生物技術在植物病蟲害防治中的作用探討

摘要 在化學防治、物理防治等傳統(tǒng)病蟲害防治手段弊端逐漸凸顯的背景下，生物技術作為新興的植物病蟲害防治手段，逐漸受到了更多的重視，而如何在植物病蟲害防治工作中對生物技術進行有效推廣應用，也隨之成為許多專家、學者所關注的重要問題?；诖耍瑥闹参锊∠x害防治的角度出發(fā)，對生物技術的優(yōu)勢與作用進行了分析，同時圍繞生物技術在植物病蟲害防治領域的具體應用展開相關探討，最后還提出了一些應用生物技術手段防治病蟲害時應注意的問題，希望能夠為有關農(nóng)林業(yè)中的病蟲害防治工作提供一定參考。

關鍵詞 生物技術;病蟲害防治;植物

中圖分類號：S43 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2022）01–0016–03

面對復雜多樣的植物病蟲害，未來林業(yè)、農(nóng)業(yè)領域中的病蟲害防治工作必然會以綜合防治為核心，不僅要對常規(guī)的化學防治手段、物理防治手段、農(nóng)業(yè)（林業(yè)）防治手段進行運用，同時還必須要將新興的生物技術應用于病蟲害防治實踐，并在推動各類植物病蟲害防治手段創(chuàng)新的基礎上，探索多種病蟲害防治手段的綜合運用策略，使其能夠在綜合防治過程中發(fā)揮出優(yōu)勢互補的作用。在當前生物防治手段尚未得到全面推廣應用的情況下，對生物技術在植物病蟲害防治中的作用與應用進行研究是十分必要的。

1 生物技術在植物病蟲害防治中的作用與優(yōu)勢

1.1 提高植物抗病能力

生物技術通常是指以生物學、化學、工程學原理為基礎，對生物體及其組成部分進行靈活運用的現(xiàn)代化工程技術。從實際功能作用來看，由于生物技術不僅能夠利用生物體及其組成部分來生產(chǎn)各種物質(zhì)，同時還可以對生物進行科學改造，提升其對復雜外部環(huán)境的適應能力，進而有效應用于人類生活、生產(chǎn)實踐中。將生物技術有效應用于植物病蟲害防治，往往能夠使各類植物的生長特性發(fā)生一定的變化，實現(xiàn)抗病能力的顯著提升[1]。在基因工程技術的支持下，可以根據(jù)各類植物的常見病蟲害，將相應的抗病、抗蟲基因?qū)氲街参锛毎?，完善細胞的病蟲害防御系統(tǒng)，進而培育出具有較強常見病蟲害抵御能力的轉(zhuǎn)基因植物品種，有效降低植物病蟲害發(fā)生率，如番茄、馬鈴薯、玉米、楊樹等植物的轉(zhuǎn)基因育種，目前都已經(jīng)比較成熟，且在病蟲害防治方面取得了突出成果。

1.2 減輕病蟲害侵蝕程度

病蟲害對于植物的影響往往與其生長情況直接相關，如果植物的植株生長狀況較差，那么病蟲害的影響就會顯得十分嚴重，反之如植物生長健壯，那么即便出現(xiàn)了病蟲害，其影響也會比較有限。

從目前的技術水平來看，生物技術在病蟲害防治工作中的應用，雖然并不能夠完全杜絕病蟲害的發(fā)生，但卻能夠通過開發(fā)生物有機肥料、土壤中污染物降解等方式，為植物創(chuàng)造良好的生長環(huán)境，滿足其生長過程中所需的各種營養(yǎng)物質(zhì)，使植物植株能夠保持健壯生長，進而在降低病蟲害發(fā)生幾率的同時，達到減輕病蟲害侵蝕、影響程度的目的[2]。

另外，植物出現(xiàn)病蟲害之后，還可以利用以生物技術為核心，研制出的各種生物農(nóng)藥進行病蟲害治理，有效殺滅或抑制病菌、害蟲，同樣能夠使病蟲害侵蝕程度大大減輕。

1.3 有效控制病蟲害的傳播

在植物病蟲害防治工作中，由于生物技術的應用形式十分多樣，不僅可以從轉(zhuǎn)基因育種、植物生長環(huán)境改善等方面入手，為病蟲害的預防提供支持，還能夠直接應用于病蟲害治理，有效抑制病菌或害蟲群落的生長繁衍。

從林區(qū)、農(nóng)田病蟲害治理的角度來看，生物技術往往還能夠發(fā)揮出控制病蟲害傳播的重要作用。例如在發(fā)現(xiàn)大規(guī)模的植物蟲害后，通過對昆蟲病原真菌、昆蟲病毒、昆蟲微孢子蟲、昆蟲病原線蟲等類型生物農(nóng)藥的運用，就可以通過水平傳播或經(jīng)卵垂直傳播的方式，在害蟲群落中將各種真菌、病毒、微生物、昆蟲傳播開來，使害蟲與蟲卵大量死亡，進而達到控制蟲害繼續(xù)傳播的目的。

1.4 環(huán)境影響較小

植物病蟲害的傳統(tǒng)防治手段基本都是以化學防治為主，并根據(jù)實際情況與物理防治、農(nóng)業(yè)（林業(yè)）防治相結(jié)合，雖然能夠取得較為理想的病蟲害防治效果，有效降低植物病蟲害發(fā)生幾率與負面影響，但由于各類化學藥劑的應用對環(huán)境影響較大，很容易使生態(tài)環(huán)境遭到污染、破壞，并不利于農(nóng)業(yè)、林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

生物技術在植物病蟲害防治領域的應用時間雖然并不長，不少技術手段尚未得到完善，但由于生物體及其組成部分的利用基本不會產(chǎn)生污染物質(zhì)，因此無論是植物轉(zhuǎn)基因育種，還是對生物農(nóng)藥的應用，其對于生態(tài)環(huán)境的影響都微乎其微，能夠為林業(yè)、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標的實現(xiàn)提供重要支持。

1.5 不易產(chǎn)生抗性

在利用化學防治手段進行植物病蟲害防治時，由于微生物、害蟲等病原體在長期接觸低劑量藥物的情況下，很容易出現(xiàn)靶結(jié)構(gòu)改變、代謝過程轉(zhuǎn)變、產(chǎn)生使藥物失活的酶等適應性變化，因此如長期使用同類化學藥劑，就必然會面臨病菌、害蟲產(chǎn)生抗藥性的問題，使病蟲害防治效果明顯下降[3]。

將生物技術有效應用于植物病蟲害防治，能夠從根本上改變病蟲害化學防治的核心思路，從基因水平入手，提高植物轉(zhuǎn)基因品種的抗病能力，或借助病毒、孢子蟲等生物來大量殺死病菌與害蟲，抑制有害生物種群的繁衍，基本不會引起病原體的適應性變化，而無需擔心病蟲害產(chǎn)生抗藥性的情況下，其生物技術的應用效果自然也會顯得更為突出。

1.6 適用范圍較廣

在植物病蟲害防治工作中，無論是化學防治手段、物理防治手段還是農(nóng)業(yè)（林業(yè)）防治手段，其應用過程中都需要充分考慮到環(huán)境安全、防治效果差異等多方面因素，單一種類化學藥劑或物理防治方法的應用范圍往往都比較有限，基本都只是針對某一種或少數(shù)幾種病蟲害[4]。

以生物技術為基礎的生物防治手段不會受到環(huán)境安全、防治效果等因素的限制，與其他病蟲害防治手段相比，其適用范圍往往顯得更為廣泛?；蚬こ碳夹g作為轉(zhuǎn)基因育種的基礎支撐，理論上能夠應用于各種類型植物的病蟲害防治，無論植物病蟲害具有怎樣的特點，都可以通過轉(zhuǎn)基因育種來提升植物對病蟲害的抵御能力。生物農(nóng)藥作為利用生物活體及其代謝物開發(fā)出的制劑，同樣具有僅作用于病蟲害的特性，對非標靶生物的影響非常小，因而可以在多種植物病蟲害的防治工作中得到有效應用。

2 生物技術在植物病蟲害防治中的具體應用

2.1 培育優(yōu)良品種

基因工程技術作為生物技術的重要組成部分，在植物病蟲害防治領域的應用主要體現(xiàn)育種方面，即通過改變植物品種原有基因的方式，將抗病能力更強的優(yōu)良品種培育出來。具體應用方法主要可分為基因?qū)肱c細胞融合2種。

基因?qū)胧侵冈诿鞔_某種植物常見病蟲害的情況下，從其他生物中提取出具有相應抗病、抗蟲特點的基因，之后通過基因轉(zhuǎn)移等技術手段，將抗病、抗蟲基因?qū)氲街参锏闹仓陜?nèi)，使其成為具有穩(wěn)定遺傳性狀與較強抗病蟲害能力的轉(zhuǎn)基因植物品種[5]。

細胞培養(yǎng)則通常是指對植物的再生植株與組織進行特殊環(huán)境培養(yǎng)，以達到誘發(fā)突變體的目的，之后再對再生植株、組織突變體的細胞進行全面篩選，從中選出具有抗病、抗蟲特性細胞的植株，同樣可以使轉(zhuǎn)基因植物品種具有良好的抗病蟲害能力。

2.2 開發(fā)生物農(nóng)藥

為解決化學農(nóng)藥對環(huán)境破壞較大的問題，生物技術早在20世紀初期就已經(jīng)被應用到農(nóng)藥開發(fā)領域中，并取得了不錯的應用效果，雖然因技術條件、產(chǎn)品質(zhì)量等因素的限制，最終未能實現(xiàn)大規(guī)模推廣應用，但其發(fā)展前景仍然是非常良好的。

從原理來看，生物技術在生物農(nóng)藥開發(fā)領域的應用，主要是利用了部分真菌、昆蟲病毒或信息素、生長素等物質(zhì)可殺滅或抑制有害生物的特性，目前可具體分為微生物源農(nóng)藥、轉(zhuǎn)基因農(nóng)藥與生物化學農(nóng)藥。其中微生物源農(nóng)藥通常是以真菌、病毒等微生物培育的方式，開發(fā)各種農(nóng)藥制劑，使農(nóng)藥中微生物能夠在農(nóng)藥施用后實現(xiàn)快速繁殖，并通過微生物活體或微生物所產(chǎn)生的代謝物來滅殺、抑制有害生物;轉(zhuǎn)基因農(nóng)藥主要是通過直接植入抗病、抗蟲基因的方式，使植物植株具有抵御乃至殺死病蟲害的能力，與轉(zhuǎn)基因育種有著很多類似之處;而生物化學農(nóng)藥則是直接利用排斥劑、酶、信息素等天然源物質(zhì)來開發(fā)農(nóng)藥制劑，使其能夠在不產(chǎn)生有害化學物質(zhì)的前提下，發(fā)揮出直接滅殺或移植有害生物的作用。

2.3 投放害蟲天敵

天敵防治與其他生物防治手段相比較為特殊，并非是從基因、微生物等微觀層面進行植物病蟲害防治，而是直接利用完整生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈關系，培育、投放有害生物的有效天敵生物，以達到控制病蟲害傳播、降低病蟲害影響的目的，目前主要應用于對蟲害的防治。

天敵防治并非是直接利用有害生物的所有天敵生物，而是要在充分考慮到生態(tài)環(huán)境保護、天敵生物生長控制將其對植物生長影響的前提下，選擇合適的不會影響植物生長、不會破壞當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的天敵生物進行投放。例如，對桑毒蛾、梨小食心蟲等蟲害的防治可選擇投放松毛蟲赤眼蜂這一天敵生物，而對棉鈴蟲、葉螨等蟲害的防治可以選擇投放草蛉幼蟲。

3 生物技術在植物病蟲害防治中需要注意的問題

3.1 生物農(nóng)藥質(zhì)量不穩(wěn)定

與目前得到廣泛應用的化學農(nóng)藥相比，生物農(nóng)藥雖然在環(huán)境影響方面具有顯著優(yōu)勢，能夠有效避免使用農(nóng)藥所帶來的環(huán)境污染問題，但由于生物農(nóng)藥在我國的發(fā)展仍相對滯后，一直到20世紀末期才重新受到關注與重視。國內(nèi)很多生物農(nóng)藥生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)工藝都不夠先進，有些還存在著資金不足、忽視基礎性創(chuàng)新等問題，因此生物農(nóng)藥產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性往往很難得到保證，如果質(zhì)量不合格的生物農(nóng)藥產(chǎn)品流入到市場中，并應用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)生產(chǎn)實踐，那么有關病蟲害防治工作的效果就會受到很大影響[6]。

生物農(nóng)藥屬于以活體微生物及其代謝物為有效成分的產(chǎn)品，對溫度、空氣濕度、光照等外界環(huán)境條件較為敏感，目前普遍具有質(zhì)量保質(zhì)期與田間持效期較短、儲存困難等缺點，對植物病蟲害防治效果的影響同樣會比較大。面對這一情況，當前生物技術在植物病蟲害防治領域的應用，還需充分考慮到現(xiàn)階段生物農(nóng)藥產(chǎn)品的不足，并根據(jù)病蟲害防治工作實際情況來選擇合適的生物農(nóng)藥產(chǎn)品，制定合理、詳細的生物農(nóng)藥施用方案，使生物農(nóng)藥能夠在合適的應用條件下充分發(fā)揮出應有作用。

針對生物農(nóng)藥產(chǎn)品在質(zhì)量穩(wěn)定性、存儲、田間持效期等方面的問題，未來還需積極推進生產(chǎn)工藝創(chuàng)新改進與新型生物農(nóng)藥產(chǎn)品研發(fā)，使生物農(nóng)藥的應用限制能夠從根本上得到解決。

3.2 技術應用安全隱患

生物技術在植物病蟲害防治領域的應用雖然具有良好發(fā)展前景。但從近年來的實際應用情況來看，也同樣存在著不少的安全隱患，如果不能在應用生物技術的同時，對這些安全隱患進行合理規(guī)避與管控，那么有關農(nóng)業(yè)、林業(yè)生產(chǎn)就很可能會受到負面影響[7]。例如，在采用投放天敵的方法來防治蟲害時，很容易使害蟲天敵出現(xiàn)過度繁衍、蔓延的情況，使整個區(qū)域的生物多樣性受到直接影響，嚴重時甚至會破壞生態(tài)系統(tǒng)的完整性;而在使用轉(zhuǎn)基因育種技術來提升植物抗病能力時，則可能會導致“基因污染”“基因漂移”、種質(zhì)資源單一化等問題，不僅會給農(nóng)業(yè)、林業(yè)可持續(xù)發(fā)展埋下隱患，還可能會影響人們的身體健康。因此，在將生物技術應用于植物病蟲害防治工作時，還需充分考慮到各類生物技術的安全隱患，并通過合理控制天敵投放數(shù)量、轉(zhuǎn)基因育種植物與常規(guī)品種植物混合種植等方式展開針對性的安全防范，以盡可能降低生物技術應用所帶來的安全隱患。

3.3 防治成本相對較高

當前植物病蟲害的生物防治手段仍處于探索階段，很多技術手段都尚未完全成熟，不少生物技術的應用成本都相對較高，而其應用范圍與推廣程度自然也會受到不小的限制。例如，在病毒類生物農(nóng)藥產(chǎn)品的生產(chǎn)需要以病毒活體寄主為“原材料”，并對工業(yè)發(fā)酵或生物體直接分離提取等多種生產(chǎn)工藝進行應用方面，不僅前期投入相對較高，產(chǎn)品生產(chǎn)成本也同樣要高出常規(guī)化學農(nóng)藥，如果應用者對經(jīng)濟效益的關注度較高，在防治植物病蟲害時必然會選擇化學農(nóng)藥而非生物農(nóng)藥。

由此可見，植物病蟲害防治工作中的生物技術，還需充分考慮到現(xiàn)生物技術的應用成本問題，并根據(jù)病蟲害防治的實際應用需求來合理選擇生物技術，以實現(xiàn)對生態(tài)效益與經(jīng)濟效益的有效協(xié)調(diào)。例如，在高品質(zhì)無公害農(nóng)產(chǎn)品的種植中，為保證農(nóng)產(chǎn)品的無公害特性，就可以選擇生物農(nóng)藥來代替?zhèn)鹘y(tǒng)化學農(nóng)藥，有效解決農(nóng)藥殘留等問題，這樣即便生物農(nóng)藥產(chǎn)品的價格相對較高，但在無公害農(nóng)產(chǎn)品價格較高的情況下，病蟲害防治成本的提升仍然是可以接受的。

3.4 應用要求較為復雜

生物技術在植物病蟲害防治工作中的應用，不僅具有成本較高的特點，同時還可能會對應用者提出較高的要求，面對復雜的植物病蟲害，如生物農(nóng)藥等不少生物防治手段只有在應用者熟悉掌握相關使用技能的情況下，才能夠?qū)⑵鋺械淖饔贸浞职l(fā)揮出來，而這顯然會給生物農(nóng)藥的推廣應用帶來很大困難。

在利用生物技術進行植物病蟲害防治時，還需注意了解有關技術手段的應用要求與基本實用技能，尤其是在使用生物農(nóng)藥時，更是要將農(nóng)藥防治效果、保質(zhì)期、藥理效能等特性明確下來，為生物農(nóng)藥的合理使用提供明確依據(jù)[8]。

3.5 農(nóng)藥見效時間較長

生物農(nóng)藥的病蟲害防治屬于生物學過程，雖然能夠有效滅殺各種病菌、蟲卵，并對病菌、害蟲群落的繁衍生長產(chǎn)生抑制作用，但由于病毒、真菌等微生物需要經(jīng)過繁殖后才能夠大規(guī)模侵入到害蟲與病菌內(nèi)部，因此與化學農(nóng)藥相比，其見效周期相對較長，如果在發(fā)現(xiàn)植物病蟲害時，病蟲害影響已經(jīng)比較大，那么生物農(nóng)藥的防治效果就會大大削弱。在植物病蟲害防治工作中，對生物技術的應用必須要充分考慮病蟲害實際發(fā)生情況，如確定病蟲害發(fā)生時間較短、影響尚比較小，或是病蟲害尚未發(fā)生，方可使用生物農(nóng)藥進行病蟲害防治，對于病蟲害影響較大的情況，則需要及時采用化學農(nóng)藥或其他見效較快的病蟲害防治手段。

4 結(jié)束語

生物技術在植物病蟲害防治領域雖然能夠發(fā)揮出重要作用，與其他病蟲害防治技術手段相比，也具有不少的優(yōu)勢，但要想將生物技術有效應用于植物病蟲害防治工作實踐中，仍然需要熟悉轉(zhuǎn)基因育種、生物農(nóng)藥、天敵防治等具體應用手段，并注意生物農(nóng)藥質(zhì)量穩(wěn)定性、技術應用安全隱患、防治成本等方面的問題。

參考文獻

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責任編輯：黃艷飛

Discussion on the Role of Biotechnology in Plant Pest Control

OU Fanfan （Agricultural Mechanization Service Center， Agricultural Machinery Extension Station of Baiyin District， Baiyin City， Gansu Province， Baiyin， Gansu 730900）

Abstract Under the background that the disadvantages of traditional pest control methods such as chemical control and physical control are gradually becoming prominent， biotechnology， as a new means of plant pest control， has gradually received more attention， and how to effectively promote biotechnology in plant pest control work Application has subsequently become an important issue of concern to many experts and scholars. Based on this， this article analyzed the advantages and functions of biotechnology from the perspective of plant disease and insect pest control. At the same time， it discussed the specific application of biotechnology in the field of plant disease and insect pest control. Finally， it also proposed some applied biotechnology methods for prevention and control. The problems that should be paid attention to for pests and diseases were hoped to provide certain reference for the prevention and control of pests and diseases in agriculture and forestry.

Key words Biotechnology; Pest control; Plant

作者簡介 歐翻翻（1984—），女，甘肅靖遠人，本科，農(nóng)藝師，主要從事農(nóng)業(yè)技術推廣工作。

收稿日期 2021-11-19