生物技術(shù)在森林病蟲害防治中的應(yīng)用

張 旭

(寧陜縣林業(yè)局國有上壩河林場,陜西 安康 711699)

1 概述

隨著人民生活水平的不斷提高,環(huán)保意識(shí)也在不斷增強(qiáng)。為了有效地保護(hù)森林資源,對(duì)病蟲害的控制十分必要。在各種防治措施中,以生物控制技術(shù)最為有效。防治病蟲害的技術(shù)有3種:天敵控制、激素控制和真菌控制。這3種措施,可以很好地解決森林病蟲害的問題,使其在很大程度上免遭病蟲的侵襲［1］。采用生物控制技術(shù),既能保證森林生態(tài)環(huán)境的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展,又能防止對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境造成損害,為森林提供長期有效的保護(hù)。與傳統(tǒng)的林業(yè)害蟲控制手段相比,生物控制技術(shù)不會(huì)對(duì)森林物種產(chǎn)生破壞,而且具有很好的控制效果,是一種十分有效的措施。因此,開展林業(yè)病蟲害生物控制技術(shù)的研究是十分必要的。

2 生物技術(shù)在森林病蟲害防治中的優(yōu)勢(shì)及技術(shù)

2.1 病蟲害防治的優(yōu)勢(shì)

生物技術(shù)在近幾年的發(fā)展中也取得了較好的成果,在這一背景下,對(duì)抗病蟲害的培育工作得到了進(jìn)一步的發(fā)展。利用基因技術(shù)工程,打破了植物間的遠(yuǎn)緣隔閡,為其相關(guān)工作開辟了一條嶄新的道路。但在此階段,由于病蟲害對(duì)生物抗蟲的適應(yīng)性不斷增強(qiáng),對(duì)森林的威脅也越來越大,技術(shù)人員在監(jiān)測(cè)新品種時(shí),很難對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),因此,對(duì)新品種的抗蟲性控制還不夠全面,從而在一定程度上制約了林業(yè)病蟲害防治的發(fā)展。生物控制技術(shù)主要是通過合理利用生物之間的相互制約關(guān)系和生物代謝產(chǎn)物來控制森林病蟲害的發(fā)生,此方法既不會(huì)引起抗藥性,又能避免森林環(huán)境受到蟲害的破壞［2］。由此可見,需要進(jìn)一步完善與合理運(yùn)用現(xiàn)代生物技術(shù)在森林病蟲害的防治,為森林的可持續(xù)發(fā)展提供保障。

生物控制技術(shù)指的是利用生物間的天敵關(guān)系,對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行病蟲害的預(yù)防。其主要優(yōu)勢(shì)是:

①無毒、無殘留量。采用生物控制技術(shù),不會(huì)對(duì)人體、動(dòng)植物造成任何危害,不會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成污染。

②對(duì)病蟲害有很好的控制作用。長期使用,可以建立優(yōu)勢(shì)種群,抑制病蟲害的發(fā)展,從而達(dá)到對(duì)病蟲害的長期控制。

③原料相對(duì)經(jīng)濟(jì)、多樣、易于獲得,有些原料甚至能就地取材,減少了森林病蟲害的管理費(fèi)用［3］。

2.2 防治技術(shù)

①通過對(duì)自然病蟲害的天敵進(jìn)行保護(hù)和培育,為其營造良好的生態(tài)條件。比如,將單一樹種的林木轉(zhuǎn)化為多樹種的混合林,為害蟲的天敵提供了足夠的食物和棲息地。

②在繁殖期,通過補(bǔ)充昆蟲的天敵,主要是捕食、寄生性的昆蟲,可以減少森林病蟲害的發(fā)生。

③引進(jìn)新的昆蟲,增加其天敵的種類和數(shù)量。為了維持當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)平衡,很少有外來物種被引進(jìn),以免種群數(shù)量過少或過多,導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)失衡。不斷地改進(jìn)和創(chuàng)新現(xiàn)代生物技術(shù),避免因天敵的減少而造成其大量繁殖,保證林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展［4］。

3 生物防治技術(shù)在森林病蟲害防治中的應(yīng)用

3.1 生物殺蟲劑控制技術(shù)

與化學(xué)殺蟲劑相比,生物防治既能長期有效地控制病蟲害,又能減少對(duì)周邊環(huán)境和動(dòng)植物的危害,同時(shí)能有效地保護(hù)害蟲的天敵。需要注意的是使用生物殺蟲劑需每年噴灑2次左右,而使用化學(xué)殺蟲劑則需在每一代中噴灑2次以上,生物防治在工作強(qiáng)度有所降低。如某地發(fā)生了大蛾類病蟲害,為有效控制害蟲大面積爆發(fā),使用殺蟲劑對(duì)害蟲進(jìn)行噴灑,使害蟲的防治效果達(dá)到98%,使大娥類病蟲害的危害得以有效的控制［5］。目前,我國病蟲害常用的生物防治有以下幾種。

3.1.1 昆蟲病原細(xì)菌的應(yīng)用

一般來說,害蟲的自然死亡率在80%～99%之間,因微生物感染造成的死亡占絕大多。結(jié)果表明,在不同的環(huán)境中,病原菌對(duì)昆蟲種群的影響是不同的。其中一些病原菌已發(fā)展為微生物殺菌劑,在森林病蟲害防治中能起到很好的控制作用。目前使用最多的生物殺蟲劑為蘇云金芽孢桿菌,能有效地控制森林中的食葉性害蟲［6］。

3.1.2 昆蟲病原真菌的應(yīng)用

目前,我國在微生物農(nóng)藥研發(fā)與生產(chǎn)中,主要使用的殺蟲劑仍以病原原菌為主,能有效地預(yù)防并控制森林病蟲害的發(fā)生。

3.1.3 昆蟲病原病毒應(yīng)用

目前,生物防治技術(shù)中的生物農(nóng)藥是以昆蟲為主要研究對(duì)象,它具有安全、高效、低污染等特點(diǎn),是一種真正的綠色殺蟲劑,目前在防治馬尾松毛蟲時(shí),常用的 DCPV就是利用了昆蟲病原病毒的原理。

3.1.4 昆蟲生長調(diào)節(jié)劑

作為一種特殊的農(nóng)藥,在施用期間,它不會(huì)殺死昆蟲,它會(huì)釋放某種特殊物質(zhì),從而影響到昆蟲的生長發(fā)育,降低其生存能力,使其不能適應(yīng)環(huán)境的變化,造成大規(guī)模的死亡。這種方法既不會(huì)破壞森林的生態(tài)環(huán)境,又能實(shí)現(xiàn)昆蟲數(shù)量的減少,且控制效果比較持久。

3.1.5 植物源農(nóng)藥

植物園種植的基本原則就是通過植物根、莖、葉、花等部位的特殊物質(zhì),通過特定的方式和手段,對(duì)其進(jìn)行改變,從而減少病蟲害的影響［7］。

3.2 赤眼蜂的控制效果

赤眼蜂目前已廣泛應(yīng)用于我國,對(duì)各種病蟲害的防治均具有較好的效果。這是一種能寄生在鱗翅目昆蟲卵中的膜翅目赤眼蜂。赤眼蜂生物防治技術(shù)是在害蟲產(chǎn)卵時(shí)期,投放人工繁殖的害蟲卵期天敵赤眼蜂,利用其自動(dòng)搜尋寄主,并寄生于害蟲卵內(nèi),從而有效的控制害蟲的種群密度,達(dá)到防治目的。目前在我國的湖南,湖北,河南,遼寧,四川,上海等多個(gè)省區(qū)進(jìn)行過害蟲的防治并取得了較好的效果。主要防治的對(duì)象為甘蔗、蘆葦、楊樹和馬尾松等20多種林間害蟲［8］。在防治的過程中它具有以下優(yōu)點(diǎn):①殺蟲目標(biāo)明確,不污染環(huán)境,不傷害天敵,無殘留,不影響農(nóng)民收獲農(nóng)產(chǎn)品。②成本低,與常規(guī)方法相比,成本降低5～10倍。③此種方法的生物防治技術(shù)具有長效性,1～2次的放蜂可多年受益。

3.3 利用鳥類控制害蟲

防治森林病蟲害的最佳途徑是通過對(duì)其天敵的綜合運(yùn)用,從源頭上消除其危害,鳥類是自然界有害生物的主要天敵,以病蟲為食,在抑制害蟲的過程中不僅不污染環(huán)境,而且能長期有效地控制森林病蟲害,同時(shí),有利于生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。目前,病蟲害主要鳥類天敵是杜鵑、啄木鳥等,它們以害蟲為主要食物,有效的保護(hù)了森林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。在防治的過程中,要做好這一工作,首先要對(duì)整個(gè)林區(qū)的病蟲種類以及特點(diǎn)有基本的了解,同時(shí)還要對(duì)森林整體環(huán)境進(jìn)行調(diào)查、分析,并根據(jù)有關(guān)的食物鏈來制定相應(yīng)的計(jì)劃。與其它生物技術(shù)相比,以鳥類控制害蟲是利用自然界的食物鏈來預(yù)防森林病蟲害的發(fā)生,而不是病蟲害已經(jīng)發(fā)生,對(duì)其采取的措施手段［9］。另外,有關(guān)單位、個(gè)人也要加強(qiáng)對(duì)鳥類的保護(hù),防止某些非法群體出于一己之私,隨意宰殺、販賣禽類,造成森林病蟲害、生態(tài)環(huán)境的破害。在特定條件下,使用這些病蟲害的天敵有 3 種方式:

①引進(jìn)某些林區(qū)所沒有的病蟲害生物,使其成為害蟲的天敵。但這樣做會(huì)改變森林食物鏈的結(jié)構(gòu),雖然可以有效地控制森林的病蟲害,但也會(huì)影響到森林的生態(tài)平衡,甚至?xí)?dǎo)致其相關(guān)生物種群的入侵;②通過提高病蟲害的天敵繁殖,提高病蟲害的天敵數(shù)目,有效的解決病蟲害的問題;③合理地保護(hù)該地區(qū)的病蟲害天敵,避免某些因素的干擾,降低了天敵的數(shù)量。

3.4 利用生物酶控制森林害蟲

大多數(shù)生物體內(nèi)都含有一定數(shù)量的蛋白酶抑制劑,它可以維持機(jī)體的正常生理代謝,并且可以有效地抵抗外來的蛋白質(zhì)水解酶,防止機(jī)體受損。近年來,隨著科技水平的不斷提高,生物技術(shù)也在飛速發(fā)展,對(duì)蛋白酶抑制劑的研究也日趨成熟與完善。特別是在病蟲害的控制上,可以有效的抑制害蟲體內(nèi)的蛋白質(zhì),從而造成害蟲體內(nèi)缺乏氨基酸而無法正常生長,最后因環(huán)境的變化而死亡［10］。目前,許多林業(yè)害蟲的防治都是利用生物酶技術(shù),既能抑制害蟲的爆發(fā),又能促進(jìn)植株的正常生長,在日后的防治林業(yè)病蟲害方面會(huì)得到越來越多的應(yīng)用。

3.5 真菌防治

利用真菌來控制害蟲,已被廣泛采用。作為病原菌的微生物,已經(jīng)成為昆蟲病原體中最大的一類群,也是多種農(nóng)、林、衛(wèi)生害蟲的主要天敵［11］。采用此方法之前要對(duì)病蟲害種類進(jìn)行分析,通過實(shí)驗(yàn)得出病原體對(duì)植物致死的成因,并根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果研發(fā)有效控制病原菌的方法。真菌防治與細(xì)菌、線蟲、病毒等不同,它是目前僅有的一種能夠直接穿透宿主細(xì)胞壁并成功入侵的病原體。通過對(duì)植物病害的研究,我們發(fā)現(xiàn),在自然條件下,真菌病害所致的昆蟲死亡率高達(dá)60%,說明了真菌在防治害蟲種群的過程中起著十分重要的作用［12］。真菌具有廣泛寄主群體、安全有效、不傷害天敵、不產(chǎn)生抗性、可連續(xù)控制、容易培育、大規(guī)模生產(chǎn)的特點(diǎn)。在應(yīng)用真菌的過程中,主要有三種:殺螟松桿菌、松毛蟲、青蟲菌。主要采取土壤處理法、誘殺法、噴灑法等措施,并根據(jù)具體情況選用適宜的防治措施。近年來,國內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)真菌進(jìn)行了大量的研究,并取得了較好的成果。真菌防治是一種可用于環(huán)境保護(hù)的生物殺蟲劑,其研究與利用前景十分廣闊。

4 林業(yè)病蟲害的生物技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)及效果

目前,生物防治技術(shù)越來越受到人們的關(guān)注,其發(fā)展趨勢(shì)是:高濃度菌劑、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、多糖生物酶誘抗肽技術(shù)。高濃度的微生物制劑技術(shù),原理主要是由于微量元素和化學(xué)元素拮抗作用的障礙,但是隨著技術(shù)的進(jìn)步,一些高濃度的微生物制劑也開始進(jìn)入市場,并且對(duì)病蟲害的控制起到了一定的作用。其次,轉(zhuǎn)基因技術(shù)已經(jīng)越來越成熟,可以利用基因工程來培養(yǎng)新的作物,減少森林中的殺蟲劑用量,保證周邊環(huán)境不受污染。最后,利用多糖生物酶誘導(dǎo)肽技術(shù),可以迅速的修復(fù)植物的組織,提高植物的免疫力,從而達(dá)到控制病蟲害的目的。近幾年,我國林業(yè)害蟲每年平均發(fā)生354 666.67 hm2,每年造成8.8億元以上的直接經(jīng)濟(jì)損失。殺蟲劑是一種農(nóng)殘高、污染森林環(huán)境、威脅森林生物多樣性的化學(xué)手段。為此,我國積極創(chuàng)新林害防治思想,共同探討以蟲治蟲、菌治蟲、病毒治蟲的生物技術(shù),并利用病毒藥劑對(duì)病蟲害進(jìn)行有效控制。通過多年的跟蹤觀測(cè),發(fā)現(xiàn)病毒生物技術(shù)的防治取得了很好的效果,部分地區(qū)的病原菌已經(jīng)完全在森林中傳播,其天敵數(shù)量得到了有效的控制。采用生物控制技術(shù),既能達(dá)到較好的控制效果,又不會(huì)破壞生態(tài)體系,減少對(duì)環(huán)境的污染。

5 結(jié)語

隨著科技水平的不斷提高,各種科技手段在林業(yè)病蟲害的控制中得到了廣泛的應(yīng)用。在防治工作中,應(yīng)以預(yù)防為主,在保護(hù)生態(tài)環(huán)境的前提下,通過病蟲害綜合防治,充分發(fā)揮各物種間的天敵關(guān)系,采取自然控制措施,實(shí)現(xiàn)生物種群的生態(tài)環(huán)境和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的均衡。因此,有關(guān)部門在防治措施上,不僅要堅(jiān)持運(yùn)用生物控制技術(shù),還要對(duì)其成因進(jìn)行深刻的了解,運(yùn)用現(xiàn)代科技手段,采取相應(yīng)的生物控制手段,以達(dá)到經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益的雙重目的。