我國森林害蟲防治方法研究進(jìn)展

田應(yīng)佳 祿 鑫 張 廣

(1.貴州省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院 貴陽 550003; 2.貴州林業(yè)勘察設(shè)計有限公司 貴陽 550004)

森林是維護(hù)自然生態(tài)平衡的基礎(chǔ)，保障了農(nóng)牧業(yè)的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，發(fā)揮了良好的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。但近年全球森林資源急劇下降，使森林資源面臨著前所未有的危機(jī)。濫砍亂伐等人類活動使整個森林生態(tài)環(huán)境不斷惡化，導(dǎo)致森林蟲害不斷發(fā)生，爆發(fā)面積不斷加大，害蟲種類、數(shù)量不斷增加，使森林資源再次面臨危機(jī)。目前，我國也是全世界林業(yè)有害生物發(fā)生、危害最嚴(yán)重的國家之一，每年發(fā)生面積約800萬hm2，減少林木蓄積量1700萬m3[1]，森林蟲害問題在一定程度上制約著我國林場建設(shè)發(fā)展、森林保護(hù)和培育等各項工作。2014年，我國《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)林業(yè)有害生物防治工作的意見》明確提出“將林業(yè)有害生物災(zāi)害防治納入國家防災(zāi)減災(zāi)體系”，并要求進(jìn)一步落實相關(guān)扶持政策，加強(qiáng)災(zāi)害防治工作。面對日趨嚴(yán)峻的森林蟲害，科研工作者們進(jìn)行了大量研究，總結(jié)出不同的防治方法，主要的有化學(xué)防治、物理防治、生物防治和綜合防治等[2～6]，本文對相關(guān)的研究工作進(jìn)行了簡要的評述和討論，旨在為森林害蟲的防治工作提供一定參考。

1 我國森林病蟲害防治現(xiàn)狀

在我國，隨著人工造林面積不斷增加，病蟲害呈現(xiàn)出頻率高、面積大、發(fā)生嚴(yán)重、防治困難的態(tài)勢，如松毛蟲屬害蟲、桑天牛(Aprionagermari)、舞毒蛾(Lymantriadispar)、青楊天牛(Saperdapopulnea)等對森林造成嚴(yán)重傷害，防治也十分困難，大多數(shù)害蟲至今也未找到理想的防治方法。近年來，全球氣候變暖，越冬后蟲源基數(shù)增大，部分地區(qū)在防治工作中缺乏先進(jìn)的經(jīng)驗和技術(shù)，靠多次利用農(nóng)藥進(jìn)行防治，使害蟲產(chǎn)生抗藥性，導(dǎo)致森林蟲害發(fā)生面積擴(kuò)大，增加了森林病蟲害防治工作的難度，也對環(huán)境造成一定程度的污染[7]。此外，少數(shù)地區(qū)對森林害蟲防治工作不夠重視，只能在森林遭受蟲害以后，才采取防治措施，導(dǎo)致防治不及時，造成較嚴(yán)重的災(zāi)害。

2 森林病蟲害防治方法

隨著森林蟲害日趨嚴(yán)重，科研工作者對其防治技術(shù)進(jìn)行了大量研究，提出不同的防治方法，主要包括化學(xué)防治、物理防治、生物防治和綜合防治等。

2.1 化學(xué)防治

化學(xué)防治是目前森林病蟲害防治工作中不可或缺的重要方法之一，它是利用化學(xué)農(nóng)藥或天然產(chǎn)物或模擬天然產(chǎn)物合成的化合物，對森林害蟲進(jìn)行控制、防治的技術(shù)方法。1950年以來，我國不斷使用化學(xué)藥品防治農(nóng)林害蟲，特別是森林蟲害大面積爆發(fā)時，化學(xué)防治發(fā)揮著不可替代的作用，給森林資源的保護(hù)帶來巨大的生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益。近年來，我國森林蟲害化學(xué)防治方法得到前所未有的發(fā)展，研發(fā)了不同的防治技術(shù)，主要有煙霧防治、注干防治、昆蟲生長調(diào)節(jié)劑防治和行為化學(xué)防治[2]。

煙霧防治是以農(nóng)藥原藥為主劑，與燃料、氧化劑、消燃劑和加重劑按照不同比例混勻制成粉狀制劑，燃燒時使農(nóng)藥升華呈煙霧狀，再借助氣流分散到植物上去[8]。該技術(shù)的應(yīng)用較早，20世紀(jì)70年代我國就自行研制了煙霧機(jī)，用于防治松毛蟲屬昆蟲[9]。目前，主要的殺蟲煙劑已有多種，包括敵敵畏、阿維菌素、菊酯類殺蟲煙劑等，胡震宇等人利用敵敵畏乳油防治松梢斑螟(Dioryctriasplendidella)和松梢象甲(PissodesnitidusRoelofs)[10]，趙婕等人利用阿維菌素、氯氰菊酯防治鱗翅目食葉害蟲[11]，周景清利用高滲苯氧威乳油、苦·煙乳油、阿維菌素乳油3種農(nóng)藥，防治不同齡期的落葉松毛蟲(Dendrolimussuperans)[12]。在林業(yè)蟲害防治中，煙霧防治技術(shù)主要用于防治鱗翅目、鞘翅目昆蟲，但從防治效果來看，鱗翅目昆蟲的藥效明顯較鞘翅目好[13]。因受地形、溫度、時間、風(fēng)力等因素影響，煙霧防治技術(shù)具有一定局限性。

注干防治是采用打孔注射的方法，將藥劑注入樹干內(nèi)部，最終達(dá)到防治林木害蟲的目的[14]。目前常用的注干劑有氧化樂果、氧樂菊酯等，注干劑的選擇受危害種類差異的影響較大，因此選擇注干劑時，應(yīng)遵循選用具有強(qiáng)觸殺、胃毒作用且具一定內(nèi)吸傳導(dǎo)作用的原則[2,15]。

昆蟲生長調(diào)節(jié)劑防治主要是利用昆蟲生長調(diào)節(jié)劑擾亂昆蟲的正常生理功能，導(dǎo)致昆蟲個體的生命活動受阻，不能正常發(fā)育，最終死亡。近年研究表明，昆蟲生長調(diào)節(jié)劑主要分為保幼激素類似物、脫皮激素類似物和幾丁質(zhì)合成抑制劑3類[2]，保幼激素類似物是指與昆蟲體內(nèi)產(chǎn)生的保幼激素具有相同或相似活性功能的化合物[16]。研究者對鞘翅目、鱗翅目、直翅目等昆蟲利用極少量的保幼激素，能產(chǎn)生較強(qiáng)的毒效，導(dǎo)致昆蟲不育乃至死亡[17]。

行為化學(xué)防治則是利用化合物的化學(xué)成分影響昆蟲行為，如交尾、取食、產(chǎn)卵等，從而達(dá)到害蟲防治的目的[18，19]。目前，該類藥劑主要有性信息素、社會性信息素、聚集信息素和寄主植物揮發(fā)物[2]，這些行為化學(xué)藥劑主要通過誘捕器對森林病蟲害進(jìn)行防治，如應(yīng)用性信息素誘捕器天牛誘捕器、美國白蛾桶型誘捕器、小蠹誘捕器等[20]。近年對行為化學(xué)防治病蟲害的研究不斷深入，取得較好科研成果，如朱寧等研究聚集信息素、寄主植物揮發(fā)物對光肩星天牛(Anoplophoraglabripennis)、星天牛(A.chinensis)的引誘作用，發(fā)現(xiàn)聚集信息素、寄主植物揮發(fā)物二者混合施用，誘捕效果更好[21]，Xu 和Turlings也對聚集信息素、寄主植物揮發(fā)物進(jìn)行研究，得到與朱寧等人相同的結(jié)論[22]。此外，行為化學(xué)防治還受溫度、濕度、光照等環(huán)境因素的影響。

化學(xué)防治很大程度上保障了農(nóng)林生產(chǎn)，在森林害蟲綜合防治工作中占有重要地位，但對生態(tài)環(huán)境會產(chǎn)生特殊毒性，加上人類大量不合理使用化學(xué)農(nóng)藥等，目前已產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境問題和社會危害[23,24]。1962年，美國作家蕾切爾.卡遜發(fā)表《寂靜的春天》一書，引起了世界各國對環(huán)境污染問題的重視。與此同時，科研工作者們也不斷探索與環(huán)境相容性農(nóng)藥的研制和使用技術(shù)[25]，并逐漸突破科研難題，在20世紀(jì)80年代初期取得較好的成果[26]。目前，隨著交叉學(xué)科的飛速發(fā)展，特別是分子生物學(xué)的研究已深入“組學(xué)”范疇，極大地加速了新型殺蟲劑的研發(fā)，也使化學(xué)防治朝著高效環(huán)保的方向不斷發(fā)展。

2.2 物理防治

物理防治是指利用各種物理因素或者機(jī)械設(shè)備來防治害蟲的方法，在林業(yè)害蟲防治工作中，需利用燈光、輻射、熱能等物理因素殺滅害蟲，也可利用誘餌等誘捕害蟲。根據(jù)昆蟲不同的生長階段，結(jié)合蟲害發(fā)生的實際情況，采用相應(yīng)的物理手段對害蟲進(jìn)行防治。如陶怡等采用人工手段對馬尾松毛蟲(Dendrolimus punctatus)的卵塊、幼蟲和繭進(jìn)行摘除，利用誘蟲燈、誘捕器等物理方法進(jìn)行防治[27]。目前，該種防治方法在森林害蟲防治工作中應(yīng)用較廣，主要結(jié)合其他的防治方法進(jìn)行害蟲綜合防治，具有成本低、污染小、操作簡單易行等優(yōu)點(diǎn)。但在森林生態(tài)系統(tǒng)中具有一定的不足，如操作方法不嚴(yán)謹(jǐn)，機(jī)械器具等管理不方便。

2.3 生物防治

傳統(tǒng)的防治方法主要以化學(xué)防治為主，雖然取得一定的防治效果，但高殘留、高毒害等造成環(huán)境污染、危害人畜安全。因此，更生態(tài)、更安全的生物防治方法受到關(guān)注，即利用某些生物或生物代謝物或生物遺傳特性來控制蟲害發(fā)生和危害。生物防治方法具有防治效果好、污染小、成本低等優(yōu)點(diǎn)，我國是世界上最早研究應(yīng)用該方法的國家，公元前300年前后，黃猄蟻(Oecophyllasmaragdina)捕食害蟲、蠁寄生家蠶等現(xiàn)象已被發(fā)現(xiàn)并應(yīng)用[28]。新中國成立以后，逐漸從國外引進(jìn)澳洲瓢蟲(Rodoliacardinalis)等多種天敵進(jìn)行病蟲害防治，利用赤眼蜂、蘇云金桿菌等天敵防治害蟲。另外，近年基因工程學(xué)科領(lǐng)域的研究不斷深入，研究成果與應(yīng)用相結(jié)合，使生物防治得到前所未有的發(fā)展。綜述近年我國森林害蟲生物防治的研究成果，筆者將分為兩個大的部分進(jìn)行概述，即遺傳性生物防治和非遺傳性生物防治。

2.3.1 遺傳性生物防治

遺傳性生物防治是指利用物理輻射、化學(xué)和遺傳等手段對害蟲進(jìn)行處理，使其遺傳物質(zhì)發(fā)生改變，導(dǎo)致害蟲生殖力下降，達(dá)到防治害蟲的目的。遺傳防治是近幾年發(fā)展起來的一種害蟲生物防治方法，與其他防治方法存在顯著差異，具有安全性高、防治效果好、專一性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，具有化學(xué)防治、物理防治等不可比擬的優(yōu)點(diǎn)[29]。近二十年來，通過科研者不斷努力，遺傳防治方法在我國森林害蟲防治工作中取得較大發(fā)展，主要包括遺傳不育、輻射不育、化學(xué)不育、基因工程等幾個方面。遺傳不育是通過改變遺傳機(jī)制，致使害蟲后代不育，如松毛蟲種間雜交的子一代顯示出一定的“雜交”優(yōu)勢，赤松毛蟲(Dendrolimusspectabilis)和油松毛蟲(D.tabulaeformis)、落葉松毛蟲(D.superans)與馬尾松毛蟲(D.punctatus)的子一代自交不能產(chǎn)生子二代[30]。輻射不育是利用X射線、γ射線等處理害蟲，破壞其生殖腺，致使害蟲不育，再將大量不育雄蟲投放野外防治區(qū)域，造成野外雌蟲產(chǎn)的卵不能正常孵化或能孵化但不能正常發(fā)育，最終導(dǎo)致害蟲死亡，達(dá)到害蟲防治的目的[31]。如牟建軍等利用40Gy60Coγ射線處理松褐天牛(Monochamusalternatus)，結(jié)果表明輻射處理過的松褐天牛(M.alternatus)生育力顯著下降，與未經(jīng)輻射處理的松褐天牛(M.alternatus)通過生殖競爭，能降低未經(jīng)輻射處理的松褐天牛(M.alternatus)卵的孵化率[32]?；瘜W(xué)不育是對害蟲施用特定的化學(xué)物質(zhì)，導(dǎo)致害蟲不育，產(chǎn)生不育卵，從而達(dá)到減少或消滅害蟲的目的。化學(xué)不育防治無需大量飼養(yǎng)、釋放不育害蟲，只需在防治區(qū)域施用不育劑即可。近年用于森林病蟲害防治的化學(xué)不育劑主要有滅幼脲、CSII等。在森林病蟲害防治中，滅幼脲可直接殺死某些害蟲，但對松褐天牛(M.alternatus)、美國白蛾(Hyphantriacunea)等具有不育劑功能[33,34]。唐樺等利用自行研制的CSII化學(xué)不育劑防治山楂葉螨(Tetranychusviennensis)，得到理想的不育效果[35]?；蚬こ讨饕抢美ハx基因的表達(dá)產(chǎn)物來控制、消滅害蟲，所利用的基因包括抗性基因、性不育基因、毒素基因等。如利用雌性不育基因(FS基因)來控制害蟲，即利用基因重組技術(shù)將顯性FS基因插入到雄性基因組中，然后將攜帶FS基因的雄蟲釋放到林間，與雌蟲進(jìn)行交尾，F(xiàn)S基因在子代中表達(dá)導(dǎo)致子代雌蟲不育，從而達(dá)到控制害蟲的目的[36,37]

2.3.2 非遺傳性生物防治

害蟲非遺傳性生物防治是指除遺傳性生物防治以外的其他生物防治技術(shù)，包括生物天敵防治、微生物防治、病毒防治、生物酶防治等。主要的生物天敵有螳螂、螞蟻、胡峰、寄生蜂、寄生蠅以及鳥類等。隨著研究的不斷深入，天敵生物防治得到廣泛推廣應(yīng)用，如松毛蟲赤眼蜂(Trichogrammadendrolimi)、花絨寄甲(Dastarcushelophoroides)、白蛾周氏嚙小蜂(Chouioiacunea)等天敵昆蟲的室內(nèi)繁殖和林間釋放技術(shù)已較成熟，在害蟲防治工作中已大量推廣應(yīng)用[38～40]。微生物防治包括細(xì)菌防治和真菌防治兩種。害蟲體內(nèi)的細(xì)菌可以引發(fā)敗血癥，使害蟲死亡，且通過取食進(jìn)入體內(nèi)的細(xì)菌，在害蟲體內(nèi)大量繁殖，產(chǎn)生毒素，導(dǎo)致害蟲停止取食。近年研制生產(chǎn)的細(xì)菌殺蟲劑較多，主要的有殺螟桿菌、蘇云金桿菌(Bt)等，在松毛蟲、某些蛾類等害蟲防治中發(fā)揮良好的防治效果[41,42]。真菌進(jìn)入害蟲體內(nèi)，借助大量繁殖的方式使害蟲失去正常代謝功能，殺死害蟲。目前我國使用最多的是白僵菌，其具有成本低、培養(yǎng)制取儀器簡單、推廣方便、適宜環(huán)境條件下防治效果較好等優(yōu)點(diǎn)。此外，較常用的真菌還有綠僵菌、蚜霉菌等，分別防治地下害蟲、蚜蟲等[42,43]。病毒能引發(fā)昆蟲間的流行病，最終發(fā)揮防治害蟲的作用。部分病毒致病能力極強(qiáng)，可導(dǎo)致感染病毒的害蟲大量死亡，較少已感染存活幼蟲，化蛹后也難以存活，且部分生長為成蟲的害蟲體內(nèi)也攜帶有病毒，產(chǎn)卵過程中遺留給子代。在病毒防治中，選用的病毒種類較多，有顆粒體病毒、細(xì)小病毒、多角體病毒等。近年最常見的是核型多角體病毒，對美國白蛾(Hyphantriacunea)、楊尺蠖(Apocheimacinerarius)以及松毛蟲屬等有較好的防治效果[42]。隨著生物科技的快速發(fā)展，生物蛋白酶抑制劑的研究也取得一定成果，成為森林病蟲害防治的生物防治方法之一，該方法是利用害蟲體內(nèi)蛋白活性作用，破壞害蟲消化系統(tǒng)，從而進(jìn)行害蟲防治。生物酶的應(yīng)用能夠提高殺蟲效果，與其他防治方法相結(jié)合，進(jìn)行推廣應(yīng)用。

2.4 綜合防治

隨著病蟲害防治的嚴(yán)峻性，單一的防治方法難以達(dá)到理想的效果，且在防治過程中面臨嚴(yán)重的3R問題，因此，采用綜合防治方法對森林害蟲進(jìn)行防治，已成為目前最理想的害蟲防治方法。1967年，聯(lián)合國糧農(nóng)組織提出了綜合治理的內(nèi)涵，即控制害蟲發(fā)生，避免相互矛盾，發(fā)揮調(diào)和作用，使有害生物種群保持在經(jīng)濟(jì)危害水平之下。立足于安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、生態(tài)等不同角度，在森林害蟲綜合防治中，加強(qiáng)植物養(yǎng)護(hù)管理，提高抗逆能力、保護(hù)利用天敵、選擇使用生物農(nóng)藥、科學(xué)合理使用化學(xué)農(nóng)藥、改進(jìn)農(nóng)藥施用技術(shù)、穩(wěn)定林防隊伍、確保資金投入，自始至終遵從“預(yù)防為主，科學(xué)治理，依法監(jiān)管，強(qiáng)化責(zé)任”的防治要求。

3 小結(jié)與展望

化學(xué)防治是森林病蟲害防治工作中不可或缺的重要方法之一，制約著森林生態(tài)系統(tǒng)中害蟲的持續(xù)發(fā)展。但化學(xué)防治也是一把“雙刃劍”，生產(chǎn)、使用等過程中對生態(tài)環(huán)境和非靶標(biāo)生物產(chǎn)生危害。此外，化學(xué)防治也面臨嚴(yán)重的3R問題。目前，隨著分子生物學(xué)、化學(xué)、農(nóng)藥學(xué)、新材料技術(shù)等學(xué)科的快速發(fā)展，極大地加速了新型殺蟲劑的研發(fā)、應(yīng)用，促使化學(xué)防治朝著高效、環(huán)境友好型方向發(fā)展，不斷滿足生物安全、生態(tài)文明的新要求。

物理防治一直以來都是森林害蟲防治的重要方法，具有成本低、污染小或無污染等優(yōu)點(diǎn)，在森林害蟲防治工作中發(fā)揮重要作用。特別在結(jié)合其他防治方法進(jìn)行害蟲綜合防治方面，物理防治發(fā)揮著重要的作用。

生物防治包括遺傳性生物防治和非遺傳性生物防治兩個部分，在近年森林害蟲防治的研究、應(yīng)用中取得迅猛發(fā)展，具有防治效果好、污染小、成本低等優(yōu)點(diǎn)，是化學(xué)防治、物理防治等不可比擬的，有著廣泛的研究應(yīng)用前景。在我國，遺傳性生物防治是新近發(fā)展起來的利用遺傳學(xué)手段進(jìn)行害蟲的控制，專一性較強(qiáng)；而非遺傳性生物防治的研究應(yīng)用相對較早，目前新型生物藥劑、害蟲天敵的研究利用在森林害蟲防治工作中發(fā)揮著重要作用。生物防治方法有著優(yōu)良的應(yīng)用前景，是森林害蟲無公害防治方法的重要組成部分，我國應(yīng)積極引進(jìn)和研究國外先進(jìn)生物防治手段，從而更好地保障我國森林害蟲無公害防治水平。

總體來講，我國森林害蟲防治方法的研究起步較晚，但科研工作者們克服困難，加大研究力度，取得較快發(fā)展。森林害蟲防治應(yīng)注重多種防治方法相結(jié)合，并以保護(hù)森林生態(tài)系統(tǒng)、生物安全為前提，采取安全、高效、環(huán)保的綜合防治措施。在今后的研究中，應(yīng)結(jié)合分子生物學(xué)，特別是基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)以及高通量篩選等技術(shù)的最新研究成果，加大對森林害蟲防治方法的研究，使森林害蟲的防治朝著生態(tài)、環(huán)保的方向不斷發(fā)展，以獲更優(yōu)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。