3月18日，香港黄大仙49559论坛韩鹏教授联合美国罗格斯大学Cesar Rodriguez-Saona教授, 澳大利亚昆士兰大学Myron P. Zalucki教授, 浙江大学刘树生教授和法国国家农业食品与环境研究院Nicolas Desneux研究员，在Communications Biology以Perspective的形式发表了题为A theoretical framework to improve the adoption of green Integrated Pest Management tactics的论文。
该观点论文针对当前农业系统IPM应用的两大现实问题：（1）为什么农业病虫害绿色防控技术应用成本居高不下，最终导致“叫好不叫座”？这是长期面临的一个现实问题。一方面，单项有害生物绿色防控或生态调控技术层出不穷，然而，这些技术的集成应用示范往往是“鸡尾酒式”的简单混合使用，容易造成技术内耗，导致集成度低下和相应的高成本。另一方面，当前的防控没有考虑到同一作物体系中多种害虫之间的互作关系，防控中往往顾此失彼。简单概括，这两方面反映为防控的“低协同度”和“低覆盖度”（前者造成cocktail IPM，后者造成biased IPM），最终导致高成本和较低的农户接受度。上世纪60年代美国加州大学学者提出的IPM框架是科学的，但是它只是一个决策模型，它告诉我们可以用哪些技术开展防控，以及何时防控，然而，IPM框架并没有告诉我们如何解决“低协同度”和“低覆盖度”的问题。控害技术集成应用水平的提升亟需一个理论框架为指导，而“土壤-作物-害虫-天敌”多营养级互作中的生态学原理为我们提供了一个绝佳的视角。（2）气候变化与农业生产长期以来是一个矛盾体，FAO在2010年提出气候智慧型农业（CSA）的理念，那么，有哪些缓解和适应气候变化的农业措施（CMAAPs）恰好能在IPM中发挥重要作用？这是当前减排面临的另一个现实问题。为了回答这个问题，我们倡导挖掘氮肥减施、有机肥替代化肥（或部分替代）、间作豆科作物、轮作覆盖作物等如何通过bottom-up effects影响“作物-害虫-天敌”互作关系，以及最终对作物产量和品质产生什么影响。同时定量评估CMAAPs的环境效应（土壤N淋溶、非碳温室气体N2O排放、土壤有机碳储存、微生物群落改变等），以及CMAAPs是否能提升作物系统对极端气候（如干旱）的适应能力。我们建议采用“控害表现-经济收益-环境效应”多标准评价体系（Performance-Economy-Environment (PEE) multi-criteria Assessment）‘’，来综合评估多技术的集成是否为最优。这方面研究的目的是在“植物保护”中兼顾“气候行动”，为联合国2030可持续发展目标（SDGs）中的目标1、2、3、13和15的实现贡献智慧。
为了破解上述现实问题，我们需要在IPM范式内构建一个新的理论框架来提升IPM应用水平。基于“整体论”和“系统论”的思维，我们提出了“多害虫多维调控”理论框架（Multidimensional Management of Multiple Pests, 3MP）,多维度是指“空间维度”（多控害技术驱动控害的协同性和“时间维度”（作物生长期内多害虫重叠或先后发生次序对害虫发生的影响）（图1）。另外，系统中还包含仅作用于有害生物的“独立控害技术”（IPCT），如清园、理化诱控和生物农药等。基于该理论框架，可以针对某一特定作物设计“多因素操纵性控制实验”，在开放大田、半开放大田、温室和实验室各个场景开展实验，找到各关键控害技术措施的协同关系，最终形成高集成度、气候友好的综合防控技术包用于田间推广应用。基于多学科交叉的特点，此类研究涉及大农学（昆虫、病理、作物生理、栽培）、资源与环境（土壤）和生态学多个学科。3MP理论框架与IPM范式的异同点和关系见图2。
图1：3MP理论框架示意图
图2：3MP理论框架与IPM范式的异同点与关系
我们基于3MP理论框架开展田间实验，预期可以实现以下三个目标：（1）通过明确bottom-up效应与top-down效应的交互作用，提升各IPM单项技术的“协同度”。（2）通过明确作物介导的多害虫之间的间接互作关系（indirect interactions）、以及天敌介导的害虫之间的间接互作关系，提升控害的“覆盖度”。（3）明确CMAAPs在IPM中的潜在作用，大力推广有价值的农业措施（有利于控害、有利于环境），实现“植物保护”和“气候行动”双赢。
欧盟植物保护计划ENDURE（European Crop Protection in 2030, A foresight Study）曾指出“以系统化的思维开展专业化和异质性团队协作，以多学科跨地区的集成技术创新成果，攻克植物保护技术问题”。陈剑平院士曾指出“现代农业的整体发展不仅是单项技术的研发，更要求在资源、环境和能源等方面开展技术集成，满足产业和生态可持续发展技术需求”。戈峰研究员曾提出，农业害虫防控要从“综合”转变为“整合”。这些陈述均强调了“系统性、整体性思维”的重要性和必要性。3MP理论框架的提出与发展将对绿色农业生产、农田生物多样性保护、农业面源污染治理、温室气体减排和农业系统极端气候适应力提升等方面起到推动作用。我们期待国内外同行关注这一理论框架，共同推动其发展成为“IPM 2.0”。
