“生態防控（EPC）”概述
一、“生態防控”簡介
在十多年的研發過程中，我們歷經了由“殺蟲務淨”到“高效防控”的蛻變。融合多學科新技術，逐步完善了“生態防控”的目標、原理、關鍵技術、安全評價體系的基礎研究，形成了全套技術。
“生態防控”由“誘導植物（作物）防禦病蟲害種群”和“生態防控作物害蟲種群”系列組成，其中：
①“誘導植物（作物）防禦病蟲害種群”系列，不含國內外農藥殘留限量標準中“農藥”成成份，由天然植物提取物為主作為“激發子”[1~25]，“定向激活”植物“關鍵酶”，誘導植物（作物）合成具有“抑卵控繁”、“驅避”、“抗蟲抑菌”功能的次生代謝物[26-54]，誘導植物（作物）防禦“病蟲害種群”；
②“生態防控作物害蟲種群”系列，以“安全評價核定量的有效成份（生物、高效低毒農藥和功能植物提取物），作為“誘導防禦”的輔助方案，用於難以誘導植物合成“抑卵控繁”、“驅避”、“抗蟲抑菌”成份，或生成量不足以滿足保護作物安全的作物，和/或已遭受病蟲害種群侵襲，且超過預防“關鍵期”的區域，同時防控多種“害蟲種群”，快速控制病蟲害蔓延。
1.“生態防控（EPC）”定義
1.1“生態防控”的參與者與執行者
地球生態系統為人類所共有的生存環境，維護生態系統的平衡，是人類責任。世界各國應從國家層面給予道德、倫理、政策、法規、經濟的支持。
政府（國家）、從事農藥管理、宣傳、研究、生產、銷售、植保、用戶，以及技術推广部門應該、也必須形成一個利益的整體，相互支撐、監督、維護生態系統的平衡。
1.2“生態防控”的定義[55]
基於“預防為主”，以植物（作物）“病蟲害”發生預測為基礎，在“非自然生態系統（農田、園林、人工林等）”中，一定的防控區域內（≥20000m2，且連片面積越大，防控效果越好），在病蟲害發生前或初，以“抑卵控繁”方法為主，控制“病蟲害種群”為核心，依據不同植物（作物）自身具有的功能次生代謝物種類[26-54]，激活“關鍵酶”[56-65]，“誘導植物（作物）防禦病蟲害種群”的體系（目標、原理、方法和技術，以及安全評價體系）[55]。
1.2.1“生態防控”定義概要說明：
“生態”——非自然生態系統（農田、園林、人工林等）中，以維持生態平衡、兼顧維繫基本食物鏈，保護有益生物種群，控制有害生物種群數量，確保農作物品質和安全。以植物（作物）所具有的功能次生代謝物種類為基礎的“定向誘導”關鍵酶，防禦病蟲害種群。以期實現消除、大幅度減少農田水土污染；確保作物品質和安全；消除、控制農業疾病人口逐年增加的趨勢；恢復農田有益生物種群，維繫人工生態系統平衡。
“防”——即“預防”，以農作物“病蟲害”發生預測為基礎，在病蟲害發生前或之初（卵→1齡前），實施“誘導植物（作物）防禦病蟲害種群”。
“控”——即以“生態防控（綜合）經濟閾值”為基礎，控制“有害生物種群數量”，確保農作物品質和安全。以生態防控安全評價“核定量”的有效成份（生物農藥、高效低毒農藥和功能植物提取物），作為“誘導防禦”的輔助方案，用於防控難以誘導植物合成“抑卵控繁”、“驅避”、“抗蟲抑菌”成份的作物[26-54]，和/或已遭受病蟲害種群侵襲的農田，同時防控多種“病害蟲種群”，快速控制病蟲害蔓延。
1.2.2“控”的步驟與主要方法：
1.2.2.1實施“控”前，採集防控區域內環境、作物及品種及功能次生代謝物組成、主要病蟲害，以及周邊植物（作物）主要病蟲害、耕作制度等因素。採用《生態防控安全評價流程》、《關鍵施藥期及種群特徵》《生態防控植物（作物）病蟲害原理及配方篩選因素》、《害蟲受藥最小致死量及係數影響因素分析》、《作物中農藥殘留預測計算》等安全評價計算、預測基礎數據。
1.2.2.2建立防控區域內植物、生物種群平衡的“生態防控”安全評價體系。設計→計算→評估→預測→驗證施藥環境下，對周邊水土、生態、有益生物種群影響。分析、確定可“激活”哪些生成功能次生代謝物的“關鍵酶”，制定“誘導植物（作物）防禦病蟲害種群”方案（系統工程）。為最大限度的提高功能次生代謝物的防控效果，依據主要病蟲害種群科目、抗藥性（或分解酶、遺傳基因）的類別，優選“多靶標”方案，選擇適合的、不同機制靶標（≥2種）組合，消除、減少抗藥性，提高防控效果。
1.2.2.3若所防控的植物（作物）其功能次生代謝物不能滿足“生態防控”目標，或防控區域已遭受病蟲害侵襲且超過預防“關鍵期”時，則採取以生物（含昆蟲生長調節劑類）和/或高效低毒農藥，與功能植物提取物復配，迅速控制病蟲害蔓延，降低病蟲害造成的損失，再採取“誘導防禦”。
1.2.2.4為避免未採用生態防控鄰近農田干擾，確定“防控區域”和防控主要“病蟲害種群”方案，基於摒棄“殺蟲務淨”、“頭痛醫頭、腳痛醫腳（即：有蟲噴殺蟲劑、有病施殺菌劑）”的傳統植保模式（方法），以“最小致死量”、“半衰期”、“全降解周期”、“農藥殘留限量”、“有益生物種群生存率”等因素，儘可能的減少“農藥”施用量。作為“誘導植物（作物）防禦病蟲害種群”的輔助方案。
1.2.2.5現行國內外提倡和推廣的“有害生物綜合治理（IPM）”，其核心仍以“治”為手段，並強化“理”為主導，但受制於國內外已商品化“農藥（殺蟲劑和殺菌劑）”特性和方法，仍以“滅”作為“防效”評價標準。其實質仍以“治”為基礎，因此，不可避免的影響生態系統的平衡。
1.2.2.6基於最大限度的維護、修復、改善生態環境、恢復有益生物種群，兼顧生態系統及食物鏈平衡。應加快“防控”技術的研發和推廣。只有當“生態防控”無法滿足“生態防控經濟閾值”的條件下，才採取（實施）“治”。
1.3誘導植物（作物）防禦病蟲害系列製劑特點
誘導植物（作物）防禦病蟲害種群系列製劑，不含國內外“農藥殘留限量標準”中的“農藥”成份，以“防控區域”植物（作物）次生代謝物種類為基礎，“定向激活”關鍵酶，誘導植物（作物）防禦病蟲害種群（主要病蟲害種群同防同治）。實現大幅度取代、削減農藥，以期恢復有益生物種群、減緩物種消亡，防控“有害生物”種群的危害，確保農作物品質和安全（人類生存所需物質條件）。
2.“生態防控（EPC）”目標
基於生態、資源、安全、摒棄“殺蟲務淨”，採取“生態防控病蟲害（有害生物）種群”模式，大幅度取代、削減農藥，確保作物品質和安全，修復、改善生態環境，逐步恢復農田有益生物（蜜蜂、蜻蜓、魚蝦、泥鰍、青蛙、蚯蚓、有益微生物等）種群。
3.“生態防控（EPC）”原理
在漫長、複雜、多變的自然環境中，植物（作物）在抵禦自然災害、病蟲害的侵襲過程中，不斷進化，逐步形成了防禦病蟲害系統（基因）。通常，當植物受到自然環境威脅、病蟲害侵擾時，採取“應急反應”機制，啟動防禦基因，分泌或調整常態不同物質，獲得免疫、抗蟲，以求提高生存率。由於近代人類直接或間接的干預，植物自身防禦病蟲害的能力逐步退化，或被擾亂（不合理施肥、施藥等因素）。
“誘導防禦病蟲害”是依據植物自身的防禦病蟲害原理，人為添加“激發子”或稱為“誘導子”，誘導植物啟動防禦系統，合成具有殺蟲、抗菌、免疫的成份，形成自我防禦。
研究和大田試驗證實：與植物“應急反應”產生的功能次生代謝物相比，採取適合的“激發子”可誘導植物合成、釋放更多的功能次生代謝物（抑卵控繁、驅避、抗蟲抑菌成份）。
鑒於病蟲害“互惠共生”[66-72]、且可相互“竊聽”而提前採取預防措施等因素，摒棄傳統的“頭痛醫頭、腳痛醫腳”的防治方式，為避免鄰近農田“干擾”，“生態防控”應在一定區域（≥20000m2，且越大防控效果越好）。針對區域內所防控作物的“主要病蟲害（地面和地下多種病蟲害）種群”，採取同防同治的綜合防控模式。以期減少和/或消除病蟲害“互惠共生”對防控效果造成的影響，實現高效防控目的。
4.生態防控（綜合）經濟閾值——生態防控安全評價基礎
“生態防控（EPC）”是在美歐“有害生物綜合治理（IPM）”[73-78]倡導的以保護局部作物所需成本的“經濟閾值”的基礎上，向滿足生態、安全、資源“生態防控（綜合）閾值”的拓展。
註：“生態防控綜合閾值”釋義——同時考核生態、資源、安全為主的閾值，即社會綜合價值增減。
生態防控（綜合）經濟閾值：同時考核生態、資源、安全為主的閾值，即社會財富綜合價值的增減。基於：
①作物產量與品質（性價比）；
②維繫和修復農田有益生物種群數量（所需代價）；
③農產品安全（消除“農殘”，預防疾病發生，健康指標）；
④植食性生物食物鏈維繫（物種消亡的影響）；
⑤生態環境（修復、改善環境代價）；
⑥資源節約（防控過程對各種資源的利用率）。
5.“生態防控（EPC）”方法（相關專利在申報中，不影響專利申報為前提進行闡述）
5.1採用不含國內外“農藥殘留限量標準（歐盟837種、中國371種）”中的“農藥”成份，大幅度的取代、削減農藥；以“防控區域”植物（作物）次生代謝物成份、種類為基礎，“定向激活”關鍵酶，誘導植物（作物）防禦病蟲害種群（主要病蟲害種群同防同治）。
5.2以“預防為主”，在病蟲害未發生和/或發生之初（卵→1齡前），定向誘導植物合成“抑卵控繁”、“驅避”、“抗蟲抑菌”功能次生代謝物。
5.3以昆蟲分解酶（或抗性基因）功能（抗性機制）為基礎，選擇適合的不同抗性機制靶標（≥2種）組合（多靶標），消除、減少抗藥性。
5.4為避免鄰近農田“干擾”，“生態防控”應在一定區域（≥20000m2，且越大防控效果越好）。針對區域內所防控作物的“主要病蟲害（地面和地下多種病蟲害）種群”，採取同防同治的綜合防控模式。以期減少和/或消除病蟲害“互惠共生”對防控效果造成的影響，實現高效防控目的。
6.“生態防控（EPC）”安全評價體系：
十多年“生態防控”作物病蟲害研究和實踐，逐步建立了適合國情、符合歐盟等先進標準的安全評價體系。該安全體系基於農藥殘留限量、半衰期、全降解周期、最小致死量等因素，建立了防控區域內植物、生物種群平衡的“生態防控”安全評價體系。設計→計算→評估→預測→驗證施藥環境下，對周邊水土、生態、有益生物種群影響，建立了《生態防控安全評價流程》、《關鍵施藥期及種群特徵》《生態防控植物（作物）病蟲害原理及配方篩選因素》、《害蟲受藥最小致死量及係數影響因素分析》、《作物中農藥殘留預測計算》等安全評價計算、預測基礎數據。
“生態防控（EPC）”與“有害生物綜合治理（IPM）”對比表
二、“生態防控”與國內外現有植保防治病蟲害區別
1、在一定區域內實施多種病蟲害綜合防控：
鑒於病蟲害“互惠共生”、且可相互“竊聽”而提前採取預防措施等因素，摒棄傳統的“頭痛醫頭、腳痛醫腳”的防治方式，為避免鄰近農田“干擾”，“生態防控”應在一定區域（≥20000m2，且越大防控效果越好）。針對區域內所防控作物的“主要病蟲害（地面和地下多種病蟲害）種群”，採取同防同治的綜合防控模式。以期減少和/或消除病蟲害“互惠共生”對防控效果造成的影響，實現高效防控目的。
2、誘導植物（作物）防禦病蟲害：
我們研發的“誘導植物(作物)防禦病蟲害種群”製劑，以天然植物提取物作為“激發子”，不含國內外“農藥殘留限量”中的農藥成份。“定向誘導”植物自身防禦基因，啟動“關鍵酶”，合成具有“抑卵控繁”、殺菌、驅避成份。大田試驗證實：一般可控制1.5~2.5倍害蟲生育期，形成自我保護。
在“誘導防禦”同時強化作物自身體質，提高免疫力。即在實施“生態防控”前，對防控區域內作物進行“健康”評估，針對因“缺素”或“過營養”引發的病蟲害，提前或同時進行調理。
2000年配合袁隆平院士“單季800kg／畝攻關”時，我們研發的依據作物不同生育階段生物量及成份所需營養，定量供給養分及微量元素的模式，採用此技術可提高作物免疫。
3、控制“種群”模式（抑卵控繁）：
依據作物、病蟲害類屬，以及歐盟“殺蟲劑抗藥性工作委員會（IRAC）”編制的《殺蟲劑作用機制》，最佳化、組合天然植物中具有“抑卵控繁”、殺菌功能成份，進行“系統工程”分析，制定“生態防控”方案。在害蟲最脆弱生育階段（卵→卵初孵）施藥，抑卵殺卵，控制害蟲一代、二代繁殖。
摒棄傳統的“殺蟲務淨”，採取“高效防控（控制害蟲數量）”模式，有利於有益生物種群的恢復。
4、超強滲透與活性成份活化
針對國內外已商品化的製劑（EC、SC、“ME”、EW）其活性成份，難以“穿透”植物、病蟲害體表保護層、細胞，以及深層土壤的缺陷，我們研發的超強滲透製劑，其活性成份可“穿透”病蟲害和植物體表保護層、細胞，以及深層土壤（≥2m）的超強滲透製劑，且土壤攔截、吸附量小，因而，可直達“靶標”。經活化的“活性成份”可在害蟲、植物體內轉運，直達“病灶”。
三、國內外植保發展趨勢及新技術
植物誘導抗病性物質、誘導抗蟲基因的調控，是當前國際上新興的重要研究領域，並被認為是很有前景的“植保”的新途徑。其原理是利用外源性化學物質，誘導植物體產生抗性反應，通過自身廣泛的生理機制防禦機體免受病原體的侵染。其中“系統獲得抗性（SystemicAcquiredResistance，SAR）”是一個廣泛的生理免疫，由植物體感染的某種病原體所誘導產生，也能被某些天然或合成的化學物質激發。SAR具有以下幾個優點：①抗菌譜廣，一經誘導產生能抵抗多種病原細菌、真菌、病毒的侵害；②屬於植物機體自身的生理代謝反應，對環境和人畜安全；③抗病機制複雜，病原體不宜產生抗藥性。由以上特點可知：SAR製劑的研發，具有廣闊的市場前景。將對植物病害的治理帶來深遠影響。
國際上先進國家高度重視農作物有害治理新理論、新技術的研究，加強了基因組、蛋白質組學、分子遺傳學等方面的基礎研究，還開展了農田系統食物網的協同進化、轉基因作物利用等領域的研究。相比之下，我國在基礎研究的系統性、連續性和深入性等方面存在差距，缺乏統一規劃，造成了農作物有害生物可控制機制的建立與實施相對滯後。
目前，植物誘導抗病性已成為植物病理學、植物生理學乃至生物化學領域研究的熱點，為植物“病害”的防治開闢了一條新途徑。有些研究成果已在生產上開始推廣套用。如：
①瑞士諾華公司植物抗病誘導劑“Bion”，又叫活化酯，其本身並無殺菌活性，但它能激發植物產生系統獲得性抗性。在水稻、小麥、蔬菜、香蕉等作物上防治白粉病、葉枯病、霜霉病和稻瘟病等。
②美國EDEN公司的微生物蛋白（康壯素Messenger）對40多種作物約60種病害都具有不同程度的“抗病”作用。誘抗效果為40～85%，EPA列為免檢殘留的農藥產品，準許在所有作物上使用。
③中科院大連物化所研製的“植物疫苗”在24種果蔬作物上，進行了36種病害誘抗試驗。
④中科院昆明植物研究所AHO抗病毒誘導劑防控病毒病，水稻黑條矮縮病等植物病毒。
大田試驗表明：上述誘導劑主要“抗病”，無防蟲功能或效果差，且抗病持效期短通常為7~14天，抗病效果50~85%居多。目前，國內外已商業化的製劑寥寥無幾，且僅能“抗病”，而在自然環境下栽培作物，通常多種“病蟲害”同時發生，因而，還需補加殺蟲、殺菌劑協同作用。
我們研製的“誘導植物（作物）防禦病蟲害種群”系列，“定向誘導”具有“抑卵控繁”、驅避、抑菌抗蟲功能的次生代謝物產量、防禦植物（作物）病蟲害，延長持效期。大田試驗表明：與上述國內外“誘導植物抗病”技術，具有持效期長、可同時防控多種病蟲害種群。
四、“生態防控”研究及示範
“生態防控”技術及製劑，經湖南、江西、海南、河南等省、地區在水稻、果蔬等作物試驗，與國內外誘導技術相比，能防控作物主要病蟲害種群，且持效期長。
①研製的“生態防控水稻害蟲種群——水基化微乳劑”，已完成湖南長沙縣、永州零陵區、華容縣；江西省修水縣等地進行生態防控水稻害蟲種群的大田套用試驗。
②研製的“生態防控果蔬病蟲害種群——水基化微乳劑”系列，已完成湖南長沙縣、零陵區、華容縣；河南臨潁、江西省修水、海南、四川等地，進行辣椒、甘藍、豇豆、芒果、柑橘等大田套用試驗。
③研製的“生態防控白蟻種群——水基化微乳劑”系列，應夏鹹柱院士邀請，已完成成都軍區峨眉山療養院約400畝林區防控白蟻的套用試驗。
④研製的“誘導作物防禦病蟲害種群——水基微乳劑”系列，不含國內外“農藥殘留限量標準”中的“農藥成份”，已完成湖南長沙縣、零陵區、華容縣；河南臨潁、江西修水、海南、四川等地，進行水稻、辣椒、甘藍、豇豆、芒果、柑橘大田套用試驗。
⑤誘導防禦柑橘病蟲害種群，在湖南永州進行的試驗表明：施藥一次，持效期≥60天。
⑥生態防控香蕉巴拿馬病（見附屬檔案）；
⑦生態防控毛豆病蟲害種群（見附屬檔案）；
⑧誘導防禦木瓜病蟲害種群（見附屬檔案）；
⑨生態防控和誘導防禦甘藍病蟲害種群（見河南省植保站試驗報告）
⑩生態防控寵物虱、蚤種群，年施藥2次，可保持寵物體表無虱、蚤、蟎類侵染，降低、消除“人獸共患病”危害
⑾鑒於近年國內外“人獸共患病（Zoonosis）”的傳播，危害面廣，我公司及時開發了“人獸共患病傳播媒介系列防控藥劑”。主要用於公共場所、園林、城市綠化、海關檢疫、運輸工具（轎車、大巴、火車、飛機、輪船等）、小區、賓館、學校、餐廳、家庭；和寵物、畜牧和養殖場等，人獸共患疾病傳播媒介（蚤、虱、蟎、蜱、蚊、蠅、蟻、蟑螂等）的防控。在海南春雷現代農業公司辦公區（20畝）施藥一次，防控蚊蠅，持效期3個月。
1、生態防控水稻害蟲種群水基微乳劑大田示範：
目前，國內外水稻殺蟲劑持效周期短（10~20天，單季稻需施藥3~5次，單季施藥人工費60~100元/畝，且僅防治螟類害蟲，稻飛虱需另外施藥；國內製劑7~15天，通常僅防控幾種害蟲），且抗藥性逐年增加，通常同藥劑連續施用2~4年，其殺蟲效率僅為第一施用的30~60%。
本技術以害蟲生活習性、農藥劑量及LD50、殘留量限量、農藥在不同植物、土壤、環境中半衰期等為基礎，依據不同地區、不同植物、不同栽培模式採用不同配方和施藥方式，確保生態安全。
採用“生態防控水稻害蟲種群”水基微乳復配製劑，連續施用三年實踐證明：其施藥劑量與第一次相比，下降15~30%，暫未體現抗藥性。單季施藥2次，可降低施藥人工成本10~30元/畝。具有施藥次數少，高效、低毒、低殘留、環境友好特點，有利稻田生態環境修復。
2、誘導植物（作物）防禦病蟲害種群水基微乳劑大田示範：
採用誘導植物（作物）防禦病蟲害種群，在湖南開慧、永州、沅江進行了誘導水稻防禦病蟲害試驗（其中開慧由湖南植保所主持，永州由縣農植保站指導試驗），施藥一次，100ml/畝，加水30L稀釋防控水稻主要病蟲害（蟲害：二代螟、三代螟、稻絲卷葉螟、稻飛虱等，病害：紋枯病、稻瘟病），持續36~47天（見鑑定報告）。同期我們相繼在湖南、海南、重慶進行果蔬（芒果、柑橘、辣椒、豆角）誘導防禦病蟲害試驗，可防控上述作物主要病蟲害，持續期≥30天（為國內外對此製劑3~8倍），特別適合大面積機械化和飛機噴灑。
3、誘導果蔬防禦病蟲害種群水基微乳劑：
目前，國內外果蔬殺蟲劑在海南地區持效期短（跨國公司5~15天；國內製劑3~10天，且殺蟲譜窄），抗藥性逐年增加，通常同藥劑連續施用2~4年，其殺蟲效率僅為第一施用的30~60%。由於持效周期短、用藥量次數多、劑量大，導致蔬菜、水果農藥殘留超標時有發生，給食品帶來安全隱患。採用不含國內外“農殘限量標準”定義的農藥成份的“誘導植物防禦病蟲害種群水基微乳劑”，防禦甘藍、辣椒、豇豆、芒果、柑橘主要病蟲害，持效期25~35天。
五、經濟效益和社會效益、推廣前景概要
1、無農殘”之虞、確保農產品安全，逐步恢復農田有益生物種群
我們研製的“誘導植物防禦‘病蟲害種群’——水基微乳劑”，其“激發子”從天然植物中提取，不含國內外“農藥殘留標準”中的成份，大田試驗證明：誘導植物（作物）防禦病蟲害技術，能有效的防控作物常見“病蟲害種群”，LD50≥5000mg/kg（即毒性低於食鹽LD50＝3000mg/kg），因此，無“農殘”之虞。可確保作物安全、逐步恢復農田有益生物種群。
2、提高農產品品質
“生態防控”的廣泛、持效的套用，將恢復、改善生態環境，逐步恢復農田有益生物種群。提升我國農產品品質，為我國農產品出口突破“綠色壁壘”創造條件，適合我國國情，為社會所急需，具有重大經濟價值和社會效益，具有廣闊的市場前景。
3、大幅度削減、替代“農藥”
經水稻、果蔬田間試驗證實：“誘導植物防禦病蟲害種群製劑”可同時防控果蔬多種病蟲害（蟲害：鱗翅目、同翅目、鞘翅目、半翅目、雙翅目；病害：疫病、炭疽病、病毒病、枯萎病、煤煙病等），且防效高、持效期長。該技術的廣泛套用，預計未來5~10年內可削減或替代30~70%的“農藥（殺蟲、殺菌劑）”，逐步恢復農田有益生物種群。提升農產品品質，適合發展趨勢，為社會所急需。
生態防控
基於“預防為主”，以植物（作物）“病蟲害”發生預測為基礎，在“非自然生態系統（農田、園林、人工林等）”中，一定的防控區域內（≥20000m2，且連片面積越大，防控效果越好），在病蟲害發生前或初，以“抑卵控繁”方法為主，控制“病蟲害種群”為核心，依據不同植物（作物）自身具有的功能次生代謝物種類，激活“關鍵酶”，“誘導植物（作物）防禦病蟲害種群”的體系（目標、原理、方法和技術，以及安全評價體系）。
