林業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展與人類生存及社會經(jīng)濟、文化有著不可割裂的關(guān)系。然而人類在進入工業(yè)化時代后,大肆伐木墾荒,加劇了對林業(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,野生動物棲息環(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)防和抵抗病蟲害的作用也在減弱。不合理用藥導(dǎo)致病蟲害抗藥性增加,長期以往形成惡性循環(huán)。病蟲害年年防治、年年復(fù)發(fā),投入資金越來越多,效果卻越來越弱。生物防治技術(shù)作為一種基于自然生態(tài)環(huán)境保護理念的病蟲害防治技術(shù),在國內(nèi)林業(yè)病蟲害防治需求日益上升和環(huán)境保護的雙重背景下,研究生物技術(shù)在林業(yè)病蟲害防治中的應(yīng)用對提升中國林業(yè)病蟲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,采用先進的科學(xué)技術(shù)手段,按照預(yù)先的設(shè)計改造生物體或加工生物原料,為人類生產(chǎn)出所需產(chǎn)品或達到某種目的。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)的生物保護及病蟲害防治措施。以林業(yè)病蟲害為例,利用蟲害天敵關(guān)系來控制蟲害數(shù)量,使林木間生物達到相對和諧、平衡的狀態(tài),從而起到防治林業(yè)病蟲害和保護林業(yè)資源的作用。
2中國林業(yè)病蟲害發(fā)展現(xiàn)狀
現(xiàn)階段,中國林業(yè)面臨著相對嚴(yán)峻的病蟲害防治形勢。林業(yè)病蟲害整體表現(xiàn)出以下特征:(1)受災(zāi)面大,且有明顯的逐年擴大趨勢。(2)病蟲害類型多,病蟲害持續(xù)時間長。(3)新型生物入侵,在中國本土缺乏天敵,導(dǎo)致害蟲對林業(yè)資源破壞嚴(yán)重,造成嚴(yán)重的經(jīng)濟損失。如松材線蟲、白蛾、蘋果蠢蛾等。(4)新型病害傳播擴散。(5)病蟲害造成的直接、間接經(jīng)濟損失嚴(yán)重。(6)病蟲害體現(xiàn)地域性特征,部分地區(qū)本土病蟲害常年泛濫,且病蟲害類型多,一般可達百種。如陜、甘、寧等地區(qū)的光肩星天牛蟲害等。(7)森林資源基礎(chǔ)受災(zāi)嚴(yán)重,病蟲害集中爆發(fā),快速傳播。傳播速度大于營林造林的速度,發(fā)生率超過50%。(8)突發(fā)性病蟲害災(zāi)害處理不及時,導(dǎo)致上升為高等級危害,或防治不徹底,反復(fù)多次發(fā)生,誘發(fā)次生災(zāi)害等問題。
3中國林業(yè)病蟲害防治需求
根據(jù)當(dāng)前中國林業(yè)病蟲害發(fā)生現(xiàn)狀,顯示出林業(yè)病蟲害全面、綜合防治的迫切需求。目前,全國本土病蟲害類型已經(jīng)超過400多種,而境外新生有害物種還在不斷傳入中國。在病蟲害防治上,生物防治難度最大。一方面是入侵生物在中國缺乏天敵,另一方面對于入侵生物病蟲害防治技術(shù)還不了解。化學(xué)農(nóng)藥防治新入侵的病蟲害,由于缺少實踐經(jīng)驗,面臨的抗藥性風(fēng)險較高。因而,生物防治技術(shù)在入侵病蟲害防治方面的需求較高。因此,本土病蟲害雖然積累了一定的實踐經(jīng)驗,但長期使用化學(xué)農(nóng)藥難免會產(chǎn)生依賴性,形成抗藥性,不利于林業(yè)病蟲害的防治?;瘜W(xué)農(nóng)藥使用不當(dāng)還會產(chǎn)生藥物殘留,對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,無論是經(jīng)濟林還是原始森林,病蟲害問題均十分嚴(yán)重。中國林業(yè)病蟲害發(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)遷移擴大。雖然控制了大部分外來病蟲害的傳播,但并不能完全防止外來病蟲害傳入本土。整體而言,中國林業(yè)病蟲害防治工作任重而道遠,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)病蟲害防治中的應(yīng)用
4.1生物農(nóng)藥
生物農(nóng)藥相對于化學(xué)農(nóng)藥而言,藥物成分為生物活體及代謝產(chǎn)物,是一種安全性相對更高的農(nóng)藥,長期使用不會產(chǎn)生抗藥性,對于水、土壤、大氣等環(huán)境造成的污染幾乎可以忽略不計,更不會對人和動物產(chǎn)生危害。采用生物農(nóng)藥對病蟲害進行消殺,安全性高、經(jīng)濟性好、無殘留、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:(1)昆蟲病原細菌。(2)昆蟲病原真菌病毒。(3)天然生物農(nóng)藥。(4)昆蟲病原病毒。目前,已研究上市且實踐結(jié)果驗證應(yīng)用效果較好、生產(chǎn)技術(shù)成熟的生物農(nóng)藥有松毛蟲質(zhì)型多角體病毒。生物農(nóng)藥的環(huán)保性特點決定了其良好的應(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,市場上應(yīng)用相對廣泛的生物農(nóng)藥主要包括以下幾種:
4.1.1細菌殺蟲劑
其機理是利用胃毒作用,昆蟲攝入制劑后,通過腸細胞吸收,進入體腔和血液,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劑,它被應(yīng)用于防治林業(yè)害蟲,在植物保護方面發(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真菌殺蟲劑
它以分生孢子附著于昆蟲的皮膚,分生孢子吸水后萌發(fā)而長出芽管或形成附著孢,侵入昆蟲體內(nèi),菌絲體在蟲體內(nèi)不斷繁殖,造成病理變化和物理損害,最后導(dǎo)致昆蟲死亡。真菌殺蟲劑種類繁多,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昆蟲病毒殺蟲劑
它是以昆蟲作為宿主并在宿主種群中流行傳播的一類病毒,主要成分是核酸和蛋白質(zhì),且沒有細胞結(jié)構(gòu),病毒侵入昆蟲后,核酸在宿主細胞內(nèi)進行病毒顆粒復(fù)制,產(chǎn)生大量的病毒粒子,促使宿主細胞破裂,導(dǎo)致昆蟲死亡。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)等害蟲的防治,GV主要用于防治菜青蟲、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,引入病蟲害天敵,構(gòu)建和諧平衡的林間生態(tài)鏈系統(tǒng),從而通過生物種群間的競爭關(guān)系來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,還維持了林間生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性,實現(xiàn)了病蟲害防治和生物保護的雙重作用。目前,林業(yè)病蟲害防治中最常采用的方法包括以蟲治蟲、以鳥治蟲技術(shù)。最常引入的益蟲包括蟑螂、異色瓢蟲、赤眼蜂等。最常引入的鳥類包括啄木鳥、杜鵑、大山雀等。引入生物天敵具有經(jīng)濟性狀好、環(huán)保性強、防治效果周期長的特點。在引入生物天敵防治蟲害時,務(wù)必要做好對有害生物發(fā)生發(fā)展規(guī)律監(jiān)測和動態(tài)追蹤工作,根據(jù)實際情況設(shè)計天敵數(shù)量,保證天敵與益蟲、益鳥之間的生態(tài)平衡,提高防治效果。
綜上所述,生物技術(shù)在林業(yè)病蟲害防治中的應(yīng)用有效地改善了傳統(tǒng)化學(xué)農(nóng)藥對林業(yè)生態(tài)系統(tǒng)造成的二次破壞問題,在生態(tài)保護的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了病蟲害防治目的。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),運用多種方法調(diào)控有害生物數(shù)量,使其達到相對平衡的狀態(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)瑪納斯縣平原林場左熱古麗·買買提,阿不都瓦哈·艾再孜,買買提庫爾班·阿力,趙自玉)7FB12FAC-FDC8-4ADA-8210-920B3E7AECA6