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    自古開門七件事，柴米油鹽醬醋茶。人們喝茶要喝出健康，少不了關(guān)心茶葉農(nóng)藥殘留和茶樹害蟲的問題。而這正屬于中國工程院院士、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所所長陳宗懋在國內(nèi)外率先開創(chuàng)的茶葉農(nóng)藥殘留和茶園化學(xué)生態(tài)防治研究的兩個領(lǐng)域。

    “既要搞基礎(chǔ)研究，又要把落腳點放到產(chǎn)業(yè)應(yīng)用上面，科學(xué)家要對產(chǎn)業(yè)、對應(yīng)用負有責(zé)任。”陳宗懋在中國農(nóng)科院近日舉辦的農(nóng)科講壇上說道。近年來，他不僅帶領(lǐng)團隊從事茶園化學(xué)生態(tài)學(xué)的前沿研究，還將科學(xué)研究應(yīng)用到茶園害蟲的綠色防控里去?！?br />
    開創(chuàng)研究新領(lǐng)域

    科技部2015年下達的第一個農(nóng)業(yè)項目是“兩減”，即肥料和農(nóng)藥用量的減少。而農(nóng)藥減量的重要手段之一便是綠色防控。早在1999年到2000年，陳宗懋就在想“害蟲不會串門串錯，棉花害蟲不會跑到蘋果園里去。我們?nèi)擞醒劬τ涀≡谀睦铮οx怎么找到的？”

    實際上，這正是關(guān)于綠色防控的思考。所謂綠色防控，即促進農(nóng)作物安全生產(chǎn)、減少化學(xué)農(nóng)藥使用量為目標，采取生態(tài)控制、生物防治、物理防治、化學(xué)生態(tài)防治和科學(xué)用藥等環(huán)境友好型措施來控制有害生物的有效行為。

    綠色防控的內(nèi)容很多，如抗病蟲品種的應(yīng)用、栽培技術(shù)提高抗病蟲性、物理防治技術(shù)的應(yīng)用、化學(xué)生態(tài)防治、生物防治資源的利用等。陳宗懋從2000年開始一直從事化學(xué)生態(tài)的研究，開創(chuàng)了茶樹害蟲化學(xué)生態(tài)研究新領(lǐng)域。

    害蟲怎么找它的寄主？研究解決什么？植物揮發(fā)物還有什么用途？我們怎么用在產(chǎn)業(yè)上、生產(chǎn)上？“實際就是生態(tài)信息交流。人有語言，動物也有語言，我們看植物挺穩(wěn)定，但是它也在‘說話’，它會用揮發(fā)物表達自己的生命狀態(tài)。”陳宗懋說。

    植食性昆蟲遠程寄主定位，其一是靠嗅覺系統(tǒng)。陳宗懋團隊的研究從蟲害誘導(dǎo)揮發(fā)物的收集和鑒定、活性化合物的分離和功能確定、室內(nèi)EAG 電生理學(xué)測定和行為觀測活性測定、引誘劑配方的篩選、田間活性測定和揮發(fā)物在田間的濃度等幾個步驟開始，研究的內(nèi)容包括了茶樹揮發(fā)物釋放特征及功能、茶樹主要害蟲——假眼小綠葉蟬引誘劑研究、“PUSH-PULL”田間生態(tài)調(diào)控模式等。

    茶樹揮發(fā)物釋放

    每一種植物都會放出不同的化合物。“害蟲怎么找到寄主？就是對揮發(fā)物的反應(yīng)。蘋果害蟲根據(jù)蘋果園釋放出來的綠葉揮發(fā)物特征性的成分，知道是蘋果的味道，就到蘋果園里去。茶樹害蟲也一樣。”陳宗懋說，揮發(fā)物具有代表該植物的指紋性特征，是害蟲尋覓寄主的信息物。

    “過去我們覺得植物沒有生息，很安靜地在那里，實際它表達了自己的意思。植物揮發(fā)物是植物的‘語言’。”陳宗懋帶領(lǐng)團隊自制頂空活體取樣裝置，用于蟲害誘導(dǎo)揮發(fā)物的收集和鑒定；通過氣譜—觸角電位聯(lián)用技術(shù)，對其中的活性化合物進行分離。

    他們發(fā)現(xiàn)了一件“怪事”：當害蟲通過咬或吃的方式危害植物之后，最快幾十分鐘甚至幾分鐘，植物原來放出的幾種化合物馬上就變了，形成另外幾種化合物。“有時候放出特征性的化合物，特定的時候加其他化合物在里邊使比例變化，比例變化功能就變化。”

    陳宗懋解釋道：“開始釋放的化合物是表明身份，這里是茶葉、這里是蘋果；加害之后的作用則是植物發(fā)出SOS求救信號、引誘害蟲的天敵，我受害了你來救我。”植物也有痛點，當它知道有害蟲在咬自己，就發(fā)出求救信號。

    植物揮發(fā)物是種群調(diào)控的信息物。害蟲加害寄主植物后會使植物的代謝過程發(fā)生改變，產(chǎn)生特異的揮發(fā)性化合物。這些化合物對害蟲無引誘活性或弱引誘活性，卻是天敵尋覓害蟲的信息物質(zhì)。

    他們團隊接下來又做了很多試驗，探索茶樹在不同的時間釋放不同的化合物，正常茶樹茶梢釋放的揮發(fā)物，受不同害蟲如茶尺蠖幼蟲、茶麗紋象甲成蟲、假眼小綠葉蟬成蟲危害后釋放的揮發(fā)物，機械損傷后綠葉性氣味釋放的揮發(fā)物等。

    “通過研究發(fā)現(xiàn)，不同的化合物晝夜不一樣，比如芳香醇這些東西是夜間形成多，大部分化合物白天形成多；每一種害蟲都會使茶樹形成揮發(fā)物，對天敵有很明顯的引誘效果，用它保護自己減少害蟲危害。”陳宗懋表示。

    揮發(fā)物會誘導(dǎo)植物防御基因的表達。“那么，人能不能利用植物揮發(fā)物功能引誘害蟲，甚至用它引誘天敵？能不能人工模擬這些化合物，做成適當?shù)膭┬停?rdquo;對于應(yīng)用揮發(fā)物進行田間條件下害蟲種群調(diào)控的嘗試，陳宗懋團隊進行了系統(tǒng)研究，答案是可以的。

    引誘劑與“PUSH-PULL”調(diào)控

    “昆蟲有時候本事很大。單一揮發(fā)物對茶小綠葉蟬的吸引并不明顯，我們做了不同試驗都不顯著。”陳宗懋表示。差之毫厘失之千里，有時候即使空氣中化合物都存在，但因比例不合適也不能吸引昆蟲。

    他們采取的一個方法是：篩選對葉蟬具有吸引作用的茶梢，分析具有吸引作用茶梢的揮發(fā)物成分，采用揮發(fā)物標樣配置對葉蟬具有吸引作用的劑型。“我們做的小綠葉蟬引誘劑有六種配方，主要是三種化合物揮發(fā)。4、5號配方效果不明顯，2號配方最好，田間單位就提供2號配方。”

    多次田間試驗表明了，基于茶樹和害蟲間互作形成揮發(fā)物設(shè)計的揮發(fā)性引誘劑對目標害蟲具有較明顯的誘集效果，一般在40%~60%。不過，他們也發(fā)現(xiàn)，到40%~50%就很難上去了，出現(xiàn)了引誘效果不穩(wěn)定、不理想的問題。怎么辦？陳宗懋提出的解決思路是從茶園背景氣味、緩釋揮發(fā)物的時空濃度變化入手。

    首先從方法上攻克。測定空氣中揮發(fā)物濃度的靈敏度，“一開始只能做ppm級，最多做到微克級或者毫克級。后來采用熱解吸TD-GC/MS 的測定方法，最小檢測濃度可從ppm 級提高到ppb級。這個方法對研究起到很大的作用。”陳宗懋說。

    利用此法，他們團隊做了不同化合物的動態(tài)變化測定。茶園背景氣味以七八月份濃度最高。而空氣濃度高、誘型濃度不高，就達不到目的。試驗的一種引誘劑的田間引誘效果存在季節(jié)變化，即秋季好、夏季差。所以要盡可能消除背景氣味的影響。

    如何延長揮發(fā)物在田間的時間？一是改變劑型，使得在基質(zhì)中的揮發(fā)物以比較緩慢的速率釋放到空間中。緩釋劑型可以顯著延長引誘劑的有效時間。研究表明，誘集的有效時間可從3~4天延長到9~12天。二是改點施為面施，增加釋放量。面誘的效果明顯高于點誘。

    陳宗懋表示：“揮發(fā)性引誘劑的配方設(shè)計需要進一步改進，但離生產(chǎn)應(yīng)用已不是遙不可望。”

    此外，陳宗懋團隊還運用了“PUSH-PULL”田間生態(tài)調(diào)控模式，在茶園邊上種上羅勒、迷迭香、檸檬桉和蕓香等芳香植物，對害蟲進行干擾或趨避。這是利用植物揮發(fā)物的另一種途徑。在實踐中，山東省一些茶園四周種植松樹，除了阻擋冷空氣外，或許也有這方面的道理。