茶园绿色防控“十三五”进展及“十四五”发展方向
蔡晓明 罗宗秀 边磊 李兆群 修春丽 付楠霞 陈宗懋
摘要：总结了“十三五”期间，我国茶园有害生物绿色防控领域取得的重要研究进展，分析了“十四五”期间面临的压力与挑战，提出了相应的应对策略和发展方向，为将来我国的茶园有害生物绿色防控研究工作提供参考。
关键词：茶树有害生物;绿色防控;“十三五”;进展;“十四五”;发展方向
Tea Pest Prevention and Control Progress during
the 13th Five-Year Plan Period and Development
Direction in the 14th Five-Year Plan Period
CAI Xiaoming， LUO Zongxiu， BIAN Lei， LI Zhaoqun， XIU Chunli， FU Nanxia， CHEN Zongmao*
Tea Research Institute， Chinese Academy of Agricultural Science， Hangzhou 310008， China
Abstract：
Green control for tea plant pest in China was developed significantly in the past five years. This paper briefly
described the notable advances in China， figured out the main problems at current， and put forward the corresponding
development countermeasure for the "14th Five-Year Plan". These would provide valuable references on the green
control for tea plant pest in China.
Keywords：
tea plant pest， green control， the 13th Five-Year Plan， progress， the 14th Five-Year Plan， development
direction
茶园有害生物绿色防控是基于茶园病虫草害发生规律，遵循综合治理原则，优先采用农业防治、物理防治、生物防治、化学生态防治等环境友好型技术，并结合科学合理使用化学农药，达到有效控制有害生物的危害。在保障茶叶生产的同时，更加注重茶叶质量安全、保护茶园生物多样性、减少茶园环境污染。
2016年科技部启动了国家重点研发计划项目“茶园化肥农药减施增效技术集成研究与示范”，其目标之一是到2020年实现茶园化学农药减施25%[1]。因此，茶园有害生物绿色防控是我国茶产业健康可持续发展的必备技术支撑。随着科技的发展，过去5年中对茶园主要有害生物的命名和生物学特性有了一些新认识，这为发展新的绿色防控技术奠定了基础。同时高效性诱剂、窄波LED杀虫灯、黄红双色诱虫板等新技术的不断涌现，茶园化学农药选用更加科学合理，使得我国茶园有害生物绿色防控的技术水平显著提高，茶园化学农药使用量明显减少。
一、“十三五”茶园有害生物绿色
防控主要进展
1. 茶园主要有害生物的命名变更与生物学研究进展
（1）对茶树主要病害病原鉴定开展了大量工作但仍需进一步验证
茶树炭疽病是我国茶树重要的叶部病害，但对其病原菌归属一直存在争议。2012年起，我国学者就茶树炭疽病、云纹叶枯病病原菌鉴定开展了大量工作。利用多基因系统发育学、形态学特征和致病性验证，共从茶炭疽病叶、茶云纹叶枯病叶，主要是炭疽病叶，分离得到18种炭疽菌[2-3]。其中包括茶树炭疽菌Colletotrichum camelliae、果生炭疽菌C. fructicola、胶孢炭疽菌C. gloeosporioides、松针炭疽菌 C. fioriniae、暹罗炭疽菌C. siamense、尖孢炭疽菌C. acutatum、异国炭疽菌 C. alienum、剪炭疽菌C. cliviae、平頭炭疽菌 C. truncatum等。目前研究显示，茶炭疽病、茶云纹叶枯病均由炭疽菌属Colletotrichum真菌引起，同时果生炭疽菌、胶孢炭疽菌等可同时引起茶炭疽病、茶云纹叶枯病[3-4]。
炭疽菌属是一个很早便建立的大属。目前真菌分类研究者普遍认可的炭疽菌属分类系统是1980年Sutton建立的[5]。该系统以纯培养物上产生的分生孢子和附着胞形态特征、大小为主，并结合纯培养物特征和寄主范围将炭疽菌分为39个种。上世纪，我国、日本、印度、英国都将茶炭疽病归属于Gloeosporium theae-sinensis Miyabe[6]。炭疽菌属与盘圆孢属Gloeosporium真菌的差别是：前者具有刚毛的分生孢子盘，后者无刚毛分生孢子盘[5]。日本学者曾在1960年将茶树炭疽病从G. theae-sinensis 更名至炭疽菌属下。但是由于茶树炭疽病病原菌分生孢子远比炭疽菌属真菌小，同时其分生孢子和附着胞始终未在培养基上被发现，因此日本学者认为很难按照Sutton分类系统将茶树炭疽病病原菌归类于炭疽菌属下。随后，日本科学家根据形态学、分子生物学、病菌接种的再鉴定，将茶树炭疽病病原菌更名为Discula theae-sinensis，并沿用至今[7-8]。但国内研究显示，接种Discula theae-sinensis，茶树没有生病[3]。
综上，虽然目前我国学者就茶树炭疽菌开展了大量研究工作，但目前存在以下3个问题亟待澄清。其一，茶云纹叶枯病和茶炭疽病的症状完全不同，这两种茶树病害病原不应大量重复;其二，我国学者有关茶炭疽病病原菌的研究结果与日本学者的并不一致;其三，目前国内研究鉴定出的近20种茶树炭疽病病原菌是否都可引发茶树炭疽病，还有待确定。
此外，先前报道茶白星病的病原为Elsinoe leucospila和Phyllosticta theaefolia，但对分离得到的病原菌形态观察、分子序列对比和致病力测试，发现E. leucospila 为茶白星病病原菌，而Phyllosticta sp.为侵染病叶组织的重寄生真菌[9]。
（2）茶園主要害虫生物学研究进展
“十二五”期间，明确了过去统称的“茶尺蠖”包含茶尺蠖Ectropis obliqua和灰茶尺蠖E. grisescens 两个种[10-11]。“十三五”期间又开展了两种尺蠖的杂交和地理分布研究。杂交研究显示，灰茶尺蠖、茶尺蠖两近缘种间存在着不对称的交配作用，且其混合群体后代的发生量会明显减少，其中灰茶尺蠖对茶尺蠖的生殖干扰作用更为明显[12]。这进一步证明了灰茶尺蠖、茶尺蠖是两个种。由于这两种尺蠖形态相似且存在种内变异，肉眼难以分辨，给性信息素、病毒等绿色防控技术应用带来很大的不便。Li等[13]基于两尺蠖COI基因酶切位点差异，建立了“PCR-RFLP”快速鉴定方法。此方法的鉴定周期和费用仅是COI基因测序区分的3%和10%。通过该方法，初步明确了两种尺蠖的地理分布：灰茶尺蠖发生的区域远大于茶尺蠖，是我国茶园最重要的鳞翅目害虫;仅江苏南部为茶尺蠖单独发生区域，江苏、浙江、安徽三省交界区域为两种尺蠖的混发区。
继茶园首要害虫假眼小绿叶蝉Empoasca vitis更名为小贯小绿叶蝉E. onukii后[14-15]，“十三五”期间又进一步明确了小贯小绿叶蝉为茶园叶蝉优势种。全国范围的采样鉴定显示，茶园叶蝉包括小贯小绿叶蝉、锐偏茎叶蝉Asymmetrasca rybiogon、拟小茎小绿叶蝉E. paraparvipenis、波宁雅氏叶蝉Jacobiasca boninensis等近10个种。但小贯小绿叶蝉发生最普遍且数量最多，占总检视样品的 98.53%[16]。此外，相关生物研究显示：茶小绿叶蝉仅凭视觉就可辨别茶树叶片的老嫩程度，叶片的光谱组成和反射光强度是重要指标[17];Yao等[18]利用蓝光和蓝色滤光片建立了一种便捷、准确率高的茶小绿叶蝉卵检测法，方便了茶小绿叶蝉产卵习性研究的开展;林美珍[19]研究发现，茶小绿叶蝉体表疏水性与体表覆盖的网粒体密切相关，随虫龄增长，叶蝉体表网粒体随之增多，疏水性也逐渐增强。
（3）茶园杂草无效名录修订
自1959 年，我国科技工作者就开始重视茶园杂草种类的研究。然而由于现存茶园杂草文献中，异物同名、一物多名、不正确使用拉丁文或中文错别字等现象较为严重，无法确定中国茶园杂草的种数和分布。2019年，吴慧平等[20]收集整理了1959—2018年茶园杂草种类的报道文献，并结合实地调查，确认了中国已报道茶园杂草名录759条，其中存在无效名录517条。无效名录主要集中于 1959—2012 年期间的文献中，成因主要为未使用拉丁名、中文种名异名同种和拉丁文种属名不明等。这些无效名录中，修订转化331条有效名录。同时新增170条有效名录。目前，中国累计报道茶园杂草种类412种，分属72科251属。其中，马唐Digitaria sanguinalis、牛筋草Eleusine indica、繁缕Stellaria media、白茅Imperata cylindrica为茶园优势杂草。这为中国茶园杂草种类统计、分布研究和防治提供了重要依据。
2. 茶树有害生物绿色防控技术发展迅速
（1）以性诱剂为代表的化学生态防控技术已成为茶园绿色防控的重要技术组成
我国茶园主要鳞翅目害虫“茶尺蠖”的性信息素报道始见于1991年。当时共鉴定出5种组分，但田间诱蛾效果并不理想[21]。同时市场上也有3～4种“茶尺蠖”性信息素商品，但诱蛾效果还未达到可接受的程度。随着化学分析技术的进步以及俗称的“茶尺蠖”实际包含两种尺蠖的发现，2016年成功鉴定出了茶尺蠖和灰茶尺蠖的性信息素成分。其中灰茶尺蠖性信息素含有2种组分，顺-3，6，9-十八碳三烯、顺-3，9-环氧-6，7-十八碳二烯;茶尺蠖在灰茶尺蠖性信息素组成上多了1种物质，顺-3，9-环氧-6，7-十九碳二烯[22]。并初步明确茶尺蠖性信息素特有组分是茶尺蠖和灰茶尺蠖求偶通讯种间隔离的化学基础。随着灰茶尺蠖性信息素的正确鉴定，其高效性诱剂被研制出来[23]。全国范围开展的对比试验显示：灰茶尺蠖高效性诱剂的诱蛾效果是市面原有产品的4～264倍。在此基础上进一步明确了配合性诱剂使用的缓释载体、诱捕器以及放置密度等，建立了灰茶尺蠖性诱杀防治技术[24-25]。该技术诱杀一代灰茶尺蠖雄蛾，防效达50%;连续诱杀两代，防效可达70%。
此外，还对已经报道的茶树害虫性信息素进行了优化，提出了茶毛虫、茶蚕、斜纹夜蛾、茶细蛾等害虫的高效性诱剂产品[26]。2016年以来，茶树鳞翅目害虫高效性诱剂在全国茶区推广面积超过6 600 hm2，成为茶园绿色防控中一项重要措施。
此外，利用化学生态学原理，在茶树害虫引诱剂、驱避剂、诱抗剂方面开展了大量工作。但绝大部分研究离实际应用还尚有距离，需继续创新提高。如利用寄主植物挥发物，研制出多个在田间具显著引诱活性的茶小绿叶蝉引诱剂，并揭示了若茶园背景气味中高浓度物质与引诱剂关键成分重叠，背景气味可干扰引诱剂的引诱效率[27-29];利用芳香植物、葱科植物挥发物，研制出1种可减少田间茶小绿叶蝉种群数量的驱避剂[30];明确了（E）-nerolidol、DMNT、laminarin、indole等物质可激活茶树的抗虫、抗病反应和相关分子机制[31-34]。当然也有成功的例子，利用糖醋酒液、蜂蜜水等研制出的茶天牛食诱剂，在成虫虫口高峰期诱虫量可达60头/周，且雌虫数量是雄虫的2倍[35]。该技术在浙江绍兴御茶村茶厂推广300 hm2，诱杀天牛55万头，极大缓解了当地茶天牛的为害程度。
（2）茶园物理诱杀技术越发精准、高效
杀虫灯、粘虫色板是茶园常用的害虫物理诱杀技术。但茶园常用的频振式杀虫灯、黄色诱虫板诱虫谱广，对茶园天敌昆虫有较大误杀[26]。通过研究灰茶尺蠖、茶小绿叶蝉等茶园主要害虫和茶园主要天敌对不同单色光的趋性，明确了茶园主要害虫、天敌的趋光特性差异。在此基础上结合LED灯光色纯的优点，提出发射峰值波长为385 nm和420 nm的窄波LED杀虫灯[36]。12个省份的验证试验显示：相对于频振式电网型杀虫灯，天敌友好型LED杀虫灯对主要害虫诱杀量提高127%，对茶园天敌的诱杀量降低40%。该灯通过风吸负压装置捕杀害虫，克服了电网对小型害虫捕杀能力弱的缺点，可显著降低田间叶蝉数量[37]。同时在了解了夜间害虫、天敌活动节律差异后，为进一步避免误伤天敌昆虫，窄波LED杀虫灯仅在日落后3 h工作[38]。茶小绿叶蝉与茶园主要天敌的趋色反应也不一致。在明确了差异后，经不断设计尝试，提出可生物降解的黄红双色诱虫板[39-40]。该色板含黄、红两种颜色，黄色用来引诱茶小绿叶蝉、红色用来驱避天敌昆虫。2018年在全国23个地区的验证试验显示，与市售黄色色板相比，夏、秋季黄红双色诱虫板对茶小绿叶蝉的诱捕量分别提升29%、66%，对天敌的诱捕量分别平均下降30%、35%。窄波LED杀虫灯、黄红双色诱虫板实现了茶园害虫诱杀的精准化、高效化，保护了茶园生态环境，已应用超1万hm2和0.67万hm2。
（3）茶园害虫生物防治技术稳步发展
茶尺蠖病毒、茶毛虫病毒在我国已大规模应用。但近年发现，茶尺蠖病毒对灰茶尺蠖的致死率仅为20%～30%。为提高病毒对灰茶尺蠖的防治效果，进行了高效毒株筛选。高效毒株Q4对灰茶尺蠖致死率比原毒株提高51.5%，致死中时间缩短1.5 d;对茶尺蠖致死率与原毒株相同，但致死中时间缩短1.6 d[41]。从斜纹夜蛾罹病死亡的4龄幼虫尸体中分离出的1种新型细菌杀虫剂“短稳杆菌”，它对多种鳞翅目害虫有很好的防治效果，防效可达90%，且速效性好，已成为有机茶园鳞翅目害虫防治的有力武器[42]。研制出用以防治茶小绿叶蝉、茶棍蓟马的植物源农药“茶皂素”，2次用药或与印楝素混合施用，防效可达70%[43]。茶园释放捕食螨胡瓜钝绥螨防治茶橙瘿螨、茶跗线螨等茶园害螨获得成功，防治效果可达80%[44]。同时，针对炭疽病、白星病、轮斑病等茶树主要病害，筛选出木霉菌、紫苏提取物、薄荷提取物、香茅草挥发物等具应用前景的生防资源[45-47]。此外，在茶园生境管理促进保益控害方面也开展了大量工作。茶园种植相思、杜英、玉兰、圆叶决明、金冕草等，可提高茶园天敌数量，降低害虫数量[48-49];林下茶园中蜘蛛多样性与丰富度均较常规茶园高，对叶蝉具有明显跟随现象，且控制作用显著[50];间作黄豆、玉米可减少茶饼病和茶炭疽病发生[51]。这为生态茶园建设提供了理论依据。
（4）茶园绿色除草技术的发展
当前茶园人工除草劳动力短缺、除草技术匮乏，茶园草害问题日益突出。借鉴果园成熟除草技术，经优化、改进，提出了防草布覆盖除草技术和鼠茅草以草抑草技术。防草布由聚丙烯或聚乙烯扁丝编织而成，透气、透水、强力高、耐老化，克服了地膜易破损、不透气等缺点。茶园行间覆盖防草布，夏季杂草防治效果可达到100%[52]。鼠茅草是一种耐严寒而不耐高温的草本绿肥植物，可通过竞争生长抑制、枯草覆盖控制杂草生长。茶园间作鼠茅草，杂草防效达80%[53]。此外，防草布具有较好的保水作用、冬季保温作用，可以促进茶树的萌发和生长;鼠茅草可降低茶园土壤容重和紧实度，提高土壤肥力和土壤酶活性，提高茶叶产量和品质。与人工除草相比，这两项绿色除草技术可节省成本32%～54%，已在安徽、贵州、湖北、浙江等省示范应用。
（5）茶园化学农药选用体系得到完善，吡虫啉、啶虫脒等高水溶性农药使用明显减少
茶园化学农药合理选用是保障饮茶者健康安全的基础。基于农药在茶叶种植、加工、冲泡过程中的转移规律和农药毒理学特性，建立了农药水溶解度、农药蒸气压、农药残留半衰期、农药每日允许摄入量和大鼠急性参考剂量等7个参数、5个评价等级的茶园农药安全选用体系[54]。其中，农药水溶解度是最重要的参数，高水溶性化学农药不建议在茶园使用。这是因为农药水溶解度与农药在茶汤中的浸出率正相关[55]，茶汤中水溶性农药的浸出量可比脂溶性农药高300多倍。筛选出虫螨腈、茚虫威、唑虫酰胺等高效低水溶性农药，用以替代吡虫啉、啶虫脒等我国使用量大且普遍的高水溶性农药[26]。茶小绿叶蝉不同地理种群对10多种农药的敏感性测定显示：筛选出的高效低水溶性农药对茶小绿叶蝉毒力最高[56-57]。经5年示范推广，高效低水溶性农药已成为我国茶园用药的主要品种，茶叶中高水溶性农药吡虫啉、啶虫脒检出率均大幅降低。2020年，茶叶中吡虫啉、啶虫脒检出率分别为25.5%、16.0%，相比2016年下降约30个百分点。这极大降低了饮茶者的农药摄入风险。
（6）绿色防控的示范推广
“十三五”期间在国家重点研发计划项目“茶园化肥农药减施增效技术集成研究与示范”、国家茶叶产业体系以及地方政府的大力支持推动下，我国各产茶省均根据自身病虫害实际发生情况，通过集成高效性诱剂、窄波LED杀虫灯、黄红双色诱虫板、高效生物农药、高效低水溶性化学农药等绿色防控技术，建立了相应的茶树有害生物绿色防控技术模式，并进行了大面积示范推广。至2020年，全国以高效性诱剂、窄波LED殺虫灯、黄红双色诱虫板为核心技术的茶园绿色精准防控示范推广面积已超1.3万hm2，示范区化学农药平均减施达76.0%，茶叶产量略有增加，茶叶质量安全水平提升明显，茶农收益得到增加[26]。
二、“十四五”茶园有害生物绿色防控
面临的挑战与发展方向
随着人们对生活品质的需求不断提升，对具有健康属性的茶叶的质量安全要求也不断提高。同时加大茶叶出口创汇是我国茶产业发展必由之路，但出口茶叶在质量安全方面要求严格。因此，茶园有害生物绿色防控对我国茶产业健康可持续发展变得尤为重要。
1. 未来防治压力主要来自茶树小型害虫，相关基础研究需加强
由于已有性诱剂、病毒等高效化学农药替代技术，目前灰茶尺蠖、茶尺蠖、茶毛虫等鳞翅目害虫的防治压力不是太大，而茶小绿叶蝉、茶棍蓟马、茶网蝽、盲蝽、食叶甲虫等小型害虫的防治压力将会越来越大。茶小绿叶蝉是我国茶园重要害虫，但始终缺乏高效无害化的防治技术。同时近年来，茶棍蓟马、茶网蝽、盲蝽、食叶甲虫等区域暴发性害虫的发生范围逐步扩大、程度逐步加重，且缺乏防治技术。过去主要在贵州茶区发生的茶棍蓟马，目前在浙江、江西、江苏、湖北、湖南等省均有严重发生;茶网蝽已从西南茶区逐步向东扩散，传入汉中、安康、恩施等地，严重影响当地茶叶生产。过去对这些害虫关注较少，对其基础生物学、成灾机制还缺少了解。加强上述害虫的基础生物学研究，有助于研发防控技术、制定防控策略、消除暴发因子。如根据北方茶园绿盲蝽9月至10月上旬回迁茶园并以卵在茶园越冬;春季茶芽萌发，越冬卵孵化，为害春茶;越冬代羽化后迁出茶园[58]等特点，可将绿盲蝽的防治关键点放在秋季入园期，通过减少越冬卵数量降低绿盲蝽对春茶的危害。
此外，随着西南茶园面积大幅增加，茶饼病、白星病、赤星病等春茶期易发的病害对我国茶叶生产的影响将越来越大，但对这些病害缺乏有效防治技术;对于我国茶园发生面积最大的茶树病害“炭疽病”，也还缺乏高效的化学农药替代防控技术。同时茶炭疽病和茶云纹叶枯病等茶园主要病害的病原仍然模糊，在命名和鉴定技术上尚存“误区”，需待研究明确。对茶樹与病原菌间互作关系的研究也相对滞后。无论是对病原菌致病性还是茶树抗病性的研究，对抗病品种培育和病害精准防控均具有重要的理论意义。
2. 防控技术创新将会开创茶园有害生物防治新途径
为应对挑战，必须不断创新发展茶树有害生物绿色防控技术，在对有害生物深入了解的基础上，进行多学科的交叉融合是创新防控技术的有效途径。如在明确抗性机理的基础上，日本应用分子生物学技术改进了茶树育种技术，使得育种速度提高1倍以上，育种周期缩短至10年以下，近年来连续育成了抗炭疽病品种、抗轮斑病品种和抗桑盾蚧品种[59];日本茶小卷叶蛾性信息素迷向剂的防治效果与化学农药相当，但成本却比化学防治低，其研制过程中，融合了化学合成、剂型制备、微电子学、信息科学等多个学科[60]。
“十四五”在预测预报方面，要充分利用现代信息技术建立远程自动化的茶园主要害虫预警测报平台，建立主要病害预测预报系统，增强茶树病虫害防控的预见性和计划性。
针对茶小绿叶蝉、食叶甲虫等茶树害虫及茶树主要病害，虽然已挖掘出多种高效生物防治资源，但对这些生物防治资源的工厂化人工繁育、田间高效使用技术还需深入研究。同时利用茶小绿叶蝉、黑刺粉虱等害虫的振动求偶特性，可创新发展物理防控新技术。化学生态学方面，要进一步扩大茶树害虫性诱剂种类并研发更加高效的使用技术，进一步发挥性信息素在茶园绿色防控中的作用;针对蓟马、网蝽、食叶甲虫等害虫，探明种内和三营养级间的化学通讯机理、茶树诱导抗性机理，研发引诱剂、诱抗剂，可为这些害虫的防控提供新手段。此外，加快建立茶树分子育种技术，培育抗茶饼病、白星病等重要病害的茶树品种，对茶园病害防控尤为重要。
3. 化学农药在未来仍将起到重要作用，需更加安全合理高效使用
化学农药在很大程度上保障了茶叶的正常生产。尤其是有害生物暴发时，化学农药可起到立竿见影的防治效果。今后一段时间内，化学农药仍将起到重要作用。但目前实际生产中水溶性农药的使用占比还是较高。同时有研究显示，茶小绿叶蝉已对虫螨腈、唑虫酰胺等“十二五”期间筛选出的高效低水溶性农药产生了抗性[61]。这就需要研究人员不断挖掘高效低水溶性农药新品种，逐步让高水溶性农药退出茶产业，并替换已产生抗性的农药。
在农药使用方面，由于劳动力短缺，植保无人飞机等高效施药器械的应用已是必然趋势，但作业效率高不一定能保证在防效、质量安全等方面满足茶叶生产需求。研究显示，无人飞机施药会显著提高茶叶中农药残留水平[62]。因此，当务之急是从防治效果、质量安全等方面加强植保无人机等高效施药器械在茶园的应用技术研究。此外，结合智能识别、自动控制系统、高效喷雾技术，研发茶园精准高效施药装备是未来的发展趋势。虽然这方面已有相关工作开展[63-64]，但距离目标还有较长距离。
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基金项目：财政部和农业农村部：国家现代农业产业技术体系资助，国家重点研发计划（2016YFD0200900），浙江重点研发计划项目（2019C02033）。
作者简介：蔡晓明，男，副研究员，主要从事茶树害虫化学生态学方面的研究。*通讯作者，E-mail：zmchen2006@163.com.
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