森林病蟲(chóng)害防治新方法初探

丁兆君

森林病蟲(chóng)害被人們稱為“森林的火災(zāi)”，它的危害越來(lái)越引起社會(huì)的關(guān)注，林業(yè)戰(zhàn)線工作者為之做著不遺余力的探索工作。作為基礎(chǔ)林業(yè)工作者，在多年的實(shí)際工作與研究中逐步探索和認(rèn)知了一些這方面的知識(shí)。

森林病蟲(chóng)害防治是國(guó)家減災(zāi)工程的重要組成部分，對(duì)保護(hù)森林資源，改善生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。近半個(gè)世紀(jì)來(lái)，森林病蟲(chóng)害的防治取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但也面臨著許多新問(wèn)題?；瘜W(xué)防治以產(chǎn)生目標(biāo)生物的抗藥性、誤殺天敵生物以及污染環(huán)境等問(wèn)題備受批評(píng)。生物防治以能克服上述缺點(diǎn)而被寄予厚望，也取得了一些成績(jī)，不過(guò)仍有許多缺陷，如缺少人工釋放的天敵生物種群持續(xù)存在的生態(tài)學(xué)動(dòng)態(tài)證據(jù)，生物防治的研究者考慮更多的是食物鏈而不是食物網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系等等，在森林病蟲(chóng)害的生物防治方面，沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展，也沒(méi)有成功的事例表明在人工的或人工干預(yù)的森林生態(tài)系統(tǒng)中，建立了對(duì)森林病蟲(chóng)害控制持續(xù)有效的天敵生物種群。

由于生物防治的步履維艱，加上相關(guān)學(xué)科發(fā)展的推動(dòng)，抗病抗蟲(chóng)選種、育種的研究形成了熱點(diǎn)。特別是隨著生物工程技術(shù)的進(jìn)步，DNA(基因)重組技術(shù)突破了遠(yuǎn)緣雜交不親和性的困難，為抗性育種開(kāi)辟了新的途徑。多年來(lái)的抗性育種研究結(jié)果，使各國(guó)對(duì)主要的威脅性森林病蟲(chóng)害基本都提出了可用于發(fā)展的抗病、抗蟲(chóng)樹(shù)種。但基因工程育種也不是萬(wàn)能的，有一個(gè)新的問(wèn)題可能會(huì)產(chǎn)生：寄主抗性的喪失速度或者說(shuō)有害生物對(duì)寄主的適應(yīng)速度似乎遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于我們 的育種速度。加之關(guān)于有害生物對(duì)這些抗性樹(shù)種的適應(yīng)性分化的研究十分貧乏，而缺少對(duì)這些抗性樹(shù)種的抗性持續(xù)性的把握。這對(duì)于森林病蟲(chóng)害的防治又構(gòu)成了潛在的威脅。

面對(duì)病蟲(chóng)災(zāi)害造成的巨大損失，認(rèn)清上述問(wèn)題的嚴(yán)重性后，在全球可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的背景下，森林資源保護(hù)學(xué)者提出了“有害生物持續(xù)治理”、“森林保健”等思想。意義在于著重強(qiáng)調(diào)提高森林自身的調(diào)控能力和抵抗力。提出有害生物的綜合治理應(yīng)逐漸向有害生物的生態(tài)治理發(fā)展，這是一個(gè)策略轉(zhuǎn)移的根本方向。

對(duì)于現(xiàn)有的、具有一定生態(tài)系統(tǒng)性的人工林，采取改造提高其自我調(diào)控病蟲(chóng)災(zāi)害的能力，運(yùn)用對(duì)環(huán)境和其它有益物種的生存和發(fā)展影響較小的各種措施，將有害生物控制在生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益可接受(或允許)的低密度，并在時(shí)空上達(dá)到持續(xù)控制的效果。對(duì)于現(xiàn)有的、不具有生態(tài)系統(tǒng)性的人工林，采取以基因工程為主的技術(shù)措施，培育適應(yīng)立地生態(tài)環(huán)境的抗性樹(shù)種，逐漸取代現(xiàn)有弱抗性或抗性衰退、喪失的樹(shù)種。對(duì)于將有的人工林，采取生態(tài)控制的策略，從造林開(kāi)始就將病蟲(chóng)災(zāi)害的自我控制作為和高質(zhì)高產(chǎn)同等重要的目標(biāo)，以期得到自組織的人工林生態(tài)系統(tǒng)，將有害生物控制在生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益町接受(或允許)的低密度，并在時(shí)空上達(dá)到持續(xù)控制的效果。對(duì)于將有的樹(shù)木個(gè)體簡(jiǎn)單集合的人工林，采取以基因工程為主的技術(shù)措施，創(chuàng)造抗性樹(shù)種，并根據(jù)其抗性衰退、喪失的速度，或有害生物對(duì)抗性樹(shù)種適應(yīng)性進(jìn)化的速度和周期，持續(xù)地培育適應(yīng)立地生態(tài)環(huán)境的抗性樹(shù)種。

因此，森林及樹(shù)木病蟲(chóng)災(zāi)害的生態(tài)控制技術(shù)和遺傳(基因)控制技術(shù)是實(shí)現(xiàn)我國(guó)森林保護(hù)策略轉(zhuǎn)移和扭轉(zhuǎn)被動(dòng)局面的關(guān)鍵技術(shù)。

傳統(tǒng)觀念中，森林保護(hù)是林木遺傳育種學(xué)者培育出良種、造林學(xué)者進(jìn)行造林之后才提到日程上的工作，林木育種學(xué)者并沒(méi)有把持續(xù)抗性作為和產(chǎn)量、質(zhì)量同等重要的目標(biāo)進(jìn)行育種，造林學(xué)者也沒(méi)有把病蟲(chóng)災(zāi)害的自我調(diào)控作為和產(chǎn)量、質(zhì)量同等重要的目標(biāo)進(jìn)行造林?？梢哉f(shuō)，現(xiàn)在進(jìn)行保護(hù)的森林幾乎沒(méi)有任何抵抗病蟲(chóng)害的機(jī)制存在，一旦病蟲(chóng)災(zāi)害大發(fā)生、大流行，森防工作者使出渾身解數(shù)也難以使樹(shù)木死里逃生。因此，在未來(lái)，森林保護(hù)學(xué)應(yīng)是林木遺傳育種學(xué)和造林學(xué)的指導(dǎo)學(xué)科。只有這樣，才能真正將病蟲(chóng)災(zāi)害的生態(tài)防御策略和基因防御策略貫徹到生產(chǎn)實(shí)踐當(dāng)中，從根本上防治病蟲(chóng)害。

生態(tài)控制的原理在于系統(tǒng)生態(tài)學(xué)。一個(gè)平稀的生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)，物種之間協(xié)同進(jìn)化，不同種的有機(jī)體或亞系統(tǒng)協(xié)調(diào)共生、互惠互利，和諧高效利用系統(tǒng)的能量，系統(tǒng)中的所有生物都占領(lǐng)著一切可利用的生態(tài)位、攝取一切可利用的能量，從而形成最佳的物流與能流利用狀態(tài)，使整個(gè)系統(tǒng)表現(xiàn)出高效和諧的持續(xù)發(fā)展。在這種協(xié)同進(jìn)化過(guò)程中，物種常表現(xiàn)出抗逆性和變異性，這些抗逆性和變異性的基礎(chǔ)來(lái)源于物種基因的調(diào)控表達(dá)和變異。因此，自然森林生態(tài)系統(tǒng)中各種組分形成的各級(jí)結(jié)構(gòu)具有自我協(xié)調(diào)、自我組織、自我維持的穩(wěn)生機(jī)制，這種機(jī)制構(gòu)造了系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)功能，從而起到對(duì)病蟲(chóng)災(zāi)害的可持續(xù)控制。

遺傳控制得以實(shí)施的基礎(chǔ)是以基因工程為主導(dǎo)的現(xiàn)代育種技術(shù)。從林木或其它動(dòng)植物體內(nèi)定位到抗病、抗蟲(chóng)基因，并將其克隆、轉(zhuǎn)入到林木體內(nèi)，表達(dá)出對(duì)特定或大多數(shù)病蟲(chóng)害的持續(xù)高抗性。目前，涉及遺傳轉(zhuǎn)化的樹(shù)種已達(dá)9科19屬近30種。一些重要的樹(shù)種如楊樹(shù)、歐洲落葉松等已獲得了轉(zhuǎn)基因植株。在報(bào)導(dǎo)的林木基因工程的目的基因中，抗性基因的種類最為豐富，包括了抗蟲(chóng)基因、抗病基因、抗鹽基因、抗寒基因以及抗除草劑基因。

對(duì)林木病害的遺傳控制應(yīng)該考慮兩個(gè)方面，這是由于具有兩種不同的林木病害類型。對(duì)于病原主導(dǎo)性病害，寄主一般體現(xiàn)為寡(或單)基因控制的垂直抗性，相應(yīng)的病原致病基因也是寡(或單)基因，這樣便于克隆抗性基因以抑制致病基因的表達(dá)；對(duì)于寄主主導(dǎo)性病害，寄主則往往體現(xiàn)為多基因控制的水平抗性，病原的致病性也往往是多個(gè)基因的表達(dá)，因此不利于克隆特定的抗病基因以表達(dá)抗性。寄主主導(dǎo)性的病害是由不良環(huán)境因素(逆境)造成樹(shù)木生長(zhǎng)勢(shì)下降而誘發(fā)產(chǎn)生的，。因此，這類病害又稱作生態(tài)性病害。例如楊樹(shù)潰瘍病、爛皮病，它們 一般是在環(huán)境脅迫引致樹(shù)皮膨脹度低于80％時(shí)才能夠發(fā)生。因此，如何提高樹(shù)木生長(zhǎng)勢(shì)，增加抵抗逆境脅迫能力是防治樹(shù)木生態(tài)性病害的根本。在抵抗這類病害的基因工程中，應(yīng)轉(zhuǎn)入能夠提高樹(shù)勢(shì)、強(qiáng)固細(xì)胞壁的抗?jié)B透脅迫基因。

生態(tài)性病害的病原主要是一些具腐生性弱寄生性病原真菌，廣泛地存在于自然界中及潛伏侵染于樹(shù)木體內(nèi)。生態(tài)逆境是這類病害的主要誘因，當(dāng)逆境生態(tài)因子導(dǎo)致樹(shù)木生長(zhǎng)勢(shì)下降至某一個(gè)閾值時(shí)，病原一寄主復(fù)合體開(kāi)始病理過(guò)程，使寄主細(xì)胞、組織發(fā)生病變，表現(xiàn)出枯梢、枝干潰瘍或腐爛等癥狀，影響樹(shù)木的生長(zhǎng)，嚴(yán)重時(shí)造成樹(shù)木的死亡。生態(tài)性病害由于病原菌具有潛伏侵染的特性、可長(zhǎng)期潛伏在樹(shù)木體內(nèi)，因此具有隱蔽性；由于氣候生態(tài)逆境是其主要誘引，因此具有突發(fā)性。

這類病害在北美、歐洲以及東北亞分布廣泛，各國(guó)在經(jīng)歷了化學(xué)防治的失敗后，目前的研究都集中在抗性育種和集約栽培上，試圖通過(guò)提高抗逆性和抗病性以及提高樹(shù)勢(shì)來(lái)最終達(dá)到控制病害的目的。

生態(tài)性病害由于具有隱蔽性和突發(fā)性，因此，控制的根本途徑是生態(tài)控制技術(shù)。對(duì)于客觀上具有或可能出現(xiàn)一定演替過(guò)程、形成一定自組織性而具有一定程度自我調(diào)控病蟲(chóng)災(zāi)害的功能的人工林生態(tài)系統(tǒng)，其病蟲(chóng)災(zāi)害生態(tài)控制的研究趨勢(shì)是：從喬、灌、草及農(nóng)作物多植物種合理配置人手，提高系統(tǒng)內(nèi)的生物多樣性，改造現(xiàn)有林和營(yíng)造混交林，為系統(tǒng)的演替過(guò)程構(gòu)建初始可啟動(dòng)狀態(tài)，使其伴隨演替過(guò)程逐步最大程度地實(shí)現(xiàn)自組織性，從而形成一定程度的抗逆補(bǔ)償功能和自我調(diào)控病蟲(chóng)災(zāi)害功能。同時(shí)輔助以環(huán)境允許的人為措施，將病蟲(chóng)災(zāi)害控制在允許水平。對(duì)于城市綠化樹(shù)木和干旱及半干旱地域的造林樹(shù)木，客觀上很難或不可能形成一定自組織性的人工林生態(tài)系統(tǒng)，其生態(tài)性病害生態(tài)控制的研究趨勢(shì)是：通過(guò)樹(shù)木根系和根際土壤生態(tài)環(huán)境的改造，使其形成及促進(jìn)根系的發(fā)育和發(fā)達(dá)、水分和養(yǎng)分的持續(xù)有效利用、病菌侵染預(yù)防和侵入后的抑制功能等，從而保健樹(shù)木、提高樹(shù)勢(shì)、增強(qiáng)樹(shù)木的抗逆性和抗病性，達(dá)到持續(xù)、有效控制病害的目的。

(作者單位：150600黑龍江省尚志國(guó)有林場(chǎng)管理局老街基林場(chǎng))