自然害虫防治：为可持续世界而生的生物管理方法

在环保意识日益增强、人们对合成农药负面影响日益关注的时代，生物害虫防治正成为一种至关重要且可持续的害虫管理方法。这种方法利用自然本身的力量，通过有益生物来调节害虫种群。与依赖化学干预的传统方法不同，生物防治提供了一种更环保、更长期的解决方案，有助于在全球范围内建立更健康的生态系统和更安全的食品生产体系。本综合指南将探讨生物害虫防治的原理、方法、益处和挑战，为希望采用更可持续实践的专业人士和爱好者提供实用见解。

什么是生物害虫防治？

生物害虫防治，也称为生防，是利用活体生物来抑制害虫种群。这些生物被称为生防制剂，包括捕食者、寄生蜂、病原体和竞争者。生物防治的主要目标是将害虫数量减少到可接受的水平，防止其造成经济损失或健康风险，同时最大限度地减少对环境和非目标生物的危害。

生物防治的关键原则

• 保护：保护和增强环境中已有的天敌种群。
• 增殖：通过定期或淹没式释放额外的个体，补充现有的天敌种群。
• 引进（经典生物防治）：从害虫的原产地将天敌引入到一个害虫已经建立但缺乏其自然控制因素的新区域。

生物防治剂的类型

生物害虫防治的有效性在很大程度上取决于对适当生防制剂的精心选择和应用。这些制剂可大致分为以下几类：

捕食者

捕食者是在其一生中杀死并消耗多个猎物个体的生物。它们在调节各种生态系统中的害虫种群方面发挥着重要作用。

示例：

• 瓢虫（Coccinellidae）：瓢虫是蚜虫、粉蚧、蜘蛛螨和其他软体昆虫的贪婪捕食者。它们被广泛用于世界各地的花园、温室和农田中。例如，在许多欧洲国家，释放瓢虫是有机农业中控制蔬菜和水果等作物上蚜虫侵扰的常见做法。
• 草蛉（Chrysopidae）：草蛉幼虫是蚜虫、蓟马、白粉虱和其他小昆虫的有效捕食者。它们可以商业购买，并可在温室和花园中释放以控制多种害虫。在北美，草蛉常用于果园和葡萄园的综合害虫管理（IPM）项目中。
• 捕食性螨（Phytoseiidae）：这些螨是蜘蛛螨和其他植食性螨的专门捕食者。它们通常用于温室和苗圃中，以控制观赏植物和作物上的螨类侵扰。例如，在荷兰，捕食性螨被广泛用于温室园艺中，以管理番茄和黄瓜等作物上的蜘蛛螨。
• 步甲（Carabidae）：这些甲虫是土栖昆虫和杂草种子的重要捕食者。它们可以帮助控制农田和花园中的害虫。在澳大利亚，人们正在研究步甲在控制小麦和其他谷类作物中杂草种子的潜力。

寄生蜂

寄生蜂是将卵产在其他昆虫（宿主）体内或体表的昆虫。寄生蜂幼虫在宿主体内发育，最终杀死宿主。寄生蜂高度特化，通常针对特定的害虫物种。

示例：

• 寄生蜂（Braconidae, Ichneumonidae, Chalcididae）：这些蜂是一个多样化的寄生蜂群体，攻击多种昆虫害虫，包括蚜虫、毛虫、白粉虱和介壳虫。它们被广泛用于农业和林业的生物防治项目中。例如，在巴西，寄生蜂被用来控制甘蔗螟虫，这是一种主要的甘蔗作物害虫。
• 寄蝇（Tachinidae）：这些蝇是毛虫、甲虫和其他昆虫害虫的寄生者。它们是许多生态系统中的重要天敌，可以显著促进害虫防治。在中国，寄蝇被用来控制亚洲玉米螟，这是一种破坏性的玉米作物害虫。
• 赤眼蜂（Trichogrammatidae）：这些微小的蜂是卵寄生蜂，攻击各种蛾类物种的卵。它们被大规模生产并释放在农田中，以控制苹果蠹蛾、玉米穗虫和番茄果虫等害虫。赤眼蜂在美国、加拿大和欧洲等许多国家的IPM项目中被广泛使用。

病原体

病原体是导致昆虫生病的微生物，如细菌、真菌、病毒和线虫。它们可以用作生物农药来控制害虫种群。

示例：

• 苏云金芽孢杆菌（Bt）：Bt是一种能产生对某些昆虫害虫（特别是毛虫、甲虫和苍蝇）致命的毒素的细菌。Bt被广泛用作农业、林业和蚊虫控制中的生物农药。不同菌株的Bt对不同的昆虫群体有效。Bt在全球范围内使用，包括在那些可能难以获得化学农药的发展中国家。
• 白僵菌（Beauveria bassiana）：这种真菌感染多种昆虫害虫，包括蚜虫、白粉虱、蓟马和甲虫。它被用作农业、园艺和林业中的生物农药。白僵菌在世界各地使用，包括非洲，用于控制咖啡和蔬菜等作物中的害虫。
• 昆虫病原线虫（Steinernematidae, Heterorhabditidae）：这些线虫是寄生于昆虫的微小蠕虫。它们被用来控制土栖害虫，如蛴螬、象鼻虫和地老虎。昆虫病原线虫在许多地区（包括欧洲和北美）的草坪管理、园艺和农业中使用。
• 昆虫病毒（Baculoviruses）：这些病毒对某些昆虫害虫（特别是毛虫）具有高度特异性。它们被用作农业和林业中的生物农药。杆状病毒被认为是环保的，因为它们不会伤害有益昆虫或其他生物。

竞争者

竞争者是与害虫争夺资源（如食物、水或空间）的生物。通过战胜害虫，它们可以减少害虫种群。

示例：

• 抑制杂草的覆盖作物：覆盖作物可以与杂草竞争资源，减少农田中的杂草种群。它们还可以改善土壤健康并减少土壤侵蚀。例如，在南美洲，覆盖作物被用来抑制大豆和玉米生产系统中的杂草。
• 拮抗微生物：某些微生物可以抑制植物病原体的生长或活动，保护植物免受疾病侵害。这些微生物可用作农业和园艺中的生物防治剂。
• 昆虫不育技术（SIT）：该技术涉及将绝育的雄性昆虫释放到环境中。不育的雄性与可育的雄性争夺配偶，从而降低害虫种群的繁殖成功率。SIT已在世界各地成功用于控制果蝇、蚊子和其他昆虫害虫。

实施生物害虫防治的方法

实施生物害虫防治需要一种战略性方法，考虑特定的害虫、作物和环境。通常使用以下方法：

保护性生物防治

保护性生物防治涉及改造环境以增强现有天敌的生存、繁殖和有效性。这可以通过各种实践来实现：

• 提供食物来源：种植开花植物，为有益昆虫提供花蜜和花粉。例如，在农田附近种植野花可以吸引瓢虫、草蛉和寄生蜂，为它们提供食物和庇护所。在英国，鼓励农民种植树篱和野花带以支持有益昆虫。
• 提供庇护所：创造为天敌提供庇护的栖息地，如甲虫堤岸或树篱。甲虫堤岸是种植有草和野花的凸起土地条，为步甲和其他有益昆虫提供越冬栖息地。
• 减少农药使用：尽量减少使用可能伤害有益昆虫的广谱农药。应改用选择性农药或生物农药。
• 作物轮作：轮作作物可以打破害虫的生命周期，并创造一个支持天敌的更多样化的环境。
• 免耕农业：减少耕作可以保护土壤结构，并为有益的土壤生物提供栖息地。

增殖性生物防治

增殖性生物防治涉及通过释放额外的个体来补充现有的天敌种群。这可以通过两种方式进行：

• 接种式释放：在季节早期释放少量天敌，以建立一个自我维持的种群。这种方法适用于害虫数量较少或预计在季节后期出现的害虫。
• 淹没式释放：释放大量天敌以实现快速的害虫控制。这种方法适用于害虫数量较多或造成重大损害的害虫。

增殖可以通过从昆虫饲养场购买商业上可用的生防制剂并将其释放到目标区域来完成。正确识别害虫并选择合适的天敌对于成功至关重要。此外，监测害虫和天敌种群对于确定释放的时间和频率至关重要。

引进（经典）生物防治

引进，或称经典生物防治，涉及从害虫的原产地将天敌引入到一个害虫已经建立但缺乏其自然控制因素的新区域。这种方法通常用于已成为入侵性并造成重大生态或经济损害的外来害虫。

引进需要仔细研究，以确定对目标害虫有效且不对非目标生物构成威胁的合适天敌。在释放之前，天敌通常会经过严格的检疫和测试，以确保其安全性和有效性。这一过程通常涉及研究人员、监管机构和国际组织之间的合作。

示例：19世纪末，将澳洲瓢虫（Rodolia cardinalis）引入加州柑橘园以控制白轮盾蚧（Icerya purchasi）是经典生物防治最成功的例子之一。澳洲瓢虫是白轮盾蚧的捕食者，从澳大利亚引进后，迅速控制了害虫，挽救了加州的柑橘产业。

生物害虫防治的益处

与传统的化学害虫防治方法相比，生物害虫防治具有许多优势：

• 环境可持续性：减少对合成农药的依赖，最大限度地减少环境污染并保护有益生物。
• 人类健康与安全：减少接触有毒化学品，促进更安全的食品生产和更健康的环境。
• 长期害虫控制：通过建立自我调节的天敌种群提供可持续的害虫控制。
• 减少害虫抗性：最大限度地减少害虫对农药产生抗性的问题，这是化学防治方法的常见问题。
• 成本效益：从长远来看，可能比化学防治更具成本效益，因为天敌可以提供持续的害虫控制而无需重复施用。
• 改善生态系统健康：通过促进自然的生态过程来支持生物多样性并增强生态系统健康。

生物害虫防治的挑战和局限性

虽然生物害虫防治有许多益处，但也存在一些挑战和局限性：

• 特异性：一些天敌对某些害虫高度特异，限制了它们对广谱害虫的有效性。
• 作用缓慢：与化学防治相比，生物防治见效较慢，需要耐心和仔细监测。
• 环境因素：生物防治的有效性可能受温度、湿度和栖息地可用性等环境因素的影响。
• 复杂性：实施生物防治需要对害虫生物学、天敌生物学和生态相互作用有透彻的了解。
• 成本：购买和释放天敌的初始成本可能高于化学农药的成本。
• 潜在的非目标效应：在极少数情况下，引进的天敌可能会伤害非目标生物或破坏生态系统。

综合害虫管理（IPM）

当生物害虫防治被整合到一个全面的综合害虫管理（IPM）项目中时，其效果最佳。IPM是一种整体性的害虫管理方法，它结合多种策略来最大限度地减少害虫损害，同时降低环境风险。IPM策略包括：

• 监测：定期监测害虫和天敌种群，以评估害虫压力并确定是否需要干预。
• 预防：实施预防措施以减少害虫问题，如作物轮作、卫生和抗性品种。
• 生物防治：利用天敌来抑制害虫种群。
• 栽培实践：采用适当的灌溉、施肥和杂草控制等栽培实践，以促进植物健康并减少害虫易感性。
• 化学防治：仅在必要时使用农药，并选择最具选择性和毒性最小的选项。

IPM强调一个考虑经济、环境和社会因素的决策过程。通过整合多种策略，IPM可以实现可持续的害虫控制，同时最大限度地减少对环境和人类健康的负面影响。IPM项目正在全球范围内的农业、园艺、林业和城市害虫管理中越来越多地被采用。

生物害虫防治成功案例研究

众多生物害虫防治的成功案例证明了其有效性和潜力：

• 加州白轮盾蚧的控制：如前所述，将澳洲瓢虫引入加州柑橘园以控制白轮盾蚧是经典生物防治的成功典范。
• 非洲木薯粉蚧的控制：引入寄生蜂Anagyrus lopezi来控制非洲的木薯粉蚧（Phenacoccus manihoti）是另一个显著的成功故事。木薯粉蚧是木薯的主要害虫，而木薯是非洲数百万人的主食。寄生蜂的引入控制了粉蚧，显著提高了木薯产量并改善了粮食安全。
• 水生生态系统中水葫芦的控制：水葫芦（Eichhornia crassipes）是一种入侵性水生植物，会堵塞水道、扰乱航行并损害水生生态系统。生物防治剂，如象鼻虫Neochetina eichhorniae和Neochetina bruchi，已在世界许多地方（包括美国、澳大利亚和非洲）成功用于控制水葫芦。
• 十字花科作物中菜蛾的控制：菜蛾（Plutella xylostella）是十字花科作物（如卷心菜、西兰花和花椰菜）的主要害虫。生物防治剂，如寄生蜂Diadegma semiclausum和细菌Bacillus thuringiensis，已在许多国家有效用于控制菜蛾。

生物害虫防治的未来

生物害虫防治有望在未来的可持续农业和环境保护中扮演越来越重要的角色。研究、技术和政策的进步正在推动全球生物防治方法的增长和采用。

生物害虫防治的主要趋势：

• 增加研发投入：正在进行的研究专注于发现新的天敌、开发更有效的生物农药以及增进对生态相互作用的理解。
• 改进生产和配方：生产和配方技术的进步使生防制剂更容易获得、更实惠、更有效。
• 增强的递送系统：新的递送系统，如无人机和精准农业技术，正在改进生防制剂在农田中的应用。
• 与IPM的更紧密结合：IPM项目越来越多地将生物防治作为关键组成部分，从而产生更可持续和有效的害虫管理策略。
• 政策支持和监管：政府和监管机构通过资金、激励措施和简化的注册流程为生物害虫防治提供更多支持。
• 公众意识和教育：公众意识和教育的提高正在推动对更安全、更可持续的害虫管理实践的需求。

结论

生物害虫防治为实现一种更可持续、更环保的害虫管理方法提供了一条充满希望的途径。通过利用自然的力量，我们可以减少对合成农药的依赖，保护人类健康，并维护我们生态系统的健康。尽管挑战依然存在，但持续的研究、技术进步和政策支持正在为生物防治方法的更广泛采用和更高效率铺平道路。随着我们迈向一个更可持续的未来，生物害虫防治无疑将在确保粮食安全、保护生物多样性和为所有人创造更健康的环境方面发挥至关重要的作用。

了解更多资源的链接

• 国际生物防治制造商协会（IBMA）：https://www.ibma-global.org/
• 天然生物防治生产商协会（ANBP）：https://anbp.org/
• 《生物防治》杂志（BioControl Journal）：https://www.springer.com/journal/10526
• 您当地的农业推广办公室或大学昆虫学系。