利用害虫的“天敌”来保护农作物——京都大学的日本典秀(Hinomoto Norihide)教授正致力于“零虫害”农业。2050年全球的粮食需求将增加，所以需要提高产量。与此同时还必须考虑环境问题，开垦新田和使用农药都存在极限，所以在现有状态下，减少虫害有助于增加产量。

害虫蓟马（右）及其天敌南方小黑花椿象。对天敌进行遗传分析，能更有效地用于驱除害虫（图片由京都大学的日本典秀教授提供）

体形细长的小昆虫“蓟马”是茄子、黄瓜和番茄等多种农作物的害虫。蓟马吸食农作物叶片的汁液后，会导致叶绿素减少，无法进行光合作用，最后枯萎死亡。另外，病毒感染也可能会通过昆虫传播，导致农作物生病。

为驱除蓟马，日本典秀教授着眼于蓟马的天敌“南方小黑花椿象（Orius strigicollis Poppius）”。日本典秀教授并不是单纯地增加这种昆虫的数量，作为“生物农药”投放到农田中，而是分析天敌携带的基因信息，通过控制昆虫的行为和性质来提高驱除蓟马的效果。“此前几乎没有调查过天敌昆虫的遗传信息”（日本典秀教授）。

这样有望增加携带理想基因的昆虫的后代数量，或者利用高效的基因修饰技术“基因组编辑”来培养害虫的理想天敌。如果能对天敌进行改良，让其食用很少的食物就可以长时间存活，或者削弱其飞行能力，就更容易驱除害虫。

目前虽然有一些利用天敌控制害虫的实际例子，但因操作困难和成本问题，尚未广泛普及。即使只在农场里放养它们也存在问题，如果没有害虫可以吃，这些昆虫就会死亡。反之，如果害虫太多，又无法全部消灭，农作物已经遭到虫害后再投放也无望取得效果等，存在很多问题。

农林水产省预测，随着人口增长和经济发展，2050年全球的粮食需求将达到2010年的1.7倍。另一方面，有观点指出，全球整体的农作物产量将因病虫害和杂草而减少约40％。很多农作物都将因为无法健康生长而被浪费。

即使利用农药来抑制虫害等，也存在害虫在短期内通过世代交替大量繁殖，对农药产生抗性，从而导致药效减弱的情况。日本典秀教授表示：“开发新农药和害虫产生抗药性的情况一直会反复交替出现，因此对农药的依赖也是有限度的。”。

利用天敌预防虫害的方法的优点是，捕食和被捕食的关系不会轻易改变。也不容易产生抗性。而且无需使用农药，预计环境负担也比较小。

日本典秀教授等人开展的旨在实现零虫害的研究被入选为内阁府推进的“登月型研发制度”，计划2050年实现。首先将于2030年前后在塑料大棚等设施中实现实用化。2040年计划测试是否可以利用相同的方法在户外减少虫害。

用光照锁定除虫

日本典秀教授还在开发利用基于人工智能（AI）的图像识别寻找害虫，然后通过精准照射激光来进行物理除虫的技术。日本典秀教授表示：“从理论上来说，结合目前的技术即可实现。但需要降低成本，以便于农户导入”。

椿象等体型相对较大（数厘米）的昆虫几乎没有天敌昆虫，由于益虫和害虫同时存在，也不适合使用农药全部消灭。将光照除虫与投放天敌驱虫的方法相结合使用，应该可以更有效地抑制虫害。

利用通过光吸引和驱除害虫等的光驱虫法已经使用了很长时间，但许多详细的机制仍然处于未知状态。因此调查昆虫对光的反应的相关研究还在进行中。

到目前为止，东北大学的堀雅敏副教授等人于2014年发现，向昆虫照射发光二极管（LED）的蓝光会致其死亡。另外还阐明了，有效的光波长因昆虫的种类而异。研究发现，栽培草莓的过程中，通过在夜间照射一定时间的紫外线（UV），可以预防病害及驱除害虫，现已实用化。

日文：张耀宇、《日经产业新闻》，2021/04/16
中文：JST客观日本编辑部