鄧 濤,趙 攀,李 靖
(江西省林業(yè)科學(xué)院,江西南昌 330032)
生物技術(shù)主要是應(yīng)用自然科學(xué)、工程學(xué)原理,以動植物和微生物為反應(yīng)器,對物料進(jìn)行加工,以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量提升的一種現(xiàn)代化技術(shù)。目前,專家與學(xué)者對生物技術(shù)的研究,主要集中在對森林、果木等病蟲害的防治領(lǐng)域。近年來,我國的森林覆蓋面積逐年增加,林業(yè)建設(shè)效果立竿見影,但隨之而來的林業(yè)病蟲害卻讓人措手不及。病蟲害嚴(yán)重威脅林木健康生長,需要進(jìn)一步強(qiáng)化生物技術(shù)研究與應(yīng)用,打造成熟的林木病蟲害防治體系。
林木結(jié)構(gòu)單一是誘發(fā)病蟲害的首要因素。隨著植樹造林綠化戰(zhàn)略的推進(jìn),我國森林的面積得以擴(kuò)大,但人工林結(jié)構(gòu)單一,缺乏完善的生態(tài)系統(tǒng),這導(dǎo)致林木整體抵御病蟲害的能力較差,為病蟲害發(fā)生埋下隱患[1]。另外,全球氣候變化增加了病蟲害暴發(fā)的概率。近年來,全球氣候惡化趨勢明顯,這不僅會影響林木長勢,同時也提高了部分病蟲害(如越冬害蟲)的成活率。病原菌數(shù)量增加導(dǎo)致林木病蟲害大范圍蔓延。真菌、細(xì)菌、病毒等具有較大的侵染性,對健康林木進(jìn)行大范圍侵染,導(dǎo)致健康林木在短時間內(nèi)感染病蟲害。若病蟲害防治方法運(yùn)用不當(dāng),真菌、病毒等病原菌數(shù)量持續(xù)增多,且抗藥性提升,會間接導(dǎo)致林木病蟲害的發(fā)生。
傳統(tǒng)的林木病蟲害防治方法主要是化學(xué)法,這種方法雖然具有殺蟲見效快、效率高等優(yōu)點(diǎn),但長期使用會促使部分病蟲害對同類藥劑產(chǎn)生抗藥性,繼而導(dǎo)致藥劑對該類病蟲害的防治效果大大降低[2]。此外,長期使用化學(xué)藥劑會對環(huán)境和生態(tài)產(chǎn)生一定的負(fù)面影響,而采用生物技術(shù)進(jìn)行病蟲害防治則能有效規(guī)避以上缺陷,在提高防治效果的同時盡可能減少對環(huán)境的破壞。生物技術(shù)具有較高的生態(tài)效益價(jià)值。與化學(xué)防治法不同,生物技術(shù)在運(yùn)用的過程中,不僅不會對區(qū)域內(nèi)其他動物、植物群落、水域等產(chǎn)生不利影響,更不會影響整個生態(tài)系統(tǒng)的平衡,其生態(tài)效益價(jià)值顯著。生物技術(shù)還具有病蟲害防治效果好、效果持續(xù)時間長等優(yōu)勢。利用昆蟲天敵防治、生物酶防治、生物農(nóng)藥防治等方式進(jìn)行林木病蟲害防治,能達(dá)到良好的防治效果,長期使用還能促進(jìn)林區(qū)生物鏈及防治群體構(gòu)建,形成病蟲害長效防治機(jī)制。
微生物防治手段主要是利用微生物制劑(活性益生菌)使細(xì)菌、真菌等進(jìn)入害蟲體內(nèi),以達(dá)到消滅害蟲的目的[3]。將微生物制劑噴施至樹葉,當(dāng)害蟲蠶食樹葉時,細(xì)菌、真菌等便會隨著葉片進(jìn)入害蟲體內(nèi),并在害蟲體內(nèi)進(jìn)行迅速繁殖,直至將其殺死。在林木病蟲害防治中,白僵菌、蘇云金桿菌、病毒殺蟲劑等是較為常見的活性益生菌類型,這些活性益生菌在防治松毛蟲、松天牛、白蛾、柳天蛾等一些害蟲時十分有效,且不會對人體產(chǎn)生危害。
目前白僵菌在防治林木病蟲害時最為常見,但該菌類對林業(yè)環(huán)境的要求較高,如果林區(qū)環(huán)境未達(dá)到相應(yīng)指標(biāo)的要求,白僵菌的防治效果將大受影響。例如,森林濕度超過90%,且溫度保持在18~25 ℃,白僵菌才能有效殺死害蟲,不滿足這一條件,白僵菌的效果將無法發(fā)揮。因此,在進(jìn)行病蟲害防治時,應(yīng)根據(jù)林區(qū)環(huán)境特征選擇合適的菌類進(jìn)行微生物防治,以確保防治效果。蘇云金桿菌能產(chǎn)生大量毒素,這些毒素可麻痹害蟲腸道,使其不能有效活動或正常進(jìn)食,在這一過程中,其他微生物會大量進(jìn)入害蟲血腔內(nèi),加速害蟲的死亡。在使用蘇云金桿菌時,為保證藥劑的質(zhì)量,國家相關(guān)質(zhì)檢部門要嚴(yán)格檢查,剔除質(zhì)量不合格藥劑,防止其流入市場,確保藥劑在病蟲害防治時可發(fā)揮效用。
為解決化學(xué)農(nóng)藥毒性大、易殘留、環(huán)保指數(shù)低的問題,可在生物防治中運(yùn)用生物農(nóng)藥[4]。生物農(nóng)藥的類型較多,一般包括植物性農(nóng)藥、微生物活性農(nóng)藥、動物性農(nóng)藥等多種類型。相較于普通的農(nóng)藥,生物農(nóng)藥的毒性極低,危害性不大,不僅不會威脅人、動物的生命健康,而且不會威脅一些天敵生物的生存,能很好地維持生態(tài)平衡。另外,從病蟲害防治藥效上來說,生物農(nóng)藥的防治效果并不遜色于一般農(nóng)藥,故其在病蟲害防治領(lǐng)域備受青睞。
新時期,生物農(nóng)藥在林木病蟲害防治領(lǐng)域得到了廣泛普及。相關(guān)實(shí)踐研究表明,生物農(nóng)藥防治技術(shù)可高效殺滅害蟲,并且對環(huán)境不構(gòu)成威脅與破壞,但在使用生物農(nóng)藥進(jìn)行防治時,為保證其效果,需要關(guān)注林區(qū)的溫度、濕度、天氣等因素,并結(jié)合這些因素進(jìn)行生物農(nóng)藥的實(shí)施。1)噴施農(nóng)藥的溫度需保持在20 ℃以上。在生物農(nóng)藥的活性成分中,蛋白質(zhì)晶體、芽孢不可或缺,這些成分對溫度極為敏感。如果溫度達(dá)不到相應(yīng)要求,不僅蛋白質(zhì)晶體的活性作用受限,芽孢的繁殖速度也將受到影響,20 ℃以上是最適宜生物農(nóng)藥噴施的溫度條件。2)生物農(nóng)藥藥效受林區(qū)濕度、天氣影響。一般來說,早上或晚上實(shí)施粉狀菌類農(nóng)藥濕度最好,藥效也能達(dá)到最佳發(fā)揮效果。生物農(nóng)藥實(shí)施應(yīng)避開降雨天氣,以免生物農(nóng)藥菌液受雨水沖蝕而失去藥效。
每一個生物體內(nèi)都存在酶這一物質(zhì),能有效維持生物的新陳代謝活動,確保生物正常生長。在林木病蟲害防治過程中,可采用生物酶防治技術(shù)(一般是利用蛋白酶抑制劑)來破壞害蟲體內(nèi)的蛋白酶成分,以此來抑制林木害蟲的正常新陳代謝活動,使害蟲因生命體征被干擾、生長發(fā)育受損而死亡。在林業(yè)發(fā)展中,生物酶防治技術(shù)目前已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用,其效果也較為顯著。為了充分發(fā)揮生物酶的病蟲害防治效果,相關(guān)人員要加強(qiáng)生物酶技術(shù)在林業(yè)發(fā)展實(shí)踐中的應(yīng)用研究,并將其通過多種方式應(yīng)用于林業(yè)的發(fā)展。例如,多糖生物酶誘抗肽技術(shù)可加強(qiáng)生物酶的生產(chǎn),對林木植物的內(nèi)部組織進(jìn)行修復(fù),盡快殺死林木植物內(nèi)的病原體,提高其對病蟲害的免疫力,是利用生物酶技術(shù)進(jìn)行林木病蟲害防治的一種有效手段[5]。
病蟲害天敵防治法又稱以蟲治蟲法,能有效防治林木病蟲害。自然界中的動植物都處于一定的食物鏈中,通過將捕食害蟲的益蟲引入食物鏈,不僅可對害蟲進(jìn)行防治,還能促進(jìn)整個林區(qū)生態(tài)的平衡發(fā)展,繼而形成一種對害蟲進(jìn)行長期控制消殺的局面。為了確保以蟲治蟲方法的防治效果,工作人員應(yīng)根據(jù)林區(qū)內(nèi)林木病蟲害的類型、特點(diǎn)及林業(yè)氣候條件等,合理選擇病蟲害的天敵。
1)天敵昆蟲繁殖能力要強(qiáng)、產(chǎn)卵量要大、交配率要高。為抑制林區(qū)內(nèi)害蟲的發(fā)展,必須盡快形成一種天敵昆蟲種群,讓天敵昆蟲以絕對性的數(shù)量、規(guī)模優(yōu)勢來對抗害蟲。在選擇昆蟲天敵時,較強(qiáng)的繁殖力、較大的產(chǎn)卵量等是必然要求。2)天敵昆蟲的搜索力要強(qiáng)。搜索能力強(qiáng)的天敵昆蟲能盡快確定害蟲的位置,并在較短的時間內(nèi)展開對害蟲的搜捕與消殺。例如,針對松毛蟲這一頑固型的林木蟲害,可引入相當(dāng)數(shù)量的赤眼蜂、寄生蠅等這些天敵昆蟲,這些天敵昆蟲的捕食能力極強(qiáng),可迅速對松毛蟲等相關(guān)的害蟲展開捕殺,以降低林區(qū)害蟲的總基數(shù)。3)引入天敵昆蟲要先調(diào)查后引入。在實(shí)際工作中,工作人員要先對林區(qū)的病蟲害類型、基數(shù)、天敵昆蟲等進(jìn)行研究,有針對性地引入螳螂、寄生蠅、瓢蟲等益蟲,以增加林區(qū)益蟲的數(shù)量,用于病蟲害防治。值得注意的是,益蟲的引入應(yīng)適度適量,避免因益蟲過多引入導(dǎo)致生態(tài)失衡。
人工誘殺能有效降低林木病蟲害發(fā)生概率。人工誘殺主要有以下2 種手段。1)植物誘殺。植物誘殺即在林區(qū)內(nèi)種植一些能誘殺害蟲的植物,以達(dá)到誘殺害蟲、保護(hù)林木的目的。例如捕蠅草、誘餌樹等是常見的害蟲誘殺植物,在林木病蟲害防治中,工作人員可在林區(qū)病蟲害發(fā)生較為嚴(yán)重的地區(qū)種植這些植物,以達(dá)到對蚜蟲、毛毛蟲、楊干象及桑天牛等害蟲的捕食。2)人工信息素誘殺。人工信息素誘殺就是人為地釋放某類動物的信號,或者人為制造某類特殊物質(zhì),使害蟲在收到信號后相互召集同伴,待害蟲大量聚集在一起后,工作人員可將其集中殺死。由于這一技術(shù)的應(yīng)用需要采集雌雄害蟲的相關(guān)信息,并運(yùn)用技術(shù)手段將這些信息傳輸給害蟲群,因而難度較大,技術(shù)尚不成熟,有待進(jìn)一步研究。
受諸多因素影響,近年來我國林木病蟲害發(fā)生率逐年增加,病蟲害類型也日趨多樣化,這已嚴(yán)重威脅到我國林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。生物技術(shù)是一種區(qū)別于化學(xué)防治的新型病蟲害防治方法,其具有效果顯著、效果持續(xù)時間長、環(huán)境污染小等顯著優(yōu)勢。為充分發(fā)揮生物技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢,要對生物技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)研究,并根據(jù)林業(yè)發(fā)展的實(shí)際情況選用科學(xué)的生物技術(shù)防治方法,提高林木病蟲害防治效果,以切實(shí)推進(jìn)我國林業(yè)的生態(tài)化發(fā)展。