林業(yè)森林病蟲害防控的生物技術(shù)研究

陳忠

摘要 介紹了森林病蟲害的種類及其危害，以及防治現(xiàn)狀，詳細(xì)闡述了生物技術(shù)防治在森林病蟲害防控中的應(yīng)用，分析了國內(nèi)外生物技術(shù)防治研究現(xiàn)狀，通過生物防治劑和轉(zhuǎn)基因技術(shù)在森林病蟲害防控中的應(yīng)用案例分析，說明了生物技術(shù)在該領(lǐng)域的潛力和局限性，并分析了生物技術(shù)在森林病蟲害防控中的發(fā)展趨勢，探討了生物技術(shù)防治在我國林業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞 林業(yè)；森林病蟲害防控；生物技術(shù)

中圖分類號：S763 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：2095–3305（2023）09–0052-03

森林病蟲害是影響森林健康生長的主要因素之一，極大地影響了森林資源保護(hù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。傳統(tǒng)的化學(xué)防治方法不僅會帶來環(huán)境污染問題，還會對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響。而作為一種新型、安全、環(huán)保的防治手段，生物技術(shù)受到了廣泛關(guān)注，旨在系統(tǒng)介紹生物技術(shù)在森林病蟲害防控中的應(yīng)用和發(fā)展趨勢。

1 森林病蟲害及其防治現(xiàn)狀

1.1 森林病蟲害

森林病蟲害是指對森林生長和健康產(chǎn)生危害的各種生物，包括病原菌、病毒、真菌、細(xì)菌、寄生蟲等[1-2]。這些病蟲害通過感染或破壞森林植物的各個部位，直接或間接地對森林生長、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生危害。其危害表現(xiàn)為樹木生長發(fā)育異常、枯萎或死亡，種群結(jié)構(gòu)和生態(tài)系統(tǒng)失衡，甚至危及整個森林的生態(tài)功能及其可持續(xù)利用。

森林病蟲害的種類繁多，不同寄主植物的不同癥狀。其中，森林病害主要包括樹干腐爛病、根腐病、葉枯病等，寄主植物包括松樹、柏樹、桉樹等。森林蟲害主要包括松毛蟲、松材線蟲、毛蟲、蛾類等，寄主植物與森林病害的寄主相似。這些病蟲害會給森林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和功能性造成嚴(yán)重影響，甚至?xí){人類生存環(huán)境的安全。

因此，對于森林病蟲害的認(rèn)識、防治和控制是保護(hù)森林生態(tài)環(huán)境和促使其可持續(xù)利用的重要措施。

1.2 防治現(xiàn)狀

森林病蟲害防治是林業(yè)生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)?，F(xiàn)有的防治手段主要集中在化學(xué)防治和生物防治2個方面，其中化學(xué)防治的使用頻率較高，但可能對環(huán)境和人類健康造成潛在危害，同時還可能導(dǎo)致蟲害和病害的抗藥性增強(qiáng)。生物防治雖然在一定程度上可以降低對環(huán)境的損害，但其防治效果受到天氣、土壤、病蟲害密度等因素的影響，難以保證效果[3]。例如，我國某地區(qū)發(fā)生松毛蟲病害，當(dāng)?shù)卣捎昧舜笠?guī)模的化學(xué)防治措施，但效果并不理想。同時，由于未及時采取措施，病害蔓延至周邊地區(qū)，導(dǎo)致林木損失嚴(yán)重。

此外，由于森林面積廣闊、森林病蟲害種類繁多，預(yù)防監(jiān)測工作難度大，加之監(jiān)測技術(shù)不夠成熟，難以及時發(fā)現(xiàn)和防治病蟲害。因此，對于森林病蟲害的防治現(xiàn)狀，林業(yè)部門需要采取科學(xué)、有效的措施增強(qiáng)防治效果，通過建立健全的防治體系加強(qiáng)預(yù)防監(jiān)測，推廣先進(jìn)的防治技術(shù)，加強(qiáng)宣傳教育，增強(qiáng)公眾的環(huán)保意識等。同時，也需要加強(qiáng)對新技術(shù)、新方法的研究和應(yīng)用，從而不斷提高病蟲害的防治水平[4]。

2 生物技術(shù)防治的優(yōu)勢及其應(yīng)用

2.1 生物技術(shù)防治的概述及其優(yōu)勢

生物技術(shù)防治是指利用天然生物體（如昆蟲、真菌、細(xì)菌、病毒、寄生植物等）或其代表性產(chǎn)物（生物控制劑）來控制農(nóng)林病蟲害的一種防治方法，具有針對性、對環(huán)境友好、持久控制、不會產(chǎn)生抗藥性和可以與化學(xué)防治相結(jié)合等優(yōu)點(diǎn)，具體如下：

第一，相較于傳統(tǒng)化學(xué)防治方式，生物技術(shù)防治對環(huán)境友好、無污染，不會對森林生態(tài)環(huán)境造成危害，可以保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的完整性。

第二，生物技術(shù)防治針對性強(qiáng)、治愈率高，能夠精確地定位病蟲害的位置，針對目標(biāo)害蟲或病原體選擇生物控制劑進(jìn)行防治，防治效果更加顯著，降低對非目標(biāo)生物的影響。例如，近年來南方地區(qū)廣泛推廣的生物制劑“黑巧克力”，可以對森林病蟲害進(jìn)行有效防治，且不會對土壤微生物和其他生態(tài)系統(tǒng)組成成分產(chǎn)生影響。

第三，生物控制劑的作用持久，不僅可以長期控制害蟲或病原體的數(shù)量，減少施藥的次數(shù)；還可以與化學(xué)防治方法相結(jié)合，達(dá)到更好的防治效果，減少化學(xué)農(nóng)藥的使用[5]。

第四，生物控制劑不會產(chǎn)生抗藥性問題，不會導(dǎo)致害蟲或病原體對藥物產(chǎn)生耐藥性，避免濫用藥物問題的出現(xiàn)。

2.2 生物技術(shù)防治在森林病蟲害防控中的應(yīng)用

在森林病蟲害防控中，生物技術(shù)防治也得到了廣泛應(yīng)用。例如，對于松毛蟲等森林毀滅性害蟲，可以采用天敵控制的方法。在北美引入了松毛蟲的天敵——綠松果蜂，通過人工繁殖、增殖和釋放，形成了較為穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，使松毛蟲數(shù)量得到了有效控制。

在防治森林病害方面，微生物防治也發(fā)揮了重要作用。例如，森林常見的白粉菌病，可以通過噴灑拮抗性真菌的孢子，使其侵入白粉菌孢子內(nèi)部，從而達(dá)到控制病害的目的[6]。另外，利用生物肥料、有機(jī)肥等增加土壤肥力，提高森林樹木的抗病能力，也是生物防治的一種手段。

2.3 生物技術(shù)防治存在的問題

在實(shí)際應(yīng)用中，生物技術(shù)防治也存在一些問題，如控制效果不穩(wěn)定、操作復(fù)雜、成本高等。首先，生物控制劑的選擇和繁育過程比較復(fù)雜，需要一定的專業(yè)知識和技術(shù)支持，防治成本較高。其次，由于生物防治劑的特異性，使用過程中需要考慮其對非目標(biāo)生物的影響，以及病蟲害對其產(chǎn)生的抗性，需要綜合考慮多種因素，防治難度較大[7]。最后，生物控制劑在防治過程中可能受到環(huán)境條件等因素的影響，對防治效果也可能產(chǎn)生影響。因此，生物防治在森林病蟲害防控中，需要與其他防治方法相結(jié)合，綜合利用各種手段，不斷優(yōu)化和完善技術(shù)手段，加強(qiáng)研究和推廣，提高防治效率和質(zhì)量，為森林病蟲害防控提供更好的技術(shù)支持。

3 國內(nèi)外生物技術(shù)防治研究現(xiàn)狀

國內(nèi)外對于生物技術(shù)防治研究涉及的領(lǐng)域較為廣泛，從基礎(chǔ)研究到應(yīng)用研究都有所涉及。國內(nèi)研究主要集中在生物防治劑的篩選和應(yīng)用、基因編輯技術(shù)的應(yīng)用等方面，如我國科學(xué)家應(yīng)用基因編輯技術(shù)研究病蟲害抗性相關(guān)基因的功能，進(jìn)一步研發(fā)抗病蟲害新品種。國外研究主要涉及生物防治劑的研發(fā)、基因編輯技術(shù)的應(yīng)用以及轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用等方面，如美國利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)研發(fā)出抗病蟲害的作物品種，被成功應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)[8]。總體而言，國內(nèi)外在生物技術(shù)防治研究方面都取得了一定的進(jìn)展，但仍面臨一些挑戰(zhàn)，需要進(jìn)一步加強(qiáng)研究。

4 生物技術(shù)在森林病蟲害防控中的應(yīng)用案例分析

4.1 生物防治劑的應(yīng)用案例分析

生物防治劑是指利用生物活體或其代謝產(chǎn)物對有害生物進(jìn)行防治的一類農(nóng)藥制劑。以林木害蟲為例，生物防治劑“綠僵菌”在防治松毛蟲、棉鈴蟲、松墨天牛等害蟲方面具有顯著效果。綠僵菌是一種真菌，具有高效的致死作用和廣泛的寄主適應(yīng)性。在實(shí)際應(yīng)用中，將綠僵菌制成菌劑噴灑于林木，能夠有效地控制害蟲數(shù)量，降低害蟲對森林的危害。此外，生物防治劑在森林病害防治方面也得到應(yīng)用，如炭疽病的防治，生物防治劑“鏈格孢菌”能夠有效地控制炭疽病的發(fā)生和蔓延[9]。

然而，生物防治劑在應(yīng)用過程中也存在一些問題：（1）生物防治劑的生產(chǎn)和應(yīng)用成本較高，導(dǎo)致其應(yīng)用范圍受到限制；（2）生物防治劑的使用需要注意劑量、施用時期等具體操作細(xì)節(jié)，否則可能會影響防治效果；（3）生物防治劑的防治效果可能受到氣候、土壤等環(huán)境因素的影響，需要針對具體情況進(jìn)行調(diào)整[10-12]。因此，相關(guān)人員需要加強(qiáng)對生物防治劑的技術(shù)研究和實(shí)踐探索，不斷完善防治體系，增強(qiáng)防治效果。

4.2 轉(zhuǎn)基因技術(shù)在森林病蟲害防控中的應(yīng)用案例分析

轉(zhuǎn)基因技術(shù)在森林病蟲害防控中的應(yīng)用還處于起步階段，目前的應(yīng)用案例相對較少。但已經(jīng)有研究表明，轉(zhuǎn)基因技術(shù)在森林病蟲害防控中具有潛在的應(yīng)用前景。

例如，某些轉(zhuǎn)基因樹種通過基因編輯技術(shù)，可以使其具有抗蟲或抗病的能力。近年來，研究人員成功地將Bt毒素基因?qū)肓藯顦洹⒃粕嫉葮浞N，使得這些樹種具有抗蟲能力。這些轉(zhuǎn)基因樹種不僅可以減少化學(xué)農(nóng)藥的使用，減少對環(huán)境的污染，還可以增強(qiáng)森林病蟲害的防控效果。

然而，轉(zhuǎn)基因技術(shù)在森林病蟲害防控中的應(yīng)用也存在一些問題。例如，轉(zhuǎn)基因樹種的安全性問題一直備受關(guān)注。由于轉(zhuǎn)基因樹種可能會影響生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，因此需要對其進(jìn)行嚴(yán)格的生態(tài)風(fēng)險評估，以確保其安全性。加之轉(zhuǎn)基因技術(shù)的研究和應(yīng)用成本較高，需要更多的資金和技術(shù)支持[13-14]。因此，相關(guān)人員需要進(jìn)一步加強(qiáng)相關(guān)研究，探索更加安全、可行的轉(zhuǎn)基因技術(shù)在森林病蟲害防控中的應(yīng)用。

5 生物技術(shù)在森林病蟲害防控中的發(fā)展趨勢和應(yīng)用前景

5.1 生物技術(shù)在森林病蟲害防控中的發(fā)展趨勢

生物技術(shù)在森林病蟲害防控中具有廣闊的應(yīng)用前景，未來的發(fā)展趨勢主要集中在以下4個方面。

首先，基因編輯技術(shù)已經(jīng)在研究和應(yīng)用中取得了突破性進(jìn)展。CRISPR-Cas9等工具使科學(xué)家能夠精確地編輯生物體的基因，實(shí)現(xiàn)對疾病傳播者的遺傳信息的改變，從而能夠有針對性地研發(fā)抗病蟲害的新品種，或者通過修改害蟲的基因減少其對農(nóng)作物的危害。合成生物學(xué)致力于構(gòu)建新的生物系統(tǒng)，包括合成新的基因組和代謝途徑，可以設(shè)計出效果更好且符合當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)的生物殺蟲劑、抗病毒劑或其他生物防治措施，以更有效地控制病蟲害的傳播[15]。

其次，微生物和植物基因資源的開發(fā)和應(yīng)用也將在生物技術(shù)防治領(lǐng)域得到進(jìn)一步的強(qiáng)化。微生物具有豐富的天然防治能力，可以用于病原體和害蟲，而植物的抗病性和耐逆性也可以通過遺傳改良得到提升。通過利用微生物的益生菌特性和植物的抗性基因，可以制定出更環(huán)保、安全和可持續(xù)的防治方法，減少對化學(xué)農(nóng)藥的依賴，維護(hù)生態(tài)平衡和保護(hù)非目標(biāo)生物。

再次，以信息技術(shù)為基礎(chǔ)的數(shù)字化生態(tài)系統(tǒng)管理系統(tǒng)將逐步普及。這些系統(tǒng)利用傳感器和數(shù)據(jù)采集設(shè)備實(shí)時監(jiān)測土壤、氣象、植物狀態(tài)等參數(shù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，以便提前發(fā)現(xiàn)病蟲害的跡象并進(jìn)行預(yù)警。這種精確的監(jiān)測系統(tǒng)可以幫助農(nóng)民和生態(tài)管理者優(yōu)化防治措施，只在必要時施用農(nóng)藥或采取其他措施，從而提高管理效率，減少資源浪費(fèi)，減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)。

最后，國際合作將成為生物技術(shù)防治的重要趨勢。各國之間的技術(shù)交流和合作可以促進(jìn)資源共享和技術(shù)創(chuàng)新，加速生物技術(shù)防治方法的發(fā)展和推廣應(yīng)用。通過國際合作，不僅可以提高研究和開發(fā)的效率，還可以共同應(yīng)對全球性的生態(tài)和農(nóng)業(yè)問題，促進(jìn)森林健康和可持續(xù)發(fā)展。

5.2 生物技術(shù)防治在我國林業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用前景

生物技術(shù)防治作為一種新興的、環(huán)保的防治手段，在中國的林業(yè)發(fā)展中具有巨大的潛力和廣闊的應(yīng)用前景。隨著社會對生態(tài)環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的要求不斷提高，傳統(tǒng)的化學(xué)農(nóng)藥防治因會污染環(huán)境導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)不穩(wěn)定性而逐漸受到限制。與此相比，生物技術(shù)防治因其綠色環(huán)保、高效、安全等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注和應(yīng)用。目前，我國已經(jīng)建立一套完善的生物防治技術(shù)體系，包括利用天敵昆蟲控制害蟲、生物殺菌劑抑制病害、基因改良的作物抗病蟲害等領(lǐng)域。這些技術(shù)在實(shí)踐中得到了廣泛應(yīng)用，不僅有效減少了農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)中的化學(xué)農(nóng)藥使用量，還減輕了農(nóng)藥對生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響。政府在生物技術(shù)防治領(lǐng)域的支持和投入也逐漸增加，并出臺了財政資金支持、技術(shù)研發(fā)資助、稅收優(yōu)惠政策等一系列政策和措施，以鼓勵和推動生物技術(shù)在林業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，為相關(guān)產(chǎn)業(yè)提供了強(qiáng)有力的支持。

隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，

生物技術(shù)防治在我國的林業(yè)生產(chǎn)中將發(fā)揮越來越重要的作用，為森林健康和可持續(xù)發(fā)展提供強(qiáng)大支持。首先，生物技術(shù)防治將繼續(xù)加強(qiáng)對微生物和昆蟲等天敵的篩選和培育。通過深入研究和創(chuàng)新，科學(xué)家們可以挖掘更多的有益生物資源，如具有高度專一性的天敵或?qū)μ囟êοx具有強(qiáng)大殺蟲效果的微生物，增強(qiáng)生物技術(shù)防治的可行性和效力。其次，研發(fā)新的生物防治劑是未來的重要方向。不斷研發(fā)新的生物農(nóng)藥或生物防治劑，在環(huán)保性、效率和安全性方面不斷創(chuàng)新，更好地應(yīng)對新出現(xiàn)的害蟲或病害，減少對化學(xué)農(nóng)藥的依賴。再次，生物技術(shù)防治體系將不斷完善。開展更多的研究，了解生物防治與其他防治手段的相互作用，形成更全面的綜合防治策略。綜合應(yīng)用生物技術(shù)、化學(xué)技術(shù)、物理技術(shù)，構(gòu)建多層次、多種類的綜合防治體系，增強(qiáng)防治效果，降低害蟲抗性的風(fēng)險。最后，現(xiàn)代信息技術(shù)將進(jìn)一步推動生物技術(shù)防治的應(yīng)用。人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)可以被用于實(shí)時監(jiān)測和預(yù)測病蟲害的傳播，精確施用生物農(nóng)藥，優(yōu)化防治措施，提高防治效率和精度，促使生物技術(shù)防治實(shí)現(xiàn)智能化和可持續(xù)性，保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)和提高林業(yè)產(chǎn)量。

6 結(jié)束語

生物技術(shù)在森林病蟲害防控中的應(yīng)用具有廣闊的前景和發(fā)展空間。在未來的研究中，相關(guān)人員需要充分發(fā)揮生物技術(shù)的優(yōu)勢，通過不斷創(chuàng)新和突破，增強(qiáng)生物防治劑的防治效果，同時加強(qiáng)對生物安全的保護(hù)，避免對生態(tài)系統(tǒng)和人類健康造成不良影響。我國的林業(yè)事業(yè)正處在高質(zhì)量發(fā)展的階段，生物技術(shù)防治將成為我國林業(yè)病蟲害防治的主要手段，生物技術(shù)防治的應(yīng)用將為我國的林業(yè)發(fā)展提供新的動力和支撐，為保障國家森林資源的可持續(xù)發(fā)展作出重要貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫海龍.淺談加強(qiáng)營林工作中森林病蟲害防治的對策[J].種子科技，2022，40 （21）：106-108.

[2] 李冬梅.生物技術(shù)在林業(yè)病蟲害防治中的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)災(zāi)害研究，2023，13（1）：7-9.

[3] 阮昌梅.生物防治技術(shù)在柞水縣森林病蟲害防治中的應(yīng)用[J].特種經(jīng)濟(jì)動植物，2022，25（10）：188-190.

[4] 梁盛華.生物技術(shù)在森林病蟲害防治中的應(yīng)用研究[J].林業(yè)勘查設(shè)計，2022，51 （1）：35-37.

[5] 張蓓.探究生物防治技術(shù)在森林病蟲害防治中的應(yīng)用[J].種子科技，2020，38 （23）：49-50.

[6] 張振全.營林技術(shù)在森林病蟲害防治中的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2019，39（17）：101 -102.

[7] 田鳳芹，李德峰.生物防治技術(shù)在森林病蟲害防治中的應(yīng)用研究[J].農(nóng)業(yè)災(zāi)害研究，2021，11（6）：176-177.

[8] 白斌.營林技術(shù)在森林病蟲害防治中的應(yīng)用[J].種子科技，2021，39（20）：85-86.

[9] 郝英，潘晶，張奎穎.淺析生物防治技術(shù)在森林病蟲害防治中的應(yīng)用[J].種子科技，2020，38（7）：63-64.

[10] 尚健.生物防治技術(shù)在森林病蟲害防治中的應(yīng)用淺析[J].南方農(nóng)業(yè)，2020，14 （14）：63-64.

[11] 康璽文，蘇珍，李春花.營林技術(shù)在森林病蟲害防治中的應(yīng)用[J].廣東蠶業(yè)， 2020，54（9）：97-98.

[12] 高杰.營林技術(shù)在森林病蟲害防治中的應(yīng)用措施[J].林業(yè)科技情報，2019，51 （4）：35-38.

[13] 司慶正.林業(yè)技術(shù)在森林病蟲害防治中的科學(xué)應(yīng)用及保障[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究，2022，28（3）：118-120.

[14] 殷紅燕.生物技術(shù)在林木病蟲害防治中的應(yīng)用研究[J].林業(yè)勘查設(shè)計，2023， 52（1）：74-78.

[15] 左熱古麗·買買提，阿不都瓦哈·艾再孜，買買提庫爾班·阿力，等.生物技術(shù)在林業(yè)病蟲害防治中的應(yīng)用[J].世界熱帶農(nóng)業(yè)信息，2022，60（6）：3-4.

Biotechnology Research on Forest Pest Control in Forestry

Chen Zhong （Xintai State-owned Taiping Mountain Forest Farm， Xintai， Shandong 271200）

Abstract The types and hazards of forest pests and diseases， as well as the current status of prevention and control， were introduced in detail， and the application of biotechnology in the prevention and control of forest pests and diseases was explained in detail， and the status of research on biotechnology control at home and abroad was analyzed. The potential and limitations of biotechnology in this field were explained through the analysis of application cases of biological control agents and transgenic technology in the prevention and control of forest pests and diseases. The development trend of biotechnology in the prevention and control of forest pests and diseases was analyzed， and the application prospect of biotechnology in the development of forestry in China was discussed.

Key words Forestry; Forest pest prevention and control; Biotechnology