生物防治包括采用生物體或天然物質(zhì)來(lái)防止或減少不需要的生物(包括有害生物和病原菌)造成的損害。生物防治技術(shù)有不同的定義,生物農(nóng)藥就是其中一種。然而,國(guó)際生物防治制造商協(xié)會(huì)(IBMA)建議使用生物保護(hù)劑這一術(shù)語(yǔ)。因?yàn)樯锉Ｗo(hù)劑源自自然界,因而對(duì)環(huán)境的影響最小,也不會(huì)對(duì)人類(lèi)造成傷害。根據(jù)控制劑的使用,有以下4類(lèi)生物防治方法：

.天敵動(dòng)物(控制其他昆蟲(chóng)和螨蟲(chóng)的有益昆蟲(chóng)、螨蟲(chóng)和線蟲(chóng))。

.微生物(能在競(jìng)爭(zhēng)中戰(zhàn)勝或控制蟲(chóng)害和病害的病毒、細(xì)菌或真菌)。

.源自礦物、植物或動(dòng)物的天然物質(zhì)。

.化學(xué)信息素(昆蟲(chóng)信息素)。

影響甘蔗生產(chǎn)的主要病蟲(chóng)害

根據(jù)巴西地理和統(tǒng)計(jì)研究所(IBGE)的數(shù)據(jù),巴西的甘蔗種植面積約為1000萬(wàn)公頃,在多個(gè)地區(qū)被廣泛、連續(xù)種植。該作物周期較長(zhǎng),通常在10至18個(gè)月之間。由于這些因素,該農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)很容易受到不同病蟲(chóng)害的侵害。其中的部分病蟲(chóng)害因其發(fā)生的頻率和造成的損失而愈顯突出。

甘蔗螟蟲(chóng)(Diatraea saccharalis)、沫蟬(Mahanarva fimbriolata)以及根結(jié)線蟲(chóng)屬(Meloidogyne)和短體線蟲(chóng)屬(Pratylenchus)線蟲(chóng)是很久以前就已發(fā)現(xiàn)的主要問(wèn)題。然而,最近隨著種植和收割系統(tǒng)的機(jī)械化,其他病蟲(chóng)害變得越來(lái)越重要。由于甘蔗象甲(Sphenophorus levis)的傳播,殺蟲(chóng)劑市場(chǎng)已開(kāi)始增長(zhǎng),同樣增長(zhǎng)的還有用于防治土傳病害和葉面病害的殺菌劑。

巴西甘蔗生物防治市場(chǎng)概況、市場(chǎng)價(jià)值及趨勢(shì)

巴西自20世紀(jì)70年代就開(kāi)始實(shí)施生物防治項(xiàng)目¹,即采用寄生蜂菜蛾絨繭蜂(Cotesia   flavipes)防治甘蔗螟蟲(chóng)。該項(xiàng)目是歷史最悠久的甘蔗生物防治項(xiàng)目之一。最初的市場(chǎng)規(guī)模不大,由甘蔗糖廠自己建立實(shí)驗(yàn)室繁殖寄生蜂,但現(xiàn)已成為一個(gè)蓬勃發(fā)展的市場(chǎng),大型跨國(guó)化學(xué)公司、初創(chuàng)企業(yè)和中型企業(yè)都參與其中。

據(jù)估計(jì),2020年巴西甘蔗生物農(nóng)藥市場(chǎng)價(jià)值近2.64億雷亞爾2(5126萬(wàn)美元),持續(xù)增長(zhǎng)勢(shì)頭強(qiáng)勁。對(duì)2021年的預(yù)測(cè)表明,市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到3.52億雷亞爾²。甘蔗傳統(tǒng)植保市場(chǎng)(2020年預(yù)計(jì)約為14億美元³)中生物防治份額仍然較低。不過(guò),在除草劑領(lǐng)域目前還未采用生物防治手段,而除草劑占甘蔗市場(chǎng)近50%。因此,我們?cè)诖酥挥懻摬∠x(chóng)害的生物解決方案。

當(dāng)前甘蔗作物病害的主流生物解決方案

天敵動(dòng)物

前文提到的菜蛾絨繭蜂以及Trichogramma galloi等天敵動(dòng)物使用率較高。目前,采用菜蛾絨繭蜂(幼蟲(chóng)寄生)處理的甘蔗田有近350萬(wàn)公頃¹,采用T. galloi(卵寄生蜂)處理的有近200萬(wàn)公頃¹,這兩種寄生蜂都用于防治甘蔗螟蟲(chóng)。兩相比較,用這兩種寄生蜂處理的甘蔗總面積比比利時(shí)和斯洛文尼亞兩國(guó)的國(guó)土面積加起來(lái)還要大。如此大量寄生蜂的繁殖主要由小型私人實(shí)驗(yàn)室和甘蔗糖廠的生物工廠完成。

在過(guò)去幾年中,菜蛾絨繭蜂和T. galloi的釋放技術(shù)發(fā)生了很大的變化。采用基于性信息素的害蟲(chóng)(甘蔗螟蟲(chóng))新采樣方法,可以更精確地決定釋放時(shí)間,從而提高防治效率。如果可以使用合成信息素代替天然信息素(害蟲(chóng)孤雌生殖的雌蛾)時(shí),有望將取得進(jìn)一步的進(jìn)展。此外,由于釋放技術(shù)的改進(jìn)(使用無(wú)人機(jī)散播寄生蜂),赤眼蜂屬(Trichogramma)和菜蛾絨繭蜂的使用已大幅增加。

微生物

微生物制品是巴西甘蔗生物防治領(lǐng)域最有價(jià)值的類(lèi)別,其中生物殺蟲(chóng)劑和生物殺線蟲(chóng)劑占據(jù)了大部分市場(chǎng)。使用昆蟲(chóng)病原真菌生物殺蟲(chóng)劑防治沫蟬已有很長(zhǎng)的歷史,特別是白僵菌(Beauveria bassiana)和綠僵菌(Metarhizium anisopliae)。Bt產(chǎn)品(蘇云金芽孢桿菌)的改進(jìn)制劑越來(lái)越受歡迎,成為甘蔗螟蟲(chóng)有害生物綜合防治(IPM)中活性物質(zhì)交替使用的一個(gè)有用工具。

生物殺線蟲(chóng)劑因基數(shù)低而顯得增速較快,不過(guò)增長(zhǎng)率仍高于生物殺蟲(chóng)劑。對(duì)傳統(tǒng)化學(xué)殺線蟲(chóng)劑的監(jiān)管放松似乎是生物殺線蟲(chóng)劑市場(chǎng)發(fā)展的誘因。如今,種植者已認(rèn)識(shí)到采用此類(lèi)產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì),即不僅能防治線蟲(chóng),還能改善土壤健康,提高利用水平。生物殺線蟲(chóng)劑也有更高的增長(zhǎng)潛力。

生物制品的市場(chǎng)接受度

在歐洲和美國(guó),采用生物防治的主要?jiǎng)恿κ窍M(fèi)者的需求,而在巴西的甘蔗行業(yè),需求主要由種植者的需求驅(qū)動(dòng)。單純的化學(xué)防治已經(jīng)不足以提供足夠的防治水平,而且需要增加使用頻率。大量使用農(nóng)藥會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)系統(tǒng)的進(jìn)一步失衡和生產(chǎn)成本的上升。因此,種植者的利潤(rùn)率很低。在這種情況下,生物保護(hù)劑成為IPM方案中實(shí)現(xiàn)成本效益和可持續(xù)發(fā)展的重要工具。

推動(dòng)生物保護(hù)劑使用增長(zhǎng)的原因還有供應(yīng)商和產(chǎn)品數(shù)量的增加,各企業(yè)在研究和開(kāi)發(fā)新技術(shù)方面的投入,以及監(jiān)管機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)新產(chǎn)品的登記。

生物保護(hù)劑面臨的挑戰(zhàn)

在甘蔗領(lǐng)域采用生物防治方式仍然面臨許多挑戰(zhàn)和威脅,主要體現(xiàn)在3個(gè)不同的層面。首先,在行業(yè)層面,存在著不規(guī)范的企業(yè)。市場(chǎng)上一直充斥著劣質(zhì)微生物制品(尤其是微生物生物刺激素)。這類(lèi)產(chǎn)品可能導(dǎo)致防治水平低下,從而使該技術(shù)失去用戶的信任。此外,制造商的標(biāo)簽聲明和質(zhì)量控制沒(méi)有實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。并非所有的生物制品都是一樣的,而對(duì)不同的產(chǎn)品作比較是很復(fù)雜的,特別是對(duì)于微生物制品。

與化學(xué)防治相比,生物保護(hù)劑的功效對(duì)環(huán)境因素和耕作方式的依賴性更強(qiáng)。生物防治劑的最佳使用需要精確的信息和更好的決策原則。銷(xiāo)售代表和經(jīng)銷(xiāo)商往往是病蟲(chóng)害防治的關(guān)鍵信息來(lái)源。鑒于此,他們需要接受教育和培訓(xùn),以便為生物防治提供決策支持。

在農(nóng)場(chǎng)層面,種植者并不熟悉生物保護(hù)劑,往往只將其與有機(jī)農(nóng)業(yè)聯(lián)系起來(lái)。他們也習(xí)慣于使用通常只有一種特定作用模式的化學(xué)農(nóng)藥。相反,生物保護(hù)劑可以有多種作用模式。農(nóng)民必須認(rèn)識(shí)到：生物制品的作用不僅僅是控制,還可以影響植物的生長(zhǎng)和營(yíng)養(yǎng)攝入等方面。

參考文獻(xiàn)：

1. Postali Parra, J. R., & Coelho, A. (2019). Applied Biological Control in Brazil: From Laboratory Assays to Field Application. Journal of insect science (Online), 19(2), 5. https://doi.org/10.1093/jisesa/iey112

2. Crop Life Brasil – Blink, 2021.

3. Panel BIP 19/20 – Spark - Sugarcane