林業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展與人類(lèi)生存及社會(huì)經(jīng)濟(jì)、文化有著不可割裂的關(guān)系。然而人類(lèi)在進(jìn)入工業(yè)化時(shí)代后,大肆伐木墾荒,加劇了對(duì)林業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的破壞,導(dǎo)致林業(yè)生態(tài)系統(tǒng)抵御自然災(zāi)害的能力不斷降低。在林木資源遭到破壞的同時(shí),野生動(dòng)物棲息環(huán)境也發(fā)生了變化,造成生物多樣性減少,林業(yè)生態(tài)系統(tǒng)利用自然生物能力預(yù)防和抵抗病蟲(chóng)害的作用也在減弱。不合理用藥導(dǎo)致病蟲(chóng)害抗藥性增加,長(zhǎng)期以往形成惡性循環(huán)。病蟲(chóng)害年年防治、年年復(fù)發(fā),投入資金越來(lái)越多,效果卻越來(lái)越弱。生物防治技術(shù)作為一種基于自然生態(tài)環(huán)境保護(hù)理念的病蟲(chóng)害防治技術(shù),在國(guó)內(nèi)林業(yè)病蟲(chóng)害防治需求日益上升和環(huán)境保護(hù)的雙重背景下,研究生物技術(shù)在林業(yè)病蟲(chóng)害防治中的應(yīng)用對(duì)提升中國(guó)林業(yè)病蟲(chóng)害防治水平有著重要的意義。
1生物技術(shù)概論
生物技術(shù)指人們以現(xiàn)代生命科學(xué)為基礎(chǔ),結(jié)合其他基礎(chǔ)科學(xué)原理,采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段,按照預(yù)先的設(shè)計(jì)改造生物體或加工生物原料,為人類(lèi)生產(chǎn)出所需產(chǎn)品或達(dá)到某種目的。目前,生物技術(shù)的研究方向主要以大自然發(fā)展規(guī)律、生物鏈及生態(tài)環(huán)境關(guān)系等為依據(jù),研究相關(guān)的生物保護(hù)及病蟲(chóng)害防治措施。以林業(yè)病蟲(chóng)害為例,利用蟲(chóng)害天敵關(guān)系來(lái)控制蟲(chóng)害數(shù)量,使林木間生物達(dá)到相對(duì)和諧、平衡的狀態(tài),從而起到防治林業(yè)病蟲(chóng)害和保護(hù)林業(yè)資源的作用。
2中國(guó)林業(yè)病蟲(chóng)害發(fā)展現(xiàn)狀
現(xiàn)階段,中國(guó)林業(yè)面臨著相對(duì)嚴(yán)峻的病蟲(chóng)害防治形勢(shì)。林業(yè)病蟲(chóng)害整體表現(xiàn)出以下特征:(1)受災(zāi)面大,且有明顯的逐年擴(kuò)大趨勢(shì)。(2)病蟲(chóng)害類(lèi)型多,病蟲(chóng)害持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。(3)新型生物入侵,在中國(guó)本土缺乏天敵,導(dǎo)致害蟲(chóng)對(duì)林業(yè)資源破壞嚴(yán)重,造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。如松材線蟲(chóng)、白蛾、蘋(píng)果蠢蛾等。(4)新型病害傳播擴(kuò)散。(5)病蟲(chóng)害造成的直接、間接經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重。(6)病蟲(chóng)害體現(xiàn)地域性特征,部分地區(qū)本土病蟲(chóng)害常年泛濫,且病蟲(chóng)害類(lèi)型多,一般可達(dá)百種。如陜、甘、寧等地區(qū)的光肩星天牛蟲(chóng)害等。(7)森林資源基礎(chǔ)受災(zāi)嚴(yán)重,病蟲(chóng)害集中爆發(fā),快速傳播。傳播速度大于營(yíng)林造林的速度,發(fā)生率超過(guò)50%。(8)突發(fā)性病蟲(chóng)害災(zāi)害處理不及時(shí),導(dǎo)致上升為高等級(jí)危害,或防治不徹底,反復(fù)多次發(fā)生,誘發(fā)次生災(zāi)害等問(wèn)題。
3中國(guó)林業(yè)病蟲(chóng)害防治需求
根據(jù)當(dāng)前中國(guó)林業(yè)病蟲(chóng)害發(fā)生現(xiàn)狀,顯示出林業(yè)病蟲(chóng)害全面、綜合防治的迫切需求。目前,全國(guó)本土病蟲(chóng)害類(lèi)型已經(jīng)超過(guò)400多種,而境外新生有害物種還在不斷傳入中國(guó)。在病蟲(chóng)害防治上,生物防治難度最大。一方面是入侵生物在中國(guó)缺乏天敵,另一方面對(duì)于入侵生物病蟲(chóng)害防治技術(shù)還不了解?;瘜W(xué)農(nóng)藥防治新入侵的病蟲(chóng)害,由于缺少實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),面臨的抗藥性風(fēng)險(xiǎn)較高。因而,生物防治技術(shù)在入侵病蟲(chóng)害防治方面的需求較高。因此,本土病蟲(chóng)害雖然積累了一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),但長(zhǎng)期使用化學(xué)農(nóng)藥難免會(huì)產(chǎn)生依賴性,形成抗藥性,不利于林業(yè)病蟲(chóng)害的防治?;瘜W(xué)農(nóng)藥使用不當(dāng)還會(huì)產(chǎn)生藥物殘留,對(duì)其他生物造成一定影響,不利于維持林間生態(tài)系統(tǒng)的健康與平衡。一旦林間生態(tài)系統(tǒng)的平衡被打破,可能引發(fā)其他次生災(zāi)害。
近些年,無(wú)論是經(jīng)濟(jì)林還是原始森林,病蟲(chóng)害問(wèn)題均十分嚴(yán)重。中國(guó)林業(yè)病蟲(chóng)害發(fā)生范圍正逐步地從西部地區(qū)向中部地區(qū)發(fā)展,甚至向東部地區(qū)遷移擴(kuò)大。雖然控制了大部分外來(lái)病蟲(chóng)害的傳播,但并不能完全防止外來(lái)病蟲(chóng)害傳入本土。整體而言,中國(guó)林業(yè)病蟲(chóng)害防治工作任重而道遠(yuǎn),以自然規(guī)律和生態(tài)環(huán)保為基礎(chǔ)的多樣化生物防治技術(shù)需求日益上升。
4生物技術(shù)在林業(yè)病蟲(chóng)害防治中的應(yīng)用
4.1生物農(nóng)藥
生物農(nóng)藥相對(duì)于化學(xué)農(nóng)藥而言,藥物成分為生物活體及代謝產(chǎn)物,是一種安全性相對(duì)更高的農(nóng)藥,長(zhǎng)期使用不會(huì)產(chǎn)生抗藥性,對(duì)于水、土壤、大氣等環(huán)境造成的污染幾乎可以忽略不計(jì),更不會(huì)對(duì)人和動(dòng)物產(chǎn)生危害。采用生物農(nóng)藥對(duì)病蟲(chóng)害進(jìn)行消殺,安全性高、經(jīng)濟(jì)性好、無(wú)殘留、污染小。根據(jù)成分提取物可以將生物農(nóng)藥分為以下幾類(lèi):(1)昆蟲(chóng)病原細(xì)菌。(2)昆蟲(chóng)病原真菌病毒。(3)天然生物農(nóng)藥。(4)昆蟲(chóng)病原病毒。目前,已研究上市且實(shí)踐結(jié)果驗(yàn)證應(yīng)用效果較好、生產(chǎn)技術(shù)成熟的生物農(nóng)藥有松毛蟲(chóng)質(zhì)型多角體病毒。生物農(nóng)藥的環(huán)保性特點(diǎn)決定了其良好的應(yīng)用前景。生物農(nóng)藥取材非常廣泛,科學(xué)研究不斷增多。目前,市場(chǎng)上應(yīng)用相對(duì)廣泛的生物農(nóng)藥主要包括以下幾種:
4.1.1細(xì)菌殺蟲(chóng)劑
其機(jī)理是利用胃毒作用,昆蟲(chóng)攝入制劑后,通過(guò)腸細(xì)胞吸收,進(jìn)入體腔和血液,使之感染敗血癥導(dǎo)致全身中毒死亡。目前使用最廣泛的是蘇云金芽孢桿菌殺蟲(chóng)劑,它被應(yīng)用于防治林業(yè)害蟲(chóng),在植物保護(hù)方面發(fā)揮著巨大作用,鱗翅目枯草桿菌、洋蔥球莖病假單胞菌、放射性土壤桿菌、丁香假單胞菌、灰綠鏈霉菌、熒光假單胞菌等都有較好的防治效果。
4.1.2真菌殺蟲(chóng)劑
它以分生孢子附著于昆蟲(chóng)的皮膚,分生孢子吸水后萌發(fā)而長(zhǎng)出芽管或形成附著孢,侵入昆蟲(chóng)體內(nèi),菌絲體在蟲(chóng)體內(nèi)不斷繁殖,造成病理變化和物理?yè)p害,最后導(dǎo)致昆蟲(chóng)死亡。真菌殺蟲(chóng)劑種類(lèi)繁多,例如白僵菌屬、綠僵菌屬、被毛孢屬、蟪霉屬、輪枝擬青霉屬、棒孢霉屬等。
4.1.3昆蟲(chóng)病毒殺蟲(chóng)劑
它是以昆蟲(chóng)作為宿主并在宿主種群中流行傳播的一類(lèi)病毒,主要成分是核酸和蛋白質(zhì),且沒(méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu),病毒侵入昆蟲(chóng)后,核酸在宿主細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行病毒顆粒復(fù)制,產(chǎn)生大量的病毒粒子,促使宿主細(xì)胞破裂,導(dǎo)致昆蟲(chóng)死亡。目前應(yīng)用最多的是NPV(核形多角體病毒)、CPV(質(zhì)形多角體病毒)、GV(顆粒體病毒),其中NPV主要用于林業(yè)等害蟲(chóng)的防治,GV主要用于防治菜青蟲(chóng)、小菜蛾及黃地老虎等。
4.2生物天敵
生物天敵指利用生物間天敵關(guān)系,引入病蟲(chóng)害天敵,構(gòu)建和諧平衡的林間生態(tài)鏈系統(tǒng),從而通過(guò)生物種群間的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系來(lái)打破林間有害生物和有益生物失衡的狀態(tài),維持林間生態(tài)系統(tǒng)的平衡和健康。生物天敵技術(shù)在控制有害生物數(shù)量的同時(shí),還維持了林間生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性,實(shí)現(xiàn)了病蟲(chóng)害防治和生物保護(hù)的雙重作用。目前,林業(yè)病蟲(chóng)害防治中最常采用的方法包括以蟲(chóng)治蟲(chóng)、以鳥(niǎo)治蟲(chóng)技術(shù)。最常引入的益蟲(chóng)包括蟑螂、異色瓢蟲(chóng)、赤眼蜂等。最常引入的鳥(niǎo)類(lèi)包括啄木鳥(niǎo)、杜鵑、大山雀等。引入生物天敵具有經(jīng)濟(jì)性狀好、環(huán)保性強(qiáng)、防治效果周期長(zhǎng)的特點(diǎn)。在引入生物天敵防治蟲(chóng)害時(shí),務(wù)必要做好對(duì)有害生物發(fā)生發(fā)展規(guī)律監(jiān)測(cè)和動(dòng)態(tài)追蹤工作,根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)天敵數(shù)量,保證天敵與益蟲(chóng)、益鳥(niǎo)之間的生態(tài)平衡,提高防治效果。
綜上所述,生物技術(shù)在林業(yè)病蟲(chóng)害防治中的應(yīng)用有效地改善了傳統(tǒng)化學(xué)農(nóng)藥對(duì)林業(yè)生態(tài)系統(tǒng)造成的二次破壞問(wèn)題,在生態(tài)保護(hù)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了病蟲(chóng)害防治目的。它充分應(yīng)用了現(xiàn)代生物技術(shù),從生態(tài)學(xué)角度出發(fā),運(yùn)用多種方法調(diào)控有害生物數(shù)量,使其達(dá)到相對(duì)平衡的狀態(tài),從而維持一定區(qū)域面積內(nèi)林間生物生態(tài)平衡及各類(lèi)生物間的和諧共生。
(新疆維吾爾自治區(qū)瑪納斯縣平原林場(chǎng)左熱古麗·買(mǎi)買(mǎi)提,阿不都瓦哈·艾再孜,買(mǎi)買(mǎi)提庫(kù)爾班·阿力,趙自玉)7FB12FAC-FDC8-4ADA-8210-920B3E7AECA6