陈学新：虫鸣声里说丰年——用生物防治助力绿色发展

吴应清

陈学新

《汉书·郦食其传》有言：王者以民为天，而民以食为天。“食”是人类生存的首要需求和基本要素，自古至今，在社会发展中占据着最重要的地位。在漫长的历史长河里，人类在从事农业生产的同时，还要与农作物害虫斗智斗勇。害虫不断繁衍进化，人类也要不断更新升级控制害虫的手段。在科技的支持下，过去的几十年里，越来越多的高毒高残留化学农药被用于农业生产。

虽然20世纪发展起来的化学农药产业为农业生产做出了巨大贡献，但是由于人类长期大量生产和使用化学农药，导致害虫出现抗性，次要害虫上升，给农作物害虫防治工作造成了越来越大的困难；同时，化学农药造成了日趋严重的环境污染问题，不但会破坏生态平衡，还会危及人类的身体健康，已成为人类社会进入21世纪后的严重挑战。

21世纪的中国农业应该是稳定的、现代化的、绿色的、可持续的农业体系。为了既能减少化学农药的使用，又能减少农作物因虫灾引起的产量损失，保证中国农田生态和粮食供给安全，大力发展绿色、无污染的生物防治技术，开展大面积害虫生物防治，已成为中国农业战线的时势之需和当务之急。

2020年4月2日，国务院公布了《农作物病虫害防治条例》，鼓励和支持开展农作物病虫害防治的科技创新、成果转化和依法推广应用，普及应用信息技术、生物技术，推进防治工作的智能化、专业化、绿色化，从法律层面确定了生物防治技术不可取代的地位。这是近期让浙江大学农业与生物技术学院院长陈学新感到最开心的事情。作为从事生物防治相关研究30余年的科研者，他比任何人都关心中国农业的绿色发展。在他看来，国家的支持对生物防治工作的开展至关重要，尽管如今看来生物防治的发展仍有一段漫长的道路要走，但无疑的是其前景一片光明。

斩乱麻，定基础

20世纪90年代，中国正处于风云际会的时期。改革开放带来的春风让中国面貌焕然一新，人民的生活水平快速提高，对于食物的种类和质量的需求也日益增长，其中蔬菜的需求量更是爆发式增长，成为了我国仅次于粮食的大宗农作物。然而，蔬菜害虫种类多、危害重、损失大、控制难，主要依靠单一的化学防治，且蔬菜农药残留问题十分严重。

当时，欧美很多国家已经实现了非化学防治，也就是说利用天敌昆虫、微生物等无污染的技术手段控制蔬菜害虫。看到这些国家的成功实践，陈学新和他的团队想：中国也要发展没有污染的生物防治技术。陈学新说道：“欧美一些国家几乎已经不用化学农药了，我们也想让我国的蔬菜是健康的、绿色的、生态的。”于是，从1990年开始，浙江大学牵头，组织国内多家优势单位开展了“优势天敌昆虫控制蔬菜重大害虫的关键技术与应用”研究工作。

利用天敌昆虫控制农业害虫是最常见的生物防治措施之一，也是实现蔬菜安全绿色生产的重要保障措施之一。然而，投入到这项工作中，陈学新才发现我国在生物防治方面存在着诸多问题。用陈学新的话来说，团队的工作可谓举步维艰，几乎就是从零开始。

首先，因为中国农作物害虫种类繁多，且20世纪90年代后，棉铃虫、甜菜夜蛾、斜纹夜蛾、小菜蛾、烟粉虱、麦蚜、稻飞虱、东亚飞蝗、草地螟等重大害虫相继爆发，蔬菜害虫的天敌都有哪些种类没有人清楚。即便知道几种害虫的天敌昆虫，但是也不知道这些天敌昆虫的生物学特性，因此没有办法对这些天敌进行大量的繁殖。为此，陈学新率领团队花了10年的时间，对国内蔬菜害虫的天敌进行了普查与归类。

通过50万份样本的鉴定和分析，陈学新团队明确了我国蔬菜重大害虫上的主要天敌昆虫有460余种类，比如食叶类害虫小菜蛾上有43种、菜粉蝶上有47种、斜纹夜蛾上有40种、甜菜夜蛾上有33种；吸汁类害虫烟粉虱上有37种、四种蚜虫上有34种；潜叶类害虫豌豆彩潜蝇上有11种、葱斑潜蝇和美洲斑潜蝇上分别有7种。团队还率先报道了蔬菜地周边杂草上的53种害虫天敌，这些天敌构成了我国蔬菜害虫的天敌“自然储备库”并拓展了对蔬菜田间害虫的控害潜能。

之后，陈学新团队进一步通过生态适应性分析、控害潜能评估及分子检测，率先筛选获得20余种优势天敌昆虫并系统研究和阐明了这20余种天敌昆虫的生长、发育、羽化、性比、寿命、存活、生殖力、地理变异等特性。他们明确了寄主龄期以及温度等因子对天敌特性及其田间自然消长动态和发生规律的影响，通过解析我国南方地区十字花科蔬菜上小菜蛾的寄生蜂动态，提出了在蔬菜全生长期作物水平上整体实施天敌昆虫持续调控害虫种群的新思路。这些成果奠定了我国蔬菜害虫天敌的保护和利用工作的基础。

许智宏院士（左二）和朱作言院士（右一）考察温室现场

对蔬菜害虫的主要天敌进行系统普查是项目研究最基础的工作，却也是最为辛苦的工作。在这个过程中，不但要进行大量的野外工作和实验室工作，还要从严调查、谨慎筛选，需要耗费大量的时间和精力。实际上，蔬菜害虫主要天敌的普查工作是一个持续的、不间断的工作，30年来，陈学新团队一直在坚持，至今仍在继续。

破壁垒，搞创新

2001年12月11日，中国正式加入世界贸易组织（WTO）。之后，由于农产品中的农药残留和有害物质超标，使得中国农产品出口贸易摩擦愈演愈烈，经济损失巨大。而欧美及日本等一些发达国家和地区为了保护自身农业利益，在加大对有机农业投入的同时，不断提高食品中有毒有害物质残留量的检测标准，通过技术壁垒限制国外农产品的输入。目前，中国农产品出口面临最大的困难就是“绿色壁垒”，蔬菜害虫的生物防治发展也面临着同样的困境。

“国际上一些知名的生物防治公司，他们的技术都是保密的，所以我们只能靠自己进行研究。”针对国际上天敌昆虫繁殖技术壁垒较高的现状，陈学新团队自主研发了一系列天敌昆虫大量繁殖技术，他们攻克了颈双缘姬蜂、浅黄恩蚜小蜂、东亚小花蝽、龟纹瓢虫、异色瓢虫、大草蛉、智利小植绥螨等十余种天敌昆虫的人工规模化扩繁技术；突破了捕食性昆虫的人工饲养难题，研发了一种适于小型捕食性天敌昆虫的微胶囊剂型人工饲料，实现了东亚小花蝽和龟纹瓢虫等的工厂化饲养。

针对已有的赤眼蜂传统繁殖技术缺陷，团队优化提升了螟黄赤眼蜂、松毛虫赤眼蜂的传统“大卵繁蜂”生产工艺，创新了可以生产5种赤眼蜂的“小卵繁蜂”技术及生产装备，创建了“繁殖-包装-释放”一体化生产技术和以米蛾卵为替代饲料的东亚小花蝽、大草蛉等天敌的产业化生产技术。同时，团队还建立了螟黄赤眼蜂、丽蚜小蜂、浅黄恩蚜小蜂、稻螟赤眼蜂、广赤眼蜂、异色瓢虫、大草蛉等天敌的大规模繁殖生产线，形成了产品质量标准和生产技术规程，年生产能力达到100亿头。

在发展天敌昆虫的人工规模化繁殖技术时，陈学新团队曾面临一项技术难关。他们在饲养寄生蜂重要类群——姬蜂时，经过几代室内繁殖，最后活下来的全都是雄峰。以有性生殖繁衍的生物，只有雄蜂是不可能实现世代繁殖的，于是陈学新团队开始从寄生蜂交配繁殖时可能的影响因子如空间、温度、湿度等方面入手解决问题，然而在调整好温度、湿度，扩大交配空间后，根本问题还是没有得到解决。之后，在一次国际学术交流中，陈学新得知这是很多国际同行都面临的难题。经过多年的攻关，团队通过自主研发一系列专利技术，终于在近期解决了这一难题。

项目研究进行至今，团队已经创制了东亚小花蝽、龟纹瓢虫、异色瓢虫、大草蛉、智利小植绥螨等天敌昆虫的饲养、收集和储运、诱集产卵和化蛹定位等装备；研发了螟黄赤眼蜂、广赤眼蜂、松毛虫赤眼蜂、浅黄恩蚜小蜂、丽蚜小蜂等天敌昆虫的新型包装方法；发明了米蛾卵自动收集设备及饲养器具，其效率提高了3倍以上，降低人工成本70%以上。

“天敌昆虫的饲养和繁殖技术都是为应用而服务的，比如天敌昆虫什么时候应用，怎么应用，释放天敌昆虫时的密度应该是多少，这些都是技术问题，都很关键。”对此，陈学新团队研发了天敌昆虫的田间新型释放装置，创建了天敌昆虫“迷你工厂”生产运行新模式。他们发明了一种多用途天敌混合释放装置，避免了人工多次释放不同天敌昆虫类群所带来的弊端，提高了释放和应用天敌的效率，为大规模提高天敌昆虫田间应用效果提供了技术保障。他们创建的天敌昆虫“迷你工厂”生产模式，主要用于保护地蔬菜害虫的防控。针对不同蔬菜种类及其主要害虫，团队构建了“一企一厂”——订制繁殖多种天敌昆虫的配备式工厂，使大型农场和生产基地能根据具体需求，做到天敌产品就地生产，实时释放。

多年来，陈学新也一直在思索一个问题：田间本身就有很多天敌，为什么这些天敌没有发挥应有的作用，将害虫控制住？经过多年的观察与研究，他发现天敌昆虫在繁衍生育时必须取食花蜜，才能正常繁殖后代，只要在菜园、果园里种植合适的蜜源植物，就能提高田间天敌昆虫的利用率。

在吉林的一次考察中，有农夫问陈学新，为什么玉米地里没有爆发蚜虫，反而有很多瓢虫呢？“这很普遍啊，瓢虫在生宝宝前必须吃些花粉。玉米叶片宽，大量玉米花粉就落在了玉米叶片上。那些瓢虫趴在叶子上不是没事干，它是在吃叶子上的花粉呢。”陈学新表示，这一现象其实他们在饲养天敌昆虫的过程中早已发现，但是当时没有想到可以应用这一方法来对田间天敌进行保护和利用。

做推广，转思想

虽然随着绿色发展、生态保护、健康生活等理念深入人心，人类与害虫斗争的“武器”正由高毒、高残留的化学农药转向绿色无污染的生物防治手段，但是在现阶段的中国，害虫防治手段仍以化学农药为主。其中一个很重要的原因就是农业生产领域的从业者对生物防治技术认识不够，信任不够。

陈学新在多年的调研和考察过程中发现，一些农业生产者认为使用农药杀虫是最方便的方法，生物防治手段过于麻烦。对此，他表示，随着天敌生产和利用技术的提升，现在很多生物防治方法已经十分便捷，使用起来其实并不比农药复杂。其实，生物防治没有大面积使用的关键原因在于，生物防治技术的科普力度不够，大部分农业生产商和农民认为生物防治技术没有用。这是最令陈学新感到头痛的一件事情。

课题组团队合影照片

陈学新说道：“他们不知道的是，在没有特地保护和利用田间天敌的情况下，它们已经帮我们控制了50%的害虫。只要我们再进行一些科学的管控和利用，完全可以有效控制害虫。这一点，在我们的示范区里已经得到证明了。”

陈学新团队在蔬菜生产实践中，提出了在作物水平上考虑蔬菜生长期多种天敌控制多种主要害虫的新策略；针对不同区域、栽培模式下的蔬菜重大害虫，创建了集天敌人工释放、植物支持系统利用等多组合的“天敌昆虫+”协同促增关键技术。基于这些技术体系，团队进一步集成创新了以发挥天敌控害功能为核心、以生态安全为目标的适合不同区域、不同栽培模式的三大类蔬菜害虫调控技术模式，实现了蔬菜害虫的可持续安全控制。同时，他们还研发了“绿色惠农”线上APP，鼓励菜农优先使用天敌控制害虫的生物防治措施。

除此之外，团队还通过创新天敌昆虫的田间释放技术和创建天敌昆虫的植物支持系统来对田间的天敌昆虫进行保护。他们利用“一对多”靶向控制技术、“多对一”寄生蜂协同防控技术、“多对多”天敌复合系统联合防控技术对害虫群落实现可持续控制；通过科学合理地种植蜜源植物、诱集植物、栖境植物、储蓄植物等功能植物，为天敌昆虫提供蜜源或花粉，替代寄主、栖境、越冬或产卵场所等，创造了适宜于天敌田间生存和繁衍的条件，构建了保持天敌昆虫自然繁殖的植物支持系统。

在采访过程中，陈学新讲述了一件至今令他难忘的事情。有一年，他被邀去欧洲昆虫大会作演讲报告。在会场中，他遇见了荷兰一家生物防控技术公司的几位高层，这几位高层在跟别人交谈时，介绍的不是公司的技术和产品有多厉害，而是公司是怎样和运营商、企业、农民进行沟通、推广产品并发现问题的。这件事给了陈学新很大的感触，让他更加深刻地认识到了生物防治技术推广的重要性。

“推广太重要了，你有了技术，但是应用跟不上肯定是不行的。我们有一个合作的教授，他就是专门做推广的，他的工作就是每天和农民反复地介绍生物防治技术，做调查，做宣传，做培训。这是一个必经的过程，只有老百姓的认识跟上科研的发展，生物防治才能有更大的应用前景。”陈学新说道。

坚持所爱，不惧路远

陈学新从事生物防治技术的相关研究，缘起于一场演讲。1980年，16岁的陈学新考入浙江农业大学，误打误撞地跨进了农业研究的大门。大二时，有一位美国学者来到浙江农业大学作寄生蜂工作的演讲报告，这场演讲报告为陈学新打开了一扇新世界的大门。

这位学者讲述了寄生蜂如何准确找到害虫，找到害虫后又是如何判断其是不是合适的寄主，以及寄主是否有别的寄生蜂寄生过。“更有意思的是，寄生蜂找到寄主以后，如果寄主不够大，但它又不舍得放弃，那它就产一个雄卵。但是如果寄主很好，它就产一个雌卵。”这一切都让陈学新感到神奇，他想知道为什么这种生物比人都要聪明，于是他一头扎进了生物防治领域。

陈学新正式从事生物防治领域的研究工作时，我国正处于生物防治最艰难的时期。在一无基础，二无支持，且得不到重视的情况下，陈学新也曾想过放弃。但是，他的导师何俊华教授给了他正确的指引和鼓励。“何俊华老师告诉我们，虽然现在是困难时期，但是生物防治研究必须走下去。”陈学新回忆道，“他说，二战之前，没有农药的情况下，人们依靠的就是生物防治手段。欧美国家在生物防治的发展上也经历了一个漫长的阶段，我们只不过是迟了20年。等以后我国经济发展起来，人们的生活水平提高以后，生物防治的需求自然而然也就增多了。”这番话极大地鼓舞了陈学新的信心，于是，他一直走到了现在。

其实，从浙江农业大学博士毕业后，陈学新先后去了荷兰、美国、澳大利亚等国家进行博士后研究和访问工作，在这期间，他几乎走遍了生物防治技术做得最好的国家和实验室。这么多年转来转去，让陈学新感悟最深的就是，想要让生物防治技术走得更远，就要更加注重人与自然的关系。只有将“绿色”的观念提升上来，“绿色”的前景才会更加明朗。

绿色是世界的底色，也是陈学新童年的颜色。他生长在浙江省兰溪市，在童年的记忆里，他的家乡曾经山清水秀，一眼望去到处都是绿葱葱的。这些美好的儿时回忆对他之后选择生物防治研究有着重要影响，因为每每想到那些美好的场景，他都觉得自己有责任去保护环境。

陈学新很喜欢辛弃疾的两句诗：“明月别枝惊鹊，清风半夜鸣蝉。稻花香里说丰年，听取蛙声一片。”诗里描绘了一幅优美的田园画卷，而诗中提到的四种生物:鹊、蝉、稻、蛙，正是构筑美好风景的重心。蛙、鹊以害虫为食，鹊立地头，蛙声阵阵，造就了稻香丰年。如今，因为化学农药的滥用，环境严重污染，已经很少能见到这样醉人的田园景色了。陈学新盼望着，未来，在生物防治的助力下，可以将这种美好归还给世界，也归还给人类。