预防为主，创建无虫害健康农田生态环境

蒋高明

本文2014年4月发表于环保部《绿叶》杂志

【本博按】经过本研究团队8年多的艰苦探索，在这里我非常高兴地代表中科院植物所弘毅科研团队，首次宣布我们的重要科研成果。采取预防为主的办法，即利用物理+生物方法，在害虫雌虫阶段即开始控制产卵，逐渐恢复生态平衡，完全能够使农田生态系统中的虫害问题基本解决。我们仅利用传统农药的30%左右(重点防治蚜虫)，实现产量不减少。在不造成物种灭绝的前提下，使不同的所谓“害虫”物种还原回食物链的自然成员，不引起危害，实现不减产。我们的研究成果在小麦、玉米、花生等农田、果园、菜园都进行了验证，效果十分明显。目前已在全国10几个省，20多个农场推广。我们的治虫思路，告别了人类流行100多年的对抗做法，转而应用和谐平衡的做法，让害虫无害化。非常感谢硕士和博士研究生乌云塔娜、博文静、孟杰、郭立月、刘海涛等人的辛苦工作，是他们每天监测的大量数据，才使得本成果得以问世。下一步建议国家尽早采纳我们提出的生态平衡办法，大大减少乃至告别农药，还农田生态系统健康环境，为城乡提供无农药残留的食物。特别需要指出的是，我们指的无虫害，不是指无虫，即虫子可以有，但不危害。如果该技术造成害虫灭绝，那将是不是好技术，我们是不会推广的。维护农田生态平衡时我们追求的最高境界。

关于创建无虫害基本农田环境的研究报告与建议

郭立月  刘海涛  蒋高明

（中国科学院植物研究所）

经过亿万年的演变，任何物种都拥有了自己的生态位。自然界中的物种，通过竞争、捕食、共生、合作等关系形成稳定的生物链。传统的农业，是在自然平衡状态下，从事农业生产的，是与自然和谐相处的。然而，随着人口膨胀，耕地不断减少，造成食物短缺，为保证粮食产量、追求经济效益最大化，人们开始越来越不能容忍昆虫夺走一部分粮食，从而进行“虫口夺食”，并将昆虫分为有益昆虫和有害昆虫，称能直接或间接造福于人类，对人类生产和生活是有益的昆虫为益虫；称通过危害经济动、植物和传播疾病，给人类造成重大损失的昆虫为害虫，并发明了对抗害虫的大规模杀伤性武器——农药。

然而，经过一个多世纪的“对抗”农业实践证明，农药不仅杀害了害虫也杀害了害虫的天敌。由于害虫天敌的生命形态比害虫高级，其繁殖速率远远低于害虫的繁殖速率，失去天敌的制约，剩余害虫迅速繁殖，数量暴增。另外，在生态学中，害虫大多为R对策者，当环境越恶劣时，害虫会增加更多的后代；同时，害虫的基因变异率较高，对某种农药很快就产生了抗药性，这样害虫越杀越多，而农药越用越多，毒性越来越大，形成不断升级的恶性循环，导致“越打农药虫子越多，虫子越多越打农药”，从而破坏农作物生长的生态环境，破坏农田的生物链。

根据中国农村统计年鉴，1990年中国农药用量73.3万吨，2010年已至175.8万吨，全国人均农药2.62斤/人。如今，农民盲目、片面施用农药，不仅不能显著提高粮食产量，而且逐渐暴露出农田环境污染、农药残留超标、病虫草害抗性增加和农田生物多样性丧失等问题。这种“对抗”的方法违背了生态学的原理，忽略了大自然的力量以及物种之间的平衡力，破坏了生态平衡。

为了寻找环境友好型的害虫防治对策，自2006年以来，我们在山东平邑县蒋家庄建立了弘毅生态农场，摒弃了化肥、农药、农膜、除草剂、添加剂、转基因六项有害技术，转而使用生态平衡的栽培与耕作技术，取得了重要进展。粮食产量由实验初期的亩产500多千克(玉米小麦两季)提高到1000多千克，实现了吨粮田。这里介绍我们对害虫的防治措施。

本研究运用生态学的原理，结合物理（诱虫灯）和生物（害虫天敌）的方法，减少农药使用量，保护农田害虫天敌，利用大自然的恢复力，改善农田环境，逐步恢复农田生态平衡，从而保障粮食安全。

高频紫外诱虫灯通过引诱成虫扑灯，高压电网触杀，使害虫落入灯下专用接虫袋中并及时收取害虫，达到灭杀害虫的目的。诱虫灯可诱杀小菜蛾、甜菜夜蛾、白飞虱、斜纹夜蛾、银纹夜蛾、天蛾、稻螟、稻纵卷叶螟、稻飞虱、稻二化螟、稻三化螟、叶蝉、棉铃虫、烟青虫、红铃虫、盲蝽蟓、造桥虫、蝼蛄、金龟子、玉米螟、谷子钻心虫、大豆食心虫、豆天蛾、吸果夜蛾、桃蛀螟、天蛾、松毛虫、灯蛾、松天牛、杨树白蛾、卷叶蛾、大青叶蝉、米蛾、药材甲、黑粉虫、麦蛾、地老虎等。

农田害虫天敌包括捕食性天敌和寄生性天敌。捕食性天敌昆虫的种类很多，涉及19个目、120多个种，其中，蜻蜓目、螳螂目和脉翅目的全部种类（共33科）均具捕食性。寄生性天敌昆虫涉及膜翅目、双翅目、捻翅目、鞘翅目及鳞翅目等5个目，分属于98个科。此外，还包括除昆虫以外的其它捕食性天敌和寄生性天敌，如蜘蛛、捕食螨、寄生螨、线虫、益鸟、两栖类、兽类及鱼类等。

本研究位于山东省临沂市平邑县卞桥镇蒋家庄村，地处中纬度区，海拔200-400 m，属温带季风区大陆性气候，年平均气温12.3-13.3℃，年平均降雨量824.8 mm，全年无霜期为188.8-212.0d，全年日照时数在2539-2490 h，为农作物提供了较长的生育期和充足的光照。该地区农耕历史悠久，农业生态系统耕作制度为一年两熟制，主要粮食作物为小麦、玉米，经济作物为大蒜、花生。全村耕地总面积68公顷，人均耕地0.073公顷(1.097亩)。

我们以小麦-玉米农田生态系统为研究对象，分为诱虫灯控虫区和常规化防区。诱虫灯控虫区分三个处理，处理1：不施农药；处理2：在小麦开花前和玉米大喇叭口期分别防治一遍害虫；处理3：在小麦播种耕地时防治一遍地下害虫，小麦开花前和玉米大喇叭口期分别防治一遍害虫；常规化防区为处理4：常规防治害虫（小麦播种耕地时防治一遍地下害虫，小麦开花前、小麦开花后、玉米苗期、玉米大喇叭口期分别防治一遍害虫）。具体防治措施和农药用量见表1。

表1山东农村农药防治害虫措施及农药用量

注：土施为耕地前将农药和土拌匀后撒到地面；喷施为将农药兑水后用喷雾器喷施；浇灌为配合浇水施入；丢芯为人工将农药丢入玉米芯内。

于2013年5月6日在挂灯区悬挂12盏普通杀虫灯和10盏太阳能杀虫灯，于次日早晨6-7点收集害虫，至2013年10月23日结束。平均每盏灯年捕获害虫1499.1 g，其中蛾类7045头，重357.4g，占总重的23.84%；金龟甲类862头，重344.5g，占总重的22.98%；蝼蛄类544头，重287.2g，占总重的19.16%。

那么，高频紫外诱虫灯的防虫效果是怎样的呢？我们在生态农场内进行了连续5年的观察，害虫捕获从2009年的4.5kg/d下降到2013年的0.02kg/d; 每盏灯年捕获量从33.8 kg 下降到2.4 kg。那些物种还存在，但基本不对庄稼构成产量威胁了。其科学原理在于，害虫都是有性繁殖的，交配后的雌虫无法回到地里产卵，这样害虫从卵这个阶段就控制了。并且，我们的做法是在惊蛰时就开始让诱虫灯工作，每天除下雨自动关灯外，生长季节天天捕捉，害虫几乎无构成大种群的能力。并且停止农药后，益虫（夜间不活动或少活动）益鸟（夜间不活动）数量增加，残余的害虫又成为益虫益鸟的食物，如此“物理+生物”的立体防治，就构成了无虫害的农田生态环境。害虫物种还在，但远不能对产量构成威胁。

为了明确诱虫灯的控虫范围，我们以金龟甲为研究对象，在距诱虫灯不同距离处，释放用不同颜色标记的金龟甲，金龟甲捕获情况见表2。可以看出，距离诱虫灯70米处的金龟甲依然能够被诱虫灯捕获，但是在距离诱虫灯45米以内捕捉到的金龟甲占70米以内捕捉到的金龟甲数量的84.6%，故初步确定诱虫灯捕捉半径为45米，控虫面积约为10亩。但由于释放个数和重复次数较少，距离设置间隔太大，诱虫灯的控制范围还有待进一步的研究。

表2诱虫灯不同距离捕获金龟甲效果

注：捕获占有率为某距离处捕获的金龟甲占距诱虫灯75米以内捕获总数的百分比。

在诱虫灯控虫区，无农药处理与有农药处理的小麦产量差异显著（p<0.05），但玉米产量不显著，小麦和玉米周年产量均达到1吨。说明在利用诱虫灯控虫的前提下，只需要对小麦蚜虫进行防治即可，防治地下害虫和玉米害虫对产量的贡献不大。我们还发现，施2遍农药处理比施3遍农药处理的周年产量少4.03千克，小麦和玉米都按2.0元/千克算，合计8.06元，但施2遍农药处理比施3遍农药处理产生的费用少15元，而且农药用量少37.6%。因此，防治1遍小麦蚜虫，并在玉米大喇叭口期防治1遍害虫更加合算。同时施2遍农药处理的周年产量与常规化防处理的周年产量相差不大，甚至高于常规管理，但农药用量减少55.4%。这很可能是减少农药的使用，使农田生态环境得到改善，有利于作物的生长（表3）。能否进一步减少农药用量，比如只在小麦季防治1遍害虫，而在玉米季仅利用诱虫灯，并保证达到吨粮田还有待进一步的研究和追踪。

表3小麦和玉米每亩每年产量、农药用量和费用

注：两遍农药指在小麦开花前和玉米大喇叭口期分别防治一遍害虫；三遍农药指在小麦播种耕地时防治一遍地下害虫，小麦开花前和玉米大喇叭口期分别防治一遍害虫；五遍农药指在小麦播种耕地时防治一遍地下害虫，小麦开花前、小麦开花后、玉米苗期、玉米大喇叭口期分别防治一遍害虫。费用包括农药费用（表1）、施农药劳动力费用（表1）、诱虫灯折旧费、诱虫灯安装电线折旧费、诱虫灯安装人工费、收取害虫费用以及诱虫灯电费，诱虫灯每10亩一盏，诱虫灯5年折旧，诱虫灯支架10年折旧，每盏普通供电式诱虫灯350元，每个支架100元，则每亩诱虫灯折旧费为7元、诱虫灯支架折旧费1元；以1000亩为一个单位，需要电线8000米，2元/米，每10年换一次线，则平均每亩电线折旧费1.6元；诱虫灯安装费5000元，每5年检修一次，则每亩地每亩诱虫灯安装人工费1元；每1000亩安排两人收取害虫，按每年收取170天，每人每天20元，则每亩一年收取害虫费用为6.8元；诱虫灯功率为20瓦，平均每天开灯10个小时，年开灯150天，每千瓦时0.6元，则每亩电费投入1.8元。

鉴于以上研究发现，我们特提出以下具体建议：

第一，由国家出资，提供诱虫灯及电线，创立农村基本农田生态系统无虫害环境。今后农民种地不用担心虫害，虫害由国家专业人员统一防治。以中等规模农村1000亩为例，仅需要100盏诱虫灯，100个支架，电线8000米，诱虫灯350元/盏，支架100元/个，电线2元/米，共计61000元。诱虫灯安装由所在村庄和电工完成，所涉及的少量费用可由所在村配套支付。建议国家在进行水利、道路等农田基本建设时，将害虫防治统一考虑在内。

第二，成立防治农田害虫的企业，管理几个或者十几个村庄。每500亩安排一个人，或由村组织专门人员，按时收取诱虫灯捕捉的害虫。由公司或者村发放工资，国家提供少量运转费。同时可收取农民害虫防治费10-15元/亩/年，作为公司的利润。国家对害虫防治的专项经费直接给防虫公司，公司成员可由农民组成。

第三，充分发挥各级植保站的功能。植保站工作人员应常去田间地头，及时了解病虫害的发生情况，帮助农民防治病虫害，减少农药使用。植保站人员工资由国家支付，除非常必要的收费外，禁止植保站向农民收取服务费。

第四，国家设立对农田生态系统方面研究的专项研究资金。鼓励科学家走到在一线农田，不要求他们急功近利发文章，以防虫效果为考核目标，不以文章为考核标准。严格禁止从事植保的科学家从事贩卖农药的活动，减少乃至杜绝农药污染，从而保证中国农田始终处于生态健康的状态。

（郭立月、刘海涛为中国科学院植物研究所博士研究生）