害虫生物防控发展历程及其研究进展（其一）
害虫生物防控（传统称为“生物防治”）是在农业生态系统中利用自然界有益生物（活体或生物代谢产物）对有害生物的自然控制作用，它是人为利用自然现象并人为强化的一种技术，是生态植物保护技术体系中重要的内容之一。害虫生物防控是利用有益生物防控有害生物历史进程最长久、最完整的领域，也是有害生物治理中最成功、最节约和环境安全的技术途径。各类有害生物都可以采取生物防控技术，但由于不同类群有害生物的生物学、生态学特性存在巨大差异，各自相应的自然天敌因素研究不彻底、重要天敌因素的人工生产技术水平差异巨大、多种自然控制因素研究不均衡等。因此，文章针对有害昆虫类群，对生物防控发展历程及其研究进展进行论述。生物防治 (Biological control) 是一门研究利用天敌控制植物病害、虫害和农田杂草的理论和实践的学科，害虫生物防控（传统称谓生物防治）则是指利用生物活体或生物代谢产物防控害虫的理论和技术体系。害虫生物防控研究的内容，包括害虫生物防控的基本理论，害虫天敌的主要类群，害虫天敌资源调查评价方法，天敌标本采集、制作与保存方法，农业害虫寄生性天敌、捕食性天敌和病原微生物输引、保护利用的原理和方法 。自中国确立生态文明建设、农业绿色发展方向以来，对于害虫生物防控的需求日渐加大，仅仅停留在对于自然天敌因素的输引、保护利用水平已经远远不能满足社会发展的需求，因此，昆虫生产学和天敌昆虫繁育和应用领域得到快速发展 。新中国成立 70 年来，在害虫生物防控领域方面的研究取得了巨大成就。害虫防控新技术不断发展，如利用昆虫不育性（辐射不育、化学不育、遗传不育等）及昆虫内外激素、RNAi 和植物抗性（抗虫性）等在害虫防控领域的进展，从而扩大了害虫生物防控的范畴。所以，害虫生物防控分为狭义的害虫生物防控和广义的害虫生物防控。狭义的害虫生物防控，又称为传统的害虫生物防控，是直接利用天敌控制害虫的技术。广义的害虫生物防控，与相关学科交叉渗透，又可理解为“大”生物防控，如将传统农业防治的植物抗虫性、耐虫性、补偿性等利用列入生物防控范畴，并且成为生态植物保护学的主体内容。
世界害虫生物防治发展史
世界害虫生物防治发展史可以分为 3 个阶段：早期生物防治时代，即生物防治的萌芽时期（公元 304~1887 年）；中期生物防治时代，其中包括经典生物防治时期（1888~1939 年）和化学防治时期（1939~1962 年）；现代生物防治时代，其中包括综合防治时代（1962~1992 年）和可持续控制时代（1992 年至今）。◆早期害虫生物防治时代（公元 304~1887 年）从古代学者的观察开始到 19 世纪中后期的早期实验阶段，即生物防治的萌芽时期。抗虫、抗病作物品种的选育可以被认为是最古老的害虫生物防治实际应用的典型。但真正应用捕食性昆虫进行农业害虫防治的是中国，早在公元304 年，在《南方草木状》中详细记载了广东果农利用黄猄蚁（Oecophylla Smaragdlina）防除柑橘害虫的情况。在早期害虫生物防控时代，国外的生物防治工作远晚于我国，但 20 世纪发展比较迅速且成效显著。（1）经典生物防治时期（1888~1939 年）经典的生物防治是从 19 世纪末期兴起的。最著名的例子是 1888 年美国农业部为解决加利福尼亚州柑橘吹绵蚧（Icereya purchasi）严重危害的问题，从原产地澳大利亚输引澳洲瓢虫（Rodolia cardinalis）所取得的惊人成就。此后，世界各国对天敌的引进工作十分重视，设立部门机构，系统研究及开展天敌引进工作。据统计，1888~1969 年，美国共对 223 种害虫做了输引天敌进行生物防治试验，其中对 120 种害虫具有一定的防治效果，有 48 种害虫经济危害性显著降低，有 42 种害虫彻底消灭。1888 年以来，世界各地从外地输引天敌防治害虫获得成功的事例共 225 起，其中夏威夷成功 24 起，斐济岛9 起，美国 16 起，加拿大 16 起，澳大利亚 10 起，新西兰 11 起。1939 年，瑞士人 Muller 发现滴滴涕（DDT）具有显著的杀虫活性，在全世界农业化学上引起了争论。实际上这一化合物是在 1874 年由一个学习化学的德国学生 Zeidler 合成的，滴滴涕的应用对害虫生物防治实践产生了深远的影响。通过对美国生物防治与杀虫剂研究的论文对比分析，就可以看出生物防治工作所发生的变化。1915 年，生物防治领域所发表的与杀虫剂领域研究论文的比例是 1:1，1925 年下降为 0.3:1；在战争年代里，杀虫剂方面的论文数量则以 6:1占绝对优势；1946 年，杀虫剂与生物防治论文达到 20:1。在第二次世界大战开始时期，美国农业部雇佣了大约 40 名昆虫学家，但是到 1954年仅有 5 人还致力于生物防治问题的研究。因此，从 20 世纪 40 年代至 60 年代害虫防治的战略中心是化学杀虫剂的应用。有机合成杀虫剂的出现使生物防治的研究和应用更加进入低潮时期，尽管如此，生物防治的工作在某一些方面仍然取得了很大进展。20 世纪 50 年代后期，欧洲和美国中心对苏云金芽孢杆菌（Bt）发生兴趣，并首次进行商业性生产，微生物防治工作得以迅速发展。利用苏云金芽孢杆菌和其它各种细菌防治欧洲玉米螟（Ostrinia nubilalis），用金龟子芽孢杆菌（Bacillus popilliae）和斯氏新线虫（Steinernema spp.）防治日本金龟甲（Popillia japonica）以及利用核多角体病毒防治林木叶蜂（Filpinia hercyniae）等均取得了满意效果。1962 年，卡尔逊发表了《寂静的春天》，书中描述了使用化学农药所带来的灾难，引起了公众的关注和思考。1965 年，来自 36 个国家的植物保护专家参加了由联合国粮食与农业组织（FAO）在意大利罗马召开的讨论会，正式确立了综合治理的概念。1972 年，害虫综合治理（integrated pest management,IPM）被收录到英文文献中，并被科学界所接受。20 世纪后半期，美国促进害虫综合治理走向植物保护科学前沿同样影响了其它大多数国家。据统计，在美国植物保护研究经费中，化学农药和生物防治研究经费所占比例，在 1955年分别占 42% 和 20%，1968 年分别占 18%和 51%。可以看出：随着农药长期施用引起的“ 三 R（害虫抗药性 Resistance、害虫再猖獗Resurgence、农药残留 Residue）”问题，生物防治研究工作受到了较大的重视。在着重于传统生物防治研究的同时，开展天敌的保护利用及其它新技术、新方法的应用研究，并从着重于研究害虫的生物防治拓展到植病生物防治和杂草生物防治等多个领域，成为最活跃的时期。美国商业性养虫室饲养的赤眼蜂（Trichogramma spp.） 和 孟 氏 隐 唇 瓢 虫（Cryptolaemus montrouzieri），荷兰、瑞典、美国、英国和原苏联饲养的丽蚜小蜂（Encarsia formosa）均开始商业化生产。20 世纪 80 年代后期，微生物杀虫剂的商业化生产较为活跃，发展迅速。害虫可持续控制（sustainable pest management,SPM）是有害生物控制的一种战略思想，它要求努力寻找既能满足当前社会对有害生物控制的需求，又不对今后社会对有害生物控制需求的能力构成危害，经济、生态、社会效益相互协调的有害生物控制策略和方法。1992 年 6 月，联合国在巴西首都里约热内卢召开“第二次环境与发展大会”上，许多学者认为影响农业可持续发展的根源是农药和化肥。1995 年 7 月，在荷兰海牙召开的第 13 届国际植物保护大会上，明确提出了发展可持续的植物保护，并以此作为大会的主题。将有害生物的危害列为农林业生产的首要自然灾害。要实现农林业的可持续发展，就必须有与之相适应的有害生物可持续控制策略和方法。
中国害虫生物防控的历史
◆中国古代害虫生物防控
中国是世界上发现和应用害虫天敌最早的国家，也是天敌昆虫产业化最早的国家。早在3000 年前，《诗经》中“螟蛉有子，裸赢负之”的诗句，记述了胡蜂类捕捉鳞翅目蛾类幼虫的现象。公元 304 年左右，中国已有生物防治并将生物防治天敌作为物品进行交易的记载。在以菌治虫上，太湖地区的蚕农早就具有利用死蚕浸液喷杀桑蟥的经验。中国古代对于害虫生物防控的认识和实践均居于世界领先地位。
◆中国近代害虫生物防控
中国把生物防控作为近代科学进行研究则是 从 2 0 世 纪 3 0 年代开始的。1931 年浙江昆虫局由吴福祯在嘉兴设寄生蜂保护室，1932年又成立寄生蜂研究室，由祝汝佐主持。此后，数位昆虫学家对一些天敌昆虫做了零星调查和小面积防控试验，发表 1 0 多篇有关论文，成为我国早期生物防控研究的重要文献。当时的研究重点对象为寄生性的寄生蜂和捕食性的瓢虫。
新中国成立之后，中国有组织地开展了生物防控科学研究和利用天敌大面积防控害虫。20 世纪 50 年代着重于传统生物防控的天敌引种工作，从国外引进了澳洲瓢虫、孟氏隐唇瓢虫、日光蜂、丽蚜小蜂、捕食螨和苏云金杆菌、乳状菌、微孢子虫、线虫、杆状病毒等多种天敌昆虫和微生物农药品种。此后，由于化学农药的广泛应用，生物防控和作用一度被轻视。60 年代以来，化学农药产生的一系列严重副作用引起世界各国政府和社会的普遍关注，生物防控重新得到重视。70 年代以来，开始注重天敌的保护和利用，并开展机械化繁殖赤眼蜂的研究。随着生物防控工作的积极开展，各地对天敌资源的调查也给予了重视。1979~1983 年农业部组织各省、直辖市、自治区有关单位，开展了农作物害虫天敌资源调查，初步明确了我国农业农作物害虫的天敌资源，主要种类及其区域分布。通过开展天敌调查，明确了丰富的天敌资源在控制害虫方面的巨大作用，并发现了很多可以利用的优势种，为我国生物防控奠定了坚实的基础。在此期间，中央和地方各级政府相继投资建成了 100 多个繁蜂站和微生物实验工厂，农业部于 1979~1982 年先后建立了 10 个省级生物防治站。1985 年农业部全国植物保护总站防治处成立了全国赤眼蜂应用技术协作组和全国 Bt 应用技术协作组。“七五”期间，我国生物防治科技首次被列入国家攻关计划，生物防控技术在防治农林病虫草害、仓储害虫、卫生害虫等方面的应用研究迅速发展。1972 年全国生物防治面积为 8×104 hm2，1986 年超过 1.7×1 0 7 hm2， 到 1996 年已达2.8×1 0 7 hm2，中国生物防控进入新的发展阶段。
在 2006 年提出绿色植保、绿色防控之前，中国害虫生物防控策略、技术基本与国际发展保持一致甚至落后于国际先进水平。我国生物防控学科把引进国外天敌昆虫防治外来有害生物、保护和利用本地天敌放在首位，大力开展机械化繁殖优势种天敌和工厂化生产微生物制剂的研究，形成了我国的特色，并逐渐形成学科交叉，有分子生物学、生物化学、遗传学等学科渗透参入的生物防控学科 。
◆中国害虫绿色防控时期（2006~2017 年）
2006 年 4 月，原农业部在湖北省襄樊市召开全国植保工作会议上全面总结了新中国建立以来我国植物保护工作所取得的巨大成绩和存在的问题，深入分析了当时及以后的发展形势，明确提出了“公共植保”和“绿色植保”理念；2008 年，推进有害生物绿色防控。
◆中国害虫生态化防控时期（2017 年至今）
中国从 2006 年至 2007 年提出“绿色增长方式”，2017 年正式提出“生态文明”发展理念，特别是党的十九大报告中把生态文明列为千年发展大计，由此我国全面进入了生态文明发展新时代，植物保护也由传统的农药植物保护转入生态植物保护时代，害虫的生态化防控技术随之得到大发展。
生态植物保护学的内涵为：以生态文明理念为指导，以农业生态系统为管理对象；全面清洁田园，采用生物质资源全物质循环利用技术，破坏病虫害的携带载体或潜伏场所，消除病虫源，实现源头治理；加强监测预警，掌控病虫害发生发展动态；广泛使用物理防控技术，压低病虫发生基数；构建最简生物多样性，实施“嵌入式”生物防控；综合运用生物与生物之间相生相克、生物与环境之间共生共荣的生态关系，实施生态调控；促进可持续治理、实现农业绿色发展的目标。害虫生态化防控就是在生态植物保护学理论的指导下，针对某种害虫的生态化技术集成与应用 。
作者：刘玉升（（山东农业大学植物保护学院，新农村发展研究院）
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