新技術與智能技術在現代林業病蟲害防治工作中的應用與實踐成效

摘 要：文章圍繞現代林業病蟲害防治，介紹生物、物理、化學及智能防治等新技術，闡述其原理、優勢及應用情況，如生物防治中天敵昆蟲釋放策略，智能防治設備各參數及功能等。同時分析新技術推廣面臨觀念、成本、效果驗證、服務等挑戰，提出加強培訓、資金扶持、宣傳引導、完善服務體系等對策，旨在助力林業病蟲害防治，推動林業可持續發展。

關鍵詞：現代林業；病蟲害防治；新技術

在當前生態文明建設的大背景下，林業作為生態系統的重要組成部分，其健康發展至關重要。然而，病蟲害的頻發嚴重威脅著林業的可持續發展。傳統防治方法往往依賴化學農藥，不僅污染環境，還可能破壞生態平衡。因此，探索現代林業病蟲害防治新技術，實現高效、環保的防治目標，已成為林業發展的重要議題。本研究旨在介紹當前林業病蟲害防治的新技術，并分析其在推廣過程中面臨的挑戰，進而提出有效的推廣策略，以期為林業病蟲害防治工作提供新的思路和方法。

1現代林業病蟲害防治新技術

1.1生物防治技術

生物防治技術作為現代林業病蟲害防治領域中的一股清流，正以其生態友好、環境可持續的特性，逐漸成為行業內的主流趨勢。在微生物制劑的應用方面，蘇云金芽孢桿菌（Bacillus thuringiensis， Bt）制劑無疑是其中的佼佼者。這種生物農藥通過產生特定的毒素，如δ-內毒素，能夠精準地針對目標害蟲，如松毛蟲、楊樹舟蛾等，造成其腸道細胞破裂而死亡，而對非目標生物，如哺乳動物、鳥類及大部分昆蟲天敵，則基本無害。據國際生物農藥應用組織（IBMA）數據顯示，Bt制劑在全球林業害蟲防治中的應用面積已超過1億公頃，且其選擇性和安全性得到了廣泛認可。植物源農藥的開發是生物防治技術中的另一大創新點。這類農藥源自植物提取物，含有對害蟲具有威懾、拒食或生長調節作用的天然化合物，如除蟲菊素。除蟲菊素是從除蟲菊植物中提取的一種高效殺蟲劑，其快速降解性使得它在環境中的殘留極低，對環境的影響微乎其微。根據美國環保署（EPA）的研究報告，除蟲菊素在土壤中的半衰期僅為數天至數周，遠低于許多傳統化學農藥。此外，植物源農藥的多樣性也為害蟲防治提供了更多選擇，如苦楝素對蚜蟲的拒食作用，印楝素對多種害蟲的生長調節作用等，均展現了良好的防治效果。天敵昆蟲的釋放策略，在生物防治技術中也占據著重要地位。通過精確監測害蟲種群動態，結合害蟲生活史和天敵昆蟲的生物學特性，科學家們能夠確定最佳的天敵釋放時機和比例，以實現對害蟲種群的有效控制。近年來，基因編輯技術如CRISPR-Cas9的興起，更為天敵昆蟲的改良提供了可能[1]。通過基因編輯，可以增強天敵昆蟲的抗逆性、捕食效率和對特定害蟲的專一性，從而提高生物防治的效率和穩定性。例如，通過基因編輯提高寄生蜂對害蟲的寄生率，可使害蟲種群密度顯著降低，這一技術在實驗室階段已取得顯著成果，未來有望應用于實際生產中。

1.2物理防治技術

物理防治技術，以其直接、快速且對環境影響小的特點，在現代林業病蟲害防治中發揮著不可替代的作用。高溫處理技術，如太陽能加熱或蒸汽處理，通過對木材和土壤進行高溫消毒，可以有效消滅隱藏的害蟲及病原體。研究表明，將木材加熱至55～60℃并保持2～4小時，或采用蒸汽處理至木材中心溫度達到60℃并保持1小時，可以殺死木材中99%以上的害蟲和病原菌，同時保持木材的物理性質和機械強度不受損害。聲波和光波的應用是物理防治領域中的另一項創新。特定頻率的聲波，如20～50kHz的超聲波，能夠干擾害蟲的交配行為，減少害蟲繁殖率。而特定波長的光，如紫外線-C（UVC，波長為200～280nm）和紅外線，能夠破壞害蟲的生理機能，如影響其視覺系統、干擾遷徙和產卵行為。隨著LED技術的進步，光波防治的應用變得更加節能和高效。LED燈能夠精確控制光的波長和強度，通過調節光的參數，可以實現對害蟲的精準控制，同時避免對非目標生物的影響。種子和苗木的輻射處理技術是物理防治中的一個重要分支。通過低劑量輻射，如γ射線或電子束，可以滅活種子和苗木中的病原體和蟲卵，而不會損害植物本身的生理活性[2]。輻射劑量的精確控制是這一技術的關鍵，通常控制在0.1～0.5kGy，既能達到防治效果，又能避免對植物造成潛在傷害。根據國際原子能機構（IAEA）的數據，全球已有超過50個國家在使用輻射處理技術進行種子和苗木的處理，有效提高了種子的健康度和出苗率。

1.3化學防治技術新進展

化學防治技術新進展體現在多個方面。新型化學農藥，像基于天然產物的仿生合成農藥，以從植物源提取的活性成分作為先導化合物，運用有機合成化學手段，通過修飾其官能團、構建新的化學結構來優化性能。例如，吡蚜酮（C10H11N5O）、噻蟲嗪（C8H10ClN5O3S）這類仿生合成農藥，對同翅目害蟲的半數致死濃度（LC50）可低至每升幾毫克水平，展現出高效選擇性毒性。它們的化學結構使其具備良好的環境友好性，在土壤中，其水解半衰期大多為10～30天，在水體里光解半衰期為7～20天，相較于傳統農藥，能更快地通過微生物作用、水解等途徑降解，避免在生態系統中大量累積，進而降低對環境的不良影響，推動化學防治朝著更科學環保的方向發展。靜電噴霧技術作為創新的化學防治技術，有著獨特的作用原理與優勢。其核心在于利用高壓靜電發生器產生強度為30～50kV/cm的靜電場，使農藥霧滴帶上電荷，常見霧滴粒徑可控制在100～300μm?；趲靵龆?，帶電荷的霧滴通過靜電吸附作用，能以更優的附著角度和力度，均勻地附著在植物葉片表面。經專業的田間藥效試驗研究發現，運用該技術后，農藥的沉積量相比傳統噴霧方式可提高30%～40%。同時因霧滴受電場力作用，其飄散范圍大幅縮小，在距離噴頭2m左右的區域外，農藥漂移量能降低約60%，顯著減輕了對周邊環境的污染。而且在山地、坡地等復雜地形的林地中，即便存在地形起伏、植被遮擋等情況，它也能精準噴霧，為病蟲害防治給出有效應對之策。

2林業病蟲害防治智能技術

2.1物聯網監測技術

物聯網監測技術在現代林業病蟲害防治中有著獨特且關鍵的應用。在傳感器部署方面，會依據林地面積、地形地貌及主要病蟲害種類等因素，進行合理布局。例如，對于面積達1000hm2且地勢較為平坦、以松毛蟲為主要防治對象的針葉林，通常每10hm2會設置一個溫濕度傳感器，其精度能達到±0.5℃和±3%RH，精準監測林間環境溫濕度，因為松毛蟲的生長繁殖與溫濕度密切相關。同時，每20公頃設置一個害蟲誘捕傳感器，這類傳感器可利用特定波長的光波（如波長為365nm的紫外光誘捕燈）吸引害蟲，其誘捕范圍可達半徑5m左右，通過對誘捕到的害蟲數量及種類進行實時統計分析，判斷害蟲的種群動態。數據傳輸方面，多采用低功耗廣域網（LPWAN）技術，像LoRaWAN通信協議，其傳輸距離可達數千米，能保證傳感器采集的數據穩定、高效地傳輸到基站。傳輸頻率可設置為每15分鐘一次，確保數據的及時性與連貫性。在數據處理環節，接收端的物聯網平臺具備強大的數據解析能力，可將不同傳感器傳來的原始數據轉化為直觀的可視化圖表，比如將溫濕度數據繪制成實時變化曲線，將害蟲數量數據以柱狀圖按日、周、月等周期展示[3]。平臺還能依據預設的病蟲害發生閾值進行智能預警，比如當某區域連續3天每平方米面積所誘捕到的松毛蟲數量超過5只這一閾值時，便立即向管理人員發送預警信息，提示可能出現松毛蟲暴發的情況，以便及時采取相應防治措施。另外，物聯網監測技術還支持遠程控制功能，管理人員能通過手機端或電腦端遠程操控部分傳感器，如調整誘捕燈的開關時間、光波波長等參數，使其更好地適應不同階段病蟲害監測的需求，從而實現對林業病蟲害的精準、實時監測，為后續防治工作提供有力的數據支撐。

2.2大數據與人工智能預測

大數據與人工智能預測在數據收集方面，會整合多維度的數據來源。從氣象數據來看，會涵蓋過去至少5年、以林地所在區域為單位、精度達到0.1℃的日平均氣溫、降水量、風速等信息，因為這些氣象因素對病蟲害的滋生、傳播影響顯著。同時，還會收集林地內不同監測點詳細的植被生長數據，包括樹木的胸徑變化精確到毫米級、葉片葉綠素含量精確到毫克每克等，這些能反映樹木健康狀態的數據是分析病蟲害發生風險的重要依據。另外，關于病蟲害歷史發生情況的數據也極為關鍵，會記錄諸如每種害蟲歷年的首次發現時間、暴發規模精確到每百株樹木的害蟲數量等。對于人工智能預測模型構建，常采用深度學習算法中的卷積神經網絡（CNN），其卷積核大小設置為3×3或5×5，步長設為1或2等不同參數組合，以更好地提取數據特征。在訓練階段，會使用海量且經過嚴格標注的數據進行訓練，訓練輪次一般設定為100～500次，通過不斷調整模型的權重參數，使其達到最優的預測性能[4]。在預測應用中，模型能夠提前1～3個月對林業病蟲害的發生概率做出預測，預測準確率在80%以上。比如針對松材線蟲病這種危害較大的病害，模型能依據輸入的當季氣象數據、周邊林地已有的發病情況及目標林地的植被生長數據等，輸出具體的發病風險概率，精確到小數點后兩位。一旦預測到發病概率超過設定閾值（如30%），便會觸發預警機制，提示管理人員提前安排相應的防治措施，像調整生物防治中天敵昆蟲的投放計劃，或者準備化學防治所需的藥劑等，從而實現精準、提前防控林業病蟲害，保障林業健康發展。

2.3智能防治設備

以智能噴霧機器人為例，它的行走系統機動性十分出色，采用四輪驅動模式來保障運行。其單個輪子的承載能力高達500kg，這賦予它強大的適應能力，像林地中坡度在30°以內的坡面，或是那些坑洼不平且布滿樹根凸起的復雜地面，它都能順利通行，為林業病蟲害防治作業提供了可靠的移動保障。機器人的行駛速度可在0.5～2m/s這一范圍靈活調節，以此確保在林間穩定且高效地移動作業。其配備的噴霧系統有著精確的流量控制功能，噴液流量可精準調控在每分鐘1～10L/min，通過高精度的噴頭，霧滴粒徑能控制在50～200μm，如此既能保證農藥均勻覆蓋在植物表面，又能最大限度地減少農藥浪費。而且噴霧機器人內置的傳感器可實時監測周圍環境濕度，精度達±3%RH，當濕度超出預設的適宜噴灑范圍（如相對濕度大于85%或小于40%）時，會自動暫停作業，避免不良環境影響防治效果。智能誘蟲燈也是常用的智能防治設備，其光源采用特制的LED芯片，發出的光波波長集中在365～400nm，這一范圍的波長對多數害蟲有著極強的吸引作用。誘蟲燈的功率為15～30W，在保障誘蟲效果的同時兼顧節能。燈體周圍設有電網，電網電壓可穩定維持在2000～3000V，害蟲被燈光吸引，靠近后就能瞬間被擊殺，有效減少害蟲數量。誘蟲燈帶有計數功能，能精確統計每小時誘捕到的害蟲數量，誤差控制在5%以內，通過數據傳輸模塊將信息實時傳至管理終端，便于管理人員依據害蟲數量變化趨勢來評估防治成效，調整后續防治策略[5]。還有智能無人機撒藥裝置，其藥箱容量可達10～20L，通過精準的飛控系統，飛行高度可在1～10m按需調整，飛行精度控制在水平方向±0.5m、垂直方向±0.3m內，確保農藥能精準撒布到目標區域，全方位助力林業病蟲害的高效防治。

3新技術推廣面臨的挑戰與對策

在挑戰方面，技術普及難源于林農傳統觀念根深蒂固，習慣使用熟悉的化學防治手段，對新的生物、智能等防治技術缺乏了解，且部分新技術操作相對復雜，需要一定專業知識，這讓林農望而卻步。成本高是一大阻礙，像智能防治設備購置費用不菲，且后續維護、升級成本也持續存在，對于資金有限的林業經營主體而言難以承受。接受度低還體現在新技術的效果驗證周期長，比如生物防治中的天敵昆蟲在釋放后，需要較長時間觀察其對害蟲種群的控制成效，林農短時間內看不到明顯效果便不愿采用。服務不完善表現為技術培訓和售后維修等服務未能跟上，林農在使用新技術遇到問題時難以得到及時指導與幫助。針對這些挑戰，加強技術培訓是關鍵，組織專業人員深入林區，以實際案例和現場演示讓林農直觀了解新技術的操作和優勢。資金扶持方面，政府可設立專項補貼，降低林農購置新技術設備成本，同時引導金融機構提供低息貸款。宣傳引導要多樣化，利用線上線下渠道展示新技術成效對比，增強說服力。完善服務體系需搭建技術咨詢平臺，及時解答疑問，并且建立維修服務網絡，保障設備正常運行，從而推動新技術有效推廣。

本研究通過深入探討現代林業病蟲害防治新技術及其推廣策略，不僅豐富了林業病蟲害防治的理論體系，更為實踐提供了可行的指導方案。新技術的推廣與應用，將有效提升林業病蟲害防治的效率和環保性，降低防治成本，促進林業的可持續發展。以后的工作中應進一步加強技術研發與創新，完善技術推廣服務體系，提高林農對新技術的接受度和應用能力，共同推動林業病蟲害防治工作邁向新的高度。同時政府和社會各界也應給予更多關注和支持，共同守護我們的綠色家園。

參考文獻：

[1]張俊林.現代林業病蟲害防治新技術及其推廣策略[J].河南農業，2024（8）∶41-43.

[2]劉玉艷.現代林業病蟲害防治新技術及其推廣策略[J].農業災害研究，2022，12（3）∶194-196.

[3]梁海森.現代林業病蟲害防治新技術及其推廣策略探討[J].農家科技，2024（7）∶109-111.

[4]劉芳.現代林業病蟲害防治新技術及其推廣策略[J].今日農業，2023（10）∶B21.

[5]李玉祥.現代林業病蟲害防治新技術及其推廣策略[J].文淵（小學版），2020（2）∶317-318.