张帆：昆虫世界中的敌与友

　　主题为“和而不同，思想无界”的CC讲坛第51期演讲于1月14日在北京举行。来自北京农林科学院植保所  北京昆虫学会副理事长研究员张帆出席，并以《昆虫世界中的敌与友》为题发表演讲。

　　以下为演讲全文：

　　今天非常高兴在这里和大家一起探讨一下昆虫世界中的敌和友。

　　昆虫是世界上目前已经发现种类最多的动物，它比所有其他动物的种类加在一起都多，而昆虫在生物圈中扮演着非常重要的角色，几乎每一个种类都具备一定的生态功能。

　　我先问一下大家，图中的这些昆虫，大家能够区分出来哪些是益虫，哪些是害虫吗？我想大家一定会说，这太简单了！

　　蜜蜂能够为植物传播花粉，使农产品丰产和美味，还能给我们带来营养丰富的蜂蜜、而瓢虫可以捕食蚜虫，保护作物的健康、蜻蜓也能捕捉一些蚊蝇，也会给我们带来好处，这些就都是异虫；

　　
当然还有一些昆虫会给我们带来一定的负面的影响，甚至酿成灾害，比如这些遮天蔽日的沙漠飞蝗、还有在农田果园和蔬菜田间，危害作物的黏虫、玉米螟和一些食心虫等等，它们就是害虫。

　　
是的，我们把昆虫定义为益虫或者害虫，完全是出自于我们人类自身的利益和角度。我们把帮助植物传播花粉的传粉昆虫、酿造蜂蜜的蜜蜂，保护植物的天敌昆虫等定义为益虫，而如蝗虫、黏虫等和我们争夺食物，苍蝇、蚊子等危害我们的健康，就是我们的敌人，它们就是害虫。

　　然而在不同的环境和场合中，益和害是可以相互转换的。如蝗虫也可以是人们喜欢的食品之一，而苍蝇中提取出来的抗菌肽，具有广谱的抗菌和抗癌的功能，大家知道吗？它还是芒果的主要的传粉昆虫。

　　
同样的作为益虫意大利蜜蜂引入我国，和我国的异色瓢虫引入欧洲后，都对当地的物种造成了严重的不良影响。

　　因此从物种及食物链的角度，昆虫作为自然的存在，本无益害之分。

　　
在现代农业越来越向高度的机械化规模化方向发展，大面积单一的种植某一个作物，势必会造成一些害虫的严重发生和危害。仅以蔬菜害虫为例，每年有30多种重要害虫，会造成严重的产量损失和品质的下降，我们可以说害虫危害是导致我国粮食和农作物减产的重要因素，为了保护我们的食物，我们必须与这些害虫进行战斗。

　　
那么虫害与我们粮食和食品安全困局有解吗？我们说有！

　　但是我们现在主要依赖的是化学农药。据较早的统计，我们国家耕地面积占世界的8%，但是我们的农药用量却占世界的35%，特别是杀虫剂的用量占世界的第一位。而这样大量的使用化学农药，势必会造成一系列的负面的问题，比如说害虫的抗药性、杀伤天敌、害虫再猖獗、农药残留、环境污染和人畜中毒等等。

　　
那么这些负面的问题有办法缓解吗？

　　我们目前首选的是生物防治。生物防治就是利用自然界生物之间相互依存和相互制约的关系，用一种生物去对付另一种生物的方法，因为它是一个可持续的自我调节的能力，所以它对生态环境相当的友好，特别是它可以增强农业生态系统的稳定性，这是其他一些措施所没有的优势，而且它对付害虫的原则是：不是消灭，而是调控！生物防治的应用，使得现代农业的生产系统与生态系统的兼容成为可能。

　　
我们国家早在二千八百多年的《诗经》里就曾记载有胡蜂捕捉蛾子幼虫的现象，而一千七百多年前的《南方草木状》中也记载了广东果农购买黄猄蚁防治柑橘害虫的实例，我国是世界上最早利用天敌昆虫进行生物防治的国家之一。

　　在自然界中，一种害虫往往就会有一种或多种天敌的存在，而作物害虫和天敌昆虫，它们分别在不同的营养级构成了食物链和食物网，而天敌昆虫是自然存在的害虫的抑制因子。如果田间天敌缺失，往往是害虫成灾最重要的原因之一。

　　而自然界中天敌昆虫的资源是比较丰富的，它们可以分为寄生性天敌和捕食性天敌两大类。

　　
寄生性天敌主要就是把它的后代产在害虫的体内或者体表，靠吸取害虫的营养养育自己的后代，害虫就会因营养枯竭而死，它的典型的一个代表就是赤眼蜂。赤眼蜂在田间是怎样控制害虫的？原来它们在寄主里羽化出来以后，会在田间主动搜寻并寻找到害虫的卵，这时它就会把它的卵产到害虫的卵中，然后靠吸取害虫卵的营养，使自己虫卵、幼虫、蛹直至发育到成虫羽化，最后咬破寄主卵壳飞出，而此时害虫的卵早已成为了一个空壳。

　　
赤眼蜂在25℃的条件下，大约12天就可以繁殖一代，这样它们在田间循环往复，世代繁殖，就把害虫控制在了胚胎的时期。

　　
赤眼蜂也是我国研究应用最为广泛，商品化程度最高，最为成功的生物防治天敌，它已经作为我国植物保护的一张“高铁”名片向全世界输出。

　　捕食性天敌，它就是直接捕获吃掉害虫，如我们常见的捕食性瓢虫。可能国民（认知）度最高的应该算七星瓢虫，这可能是大家小的时候第一个认识的天敌昆虫。

　　而瓢虫是靠它的成虫和幼虫捕食蚜虫、蚧壳虫以及一些鳞翅目害虫的卵和它的低龄幼虫。

　　
我们现在是怎样利用天敌昆虫进行生物防治的？首先给大家介绍一个经典的生物防治，就是引进原产地的天敌，防治外来的入侵害虫。举一个经典的例子，美国的加州是柑橘的主产区，可是在19世纪的中后期，却因为一种名叫吹绵蚧的害虫危害，险些摧毁了他的柑橘业。这种吹绵蚧是怎样来的？最后调查发现是有人无意间从澳洲带到了加州，使它泛滥成灾的，最后还是从澳洲引进了它的天敌澳洲瓢虫，才使这一毁灭性的害虫得到了持续的控制。

　　
当然引进外来天敌要经过一系列的安全的评价，不然就会给引入地带来一定的生态安全的风险。

　　
而我们现代农业的生产系统，特别是化学农药的大量应用，农田中很多时候天敌都是匮乏的，那么就需要我们人工大量的繁殖，然后补充释放到田间，这种方式就叫增强型的生物防治。

　　国际上天敌规模化生产的技术对我们是保密的，我本人曾经两次到访过非常著名的荷兰的科伯特天敌公司，他们可以非常热情地请我们吃中餐，但是绝不会让我们看它的生产线。

　　
我和国内的同行一起致力于自主研发，目前已经突破和创新了多种天敌昆虫的人工繁殖技术，现在已经有多种天敌昆虫进行了商品化的生产和出售。

　　我们有了这些天敌昆虫以后，是不是可以随便释放到田间就可以了？ No，这是不可以的。拿我们之前介绍的赤眼蜂为例，赤眼蜂是一种卵寄生蜂，如果我们在害虫幼虫期释放，它就一点作用都没有了。

　　所以我们要保证天敌的防治效果，我们就必须针对不同的天敌，不同的害虫以及释放地的生态条件，制定特异化的精准的释放参数，比如说什么时候放、放多少、放几次等等。

　　我们在利用丽蚜小蜂控制温室粉虱的时候，我们会在掌握了它在温室扩散活动能力的前提下，来确定它最佳的释放点的距离是8~10米，同样的我们观察了它在温室中的日活动的节律，然后确认最适宜的释放时间是上午8~9点。

　　在农田中往往同时会有多种害虫的发生，有的时候一种害虫需要两种以上的天敌才能控制住，这样我们就需要把几种天敌组合起来一起释放。

　　
哪些天敌放在一起的时候，它们可以友好相处，协同增效，而哪些天敌又是可以互相抑制，互相干扰呢？我们举一个我们实验的例子，就是烟粉虱的两种寄生蜂~浅黄恩蚜小蜂和丽蚜小蜂，组合到一起的时候，我们观察四十天以后，对烟粉虱的寄生和取食的能力不但1+1≠2，而且还＜1，说明它们之间存在着一些种间的干扰作用。不过我们为了同时防治蚜虫，在这个组合里增加了异色瓢虫，有意思的是原本相互彼此抑制寄生的两个小蜂神奇地都提高了它们对烟粉虱的寄生效率，说明异色瓢虫充当了一个刺激寄生蜂种间竞争增效的一个角色，所以这些组合里边也是非常有意思的。

　　
就这样我们经过了一系列的实验研究，最后创新了“一种天敌对一种害虫、多种天敌对一种害虫、和多种天敌对多种害虫”的天敌的新型释放技术。

　　我们实验中也发现许多化学农药对大多数天敌都是有一定的负面的影响的，所以我们在田间应用的时候，一定要协调好两者的使用时空，尽量避免对天敌的伤害。

　　
不过我们也非常惊喜地观察到，亚致死浓度高效氯氰菊酯可以大幅度地提升异色瓢虫的运动飞行能力和控害潜能，说明有的时候化学农药也可以对天敌昆虫具有正能量。

　　其实我们所有的技术研究成果都是为了服务于生产，所以在2010年，我们应邀走进了位于北京平谷的诺亚有机蔬菜基地。

　　我们首先遇到的第一个问题就是茄子棚蚜虫的大爆发。这里是茄子花和果实上大量的蚜虫，我们当时根据益害比释放了大量的异色瓢虫，可是在第五天的时候，我们发现蚜虫的数量并没有明显的降低，这时候不但农场主向我们投来了怀疑的目光，其实我们自己也很忐忑。不过还好，在第七天的时候，我们发现蚜虫的数量迅速下降了80%，而10天之内基本消失了，这是我们防治后的茄子的植株。

　　
可是后来在茄子的叶片上，我们发现了不吃和不动的异色瓢虫的蛹，但是那些能飞和能走的，数量更大的异色瓢虫的成虫和幼虫去哪里了呢？经过我们的搜索调查，我们发现它们大多数都逃逸到了大棚的边缘缝隙处，不幸的是它们大多数都被饿死了。

　　这样一次性地应用天敌，代价和成本也太高了，所以它们可以留下来持续控害吗？怎样能把它们留下来呢？我们团队经过了多次的研究和探讨，最后决定从植物和天敌的关系的角度，然后用功能植物来挽留它们，所以我们就开展了持续十多年的保护型生物防治的研究和实践。

　　
在这项工作中，我们团队先后投入了两名博士后，三名博士研究生和十名硕士研究生。首先我们在温室内引进了很多能够诱及天敌的一些功能植物，可是不久很多的植物就因为不适应温室内的环境条件，水土不服而死，还有一些对天敌的诱及效果并不太好，另外一些发生了与蔬菜同样的害虫，这样就会被淘汰了。

　　
正当我们一筹莫展的时候，我们偶然地在我们原本种在大棚入口处的，为了阻挡外边的害虫进入的玉米的植株上，发现了大量的蚜虫，我们知道玉米上的蚜虫不会危害蔬菜，但是它却是瓢虫、草蛉、小花蝽等等天敌的美味的食物。我们想这下我们肯定会把天敌留下来了，之后我们的实验和调查也证实了这一点。

　　
不过当过一段时间以后，蔬菜上的蚜虫再发生的时候，原本已经迁移到玉米上安居乐业的这些瓢虫，已经不愿意回到蔬菜上去了，所以我们也想尽了一些办法，帮助它们又迁回到蔬菜上，持续控害。

　　这样我们经过了一系列的实验，我们就建立了一些在设施内，半生态半封闭生态系统中，建立了功能植物的增效系统，比如说金盏菊蜜源植物增值增效，玉米/琉璃苣栖境植物护卫增效，还有小麦-麦蚜储蓄保育等等。

　　
这些功能植物就像“天敌的银行”一样，不但能够储蓄它们，而且还能使它们增值，它们使天敌能够留下来，还能活得久，而且还生得多，这样我们就大大减少了天敌释放的投入量，降低了天敌的逃逸的风险，提高了它们自我扩繁定殖的效率，也达到了我们让它们持续控害的目的。

　　而在棚与棚之间开放的空地上，我们也试图建立一个功能植物带，然后来压低害虫，维持我们天敌的多样性和数量。这项工作也不是一帆风顺的，比如我们寄予厚望的苜蓿，它虽然也引入了很多天敌，但是它诱及到的害虫的种类和数量却更多，我们不得不淘汰它。

　　
先后我们实验评价了八十多种功能植物，最后我们选择了几种功能植物的调控系统，比如说罗勒/牛至害虫趋避驱赶调控，香水薄荷害虫诱集隔离调控，万寿菊天敌多样性维持调控和矮牵牛天敌储存调控等等，这样基本达到了我们压低害虫的种类和种群数量，而提升天敌的多样性和种群数量的目的。

　　
在整个生产园区内，不同的区域内，种植蔬菜的品种、时间以及害虫发生的种类、时间以及天敌的需求情况都是不一样的。我们怎样把在园区原有的天敌能够留下来，而且让它们去需要它们的地方？我们也经过了一系列的研究，最后我们采用了建立一个蜜源植物多样性圃，把园区内的天敌诱及储存了起来，而后来我们也发现了，我们这个漂亮的月季廊道可以帮助天敌成功的进行长距离的跨区的迁移，这样我们整体提升了园区的生态系统的自我调节能力，全面降低了害虫的爆发风险，同时我们也又一次有力地印证了生物多样性的重要性。

　　
那么大家一定会问我们，这一套技术和措施是不是有昂贵的成本呢？我们也连续几年进行了一些统计分析。确实在最开始的时候，它的成本投入确实有点高，但是我们这套措施是，把天敌留下来，而且活得久，还能生得多，发挥了它的持续的控效作用，所以我们的投入成本是随着时间直线的下降，而我们的年收益是逐年提升的。

　　
现在诺亚有机蔬菜基地已经成为了一个国内外技术交流和青少年的科普基地，而且国内外同行专家对我们的技术给予了高度的评价，他们认为我们开创了保护性生物防治的新模式。

　　英国的专家也在英格兰二十多个农场已经推荐了我们的技术方法，特别是诺亚作为唯一一个中方生产企业，参加了“欧洲——中国2020地平线项目”，项目首席科学家首席科学家 Nicolas Desneux教授代表项目，对我们诺亚的害虫防控技术模式致以了诚挚的赞赏，并通过该项目的框架，在全欧洲推广了我们的技术成果，使我们的中国技术走出了国门。

　　
我们多年的生物防治的研究和实践，使我们认识到现代农业的生产系统的规划与建立，应该充分考虑生态调控的内容，这样或许我们可以走在害虫的前面。

　　
当然在现阶段以及以后相当长的一段时间内，我们可能还离不开化学农药，我们怎样去协调化学农药和生物防治，这两者的关系，让它们互为补充，协同控害呢？

　　我们的做法是，在害虫局部爆发的时候，利用化学农药的实效性，就像武警部队一样，对敌人实行局部高效的打击，而利用生物防治可持续自我调节的力量，在害虫发生的初期，进行干预，这样就像派出所的警察一样，从早、从小进行维稳，然后再综合其他的措施进行控害管理，我们完全可以达到对害虫进行调控。

　　
而我们这些生物防治的成果完全得益于大自然的馈赠，得益于师法自然。我们认识自然，发现探索自然规律，然后应用到我们的生产和生活当中去。

　　
最后我们再看一下，我们与昆虫到底是敌还是友？

　　其实客观地说，我们与昆虫、植物同为自然界的一份子，其实本无敌友之分，在现代农业规模化发展所形成的生产系统下，我们更需要发现认识自然本身存在的生态特点和自我修复的规律，充分利用和协调农业生态系统自我调节的能力，发挥天敌昆虫最大的控害潜能，然后实现我们的追求，那就是生产系统与可持续生态系统完美地兼容，这样我们的食物一定会更绿色，我们的生活一定会更美好，谢谢大家。

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责任编辑：梁斌 SF055