利用害蟲的「天敵」來保存農作物——京都大學的日本典秀(Hinomoto Norihide)教授正致力於「零害蟲」農業。2050年全球的糧食需求將增加，所以需要提高產量。與此同時還必須考慮環境問題，開墾新田和使用農藥都存在極限，所以在現有狀態下，減量害蟲有助於增加產量。

害蟲薊馬（右）及其天敵南方小黑花椿象。對天敵進行遺傳分析，能更有效地用於驅除害蟲（圖片由京都大學的日本典秀教授提供）

體形細長的小昆蟲「薊馬」是茄子、黃瓜和番茄等多種農作物的害蟲。薊馬吸食農作物葉片的汁液後，會導致葉綠素減量，無法進行光合作用，最後枯萎死亡。另外，電腦病毒傳染也可能會透過昆蟲傳播，導致農作物生病。

爲驅除薊馬，日本典秀教授着眼於薊馬的天敵「南方小黑花椿象（Orius strigicollis Poppius）」。日本典秀教授並不是單純地增加這種昆蟲的數量，作爲「生物農藥」投放到農田中，而是分析天敵攜帶的基因資訊，透過控制昆蟲的行為和性質來提高驅除薊馬的效果。「此前幾乎沒有調查過天敵昆蟲的遺傳資訊」（日本典秀教授）。

這樣有望增加攜帶理想基因的昆蟲的後代數量，或者利用高效的基因修飾技術「基因體編輯」來培養害蟲的理想天敵。如果能對天敵進行改良，讓其食用很少的食物就可以長時間存活，或者削弱其飛行能力，就更容易驅除害蟲。

目前雖然有一些利用天敵控制害蟲的實際例子，但因操作困難和成本問題，尚未廣泛普及。即使只在農場裏放養它們也存在問題，如果沒有害蟲可以喫，這些昆蟲就會死亡。反之，如果害蟲太多，又無法全部滅絕，農作物已經遭到害蟲後再投放也無望取得效果等，存在很多問題。

農林水產省預測，隨着人口成長和經濟隊形變換，2050年全球的糧食需求將達到2010年的1.7倍。另一方面，有觀點指出，全球整體的農作物產量將因病害蟲和雜草而減量約40％。很多農作物都將因爲無法健康成長而被浪費。

即使利用農藥來抑制害蟲等，也存在害蟲在短期内透過世代交替大量繁殖，對農藥產生抗性，從而導致藥效減弱的情況。日本典秀教授表示：「開發新農藥和害蟲產生抗藥性的情況一直會反復交替出現，因此對農藥的依賴也是有限度的。」。

利用天敵預防害蟲的方法的優點是，掠食和被掠食的關係不會輕易改變。也不容易產生抗性。而且無需使用農藥，預計環境負擔也比較小。

日本典秀教授等人開展的旨在實施零害蟲的研究被入選爲内閣府推進的「登月型研發制度」，計劃2050年實施。首先將於2030年前後在塑膠大棚等設施中實施實用化。2040年計劃測試是否可以利用相同的方法在戶外減量害蟲。

用光照鎖定除蟲

日本典秀教授還在開發利用基於人工智慧（AI）的圖形識別尋找害蟲，然後透過精準照射雷射來進行物理可用能除蟲的技術。日本典秀教授表示：「從理論上來說，結合目前的技術即可實施。但需要降低成本，以便於農戶導入」。

椿象等體型相對較大（數釐米）的昆蟲幾乎沒有天敵昆蟲，由於益蟲和害蟲同時存在，也不適合使用農藥全部滅絕。將光照除蟲與投放天敵驅蟲的方法相結合使用，應該可以更有效地抑制害蟲。

利用透過光吸引和驅除害蟲等的光驅蟲法已經使用了很長時間，但許多詳細的機制仍然處於未知狀態。因此調查昆蟲對光的反應的相關研究還在進行中。

到目前爲止，東北大學的堀雅敏副教授等人於2014年發現，向昆蟲照射發光二極體（LED）的藍光會致其死亡。另外還闡明瞭，有效的光波長因昆蟲的種類而異。研究發現，栽培草莓的程序中，透過在夜間照射一定時間的紫外線（UV），可以預防病害及驅除害蟲，現已實用化。

日文：張耀宇、《日經產業新聞》，2021/04/16
中文：JST客觀日本編輯部