可持續(xù)利用天敵昆蟲防治設施蔬菜害蟲的進展及模式創(chuàng)新

【摘要】傳統(tǒng)的設施蔬菜栽培方式為蚜蟲類、薊馬類、粉虱類、斑潛蠅等小型害蟲提供了適宜的生長、繁殖和為害的生態(tài)環(huán)境，易暴發(fā)嚴重危害。而天敵昆蟲是自然存在的害蟲控制因子，是目前害蟲生物防治的首選技術和發(fā)展方向。文章介紹和分析了蔬菜害蟲的天敵昆蟲應用的主要類型及研究進展，并對設施蔬菜的主要害蟲的生物防治應用技術進行了系統(tǒng)闡述，明確了幾種天敵昆蟲精準釋放參數(shù)、混合釋放機理及其功能植物種類與布局等，提出了設施蔬菜害蟲的天敵保護利用技術新模式。

中國是蔬菜生產(chǎn)和消費大國，設施蔬菜生產(chǎn)發(fā)展迅速，據(jù)統(tǒng)計自2013年中國設施蔬菜種植面積從368萬hm2增長到2016年的391.5萬hm2，目前發(fā)展面積還在不斷擴大，預計2020年將會達到410.5萬hm2 [1-2]。設施農業(yè)的發(fā)展，使蔬菜生產(chǎn)的品種和產(chǎn)量得到快速增長，但同時也給害蟲提供了適宜的生長、繁殖和為害的生態(tài)環(huán)境，如蚜蟲、薊馬類、粉虱類、斑潛蠅等小型害蟲得到充分有利的發(fā)育條件，有猖獗為害的趨勢。害蟲發(fā)生面積不斷擴大，一般可造成產(chǎn)量損失15%～30%，嚴重的減產(chǎn)50%以上，甚至絕收或使產(chǎn)品失去其商品價值，害蟲嚴重影響蔬菜產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質，對生產(chǎn)構成嚴重威脅。

傳統(tǒng)蔬菜生產(chǎn)周期較短，害蟲的發(fā)生種類多、危害重，化學農藥防治見效快成為主要防治方式，但由于害蟲抗藥性劇增，同時殺傷大量自然天敵，致使害蟲為害越來越嚴重，愈加難以防治。另外，農藥不合理的使用，使高達80%的農藥飄移或流失到非靶標生物、土壤和水域中，嚴重污染生態(tài)環(huán)境。化學農藥通過生物富集在作物體內形成較高殘留，再通過食物鏈危害人體健康，食用蔬菜發(fā)生食物中毒和中國出口蔬菜受阻事件時有發(fā)生，給人類的生存和農業(yè)安全生產(chǎn)造成了嚴重威脅。

因此，害蟲的生態(tài)、生物控制措施已成為目前的害蟲防控首選技術和發(fā)展方向，研發(fā)害蟲防治新產(chǎn)品、新技術，是提高人們的生活質量，改善生存和生態(tài)環(huán)境，促進農民增收和農村經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展不可或缺的重要措施。近年來，在國家相關科研和推廣項目資助下，在蔬菜害蟲生物防治，特別是保護利用天敵昆蟲控制蔬菜害蟲方面，取得了一系列的進展。

天敵昆蟲是生態(tài)系統(tǒng)內存在的重要害蟲控制因子

在農林生態(tài)系統(tǒng)中，處于第二營養(yǎng)級（初級消費者）的每一種害蟲都會有一種或多種天敵昆蟲，對其及寄生或直接捕食。基于生態(tài)學原理開展害蟲綜合治理，強調利用天敵因子自然制約害蟲種群增長的方法，達到減少農作物生長受害和產(chǎn)量損失的目的[3]。

自然條件下，天敵昆蟲資源非常豐富。如浙江大學等研究團隊查明了中國蔬菜生態(tài)系統(tǒng)中天敵昆蟲466種，其中新種37種、中國新紀錄45種，主要蔬菜害蟲的優(yōu)勢天敵昆蟲種類有小菜蛾43種、菜粉蝶47種、煙粉虱37種、蚜蟲34種、豌豆彩潛蠅11種，而蔥斑潛蠅和美洲斑潛蠅分別7種。人為干預（如藥劑防治害蟲等）會造成天敵的“缺失”，致使生態(tài)失衡，這是害蟲成災的重要原因之一。通過減少或消弱對天敵的不利因素和增強對天敵的有利因素，充分發(fā)揮天敵的作用是重構和恢復農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的有效途徑。

以天敵為核心的害蟲生物防治分為3種類型。①經(jīng)典生物防治：引入外來天敵昆蟲防治外來入侵性害蟲的生物防治方法，如利用原產(chǎn)美洲地區(qū)的麗蚜小蜂防治入侵性害蟲煙粉虱，是典型的生物防治案例。②增強型生物防治：通過人工飼養(yǎng)等方式，大規(guī)模生產(chǎn)天敵昆蟲，并利用“淹沒式”釋放及“接種式”釋放的方法，有效控害。如赤眼蜂的大規(guī)模工廠化生產(chǎn)與淹沒式釋放。③保護型生物防治：綜合協(xié)調生防作用物與生態(tài)系統(tǒng)之間，以及外部理化環(huán)境之間的關系，通過加強植被管理、應用功能景觀以及優(yōu)化理化環(huán)境關系，來提升生物防治應用效率的方法，如蜜源植物等對天敵的增殖與保護。

天敵昆蟲作為傳統(tǒng)的生物防治產(chǎn)品，在控制設施蔬菜蟲（螨）害，保證其產(chǎn)量和品質中起著不可替代的作用，具有效果穩(wěn)定、持效期長、避免害蟲產(chǎn)生抗藥性、保護自然天敵、不污染環(huán)境、維持生態(tài)平衡等特點，在農業(yè)可持續(xù)發(fā)展和無公害蔬菜生產(chǎn)中具有明顯優(yōu)勢。

天敵昆蟲防治設施蔬菜害蟲的應用進展

中國是最早開展人工生物防治的國家，早在公元前304年，就有利用捕食性昆蟲——黃猄蟻來防治柑桔園中的害蟲的紀錄[3]。從20世紀50年代起，從國外引入的赤眼蜂、澳洲瓢蟲、孟氏隱唇瓢蟲等開啟了中國傳統(tǒng)生物防治的序幕[4]。1979年從英國引入麗蚜小蜂成功控制了中國內溫室白粉虱的為害，并在北京、天津、遼寧等省市推廣[5]。據(jù)Van Lenteren[6]統(tǒng)計，全球天敵應用產(chǎn)生的效益80%集中在溫室農業(yè)系統(tǒng)中，麗蚜小蜂的收益占據(jù)25%，捕食螨（智利小植綏螨）和黃瓜鈍綏螨的收益占12%。

由于中國設施蔬菜害蟲以蚜蟲、粉虱、葉螨、薊馬為主，所應用的天敵昆蟲有蚜繭蜂、蚜小蜂、捕食螨、捕食性瓢蟲、草蛉、捕食性蝽、食蚜蠅、食蚜癭蚊等。近年來，中國有很多在溫室內釋放麗蚜小蜂[7-8]、東亞小花蝽[9-10]、異色瓢蟲[11]、巴氏鈍綏螨[12]來控制溫室害蟲效果評價的實例報道。

天敵田間應用存在的主要技術問題

在目前的實際應用中，特別是設施蔬菜害蟲的防控中還存在一些問題，使得天敵田間控害效果不穩(wěn)定，影響控害效果和生產(chǎn)效益。主要有以下問題需要研究和解決：①影響天敵田間控害效果的關鍵點；②針對特定目標害蟲及其種群數(shù)量，天敵田間釋放（接種式、淹沒式）方式的選擇；③確定天敵昆蟲田間精準釋放技術參數(shù)及其科學依據(jù)；④確定天敵組合釋放的作用原理（增效或干擾）；⑤天敵釋放后，使其種群能夠在田間定殖和延續(xù)的方法；⑥以作物種植系統(tǒng)整體出發(fā)的主要害蟲生物防治總體方案。

可持續(xù)利用天敵昆蟲防治害蟲新模式的研究和建立

針對上述天敵昆蟲應用中的重大科學技術問題，筆者所在的研究團隊進行了大量的試驗研究，獲得了一些具有實際應用價值的成果，并在田間生產(chǎn)中進行了驗證和示范。下面以設施蔬菜害蟲防控為例進行介紹。

研究系統(tǒng)和對象的選擇

粉虱、蚜蟲和薊馬3類害蟲對設施蔬菜生產(chǎn)為害巨大，具有體型小、繁殖快、易擴散等特點，更由于其抗藥性強而難于防治，嚴重影響蔬菜的產(chǎn)量和品質。研究團隊以大棚栽培的茄子、番茄、青椒上的粉虱、蚜蟲和薊馬為對象，選擇了對目標害蟲控害能力較好且容易人工大量繁殖的幾種天敵（表1），開展了較為系統(tǒng)的應用技術研究。

天敵單獨應用及量化參數(shù)

根據(jù)已報道的相關天敵生物生態(tài)學特性（起點溫度/有效積溫/卵-成蟲歷期/單雌產(chǎn)卵/成蟲壽命/存活率等），補充溫室條件下天敵-獵物的試驗種群生命表及捕食功能反應等（麗蚜小蜂、異色瓢蟲、東亞小花蝽等），分析確定了天敵釋放數(shù)量（益害比）及控害預期。根據(jù)天敵在目標生態(tài)條件下的控害和擴散行為等研究，明確釋放點數(shù)、次數(shù)和時間等參數(shù)（表2）。

多種天敵組合防治單種害蟲的研究

每種天敵都有偏好的獵物種類、齡期及其對生態(tài)條件的適應性，而一種害蟲往往有多個天敵，多個天敵組合是否會提高田間控害效果？天敵種間的相互作用是怎樣？研究結果顯示：

淺黃恩蚜小蜂和麗蚜小蜂組合釋放防治粉虱類害蟲

2種寄生蜂組合釋放與麗蚜小蜂單獨釋放的控害（寄生和取食寄主）均可將粉虱種群持續(xù)穩(wěn)定的控制在較低水平，但兩處理間不存在明顯差異；在40天時，單獨釋放麗蚜小蜂控害率最高，其次是兩種寄生蜂組合釋放，而單獨釋放淺黃恩蚜小蜂最低。麗蚜小蜂的存在會干擾淺黃恩蚜小蜂的控害作用，淺黃恩蚜小蜂不能競爭替代麗蚜小蜂。表明生態(tài)位相似的天敵的組合釋放在實際應用中存在消極影響。

東亞小花蝽和麗蚜小蜂組合釋放防治粉虱類害蟲

釋放天敵3周后，對煙粉虱1齡和2齡若蟲，組合釋放的控害效果好于單獨釋放，具有增效作用；對煙粉虱3齡和4齡若蟲，增效與干擾作用均不明顯。

異色瓢蟲、淺黃恩蚜小蜂和麗蚜小蜂組合釋放防治粉虱類害蟲

異色瓢蟲對煙粉虱的若蟲，特別是被寄生個體，表現(xiàn)出極低的攻擊欲望，但其存在會嚴重影響寄生蜂的子代孵化率；2種寄生蜂均在與瓢蟲組合時表現(xiàn)出更高的寄生效率，異色瓢蟲充當了刺激寄生蜂種間競爭的角色。

多種天敵復合防治多種害蟲的研究

蔬菜生產(chǎn)中同一時間段內會有多種害蟲危害，那么是否可以利用多種天敵復合釋放控制多種害蟲？在上述研究結果的基礎上，提出了3種復合釋放模式：①麗蚜小蜂、淺黃恩蚜小蜂、異色瓢蟲復合控制番茄粉虱、蚜蟲；②東亞小花蝽、龜紋瓢蟲、捕食螨、麗蚜小蜂復合控制青椒薊馬、蚜蟲、葉螨、粉虱；③異色瓢蟲、麗蚜小蜂、捕食螨復合控制茄子蚜蟲、葉螨、粉虱。但在實際應用中需要根據(jù)蔬菜田間不同害蟲種群發(fā)生動態(tài)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，靈活調整相對應天敵的釋放時間和數(shù)量。

天敵定殖與持續(xù)控害

當天敵釋放后，害蟲種群被壓低到一定數(shù)量后，缺少食物源的天敵數(shù)量也隨之銳減，一段時間后害蟲種群快速恢復并繼續(xù)危害。怎樣才能讓天敵在釋放地定殖繁衍并持續(xù)控害？經(jīng)過調查研究發(fā)現(xiàn)，一些植物可以為天敵昆蟲提供食物、補充營養(yǎng)、棲境或產(chǎn)卵場所，保護和增殖天敵昆蟲種群，持續(xù)發(fā)揮控害作用。

蜜源植物的選擇與利用

試驗分別篩選出適合蔬菜、水稻和果園的蜜源植物，如三葉草、夏至草、波斯菊、荷蘭菊、芝麻、酢漿草、油菜等，并從花朵顏色、大小、氣味、開閉周期及獵物等方面，初步明確其對天敵的引誘機理，并在不同的作物田間進行了組合、布局和驗證。

天敵昆蟲伴存植物的篩選與利用

通過試驗證明，芝麻、綠豆、蓖麻、羅勒、苜蓿和南瓜可以作為誘集及增殖天敵群落的優(yōu)選植物，其小區(qū)內天敵亞群落顯著高于其他植物。并且篩選出適宜保護地內生態(tài)系統(tǒng)的天敵功能植物系統(tǒng)，初步查明其上昆蟲種類及時間動態(tài)，提出了蔬菜溫室配植玉米帶、“小麥-玉米蚜-龜紋瓢蟲”等儲蓄植物系統(tǒng)。

溫室棚間功能植被多樣性提升

通過試驗篩選出波斯菊、矢車菊、綠豆和羅勒等有效誘集及增殖天敵的功能植物，試驗小區(qū)天敵亞群落顯著提高，有利于持續(xù)涵養(yǎng)天敵昆蟲，增加園區(qū)內天敵昆蟲多樣性。

以天敵釋放為主的設施蔬菜主要害蟲的生物防治新模式

經(jīng)過多年的研究、驗證和改進，提出了設施蔬菜主要害蟲的生物防治新模式，主要包括迷你工廠繁育天敵—天敵復合釋放—功能植物增殖保育天敵—整體景觀增效調控天敵（圖1～3）。

番茄害蟲

種植（培養(yǎng)）功能植物（玉米、苘麻、菜豆）—害蟲（粉虱、蚜蟲等）監(jiān)測—早期釋放天敵（麗蚜小蜂、淺黃恩蚜小蜂、異色瓢蟲等）—昆蟲及其天敵種群動態(tài)監(jiān)測—補充釋放天敵—控制害蟲。

青椒害蟲

種植（培養(yǎng)）功能植物（玉米、苘麻、蕓豆）—害蟲（薊馬、蚜蟲、葉螨、粉虱）監(jiān)測—早期釋放天敵（東亞小花蝽、龜紋瓢蟲、捕食螨、麗蚜小蜂）—昆蟲動態(tài)監(jiān)測—控制害蟲。

茄子害蟲

種植（培養(yǎng)）功能植物（玉米、苘麻、小麥）—害蟲（蚜蟲、粉虱、葉螨）監(jiān)測—早期釋放天敵（異色瓢蟲、麗蚜小蜂、捕食螨）—昆蟲動態(tài)監(jiān)測-控制害蟲。

結論及討論

設施栽培技術不斷發(fā)展，在為人類帶來更豐富的蔬菜產(chǎn)品時，其特殊的環(huán)境也加重了昆蟲的發(fā)生與為害，長期的化學防治已引起了害蟲的抗藥性、農藥殘留等問題。毫無疑問，生物防治在設施病蟲害的綜合治理中逐漸會上升至重要地位，利用天敵昆蟲捕食或寄生害蟲在溫室中的應用雖已取得了一定成效，但還有很多問題亟待解決。

針對指定的靶標農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，而不是單一作物上的單一害蟲而開展天敵昆蟲的選擇與釋放工作。通過這種釋放方式，不但可以形成“天敵+害蟲”的穩(wěn)定生態(tài)群落，并且可以針對不同時期的優(yōu)勢害蟲，自我調節(jié)天敵群落的結構規(guī)模，主動防御害蟲，抑制害蟲爆發(fā)。此外，這種復合釋放方式，增加了靶標生態(tài)系統(tǒng)中的多樣性水平，延長了生態(tài)競爭的緩沖條件，也有效地減少了天敵昆蟲種群發(fā)展后如非靶標作用等的生態(tài)風險。

建設農業(yè)生態(tài)景觀結構，增加植被多樣性，提高農業(yè)生態(tài)景觀自身的病蟲害防治能力，是近年來新興的生物防治應用輔助策略之一。但針對景觀植被結構及規(guī)模管理對天敵昆蟲適生性及群落動態(tài)影響的研究還十分有限。隨著農業(yè)生產(chǎn)向自動化、精細化和量化調控等方面的飛躍式發(fā)展，如何盡量減少植物保護投入品（包括天敵昆蟲），而通過主動調節(jié)生態(tài)系統(tǒng)所依托的自然和農業(yè)景觀來實現(xiàn)以生物防治為核心的現(xiàn)代綠色循環(huán)型植物保護體系，才是今后為之投入與發(fā)展的目標。

歐美國家已經(jīng)建立以天敵昆蟲為核心的生物防治綜合生態(tài)功能體系。眾多生態(tài)因子，如輔助植物多樣性管理、土壤腐殖質的調控、溫室及保護地的量化防治策略等均作為生物防治的增強因素而加以整合。因此，如何針對中國現(xiàn)有的農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)結構，利用當?shù)刎S富的天敵資源，開發(fā)研究出適于當?shù)貞玫亩鄬哟螐秃狭炕坝喼菩汀鄙锓乐涡履Ｊ?，已?jīng)是一個刻不容緩的問題。

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作者簡介：張帆（1961-），北京人，研究員，研究方向：生物防治技術。

[引用信息]張帆，李姝，王甦.可持續(xù)利用天敵昆蟲防治設施蔬菜害蟲的進展及模式創(chuàng)新[J].農業(yè)工程技術，2017，37（31）：16-20.