农业病虫害的生物防治技术应用进展

摘 要：本文通过对生物防治在农业上应用的必要性、防治方法和应用现状等方面进行阐述分析，为研究利用生物防治病虫害提供参考。

关键词：生物防治；杀虫活性植物；生物制剂；外激素

在农业发展中，农业害虫的防治显得尤为重要。目前控制农业害虫危害的主要手段是采用化学药剂防治。化学防治虽具有快速、高效、使用灵活等优点，但随着农药品种及数量的增加、以及无限制地滥用农药，已产生了一系列问题。比如出现农业害虫的抗药性提高、农药的效能降低、农药乱用、农药污染环境、破坏生态平衡等一系列导致人类生存环境恶化的问题。因此，探索不用或少用化学农药、减少农副产品免受农药污染的防治方法显得极为重要。由于生物防治技术具有安全、高效、无污染等优点，日益受到重视。在农业生产上，采用生物防治方法是控制农作物病虫草害发生，减少化学农药使用的重要途径之一。近年来，国内外开展了很多相关的研究与开发利用工作，本文将从以下几个方面着重阐述有关农业害虫的生物防治的应用进展。

1 生物防治在农业上应用的必要性

生物防治是利用生物或其代谢产物来控制有害动、植物种群或减轻其危害程度的方法。采用生物防治来控制病虫害，能够收到除害增产、降低农药污染、保持生态平衡、提高农产品品质等作用，其生态效益和社会效益明显，越来越受到社会各界的重视。

据统计，全世界每年被病虫害夺去的谷物收成所造成的经济损失高达l200亿美元，每年要生产200多万吨农药，长期大量使用化学农药以保证农业的丰产和稳产已产生了许多负面影响。例如有害微生物和害虫出现了选择性进化优势，产生了抗药性，自20世纪50年代以来，抗药性害虫已从l0种增加到目前的417种。长期滥用农药，全世界每年约有200万人农药中毒，其中大约有4万人死亡。因此，研发、推广选择性强、效率高、成本低、对人畜及环境安全的生物防治方法，是未来病虫害防治的必然趋势。

2 常用的生物防治方法

2.1 利用优势种天敌精准防治害虫

利用天敌，发挥其对害虫的自然控制作用，是生物防治中的一个重要手段。我国近年来在防治松毛虫、棉铃虫、烟青虫、菜青虫等多种害虫方面都卓有成效。依据害虫不同的生长阶段存在不同的天敌，进行有针对性的研究与利用，有目的的大量引进和繁殖害虫天敌，才能加快推广应用速度。目前从国外引进害虫天敌多达300种，我国虽能够人工繁殖且形成规模的天敌种类有赤眼蜂和丽蚜小蜂等害虫天敌，但生物防治应用研究还需加强。只有准确掌握天敌的最适防治时期和有效防治种群量的研究才能得以应用推广，例如研究发现赤眼蜂寄生害虫卵，在害虫产卵盛期放蜂，每亩每次放蜂l万头，每隔57d放一次，连续放蜂3-4次，寄生率可在80%左右。通过对天敌防治害虫的精准研究，提高了防治效果、降低了防治成本、为大面积推广应用奠定了基础。

2.2 杀虫活性植物的利用

作物抗虫性是指作物本身具有能够减轻害虫危害程度的一种可遗传的生物学特性，也是害虫和寄主作物在一定环境条件下相互关系的集中表现。杀虫活性植物迫使害虫不能栖息、产卵或取食、以及不能正常发育，甚至导致害虫死亡来达到防治效果，此外，也可利用害虫嗜食有毒植物进行诱杀害虫。随着生物技术和遗传工程的发展，人们已成功地将某些具杀虫活性物质的基因导入多种作物中，培育出转基因抗虫品种，为害虫防治开辟了新的途径。现已培育出的转基因抗虫作物主要有转苏云金杆菌（Bt）内毒素蛋白基因抗虫作物、转蛋白酶抑制基因抗虫作物、转淀粉抑制剂基因抗虫作物和源凝集素基因抗虫作物。

2.3 利用微生物制剂防治病虫害

害虫病原微生物包括真菌、细菌、病毒等，目前全世界有病原微生物2 000多种，利用人工方法对病原微生物进行培养，然后制成菌粉、菌液等微生物农药制剂，这些制剂在田间喷施后可侵染害虫致其死亡。现已成功研制的制剂有苏云金芽孢杆菌制剂（Bacillus thuringiensis）、白僵菌制剂、枯草芽孢杆菌（Bs）、农用抗生素类制剂、昆虫病毒制剂等多种防治害虫的生物制剂。这些微生物制剂田间试验的防治效果最低为70%，最高可达90%以上，其中部分制剂还可以在田间自然繁殖，长期保持防治效果。

2.4 特异性昆虫控制剂的利用

昆虫性引诱剂是昆虫分泌的一种外激素，能引诱同种昆虫的异性个体前来交尾是由分泌性外激素的腺体分泌的。利用昆虫的性外激素可进行性诱捕法进行害虫防治，也可用昆虫生长调节剂干扰昆虫正常发育达到防治害虫的目的。然而这些药剂只能针对害虫种群的特殊群体进行防治，还达不到全面防治效果，必须结合化学防治才能有效防治病虫害的危害。

2.5 微孢子虫的利用

微孢子虫是一类极其古老的专性细胞内寄生的单细胞原生动物，几乎可以感染所有动物（包括人类），利用微孢子虫这一特殊的特性，使其在害虫种群中传播，以达到防治害虫危害的效果。采用昆虫微孢子虫防治害虫，具有低耗、持续、环保等优点，这种防治方法现大多还处于试验阶段，推广应用还存在诸多缺陷。由于微孢子虫具有不污染环境、对人畜无毒等优点，近年来国内外对昆虫微孢子虫的研究异军突起。其重点研究领域为昆虫离体细胞系对微孢子虫的培养繁育，这对微孢子虫未来广泛推广应用具有重要意义。随着科技水平不断提高，微孢子虫将会作为一种具有广阔前景的生物防治资源发挥其应有的作用。

3 生物防治国内外研究现状

3.1 我国生物防治研究的进展

我国的生物防治自有文字记载以来，已有1600多年历史；但生物防治的大规模研究和应用，则是新中国成立后才开始的，解放后全国研究逐渐展开。如1951年开展利用赤眼蜂防治甘蔗瞑虫的研究；1954年从苏联引进澳洲瓢虫及孟氏臆唇瓢虫；1955年江苏龙承德先生从苏联引进日光蜂与本地日光蜂杂交；1960年彭中允成功地从苏联引进“虫菌三号”菌。刘崇乐教授领导下的中科院动物所资源室开展了昆虫各种病原微生物的研究，并首次从捷克引进苏云盎杆菌。徐庆丰同志成功地应用白僵菌防治大豆食心虫；利用黑青小蜂（Dibrachys Cavus）控制棉红铃虫。同期黄明度等进行了平腹小蜂人工大量繁殖控制荔枝蝽蟓的研究，取得了成功并在广大荔枝产区推广取得明显效果。

1964年我国召开了全国第一次害虫生物防治会议，70年代还进行了一次全国害虫天敌调查，1980年中国农业科学院成立了生防研究室，邱式帮教授领导该室开展了多项生防研究工作，同期许多省份也成立了生防站，标志生物防治已进入推广应用基础。随着改革开放政策不断深化，以及与国外同行的频繁交流，我国生防工作已具备相当的科研实力，中国农科院生防室也承担了全国 “七五”科技攻关项目中的生物防治课题。1987年1 0月中国农科院生防宣在山东第一次召开了全国害虫天敌保护利用会议。1991年4月中国农科院生物防治所又在北京召开了“ 全国生物防治学术讨论会”。近几年，随着人们对食品安全的重视，全国上下对生物防治的投入和研究遍布整个农业生产领域。

3.2 国外生物防治研究的概况

世界各国生物学家，植保专家纷纷研究、培育防治病虫害的天敌和有益的霉菌，以采取最佳的诱捕、无毒生物制剂，培育出天然毒性的植物等来控制病虫害，特别是发达国家，如日本、美国等在研究生物防治病虫方面走在世界的前列。

世界各国在生物防治领域研究侧重点存在差异，日本生防研究人员将微生物中的食菌线虫和昆虫寄生虫进行组合，消灭病菌率达80～100%。美国科学家，研究出一种高效无毒的生物杀虫剂“拜厄西斯”，因属于生物化学杀虫剂，获得美国环境保护署的免检生产；同时他们利用遗传工程方法，制成一种强力无害的生物杀虫剂。日本东京神经科研究所、苏联鸟兹别克科学院和英国诺丁汉大学的有关科学家发现了蜘蛛织网捕食有害昆虫的奥秘。另外英国一些大学和工业公司等正在研究蜘蛛和蚂蜂作为理想杀虫剂的潜在资源的可能性。最近印度那格漓尔大学萨里叶·雷那博士及其同事，研究出一种生物防治蝗虫和蚱蜢的方法。即利用一种病原体（蝗虫微粒子）控制害虫，这种病原体可引起60～70﹪的蝗虫死亡。国外的许多成功案例表明，生物防治由过去的简单、试验性研究向高科技，规模化生产应用领域发展。

4 陷阱植物在生物防治中的应用成为新趋势

4.1 国内对陷阱植物研究动态

陷阱植物就是吸引、转移、截获、滞留害虫或天敌，减轻目标作物虫害的一类植物。当前，农业生产面临的严峻问题是种植结构单一，物种多样性下降所引发的农田生态系统严重失衡。由于常年连作和过量的农药施用，使有益生物数量急剧下降，害虫危害猖獗，农药残留严重，土壤理化性质恶化。陷阱植物可显著改变作物田里节肢动物群落特征，人们通过间作小麦、玉米等作物防治棉花虫害的成效已具共识，崔金杰等研究发现种植双季玉米诱集带对天敌的保护增殖作用优于单季玉米，这一系列研究表明陷阱植物研究对农业病虫害防治具有广阔前景，且与化防有效结合进行病虫害防治具更强的可操作性。

4.2 国外对陷阱植物研究动态

近几年美国、澳大利亚等国高度重视陷阱植物的利用研究，积累了丰富的防治技术。他们以万寿菊、马铃薯、南瓜、甘兰、油菜等为陷阱植物，进行边界、顺序、搭配以及引诱排斥等种植方式研究，取得良好效果，大大降低了杀虫剂施用量。Prasifka研究了棉花害虫、天敌数量与陷阱植物高粱、休闲地面积之间关系时，发现一个地区高粱或非农田地总数量对降低虫害非常重要，得出景观成分有时是决定害虫丰度的重要因素。国外丰富的研究内容和形式，为生物防治研究开辟了新领域。

5 生物防治在病虫害防治中存在的主要问题

5.1 政府部门资金和人才投入不足，造成生物防治的精准化不高，防治效果不太突出，严重制约了生防研究进展。其次宣传力度力度明显不足，生物防治在应用上往往只起到推广示范作用，农业生产中缺乏专职的生防技术人员，也制约着生物防治措施的可持续性发展。

5.2 病虫害天敌资源掌握不够及病虫测报没有精确化，对虫害传播病害的关键时期，天敌最佳抑制虫害关键阶段掌握不足，延误或者错失防治机会，造成防治效果不理想，导致生产上应用的积极性不高。

5.3 天敌的保护利用还没有很好解决，生物防治过程中又伴随着化学防治，天敌很难在目标环境中定居下来，而滥用农药使得天敌的栖息环境日益恶化，天敌种群面临着严重的生存危机。且生物防治需要统防统控，小面积推广示范达不到应有的防治效果，只有在较大区域内展开生防才能达到防治目标。

5.4 已开发的生物农药品种单一，防治对象单一，能大规模推广应用的生物农药品种较少。同时生物农药应用技术比较复杂而且在田间存活期短，很难适应病虫的综合防治需要，制约了生物农药推广进程。

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