生物防治效果的微生物代谢产物活性一般不稳定，利用转基因技术将其提取到另一基质中进行保存、运输，已成为转基因技术的新突破点。

6 结束语

生物防治是应对农业病虫害的重要技术，该技术不仅符合国家倡导的农业可持续发展要求，更符合“地球村”的生态理念。在实际应用中需要有关部门加大推广与宣传力度，将生物防治理念深入基层群众。研发人员应将目光聚焦在绿色剂型的应用研究上，方便、绿色、高效的生物制剂将成为发展趋势，生物防治将成为农业病虫害防治中的重点举措。

参考文献：

[1]刘元才.生物防治在农业病虫害防治中的应用[J].种子科技，2021，39（23）：101-102.

[2]焦梓洲.生物防治技术在农业病虫害防治中的应用分析[J].种子科技，2020，38（3）：85-86.

[3]李启云，路杨，隋丽，等.植物保护与农业绿色发展[J].吉林农业大学学报，2021，43（1）：9-15.

[4]赵灿，张宝鑫，袁曦，等.广东省农业科学院害虫生物防治研究60年：成就与展望[J].广东农业科学，2020，47（11）：93-102.

[5]张学英.农业病虫害防治中生物防治技术的应用[J].现代农机，2022（5）：101-103.

[6]石旺鹏，谭树乾.蝗虫生物防治发展现状及趋势[J].中国生物防治学报，2019，35（3）：307-324.

[7]范江龙，李欣蕊，席雪冬.小麦赤霉病生物防治研究进展[J].生物加工过程，2021，19（4）：420-431.

[8]时敏，唐璞，王知知，等.中国寄生蜂研究及其在害虫生物防治中的应用[J].应用昆虫学报，2020，57（3）：491-548.

（编辑：师莉娟）

作者简介：朱开成（1964—），男，汉族，山东宁阳人，专科，高级农艺师，研究方向为植物保护。