蝗灾与旱灾、水灾并称三大自然灾害，对全球粮食安全构成严重威胁。长期以来，化学农药治蝗虽见效快，却带来环境污染、非靶标生物受损等连锁问题。如何实现蝗灾绿色可持续治理，成为国际植保领域的重大课题。在国家科技计划支持下，以山东省农业科学院张龙研究员为核心的科研团队，历经十余年攻关，创建并应用了蝗灾全程生物防治技术体系，成功破解了生物防治无法用于蝗虫暴发期的世界难题，为全球蝗灾治理提供了中国方案。
张龙教授2020年在西藏高原指导防治蝗灾
提升生物防治产品质量 保障大规模生物治蝗
科研团队的突破始于核心生防菌株的筛选与创新。他们从不同区域采集分离蝗虫病原微生物，经多代定向选育，获得2个高毒力蝗虫微孢子虫株系，致病力较原始菌株提升20%，为生物制剂研发奠定了优质种源基础。更具开创性的是，团队在新疆发现并鉴定出全球首个对蝗虫成虫具有高致病性的米曲霉菌株，命名为蝗虫米曲霉，填补了国际上缺乏高效防治蝗虫成虫微生物农药的空白。该菌株抗逆性强，耐紫外线和高温，对蜜蜂、家蚕等非靶标生物安全，可侵染25种以上蝗虫，室内生测条件下，接种9天后，蝗虫成虫累计死亡率超过90%。通过航天诱变技术，团队进一步筛选出更高毒力的突变株，致病效率较原始菌株显著提升，构建了世界上首个航天诱变杀蝗虫菌株库。团队率先完成蝗虫微孢子虫和蝗虫米曲霉的全基因组解析，明确了两种病原微生物通过抑制蝗虫免疫相关基因、干扰能量代谢等途径实现致病的分子机制。研究成果为制定针对性防治策略、提高生物防治产品质量提供了重要理论支撑，也为有害生物生物防治学科发展提供了新的研究范式。
生产工艺的革新让生防产品走向规模化应用。针对蝗虫微孢子虫只能活体繁殖的特性，团队筛选出东亚飞蝗为最佳寄主，研发了专用的人工饲料，解决了冬季鲜饲料短缺的难题，实现了周年生产。优化后的生产工艺使单头蝗虫产孢量达到国际先进水平的3倍，生产成本降低30%以上。针对传统产品储存期短、分散性差的问题，团队成功研制出世界上首个蝗虫微孢子虫水悬浮剂，常温储存1.5年后活力仍保持75%以上，抗紫外线和干旱能力显著增强。团队创新了蝗虫米曲霉液固两相高效发酵工艺，生产成本和用药成本较同类产品大幅度降低。相关技术获得多项国家发明专利。在国内率先取得以原生动物为活性成分的农药登记证。
创建精准监测信息平台 实现全程生物防治技术体系落地
精准监测是高效防治的前提。团队在揭示飞蝗嗅觉识别分子机制的基础上，鉴定出多种对蝗虫具有引诱作用的信息化合物，研发出植物源与蝗虫自身气味相结合的高效诱芯。将诱芯技术与人工智能识别、远程通讯系统耦合，成功研制出国内外首个蝗虫发生远程实时智能监测系统，24小时诱捕量较传统方法提升7倍。同时，团队开发了蝗虫调查手持机和防治指挥信息系统，构建了集精准监测、数据处理、决策支持、指挥调度于一体的信息平台，实现了蝗灾监测从人工调查向智能监测预警的跨越，为生物防治精准实施提供了技术保障。
飞蝗蝗蝻处于2-3龄期防治羽化前飞蝗的死亡率可达80%以上
系统集成的蝗灾全程生物防治技术体系，实现了蝗灾治理的全周期覆盖。团队率先提出了以生物防治为主的蝗灾可持续治理策略，引领我国蝗灾的治理发展；根据多年的研究提出了根据蝗虫不同发育期、虫口密度及生态场景，差异化应用微生物农药的防治策略：在蝗灾衰退期，采用低剂量蝗虫微孢子虫促发疾病流行，实现长期控制；在暴发期和高峰期，对幼龄蝗虫施用高剂量蝗虫微孢子虫，17天内防效可达80%-90%；针对成虫及生态敏感区，应用蝗虫米曲霉制剂快速压低虫口密度，填补了成虫生物防治的空白。该体系突破了国际上认为微生物农药不能用于蝗灾暴发期群居型蝗虫防治的传统认知。多年来，该成果已在全国10余个省区市的农田、湿地、草原和林区累计应用，粮食生产安全和生态环境安全得到有效保障。与近期国外沙漠蝗、黄脊竹蝗频繁大暴发形成鲜明对比的是，近20年来我国蝗灾未出现大面积暴发。在国际合作中，成果经联合国粮农组织推荐，成功应用于老挝、越南、巴基斯坦等国的蝗灾治理，得到当地政府高度认可和赞赏，从而为全球蝗灾可持续治理提供了可复制、可推广的中国方案。
2020年张龙教授驰援巴基斯坦治理沙漠蝗灾并取得良好效果
从基础研究到技术创新，从产品研发到体系应用，张龙团队的科研成果不仅推动了我国蝗灾治理实现从化学防治为主向生物防治为主的转型，更彰显了我国在有害生物综合防治领域的技术实力。该成果被纳入《全国蝗虫灾害可持续治理规划（2014-2020年）》和农业行业标准《蝗虫防治技术规范》，成为我国治蝗工作中的主打技术。该项成果多次在国际蝗灾治理会议上作为典型案例介绍，在国际治蝗方面发挥了其重要的示范价值，提升了我国在该领域的国际学术话语权。（赵菲）
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