出品：科普中國

製作：楊泉峰、歐陽芳、戈峰（中國科學院動物研究所）

監製：中國科學院計算機網絡信息中心

《2021年全球糧食危機報告》指出，在2020年，全球有1.55億(yi) 人麵臨(lin) 重度糧食不安全的問題。

目前，我國糧食尚能保證基本自給、口糧安全，但受極端天氣、有害生物等不穩定因素的影響，作為(wei) 人口大國仍要保持警惕，並且需探索出一條可持續發展的農(nong) 業(ye) 道路。

其中，在人類曆史上，農(nong) 業(ye) 害蟲一直是造成糧食大量減產(chan) 的重要因素之一。

（圖片來源：veer圖庫）

害蟲雖小，危害極大

按照昆蟲的口器，即昆蟲的“嘴巴”的類型劃分，農(nong) 業(ye) 害蟲大多數為(wei) 咀嚼式和刺吸式兩(liang) 類害蟲。

咀嚼式害蟲有蝗蟲、棉鈴蟲等，刺吸式害蟲有蚜蟲、飛虱等。盡管這些害蟲的體(ti) 型一般都不大，但它們(men) 以大量個(ge) 體(ti) 組成害蟲種群，同時取食危害同一株作物或者同一區域的農(nong) 作物，從(cong) 而給糧食作物生產(chan) 造成巨大的產(chan) 量損失。

以咀嚼式害蟲蝗蟲為(wei) 例，成蟲體(ti) 長3-5厘米，但一平方公裏的蝗群一天消耗的農(nong) 作物量，相當於(yu) 3.5萬(wan) 人一天的口糧！而刺吸式害蟲麥蚜（小麥田最主要的害蟲），麥蚜成蟲體(ti) 長雖然隻有區區2-3毫米，但據測算，麥蚜對小麥產(chan) 量的損失率達到10%-30%。

（圖片來源：veer圖庫）

以蟲治蟲，大顯身手

在農(nong) 田生態係統中，害蟲取食作物，同時害蟲也有天敵。作物-害蟲-天敵食物鏈構成了一個(ge) 較為(wei) 穩定的生態係統。害蟲的天敵昆蟲包括捕食性天敵和寄生性天敵兩(liang) 類。

捕食性天敵昆蟲包括瓢蟲、蜘蛛、草蛉和食蚜蠅等，直接捕食害蟲為(wei) 食。寄生性天敵有寄生蜂等，寄生於(yu) 害蟲體(ti) 內(nei) 或體(ti) 表，以攝取寄主的營養(yang) 物來維持生存。農(nong) 田生態係統中，天敵昆蟲對害蟲具有良好的控製作用，單頭七星瓢蟲成蟲平均每天可取食一百多頭蚜蟲；更為(wei) 吃驚的是，單頭食蚜蠅高齡幼蟲平均每天可取食幾百甚至上千頭蚜蟲。

天敵昆蟲，危機四伏

2010年，《科學》雜誌上發表一篇文章指出：相較於(yu) 1960年，2010年全球的主要糧食產(chan) 量增長接近3倍。這些產(chan) 量的大幅增長依靠的是使用大量化學農(nong) 藥、化學肥料，機械化播種、收獲等集約化生產(chan) 措施。然而，長期大量使用化學農(nong) 藥不僅(jin) 帶來了害蟲抗藥性（Resistance）、害蟲發生再猖獗(Resurgence)、農(nong) 產(chan) 品農(nong) 藥殘留(Residue)的3R問題。

1960-2010年，全球的作物產(chan) 量增長情況。（圖片來源：參考文獻[1]）

更糟糕的是，大量化學農(nong) 藥的使用，以及機械化播種和收獲等集約化生產(chan) 措施對生態係統中自然天敵昆蟲等有益生物有很強的殺傷(shang) 作用，它們(men) 的種類和數量均大量減少，進而導致天敵對害蟲的控製作用減弱，造成作物產(chan) 量損失增加。

農(nong) 田中噴灑化學農(nong) 藥(S)或收獲(H)等措施後，天敵昆蟲蜘蛛的數量顯著下降。（圖片來源：參考文獻[2]）

種草養花，王者歸來

農(nong) 田中瓢蟲等自然天敵昆蟲處於(yu) 很大的環境壓力下，那麽(me) 如何來保護這些有益昆蟲呢？

目前主要有兩(liang) 方麵的辦法：第一、研發對害蟲高效控製但對天敵昆蟲低毒或無毒的化學農(nong) 藥和生物農(nong) 藥，進而減少其對天敵種群的殺傷(shang) 作用；

在農(nong) 田田埂上種植可吸引和喂養(yang) 天敵昆蟲的植物。

對作物噴灑化學農(nong) 藥或機械化操作時，這些植物可作為(wei) 天敵昆蟲的生存與(yu) 繁衍提供食物和居住場所。此外，這些植物上的植食性有害昆蟲可作為(wei) 天敵昆蟲的獵物，從(cong) 而喂養(yang) 天敵昆蟲。當作物田的害蟲發生時，天敵昆蟲能捕食作物田上的有害昆蟲。

關(guan) 於(yu) 第二個(ge) 方法，2016年，《英國皇家學報-生物科學》國際雜誌報道了瑞士一個(ge) 成功的例子，通過在麥田邊緣種植多種開花植物組成花帶，來喂養(yang) 瓢蟲、草蛉和食蚜蠅等多種大量的天敵昆蟲，成功地控製了鄰近麥田的主要害蟲黑足負泥蟲。

我國也有在農(nong) 田田埂上種植植物來喂養(yang) 天敵，控製作物害蟲的研究。

在華北平原，小麥-玉米輪作田（小麥收獲後，再種植玉米）是麵積最大的種植方式。捕食性瓢蟲是該區域重要的“農(nong) 田幫手”，可有效地防止麥蚜、玉米蚜對作物的危害。然而，長時期大量使用化學農(nong) 藥防治麥蚜、玉米蚜等害蟲，也殺傷(shang) 了瓢蟲等天敵昆蟲，造成小麥-玉米輪作田的瓢蟲等天敵昆蟲的數量減少。小麥收獲後，玉米出苗前，天敵昆蟲缺乏棲息的植物生境，導致瓢蟲等天敵昆蟲數量進一步減少。

蛇床（Cnidium monnieri）是一年生草本，屬傘(san) 形科、蛇床屬，分布在我國華北等大多數地區，其果實稱為(wei) “蛇床子”，具有經濟和藥用價(jia) 值。

蛇床草花期照片。（圖片來源：作者供圖）

近期，我國的科研人員在《害蟲管理科學》國際雜誌上報道了將蛇床草種植在小麥/玉米輪作田的田埂上，在小麥收獲後玉米出苗前，蛇床開花可為(wei) 瓢蟲提供大量的花粉食物和棲息生境，吸引和喂養(yang) 大量的瓢蟲；在玉米出苗後，瓢蟲可以轉移到玉米地。因此，蛇床草可作為(wei) 天敵瓢蟲的“橋梁”生境，促進其從(cong) 小麥田轉移至玉米田，有助於(yu) 提升其對玉米田的害蟲控製作用。

在山東(dong) 濟南(a)和德州(b)試驗地，小麥、蛇床花帶和玉米上，瓢蟲隨調查時間的數量變化。來源：參考文獻[4]

近期研究還表明，將蛇床草種植在棉田旁邊，有利於(yu) 保護天敵瓢蟲，減少棉田主要害蟲棉蚜。蛇床草上有一種名為(wei) 胡蘿卜微管蚜的蚜蟲，該種蚜蟲並不危害棉花、小麥和玉米等作物。該種蚜蟲可作為(wei) 獵物，被多種棉田天敵昆蟲取食，比如龜紋瓢蟲、異色瓢蟲、七星瓢蟲、食蚜蠅和草蛉等。因此，蛇床草上這種蚜蟲可吸引並喂養(yang) 大量的天敵昆蟲。蛇床草上的天敵昆蟲能轉移到棉田，減少棉蚜的數量。與(yu) 不進行防治的棉田相比較，種植蛇床草的棉田中棉蚜數量和棉蚜對棉花的危害率均減少了一半以上。由此，種植蛇床草顯著減少棉田害蟲數量，同時也減少了化學農(nong) 藥的使用，進而減少了對環境的汙染。

2017年，聯合國發表《世界人口展望》報道中預測，世界人口在2030年將上漲至86億(yi) 。因此，如何生產(chan) 出足夠多的糧食來養(yang) 活如此龐大的人口，同時減少對地球生態環境的汙染和破壞，進而實現可持續發展，成為(wei) 了目前擺在人類麵前的一大難題。

人類在思考解決(jue) 這些難題的時候，或許可以懷著敬畏和學習(xi) 之心，從(cong) 自然中尋找答案。

參考文獻：

[1] Godfray HCJ., Beddington JR., Crute IR., Haddad L., Lawrence D., Muir JF., Pretty J., Robinson S., Thomas SM., Toulmin C., 2013. Food security: the challenge of feeding 9 billion people. Science, 341: 730-731.

[2] Thomas CFG., Jepson PC., 1997. Field-scale effects of farming practices on linyphiid spider populations in grass and cereals. Entomologia Experimentalis et Applicata, 84: 59-69.

[3] Tschumi M., Albrecht M., Entling MH., Jacot K., 2015. High effectiveness of tailored flower strips in reducing pests and crop plant damage. Proceedings of the Royal Society B-Biological Sciences, 282:20151369.

[4] Yang QF., Men XY., Zhao WL., Li C., Zhang QQ., Cai ZP., Ge F., Ouyang F, 2021. Flower strips as a bridge habitat facilitate the movement of predatory beetles from wheat to maize crops. Pest Management Science, 77: 1839-1850.


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