水稻害虫绿色防控技术研究的发展现状及展望

赵景，蔡万伦，沈栎阳，朱宏远， 蒲雷，谢美琦，邹玉兰，华红霞

1.华中农业大学植物科学技术学院/湖北省昆虫资源利用与害虫可持续治理重点实验室，武汉 4300702.华中农业大学生命科学技术学院，武汉 430070

水稻自古以来是我国种植的主要粮食作物之一，近年来种植面积稳定在3 000万hm2，稻谷产量2亿t左右[1]。作为我国城乡居民消费第一位的口粮，稻米的稳定安全生产对于保证我国粮食安全和口粮自给具有重要意义。在水稻种植过程中，多种病虫害的连续和严重发生对稻谷生产造成了巨大的产量和质量损失。如2020年我国农业农村部公布《一类农作物病虫害名录》中的10类害虫，仅水稻害虫稻飞虱(褐飞虱NilaparvatalugensStål)和白背飞虱(SogatellafurciferaHorváth)、稻纵卷叶螟(CnaphalocrocismedinalisGuenée)和二化螟(ChilosuppressalisWalker)就占3类。据统计，2006-2015年水稻病虫害造成的损失为33.67%，而通过防治挽回的损失比例为55.18%，系统的植物保护措施在保证水稻稳定生产中贡献巨大[2]。但我国水稻病虫害防治中，长期化学农药单一大量使用带来了天敌杀伤、害虫再猖獗、环境污染和稻田生态服务功能下降等负面影响[3]。随着我国经济和社会的发展，广大人民对绿色安全食品的需求和绿色生态环境的关注提高，绿色、生态和安全的植物保护防控体系迫切需要发展和完善。

为服务于建设资源节约和环境友好型的绿色可持续农业，我国于2006年提出了“绿色植保，公共植保”的理念，决定实施“以绿色植保产品为核心组装的绿色集成防控技术”的植物保护发展策略[4]。绿色防控是综合生态调控、农艺栽培措施、生物防治、物理防治和应急性精准化学防治等措施的一套综合技术体系[5]，其强调在建立具有自我控害能力的平衡生态系统前提下，综合利用一系列措施减少化学农药防治压力，以促进农作物的绿色安全生产。作为水稻安全生产的重要一环，我国在水稻害虫绿色防控技术上进行了大量的研究与推广，取得了一系列代表性的进展[6]。本文将结合相关应用原理和研究进展，从生态调控、农艺栽培措施、生物防治、物理防控和化学防控5个方面详细介绍我国在水稻害虫绿色防控上的发展状况。

1 生态调控技术

生态系统是由相互关系的生物群落及其生存环境组成的动态平衡系统。在害虫控制方面，稻田生态系统经过长期的演化，通过水稻品种自身进化的抗虫性和生物群落中捕食性天敌和寄生性天敌等控虫因子协同作用，形成了对植食性昆虫的自然控害功能。

生态调控技术强调从稻田生态系统中水稻-害虫-天敌及其周围环境的相互关系出发，通过对生态因子调节和非生态因子的调控，发挥稻田系统对害虫的自然控害功能，将害虫种群控制在生态经济阈值水平之下。近年来我国通过国际合作在浙江等地开展以生态工程技术为主的稻田病虫害综合治理，减少农药使用量的同时保持产量不下降，带来了巨大的经济、社会和生态效益[7]。近年来该技术一直是全国农业技术推广中心主推的水稻害虫绿色防控技术之一。生态调控主要通过提高作物和天敌的控害能力而实现对害虫的控制，与传统的农业防治具有一定的交叉。区别在于生态调控侧重于从稻田作物及周围景观生境上的布局，创造有利于天敌的环境而抑制害虫种群控制害虫，而农业防治侧重于农艺栽培管理上创造不利于害虫发生的条件而控制害虫。

1.1 抗虫水稻品种的培育与利用

稻田生态系统中水稻是核心生产者，推广抗虫品种是防治害虫最经济有效和环境友好的途径之一。在抗虫性资源研究上，抗稻飞虱水稻资源鉴定及机理研究目前进展较快。自1969年国际水稻研究所首次发现抗褐飞虱水稻种质Mudgo以来，研究人员在栽培稻及野生稻中开展了大量的抗稻飞虱水稻种质资源筛选[8]。如国际水稻所分别在44 335份水稻资源中发现15.4%的抗褐飞虱生物型Ⅰ种质，在10 553份中鉴定到1.9%的抗褐飞虱生物型Ⅱ种质，13 021份中鉴定到1.8%的抗褐飞虱生物型Ⅲ种质，52 042份中鉴定到1.7%的抗白背飞虱种质[9]。在鉴定到对单一稻飞虱具有抗性的品种同时，也发现了一些抗3种稻飞虱的广谱抗性品种，如籼稻品种Mudgo和一种药用野生稻Oryzaofficinalis(Acc. HY018)等[10-11]。获得抗性品种资源后，对其抗性基因进行定位有助于杂交育种，目前至少有30个抗褐飞虱基因、14个抗白背飞虱基因定位在水稻染色体上。抗灰飞虱(LaodelphaxstriatellusFallén)基因定位由于抗性资源较少而进展较慢，目前已鉴定到至少34个抗虫的数量性状位点(quantitative trait loci,QTL)[12]。另外，我国科学家已克隆到Bph14、Bph3和Bph6等多个褐飞虱抗性基因并明确了其抗性机制，取得了国际领先的进展[13]。

在生产上，我国一直重视抗虫基因的应用，如在我国推广面积最大的汕优系列杂交稻含有Bph1抗褐飞虱基因。分子标记辅助选择(marker assisted selection，MAS)育种技术的发展，推动了含Bph14基因的抗褐飞虱广两优476和含有Bph14和Bph15基因的两系杂交稻两优234等审定品种及不育系珞红4A等的选育[14-16]。同时将Bph3导入感虫品种宁粳3号，获得了对褐飞虱和白背飞虱的抗性[17]。开发整合不同抗性机制的多基因聚合品系，将在提高抗性水平和延缓抗性种群进化上起重要作用，如Hu等[18]利用分子标记将Bph14、Bph15和Bph18导入9311水稻中，显著提高了对褐飞虱的抗性。

在稻纵卷叶螟和二化螟等害虫的抗性品种选育上，虽然筛选到一些抗虫资源，同时有聚合一些QTLs能显著增强水稻对稻纵卷叶螟抗性的报道，但并没有发现主效抗虫基因[19]。现代转基因育种技术的发展，推动了抗鳞翅目害虫株系的获得，我国在转Bt基因抗虫水稻研发上处于世界领先，如华中农业大学培育的抗虫水稻“华恢1号”和杂交稻“Bt汕优63”在世界上首次获批转基因安全证书[20-21]。另外，基于RNAi技术的抗二化螟水稻培育目前已获得较大进展，水稻中转入靶向二化螟蜕皮激素通路基因的microRNA14和csu-novel-260后，均获得了对二化螟的高抗性[22-23]。以上转基因抗虫新材料的获得，为抗虫水稻的应用拓展了选择空间。

1.2 稻田系统中天敌支持植物的选择与布局

据调查，在我国稻田生态系统中，有889种捕食性天敌和424种寄生性天敌种类，其中稻田蜘蛛类、隐翅甲类和缨小蜂等天敌在控制主要害虫种群发展上起到重要作用[24]。因此，在了解稻田天敌发生规律和消长特点基础上，选择有利于天敌的植物配置，通过建立保护性生境涵养种群和提高天敌种群适合度而增强其控害作用。

1)越冬期生境管理。稻田天敌群落随着水稻移栽和收割，周期性经历着群落形成、发展和重建的过程，越冬期保护性种库的建立将有助于稻田天敌群落重建[25]。水稻收割后在稻田中保留杂草或种植蔬菜、绿肥等可以显著增加天敌的种库[26-28]，如冬种蔬菜田的物种丰富度和种群-密度指数等均显著高于冬犁田和冬闲田等[27]，冬季种植紫云英(AstragalussinicusL.)田的天敌种类和数量显著高于冬闲田[28]。

2)非稻田生境的利用及田埂植物选择。稻田旁的田埂杂草和周围杂草等植物是重要的非稻田生境，其作为稻田中节肢动物来源及避难所的作用逐渐被重视[29-30]。刘雨芳等[31]通过对稻田及其近邻杂草地的捕食性天敌群落调查，发现两者间群落相似性较高，对寄生性天敌群落的分析也发现相似结果[32]。非稻田生境中存在大量天敌的载体植物，如稻田旁茭白可作为拟水狼蛛(PiratasubpiraticusBösenberg & Strand)的主要越冬栖息地，水稻移栽后可逐渐转入稻田[33]；同时在茭白上生长的长绿飞虱(SaccharosydneprocerusMatsumura)是稻虱缨小蜂(AnagrusnilaparvataePang et Wang)主要越冬寄主[34]。另外，朱平阳等[35]调查发现田埂禾本科杂草马唐(Digitariasanguinalis(L.) Scop.)和牛筋草(Eleusineindica(L.) Gaertn.)是寡索赤眼蜂(Oligositaspp.)的适宜越冬植物。因此，基于其载体植物功能，适当保留田埂杂草或稻田周边植物有利于保护天敌种群。

3)显花植物的配置。在农田边缘种植显花植物，可以通过提供天敌栖境及蜜源等方面增强农田生态系统在害虫控制和植物传粉上的生态服务功能。通过统计分析大量研究数据，Albrecht等[36]发现农田边缘配置显花植物带与未配置相比，平均增加16%的害虫控制效率。在具体实践中，选择天敌昆虫喜食而对害虫支持作用不大的显花植物将更有利于提高其害虫控制服务功能[37]。在中国、泰国和越南通过稻田边种植芝麻等显花植物的多年多地实践发现，稻田配置显花植物在增加5%产量的同时，可显著降低褐飞虱和白背飞虱发生量，减少70%农药使用量，稻田中寄生性和捕食性天敌及腐生生物显著增多[38]。通过室内研究发现，芝麻花可以显著吸引稻虱缨小蜂等寄生蜂，饲喂芝麻花后稻虱缨小蜂、黑肩绿盲蝽(CyrtorhinuslividipennisReuter)和螟黄赤眼蜂(TrichogrammachilonisIshii)等天敌昆虫适合度显著提高，验证了芝麻花作为有益蜜源植物的功能[39-41]。赵燕燕等[42]观察发现，酢浆草(OxaliscorniculataL.)白天开花，花期长且花蜜含量高，饲喂螟黄赤眼蜂可显著增加其寿命和提高寄生力，可作为潜在的田埂增益显花植物。

1.3 基于推拉策略的控制技术

基于植物与害虫或天敌间的化学生态学关系，选择有效的诱集与驱避作物或植物源的化学驱避或引诱物质结合形成的“推-拉”(Push-pull)库是目前生态调控的一种重要措施[43]。在水稻害虫上目前应用最成功的推拉植物是香根草(VetiveriazizanioidesL.)，稻田田埂种植香根草可显著诱集二化螟产卵而二化螟幼虫在香根草上不能完成发育史，这种特性赋予香根草独特的“诱集+灭杀”功能，使其得到大量应用[44-45]。驱避植物方面，田埂间隔种植驱避稻飞虱类植物紫苏(Perillafrutescens(L.) Britt.)和烟草(NicotianatabacumL.)可显著抑制田间白背飞虱和褐飞虱种群数量[46]。进一步利用推拉植物中的活性成分或鉴定有效单体化合物，可以作为害虫驱避剂或天敌引诱剂使用，如苏远萍等[47]报道水菖蒲(AcoruscalamusL.)等乙醇提取物对褐飞虱有显著的产卵驱避和幼虫触杀活性；Wang等[48]发现，Z-3-己烯乙酸酯等水稻挥发物可显著引诱稻虱缨小蜂；Liu等[49]发现植物源的异石竹烯和反-2-十二碳烯醇田间应用可显著诱集黑肩绿盲蝽，下一步需考虑田间如何有效配置以上化合物。

2 农艺栽培措施

农艺栽培措施主要是利用一系列的栽培管理技术，从农事操作措施上破坏害虫的生存环境和合理的水肥管理达到健身栽培目的。

2.1 稻田残茬处理和耕灌

二化螟、大螟(SesamiainferensWalker)等水稻钻蛀性螟虫多以高龄幼虫在稻茬、稻草及杂草上等越冬，稻桩上越冬幼虫是翌年发生的主要虫源[50]。通过对晚稻田不同收割方式调查，机割田由于留桩高度比手割田高而稻桩内残虫量是手割田的7～11倍[51]。因此，生产上条件适宜机割田尽量采用留茬低的全喂入式联合收割机收获，收获后可以集中对稻草进行沤肥处理。来年春季螟虫化蛹期前，进行稻田旋耕灭茬和灌水，可显著降低越冬代成活率。在稻虾共作等稻田综合种养田，由于稻田春季覆水长期浸泡稻桩，降低了二化螟等害虫的越冬成活率[52]。

2.2 调整播期

越冬害虫或迁飞害虫转移到稻田中具有一定的规律，因此根据本地害虫发生规律在不影响水稻收获的情况下适当调整播期可显著降低稻田初始虫源。朱金良等[53]在浙江嘉兴连续2 a调查发现，适当推迟单季晚稻的播种期可显著减低水稻各生育期二化螟和灰飞虱的为害。

2.3 合理水肥管理达到水稻健身栽培

尽管我国水稻单产高于世界平均单产65%左右，但长期以来氮肥投入也比世界平均用量高75%左右[54]。过量施用氮肥导致水稻稻茎水分含量和植株营养增加等，诱发了稻纵卷叶螟、稻飞虱和二化螟种群数量增加[55]。如张桂芬等[56]评价了水稻密度和氮肥水平对稻飞虱和稻纵卷叶螟的综合效应，发现氮肥对2种害虫的种群数量影响最大，建议在一定密度条件下，控制氮肥用量。氮磷钾肥合理施用有利于水稻品质等综合性状提高，同时增施钾肥可以提高植株活力，降低稻纵卷叶螟等虫害发生[57-58]。在浙江的田间试验表明，减少氮肥、氮肥后移及氮磷钾协调使用，可以显著降低田间稻纵卷叶螟幼虫种群数量[59]。因此，控制氮肥施用量、无效分蘖和最高苗数及联合增施磷钾肥以控制病虫害发生的水稻“三控”施肥技术推广，有利于控制害虫发生[60]。水稻是富含硅的作物，一般产量与其植株硅含量呈正相关，另外硅在水稻的抗虫性方面起到重要作用[61-62]。通过增施硅肥或利用硅含量高的品种，可显著降低二化螟、稻纵卷叶螟和白背飞虱对水稻的为害[63-65]。

3 物理防控技术

以各种工具及物理因素防治农业害虫的物理防控技术是水稻绿色防控体系中重要一环，在水稻中主要表现在隔离育秧、灯光和色板诱杀等技术的应用上。

3.1 物理隔离育秧

育秧是水稻生产中重要环节，随着我国水稻生产技术的发展，无纺布覆盖育秧、工厂化设施育秧等集中隔离育秧技术发展迅速[66]。在水稻条纹叶枯病、南方黑条矮缩病等虫传病害发生严重地区，采用孔径0.85 mm以上白防虫网或15～20 g/m2规格的无纺布全程覆盖育秧等措施，可在秧苗期达到100%的控害效果，减少苗期虫害发生[67]。

3.2 基于趋光性的诱杀技术

趋光性是昆虫进化过程中形成的重要习性，利用这一特性进行害虫防治具有技术安全和环保高效等特点。利用灯光诱杀害虫一直是我国害虫监测预报和防治上的一种重要措施，灯光诱杀技术经历了白炽灯、黑光灯、高压汞灯、频振式杀虫灯、LED灯和光陷阱诱虫等阶段，技术逐渐成熟和完善[68]。目前，在水稻害虫防治上主要应用的是频振式杀虫灯和基于光陷阱技术的窄光谱杀虫灯。频振式杀虫灯是河南汤阴佳多公司利用320 nm到400 nm光源，组合灯光周围频振式高压电网的诱虫装置，多光谱扩大了诱虫谱并减少了对天敌的诱杀，在我国得以大面积推广应用[69]。水稻田应用频振式杀虫灯后的调查发现，稻飞虱和稻纵卷叶螟发生数量显著降低，同时诱集昆虫的益害比为1∶84[70]。涂海华等[71]利用稻田主要害虫趋光性的波段范围和上灯节律设计出LED多光谱循环式太阳能杀虫灯，显著增加了靶标害虫的诱集比例和减少了天敌诱集比例。华中农业大学雷朝亮教授团队设计的光陷阱诱捕器，通过采用波长单一的专用灯和风吸式捕获口，同时增设天敌逃生通道，增加了诱虫专一性和天敌保护性[72]。目前湖南本业绿色防控科技股份有限公司生产的光陷阱诱捕器逐渐成为行业内的新标杆。何超等[73]田间试验表明，扇吸式诱虫灯显著增加了主要害虫的诱虫量，并且诱集到的天敌昆虫存活率在70%以上。

4 生物防治

4.1 天敌昆虫的工厂化培育和释放

人工繁殖并释放天敌昆虫是增益生物防治的重要一环，我国自1980年以来，利用人工扩繁和释放赤眼蜂防治水稻二化螟等害虫取得重大进展并大量应用于生产[74]。例如，利用米蛾(CorcyracephalonicaStainton)卵孵育稻螟赤眼蜂(TrichogrammajaponicumAshmead)的工厂化饲养技术[75]。通过对田间二化螟卵寄生蜂的发生情况调查及考虑释放成本，开发了大、小卵蜂混合释放技术，即组合柞蚕卵饲养的松毛虫赤眼蜂(TrichogrammadendrolimiMatsumura)和米蛾卵饲养的稻螟赤眼蜂，保证防效的同时显著降低成本[76]。在放蜂技术上，适用于水田的球形可降解漂浮装置和附带糖水饲喂功能的赤眼蜂释放装置得以开发[77-78]。无人机释放赤眼蜂的技术开发，提高了田间释放效率[79]。

4.2 基于化学生态学的性诱剂和食诱剂防治技术

许多昆虫在交配和食物寻找过程中需要化学信息的识别，通过鉴定这些化学物质，促进了害虫性诱剂和食诱剂的开发与利用。近年来，我国在二化螟和稻纵卷叶螟等水稻害虫性信息素成分鉴定的基础上，逐步优化和大量应用了相关关键技术，如二化螟地理区系差异性和配比专一性的诱芯、具有缓释性的PVC毛细管诱芯材料、新型干式飞蛾诱捕器等应用[80]。迷向技术是利用田间大量释放性信息素干扰雌雄虫间交配通信从而达到控制害虫目的，二化螟等信息素迷向丝或性信息素超剂量喷雾释放器在田间应用，同样可以减低虫害的发生[81]。

利用害虫偏好性植物及其关键挥发物制成的食诱剂，在害虫绿色防控中具有重要用途[82]。曾娟等[83]于2020年在南方3稻区6省的稻纵卷叶螟成虫食诱剂监测试验中发现，食诱监测可准确反映田间稻纵卷叶螟种群动态，诱虫数量高于性诱剂但低于灯诱和田间赶蛾，诱虫的专一性较高。综合分析，食诱剂反应灵敏专一、雌雄同诱的特点为害虫绿色防控提供了一种新手段。

4.3 生物农药的利用

生物农药包括农用抗生素、微生物农药、植物源农药和核酸农药等，具有使用安全和环境友好等特点。我国的生物农药占整个农药总产量和总产值的9%左右，一些明星产品如苏云金芽孢杆菌(Bacillusthuringiensis,Bt)和阿维菌素的利用规模可媲美化学农药，在当前农药减量和环境安全的需求下具有较大发展空间[84]。水稻害虫防治上，长期以来可供使用的主要品种是Bt(防治二化螟和稻纵卷叶螟)和阿维菌素(防治稻纵卷叶螟)。2008-2009年的多地示范试验中，Bt可湿性粉剂对二化螟和稻纵卷叶螟表现出良好的防治效果，可在生产上大量推广[85]。白僵菌属Beauveria和绿僵菌属Metarhizium等虫生真菌由于杀虫谱广等因素具有重大的应用前景，重庆大学筛选的金龟子绿僵菌(Metarhiziumanisopliae)CQMa421在我国多地多年(2011-2018年)的施用结果表明，应用后有效控制了稻飞虱和稻纵卷叶螟等害虫，达到了化学农药同等防效并保持了田间的天敌种群[86-87]。昆虫病毒上，稻纵卷叶螟颗粒体病毒(Cnaphalocrocismedinalisgranulovirus，CnmeGV)和甘蓝夜蛾核型多角体病毒(Mamestrabrassicaenuclear polyhedrosis virus)对稻纵卷叶螟也具有较好的防效[88-89]。随着稻田综合种养模式在我国的推广发展，植物源农药苦参碱、鱼藤酮和藜芦碱等和乙基多杀菌素等农用抗生素在水稻害虫防治上具有很好的应用前景[90]。

4.4 稻田综合种养系统对害虫的生物控制

稻田综合种养中鸭、小龙虾、鱼类等生物的引入，提供了稻田害虫控制中新的增益生物防治因子。我国2 000多年前就开始稻田养鱼，2010年以来，随着市场需求和国家政策支持、科学研究和技术推广加强，稻渔综合种养面积迅速增加，2018年已突破200万hm2[91]。稻渔综合种养对于害虫控制具有重要意义，在对我国第一个世界农业文化遗产浙江青田“稻鱼共生”系统的可持续性生态机制研究中发现，稻田鱼类通过主动撞击稻茎捕食落在水面的稻飞虱而控制害虫发生[92]。稻鸭系统中，鸭直接捕食稻飞虱等害虫，在不施药情况下可以100%地控制稻飞虱和减轻二化螟幼虫50%发生量[93]。薛智华等[94]通过大量的调查，发现稻蟹田稻飞虱发生量显著下降，距离养殖沟越近螃蟹对飞虱的控制作用越明显。综合分析，稻田综合种养对害虫的控制作用主要表现在水产(水禽)对害虫的直接捕食和活动干扰，稻田灌水较深或通风环境较好不利于褐飞虱害虫的生存等方面。

5 应急性精准化学防治

化学防治是防治害虫的一种快速高效方法，水稻是我国农药使用量最多的作物，如仅我国浙江稻区杀虫剂的单位面积使用量是东南亚各国的4倍以上[95]。长期大量不合理使用化学农药带来的负面效应迫使我们思考如何科学合理地使用农药。在害虫绿色防控体系下，化学防治应该在害虫种群密度较高时作为应急性的防治措施。我国在控制用药次数、低毒高效对靶农药选择使用和精准施药技术开发等方面取得了较大进展。

5.1 控制用药次数

稻田用药次数多、用药量大是化学防治中的普遍问题。水稻生长前期或迁入初期防治稻飞虱和螟虫等，大量杀灭了天敌，导致稻田自我控害能力下降。因此，在水稻生长前期建议放宽防治指标，发挥植株补偿作用和天敌等因子的自然控害能力[67]。汤鉴球[96]人工模拟水稻螟害试验结果表明，无论早稻或晚稻在低叶位时，对1%以下的枯心率有补偿作用。通过对2个水稻品种的剪叶试验模拟稻纵卷叶螟为害，发现苗期和分蘖期10%～70%的剪叶不会影响水稻产量[97]。因此，除非种群数量巨大，水稻生长前期稻纵卷叶螟可以不用化学防治[98]。在害虫达到防治指标时进行防治，根据不同水稻特性和生育期制定合理防治指标，是减少用药次数的重要途径[6]。

5.2 低毒高效对靶农药选择使用

对一些高效低毒化学农药的利用、从剂型助剂等方面提高药效、避开害虫抗药性和轮换用药等措施，是绿色化学防控的根本。目前生产上推荐应用的氯虫苯甲酰胺、三氟苯嘧啶等稻田杀虫剂均具有低毒高效特点。在害虫抗药性检测上，我国已制定颁布了二化螟和3种稻飞虱等害虫抗药性检测技术规程，全国农业技术推广服务中心每年在多地多点组织害虫抗药性监测，并每年发布科学用药建议，有力支持了合理用药[99]。对农药剂型的改进有利于提高其环境友好性和药效，近年来甲维盐微乳剂、噻虫嗪微胶囊等药剂的研制，显著提高了原药的毒效并延长了持效期[100-101]。在农药使用时添加提高药剂表面张力和在叶片上黏着等特性的助剂可以显著提高药效，降低农药使用量，目前已经开发出有机硅类和植物油类等助剂在水稻害虫防治上应用[102-103]。种子包衣技术是防治稻蓟马和稻飞虱等苗期害虫的一种环境友好防治方式，近年来我国开发的许多种子包衣成膜剂可以将杀虫剂等活性成分网结在种子膜上，然后缓释到环境中，对本田土壤和环境污染极小[104]。持效期长的丁硫克百威等拌种药效可以持效到拌种后45 d，保证防效的同时显著降低了杀虫剂的使用次数和使用量[105]。

5.3 精准减量施药技术

植保作业是水稻生产过程中的关键环节，稻田泥脚深浅不一和生长中后期植株覆盖度大等特点严重限制了植保作业质量。传统的人工背负式装置存在劳动强度大和农药利用率低等各种问题。在农药减量利用和绿色防控的需求下，我国水稻植保机械和喷雾技术取得巨大进步，以自走式大型喷杆喷雾技术和植保无人机低容量喷雾技术等为代表的精准高效施药技术在农药减量高效施用技术发展上推动巨大[106-107]。高地隙自走式喷杆喷雾机具有喷液均匀、作业效率高和受气候影响小等优势，我国自2010年以来参照日韩等技术，开发出一系列自小至大型产品在水田上大量应用[108]。Gong等[109]通过比较东风井关JKB18C自走式喷杆喷雾机和其他类型喷雾机械的稻田喷药效果发现，自走式喷杆喷雾机在喷药均匀性、药液沉积和防治效果上均高于传统机械。

“十三五”以来，随着国家政策支持和各方面的通力协作，新型植保机械无人机发展迅速。在前期关于飞行参数、喷头选择、雾滴参数和冠层渗透等参数系统研究的基础上，近年来植保无人机在水稻上的应用技术逐渐成熟的同时应用量逐年增加[110]。在农药减施方面，陈豪明等[111]通过在浙江诸暨的田间试验发现，使用植保无人机全程防治水稻病虫害，可实现用药量减少42.8%。

6 展 望

绿色低碳是我国农业发展的主要方向，绿色防控技术在提升农产品品质、保护环境和促进农业可持续发展等方面意义重大。我国自提倡绿色植保和农药减施政策以来，在绿色防控政策项目支持、技术研发和推广等方面投入了巨大的人力物力，取得了一系列丰硕成果。在水稻病虫害防治上，多点多地系统开展了绿色防控技术模式的应用示范并验证了绿色防控的优势。如江苏省推广的“前防、中控、后保”全程简约化绿色防控策略，核心示范区主要水稻害虫防效90%以上，农药使用比常规防治减少2～3次，病虫害损失率控制在3%以下[112]。绿色防控理念和技术同时也被广大稻农认可和接受，如李后建等[113]在四川的调查发现，尽管绿色防控带来了一定的减产，但绿色防控技术带来的价格溢价改善了稻农的经济收益。

绿色防控技术体系需要不断的完善更新，及时从研究前沿开发相关技术将促进绿色防控技术体系的发展。当前，在后基因组时代，各种生物组学不断涌现。农田生态系统中，宏观上深入研究作物与其他生物间的关系、植物与害虫各自代谢组学、害虫与植物围微生物组关系、害虫与内共生菌组等生物组学关系，将有利于开发相关绿色防控技术。如Zhang等[114]发现在高温下，内共生菌组改变可以引起其介导的褐飞虱药剂敏感性下降。在转基因抗虫植物研究方面，利用新的CRISPR/Cas9基因编辑技术改变植物本身基因表达，已经在植物抗虫性提高方面显现巨大潜力，如敲除水稻CYP71A1基因可以显著提高对褐飞虱的抗性[115]。基于RNAi机制的转靶标害虫特异致死基因dsRNA的抗虫作物已大量研发，目前随着递送保护材料开发，直接喷施dsRNA等核酸农药已显示巨大应用潜力[116]。化学防治方面，具有缓释性黏附性的纳米农药，可以输送至特定植物部位的导向农药研究在农药增效减量方面意义重大[117-118]。具有强黏附性的溴氰虫酰胺纳米缓释剂和温敏性控释纳米农药已在防治水稻害虫上显示出广阔的的应用前景[119-120]。

我国自南向北分布着六大稻区，各稻区气候土壤等因素决定了不同地区水稻害虫存在不同的发生模式。另一方面，目前在我国存在着单季稻、双季稻、再生稻和稻田综合种养等不同的栽培模式。建议在不断完善和革新相关单项技术的基础上，开展区域化和特色化的水稻害虫绿色防控集成技术体系组装研究。在对各地各模式害虫发生规律确定的基础上，协同水稻病害和杂草防治，推广有效可行的系统绿色防控技术，达到全面推广水稻病虫害绿色防控技术的目的。

绿色防控技术的发展，最终需要得到稻农的接受和使用。在管理上，应继续加强对农药的使用管理，认真落实《农药经营许可管理办法》的规定，严肃惩处违反农药使用规定行为。在政策上，要制定绿色稻米标准，提高对绿色防控技术生产稻米的最低收购价和对绿色农资购买提供一定补贴，激励稻农采纳绿色防控技术。绿色防控技术的培训和推广，需要适应水稻种植和生产现状，优先鼓励种粮大户采纳绿色防控技术，带动其周边散户更全面参与。