生物技术在森林病虫害防治中应用的优化建议

时间:2024-08-25 17:00:02 来源:网友投稿

农达勇

摘 要:森林生态系统与人类社会经济、文化发展息息相关,却由于以往管理较为粗犷,难以有效保护林木资源,破坏生态多样性,无法抵御病虫害肆虐,结果是每年都需进行防治工作,而病虫害却频繁复发,陷入恶性循环。为此,文章立足于生物技术开展病虫害防治,简要分析生物天敌防治、生物农药防治、微生物防治、新型生物防治方法,以此为基础,提出优化建议,从而为相关工作者提供参考。

关键词:森林病虫害防治;
生物技术;
应用

引言

“十四五”规划中,坚持山林水田湖草系统治理,提高生态系统修复及稳定能力,控制自然生态安全边界,改善整体生态质量,为美丽中国建设奠定生态基础。森林作为维护陆地生态系统的重要一环,为科学发展林业,不能忽视森林病虫害。据统计,每年由于森林病虫害造成林业损失超过1100亿元,发生面积达1.78亿亩。因此,森林发展中,必须加强病虫害防治,遵循“预防为主、综合治理”原则,合理应用生物技术,改善生态环境,减少植被损害。

1 生物防治技术概述

生物防治技术是利用一种生物控制另一种生物的方法,利用生物种间关系,以一类或一种生物抑制另一类或另一种生物,包括以鸟治虫、以虫治虫、以菌治虫等,降低害虫、杂草等有害生物密度[1]。该技术作用如下:

1.1持续治理病虫害。林业产品质量作为林业发展重要环节,以往多采取化学防治病虫害方法,不可避免出现农药残留的情况,不仅会增加病虫害抗药性,也会对周围环境、林产品安全造成负面影响。通过减少化学药剂用量,利用生物防治技术,如绿色防控、植保无人机等,有效减轻农药污染,有助于林业健康发展。

1.2促进林业现代化发展。生物技术作为一门新兴的科学技术,需要完善设备、先进技术予以支撑,将其引入林业工程中,能够落实“科技兴林”战略,推动林业现代化发展,实现林业“转方式、调结构”。

1.3保护生态环境。现阶段,森林农药用量居高不下,农药利用率却仅约35%,主要是小型施药机器会造成农药漏、滴、冒、跑等情况,渗漏至水体与土壤之中,对生态环境造成影响。而森林病虫害防治采取生物技术,可减少农药用量,做好源头控制工作,对保护林业生态安全意义重大。

2 生物技术在森林病虫害防治中的应用

2.1应用原则

2.1.1经济性

森林病虫害防治中,要求人员了解病虫害情况,全面分析危害程度,制定科学防治方案,选择恰当防治方法。由于防治工作离不开材料、设备等支持,需要把控防治成本,控制经济支出的同时,提高防治效果[2]。

2.1.2环保性

我国森林病虫害防治方法较多,部分防治方法却会污染森林环境,应遵循环保性原则,合理选用生物技术,减少环境影响基础上,维持生态平衡,促进林业可持续发展。

2.1.3针对性

病虫害与树木之间存在联系,要求工作人员结合实际,深入了解病虫害,作出科学判断,采取针对性生物技术,防治病虫害,保护林业环境,进而恢复和治理生态环境。

2.2生物天敌防治

生物天敌是利用生物链制约关系,将害虫天敌引入森林之中,构建益虫吃害虫的生物链,转变原有有害生物、有益生物数量失衡情况,促进森林健康发展。生物天敌防治技术应用,可维护林业生态多样性,对有害生物族群数量加以控制[3]。常见生物天敌技术有以鸟治虫、以虫治虫,需控制引进害虫天敌的数量,注意选择多种天敌种类,维系林区平衡。

在以鸟治虫中,鸟类多食用昆虫,引进啄木鸟等有益鸟类,可控制害虫数量,主要采取人工放飞、人工筑巢方式,选择适应力、繁殖力、捕捉力强的鸟类,确保林区益鸟有效生存。例如,防治松材线虫病害时,考虑松褐天牛作为病害主要传播媒介,为减少中间寄主,采取以鸟治虫的方式,遏制病害蔓延。以胸径约20cm的带皮杂阔原木火杉木为鸟巢,将其锯成长60cm木段,纵向剖开,内部空腔,孔深45cm,孔径12cm,空腔内放入木屑密封,顶端订薄木片与挂绳,将其悬挂在4m位置。“鸟巢”悬挂于松树主树干上,紧贴树干捆绑,朝向以北、东南为主,背对风向,确保巢内温度。悬挂密度3.3hm2/个,控制间距>160m,铁丝固定鸟巢,红油漆编号,记录林班,GPS定位,吸引啄木鸟入住,防治害虫[4]。

在以虫治虫中,每种害虫均有1种或多种昆虫天敌,利用该“益虫吃害虫”的生态现象,能够构建生物种群平衡关系,达到最佳控制害虫效果。例如,天牛蛹期或天牛低龄期释放花绒寄甲、管氏肿腿蜂等天敌,释放密度分别是667m2/400-600头;
舟蛾类害虫卵期释放赤眼蜂约667m2/20000头;
美国白蛾、舟蛾的老熟幼虫期释放周氏啮小蜂667m2/25000头,黑基啮小蜂13000头。害虫由于世代重叠,发育不整齐,采取错时释放,分批次分时段释放,达到最佳防治效果。

生物天敌防治技术环保性与经济性较强,防治效果良好,广泛用于森林病虫害防治。

2.3生物农药防治

生物农药相比化学农药,成分以生物活体及其代谢产物为主,安全性高,能够长期使用,避免害虫产生抗药性。在生物农药使用中,同样会污染土壤、大气等,危害却较轻,具有安全性强、污染低的优点。根据提取物可将其分为真菌杀虫剂、细菌杀虫剂、病毒杀虫剂这几种,取材广泛,应用前景良好。

真菌杀虫剂内分生孢子能够附着在昆虫皮肤上,孢子吸水后可萌发芽管,形成附生孢,入侵昆虫体内,虫体内菌丝不断繁殖,对其造成物理损害与病理变化,昆虫死亡[5]。此类杀虫剂较多,包括被毛孢属、绿僵菌属、邦孢霉属、轮枝拟青霉属、白僵菌属等。例如,绿僵菌能够防治白粉虱、木虱、蓟马、天牛、黄条跳甲、蛴螬、蝼蛄等,接触虫体后10个孢子害虫即可致病,停止取食危害,杀虫效果良好,不易被环境影响,对卵、成虫、幼虫均有效果。白僵菌包括布氏白僵菌、小球孢白僵菌、球孢白僵菌等,可防治蛴螬、蝗虫、蚜虫、叶蝉、飞虱等,接触昆虫皮肤感染,或是经呼吸道、消化道感染。

细菌杀虫剂被昆虫摄入后,利用胃毒作用,将其吸收至肠壁,进而融入血液与体腔,感染败血症,全身中毒死亡。常用细菌杀虫剂有苏云金芽孢杆菌杀虫剂、洋葱球茎病假单胞菌、鳞翅目枯草杆菌、放射性土壤杆菌、灰绿链霉菌、丁香假单孢菌、荧光假单孢菌等。例如,苏云金芽孢杆菌杀虫剂能够防治茶尺蠖、松毛虫、天幕毛虫、毒蛾、刺蛾等,生成外毒素与内毒素,迫使害虫停止取食,由于饥饿死亡,抑制RNA聚合酶,约2天可达到效果,持效期1天,适用于害虫低龄期。

病毒杀虫剂是以昆虫为宿主,且在宿主种群内传播流行的病毒,成分多是蛋白质和核酸,无细胞结构,侵入昆虫后,宿主细胞内核酸将复制病毒颗粒,产生诸多病毒粒子,导致昆虫细胞破裂死亡。现阶段,常用病毒杀虫剂有CPV、NPV、GV等。例如,NPV可防治落叶松尺蠖,病毒感染后复制增殖,充满害虫各个身体部分,吞噬营养细胞,使得害虫化水死亡,且死后粪便、体液均包含病毒,通过害虫林间活动扩散传播,致使害虫交叉感染,反复死亡、传播扩散,长期遏制害虫。

2.3微生物防治

微生物防治病虫害是利用微生物及其代谢采取间接、直接等作用机理防治病虫害的方法。以植物病害而言,微生物防治原理是增强植物免疫力,提高植物抗病性;
以害虫而言,微生物防治是以间接、直接等方式让害虫死亡或丧失繁殖能力。该方法无残留,不会危害人体健康与环境,能够打造稳定生态平衡,且病菌与害虫不会产生适应性与抗药性,成本较低,推广及应用价值较高[6]。例如,苍蝇杆菌防治害虫时,可感染害虫幼虫,释放毒素将其杀死进行防治;
三效菌为多功能微生物菌剂,可直接造成病原菌死亡,诱导植物增强抗病性,生成抗病物质,防治植物病害;
枯草芽孢杆菌防治土壤病害,可形成土壤抑菌环境。现代林业愈发重视高效、安全、绿色技术,微生物防治环保性强,需加强微生物菌剂研发、物种控制、工艺优化等。

2.4新型生物防治

2.4.1生物酶防治

该技术可避免大规模病虫害在森林内蔓延,有效预防病虫害,是利用科技手段将病虫害生命体征功能破坏,降低其繁殖能力,控制害虫数量。生物酶防治中,根据每个生物体内酶物质,利用蛋白质酶抑制剂破坏害虫蛋白酶成分,抑制害虫新陈代谢,使其生长发育受损、体征被干扰死亡。例如,多糖生物酶诱抗肽技术即可杀死林木病原体,修复林木内部组织,增强林木免疫病虫害能力。

2.4.2激素防治

该技术是根据害虫外激素的性外激素对害虫生殖能力进行干扰,人为将性外激素大量释放,对雌雄虫定向能力加以破坏,阻碍交配活动。或配合抓捕器,引诱害虫后集中捕杀。通过该技术能够减缓害虫繁殖速度,降低发生病虫害几率。例如,人工信息素诱杀,人为释放动物信号,或制造特殊物质,害虫接收信号后召集同伴聚集杀死,需要采集雌雄害虫信息,利用技术手段传输信息至害虫群。植物诱杀是在林区内种植可诱杀害虫植物,达到保护林木、诱杀害虫效果,如诱饵树、捕蝇草等能够捕食杨干象、毛毛虫、蚜虫、桑天牛等害虫。

3 生物技术在森林病虫害防治中的优化建议

3.1转变防治观念

在社会发展下,人们已经认识到人与自然和谐共处的重要性,需要推动森林可持续发展,以了解整体森林生态系统结构、功能为前提,不对其造成破坏为基础,利用多样生态技术,调节森林系统,提高防治效果。该环节中,强调“森林植物-病虫害-天敌关系”的条件关系,发挥森林生物资源,推动森林发展,要求保护整体森林系统,不仅局限于森林植物。为此,保护区人员一方面需履行岗位职责,树立责任意识,转变防治病虫害观念,根据国家及地方政府防治要求,保证工作态度严谨认真,如果防治手段作用不明显,需立即上报、及时调整,采取针对性方法防控。同时,日常工作中,工作人员应树立终身学习理念,适应病虫害防治趋势。另一方面,林业主体与保护区主体需明确生物技术价值,逐渐减少药剂使用,引进生物防治方法,减轻林业破坏,以免害虫病菌形成抗药性,增强防治效果。

3.2注重林区规划

国家提倡植树造林,但造林不当却会引发病虫害,必须优化林区设计,造林环节融入防治病虫害技术,强化林区建设。在造林过程中,应结合实际情况,遵循适地适树原则,保证多样化林木品种,避免过于单一的林业生态,提高林区自我修复能力,确保林木品种互不干扰,做到优势互补,丰富林区生物环境。林区通过合理规划,精细化整地,配合有机肥料,可保障林木种植后吸收养分,提高林木成活率。还可采取恰当选种、灌溉、耕种方法,保证林木健康成长基础上,减少发生病虫害几率。此过程中,苗木种源不仅由当地苗圃供应,也会从其他地区、国家调入,为保证苗木不携带有害生物,严格执行林木种苗检疫工作,职能部门对于外来苗木严格抽样检验,为苗木供应方发放申请检疫文件,检疫合格后进行苗木调运。为降低病虫害的不利影响,对苗木检疫严格管控,遏制有害生物传播,提高栽种成活率。

3.3推动生物技术发展

3.3.1微生物药剂

生物防治技术中,生物体与微生物工序应用广泛,防治病虫害,利用微生物制剂,使得真菌、细菌进入害虫体内,以病原微生物人工培养为例,制作成微生物农药,将其喷洒至林间。微生物药剂防治病虫害的同时,也能利用微生物分解,促进苗木生长,通过以菌治菌、以菌治虫方法,克服农药危害。但是,微生物制剂尽管研发多年,却仍有不足,存在见效慢的情况,导致部分林农产生误解,认为药剂缺乏作用,应用不足,需加强推广。

3.3.2高浓度菌剂

林业病虫害防治中,考虑生物制剂改善林业化学元素与微量元素,以高浓度菌剂为例,产品成分有效活菌数、有机质、微量元素、微生物代谢物等,能够解决林业微生物活菌与化肥共生,及病虫害造成树木死亡问题。

3.4建立监测体系

在林业病虫害防治中,应当构建监测预警体系,确定病虫害分布、发生规律,选择恰当的防治方法。

3.4.1构建预警体系。林业发生重大病虫害通常是预警体系不足造成,为防治病虫害,林业部门应发挥自身作用,组织国家级自然保护区管理中心及相关部门,构建预警体系,对引进项目、林木苗木及防治病虫害防治等做好审批工作,强化日常决策。还可研发病虫情智能测报系统,为防治病虫害提供数据支持。

3.4.2加强监测职能,开展日常化管控与常态化监测,以监测为日常,基于监测结果,确定病虫害成因,及其可能的危害等,为病虫害大规模防控夯实基础。特别是实际工作中,应遵循多层次原则,构建监测预警系统,对每个监测点科学布局,扎实审核监测点,以此为中心,推广生物技术,做到常态化病虫防控。对于不同情况,采取不同防治方法,如果病虫害突发、危害较大,需要应急防治,多技术配合,提高防治效果。

4结论

综上所述,生物技术是防治病虫害的新型技术,不同于传统防治技术,效果显著、环保性强,具有推广价值。因此,在森林病虫害防治中,应当结合实际情况,遵循经济性、环保性、针对性原则,选择恰当生物技术的同时,通过转变防治观念、注重林区规划、推动生物技术发展、建立监测体系的方式,充分发挥生物技术防治效用,减少环境污染,促进森林可持续发展。

参考文献:

[1]孙海龙.浅谈加强营林工作中森林病虫害防治的对策[J].种子科技,2022,40(21):106-108.

[2]张麦琴.生物防治技术在陕西省森林病虫害防治中的应用[J].南方农业,2023,17(16):18-20.

[3]尹华阳,李晓娟,董广平等.基于无人机投放天敌昆虫花绒寄甲的生物防治技术及应用研究[J].安徽林业科技,2023,49(04):10-13.

[4]齐庆英.绿色防控技术在镇宁县玉米病虫害防治中的应用浅析[J].南方农业,2023,17(14):23-26.

[5]王庆雨,宋灿灿,单常峰等.基于赤眼蜂的生物防治技术研究现状与展望[J].中国农机化学报,2023,44(05):71-80.

[6]王晓佩,王楠.森林病虫害防治在林业生态环境建设中的作用探究实践[J].河北农机,2023,(05):163-165.

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