生物技術(shù)在林木病蟲害防治中的應(yīng)用研究

摘要：生物防治是利用生物及其代謝產(chǎn)物防治病蟲害的技術(shù)，近年來在林業(yè)病蟲害防治領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。文章分析了生物技術(shù)應(yīng)用于林木病蟲害防治的重要意義，指出其在滿足生態(tài)環(huán)境保護(hù)與綠色防控的戰(zhàn)略需求、提升林業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力、減少化學(xué)農(nóng)藥使用等方面具有獨(dú)特價(jià)值。本文在剖析生物技術(shù)應(yīng)用中存在技術(shù)與應(yīng)用脫節(jié)、防治效果穩(wěn)定性不足、產(chǎn)業(yè)化體系不健全等問題的基礎(chǔ)上，從生物農(nóng)藥開發(fā)、抗性品種培育、綜合防控體系構(gòu)建等方面提出了生物防治技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用策略，以期為推進(jìn)生物技術(shù)在林木病蟲害防治中的應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：生物防治；林木病蟲害；生物農(nóng)藥；抗性品種；綜合防控

林木病蟲害是威脅林業(yè)健康、制約林業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素。長期以來我國林木病蟲害防治主要依賴化學(xué)農(nóng)藥，雖取得一定防治效果但也帶來了環(huán)境污染、生態(tài)失衡、病蟲抗藥性增強(qiáng)等問題，發(fā)展生物防治技術(shù)，即利用天敵昆蟲、微生物及其代謝產(chǎn)物防治病蟲害，成為林業(yè)病蟲害綠色防控的重要途徑。近年來隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的快速發(fā)展，生物防治從傳統(tǒng)的天敵繁育利用、微生物農(nóng)藥開發(fā)拓展到分子生物學(xué)領(lǐng)域，新型生物農(nóng)藥、抗蟲基因工程等技術(shù)不斷涌現(xiàn)，為林木病蟲害防治注入新的活力。但同時(shí)生物防治技術(shù)推廣中也存在技術(shù)與應(yīng)用脫節(jié)、防治效果不夠穩(wěn)定、產(chǎn)業(yè)化水平不高等問題，亟須加強(qiáng)技術(shù)集成創(chuàng)新，完善保障體系，充分發(fā)揮生物防治的生態(tài)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。基于此，本文在分析生物技術(shù)應(yīng)用于林木病蟲害防治重要意義的基礎(chǔ)上，剖析其中存在的問題，進(jìn)而提出創(chuàng)新應(yīng)用策略，以期為推動(dòng)生物防治技術(shù)在林業(yè)病蟲害防控中的應(yīng)用提供參考[1]。

1 生物技術(shù)應(yīng)用于林木病蟲害防治的重要意義

1.1 生態(tài)環(huán)境保護(hù)與綠色防控的戰(zhàn)略需求

化學(xué)防治林木病蟲害雖然見效快，但大量使用化學(xué)農(nóng)藥會(huì)造成環(huán)境污染、生態(tài)失衡等問題，不符合生態(tài)文明建設(shè)要求。黨的十九大報(bào)告強(qiáng)調(diào)要加快生態(tài)文明體制改革，建設(shè)美麗中國，發(fā)展林木病蟲害生物防治技術(shù)，即利用生物互作、生物制劑等手段防治病蟲害，既能有效控制病蟲為害，又可最大限度減輕對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，是踐行綠色發(fā)展理念、推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的重要舉措。生物防治通過引進(jìn)和利用天敵昆蟲或利用微生物及其代謝產(chǎn)物防治病蟲害，可有效減少化學(xué)農(nóng)藥使用，降低農(nóng)藥殘留，保護(hù)生物多樣性，維護(hù)生態(tài)平衡。例如，利用白僵菌防治松毛蟲，不僅防治效果顯著，而且對(duì)其他生物和環(huán)境無害，在保障松林健康的同時(shí)為維護(hù)生態(tài)環(huán)境、推進(jìn)林業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供了有力支撐。可見大力發(fā)展生物防治，踐行林木病蟲害綠色防控之路，既是生態(tài)文明建設(shè)的迫切需要，也是推進(jìn)林業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇[2]。

1.2 提升林業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力的技術(shù)保障

我國是林業(yè)大國，森林資源在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著不可替代的作用。但近年來，受全球氣候變化、生物入侵等因素影響，林木病蟲害發(fā)生呈多發(fā)、頻發(fā)態(tài)勢(shì)，給林業(yè)可持續(xù)發(fā)展帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。發(fā)展生物防治技術(shù)，利用生物因子調(diào)控病蟲種群，是提升林業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力的重要技術(shù)手段。例如，利用病毒、真菌等微生物殺蟲劑防治林木鱗翅目害蟲，可有效降低蟲口密度控制危害；利用枯草芽孢桿菌等微生物制劑防治松材線蟲病，在江蘇等地取得良好防治效果，為我國松材線蟲病的可持續(xù)防控提供了新思路。

除此之外，發(fā)展抗蟲基因工程培育抗蟲品種，從源頭上控制病蟲為害也是提升林業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力的重要舉措。轉(zhuǎn)基因楊樹、柳樹品種對(duì)多種鱗翅目害蟲表現(xiàn)出較強(qiáng)抗性，為培育抗蟲品種、提高林木自身抗性提供了新途徑。可見運(yùn)用現(xiàn)代生物技術(shù)手段，加強(qiáng)抗蟲品種選育、生物農(nóng)藥創(chuàng)制等關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，對(duì)于增強(qiáng)林木自身抗性、提高病蟲害防控能力、保障林業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[3]。

1.3 減少化學(xué)農(nóng)藥使用的有效途徑

化學(xué)防治在林木病蟲害防控中長期占主導(dǎo)地位，化學(xué)農(nóng)藥使用量大帶來諸多負(fù)面影響。長期頻繁使用化學(xué)農(nóng)藥易使病蟲產(chǎn)生抗藥性，導(dǎo)致防治效果不斷降低加劇病蟲暴發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。發(fā)展生物防治技術(shù)，利用生物及其活性物質(zhì)防治病蟲害，可有效減少化學(xué)農(nóng)藥施用，是減量增效、破解化防困局的重要出路。例如，利用蜂毒素防治美國白蛾，防治效果與常用化學(xué)農(nóng)藥相當(dāng)，且對(duì)天敵昆蟲安全，可減少90%以上的化學(xué)農(nóng)藥用量；利用茶樹菇代謝產(chǎn)物制備生物農(nóng)藥防治檫木潰瘍病，在減少50%多菌靈使用量的同時(shí)，防治效果提高20%以上。此外，生物農(nóng)藥對(duì)靶標(biāo)害蟲專一性強(qiáng)，不易產(chǎn)生抗性，可有效延緩害蟲抗藥性進(jìn)化。以蘇云金桿菌為例，盡管應(yīng)用數(shù)十年，尚未發(fā)現(xiàn)昆蟲產(chǎn)生抗性。可見大力發(fā)展和推廣生物防治技術(shù)，對(duì)于減少化學(xué)農(nóng)藥使用、降低病蟲抗藥性風(fēng)險(xiǎn)、推進(jìn)林木病蟲害防控減量增效具有重要意義。

2 生物技術(shù)在林木病蟲害防治應(yīng)用中存在的問題

2.1 技術(shù)研發(fā)與實(shí)際應(yīng)用存在脫節(jié)現(xiàn)象

近年來我國高度重視生物防治技術(shù)研究，在微生物農(nóng)藥、昆蟲信息素、植物源農(nóng)藥等方面取得一系列創(chuàng)新成果，但成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用滯后，難以有效指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐。究其原因，技術(shù)研發(fā)缺乏應(yīng)用導(dǎo)向，部分研究脫離林業(yè)病蟲害防控一線需求，所開發(fā)的技術(shù)產(chǎn)品難以滿足實(shí)際應(yīng)用要求，科研單位與推廣部門、林業(yè)企業(yè)協(xié)作不夠緊密，成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用缺乏暢通渠道。此外，基層林業(yè)工作者缺乏必要的技術(shù)培訓(xùn)和指導(dǎo)，對(duì)生物防治技術(shù)的科學(xué)內(nèi)涵認(rèn)識(shí)不足、掌握不夠，難以準(zhǔn)確把握防治時(shí)機(jī)和方法，影響了防治效果。

因此林木病蟲害生物防治技術(shù)要從實(shí)驗(yàn)室走向林間，要堅(jiān)持需求導(dǎo)向，緊密結(jié)合區(qū)域病蟲害發(fā)生實(shí)際，有的放矢地開展關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，強(qiáng)化科研單位與企業(yè)的協(xié)同創(chuàng)新，加快先進(jìn)實(shí)用技術(shù)成果轉(zhuǎn)化，完善技術(shù)推廣體系，提升林業(yè)工作者技術(shù)應(yīng)用能力，破解技術(shù)與應(yīng)用“兩張皮”問題[4]。

2.2 生物防治效果穩(wěn)定性不足制約推廣

與化學(xué)防治相比，生物防治對(duì)施用條件要求較高，防治效果容易受到環(huán)境、天敵種群等因素的影響，穩(wěn)定性不足，在一定程度上影響了生物防治技術(shù)的推廣應(yīng)用。例如，利用赤眼蜂防治松毛蟲，由于氣候、寄主種群等因素變化，寄生蜂種群難以穩(wěn)定建立，導(dǎo)致防治效果波動(dòng)較大。利用林木病蟲害天敵昆蟲雖具有生態(tài)安全等優(yōu)勢(shì)，但天敵昆蟲對(duì)溫濕度等環(huán)境條件要求較高，實(shí)際應(yīng)用過程中，天敵種群建立與維持不易，難以充分發(fā)揮其生防功能。此外微生物農(nóng)藥對(duì)施用時(shí)期、施用方法、劑量等要求較嚴(yán)格，基層防治人員技術(shù)水平參差不齊，規(guī)范操作存在難度，也在一定程度上影響了防效穩(wěn)定性。

可見，如何通過施用工藝優(yōu)化、新型制劑研制等手段，提升生物防治效果的穩(wěn)定性和可操作性，是推動(dòng)生物防治規(guī)模化應(yīng)用必須攻克的技術(shù)難題。同時(shí)要加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)與指導(dǎo)，提高一線防治人員的技能水平，減少由于操作不當(dāng)帶來的防效損失。在保障防治效果達(dá)到預(yù)期的同時(shí)，保證可操作性強(qiáng)，這樣生物防治技術(shù)的推廣應(yīng)用之路才會(huì)越走越寬。

2.3 產(chǎn)業(yè)化體系尚未健全影響應(yīng)用深度

生物防治產(chǎn)業(yè)是生物防治技術(shù)推廣應(yīng)用的物質(zhì)基礎(chǔ)。建立健全集科研、中試、生產(chǎn)、經(jīng)營于一體的生物防治產(chǎn)業(yè)體系，對(duì)于保障生物防治技術(shù)規(guī)模化應(yīng)用具有重要意義。然而，當(dāng)前我國生物防治產(chǎn)業(yè)發(fā)展還存在諸多短板：自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品少，關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)品對(duì)外依存度高；產(chǎn)業(yè)政策扶持不夠，缺乏稅收優(yōu)惠、信貸支持等鼓勵(lì)政策，企業(yè)創(chuàng)新積極性不高；市場(chǎng)秩序有待規(guī)范，假冒偽劣產(chǎn)品時(shí)有發(fā)生，擾亂市場(chǎng)，損害企業(yè)利益，影響用戶信心；宣傳推廣不到位，基層林業(yè)工作者和林農(nóng)對(duì)生物防治的認(rèn)知度不高，接受度不強(qiáng)，市場(chǎng)認(rèn)可度有待提高。

上述問題制約了生物防治產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，影響了生物防治技術(shù)的推廣。要想破除產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸，需要政府加大政策引導(dǎo)和扶持力度，加強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，規(guī)范市場(chǎng)秩序優(yōu)化產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境；同時(shí)要加強(qiáng)生物防治科普宣傳，提高公眾對(duì)生物防治的認(rèn)知度和接受度。產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)能夠夯實(shí)，生物防治的市場(chǎng)規(guī)模就能不斷擴(kuò)大，生物防治在林業(yè)病蟲害防控中的比重才會(huì)明顯上升[5]。

3 林木病蟲害生物防治技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用策略

3.1 “智研巧用”的生物農(nóng)藥開發(fā)與應(yīng)用

生物農(nóng)藥是利用微生物及其代謝產(chǎn)物、昆蟲信息素等防治病蟲害的農(nóng)藥制劑，具有高效、安全、環(huán)保等特點(diǎn)。加快新型生物農(nóng)藥創(chuàng)制，提升生物農(nóng)藥應(yīng)用水平，對(duì)于破解林木病蟲害防控中存在的實(shí)際問題具有重要意義。要加快先進(jìn)實(shí)用技術(shù)的推廣，完善生物農(nóng)藥應(yīng)用技術(shù)體系，制定系列生物農(nóng)藥應(yīng)用技術(shù)規(guī)程，明確施藥時(shí)期、施藥方法、用藥量等關(guān)鍵環(huán)節(jié)要求；加強(qiáng)對(duì)基層防治人員的培訓(xùn)指導(dǎo)，規(guī)范其操作行為，提高生物農(nóng)藥施用效果，同時(shí)積極推行“公司+基地”“合作社+農(nóng)戶”等產(chǎn)銷對(duì)接新模式，促進(jìn)生物農(nóng)藥規(guī)模化應(yīng)用。

近年來，利用鏈霉菌異戊二烯基轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移酶代謝產(chǎn)物Ⅲ型PKS基因工程菌株，篩選出一株對(duì)松材線蟲和傳播介體松墨天牛均有很好的防治效果的工程菌株。通過優(yōu)化發(fā)酵條件，提高活性物質(zhì)產(chǎn)量，制備出新型鏈霉菌懸浮劑。田間試驗(yàn)表明，施用該懸浮劑后，松材線蟲死亡率達(dá)85%以上，傳播介體松墨天牛死亡率達(dá)90%以上，且對(duì)松樹無任何毒副作用，有望成為防治松材線蟲病的理想生物農(nóng)藥。目前該項(xiàng)技術(shù)已在浙江、江蘇等松材線蟲病疫區(qū)示范推廣，取得良好防治效果。林業(yè)部門還組織技術(shù)人員深入基層，手把手指導(dǎo)防治人員科學(xué)施藥，提高農(nóng)藥利用率。通過示范引領(lǐng)，帶動(dòng)周邊林區(qū)苗木基地和林場(chǎng)管理人員主動(dòng)學(xué)習(xí)使用鏈霉菌懸浮劑等生物農(nóng)藥，有力促進(jìn)了生物防治在松材線蟲病防控中的規(guī)模化應(yīng)用。

3.2 “基因精調(diào)”的抗性品種培育與推廣

培育和推廣抗病蟲害品種是減少病蟲為害、降低化學(xué)農(nóng)藥使用的根本出路。隨著生物技術(shù)的發(fā)展，利用基因工程、分子標(biāo)記輔助選擇等現(xiàn)代生物技術(shù)手段，培育抗性品種成為可能。強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)化繁育與推廣，統(tǒng)一抗性苗木繁育和管理技術(shù)規(guī)程，保證苗木品質(zhì)；同時(shí)，創(chuàng)新推廣模式強(qiáng)化示范引導(dǎo)，提高抗性品種的應(yīng)用覆蓋面，通過持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新，加快培育和推廣一批高抗性品種，在源頭上遏制病蟲害發(fā)生，推動(dòng)林木病蟲害防控從“化學(xué)防治為主”向“生物防治為主”轉(zhuǎn)變。如利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法，將蘇云金芽孢桿菌Cry1Ac和Cry3A基因?qū)霔顦洌@得對(duì)舞毒蛾、天幕毒蛾、楊小舟蛾等鱗翅目害蟲和天牛幼蟲具有較高抗性的轉(zhuǎn)基因楊樹品系。

一些林場(chǎng)采取“以大擴(kuò)大、以小換大”策略，即在苗圃擴(kuò)繁抗蟲楊樹優(yōu)良無性系，同時(shí)逐步更新改造部分低抗或感蟲林分，大幅提高林區(qū)抗蟲楊樹比例。據(jù)統(tǒng)計(jì)，應(yīng)用抗蟲楊后，林區(qū)鱗翅目害蟲發(fā)生率比常規(guī)品種林降低50%以上，有效減輕了蟲害為害程度，化學(xué)農(nóng)藥使用量也隨之大幅下降。林業(yè)部門還積極開展了技術(shù)培訓(xùn)，提高了林農(nóng)科學(xué)種植抗蟲楊的水平。可以預(yù)見隨著抗蟲楊新品種的不斷推出和規(guī)模化應(yīng)用，其在林木病蟲害綠色防控中必將發(fā)揮越來越大的作用。

3.3 “系統(tǒng)融合”的綜合防控體系構(gòu)建

病蟲害的發(fā)生受害蟲種群、寄主植物、氣候環(huán)境、天敵等多種因素影響，單一防治措施往往難以奏效。因此要堅(jiān)持系統(tǒng)思維、生態(tài)理念，遵循減量化、生物化、生態(tài)化原則，將生物防治與其他防治措施有機(jī)結(jié)合，因“害”制宜地構(gòu)建綜合防控技術(shù)體系；強(qiáng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警，充分利用信息化手段，開展遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，掌握病蟲發(fā)生動(dòng)態(tài)，做到早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)警、早處置。通過綜合防控，多管齊下、標(biāo)本兼治，必將形成“1+1＞2”的防控合力，從根本上控制病蟲為害，促進(jìn)林業(yè)生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)。如在赤松毛蟲綜合防控中，林業(yè)部門堅(jiān)持把生物防治作為主要措施，構(gòu)建了集監(jiān)測(cè)預(yù)警、專業(yè)施藥、天敵利用、撫育管理于一體的綠色防控技術(shù)體系；健全監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，布設(shè)性誘劑誘捕器，及時(shí)掌握成蟲發(fā)生動(dòng)態(tài)，做到心中有數(shù)，加強(qiáng)撫育管理；開展透光撫育疏伐病弱樹，降低林分郁閉度，改善透光通風(fēng)條件，及時(shí)清除枯枝落葉降低越冬蟲源基數(shù)；通過“監(jiān)測(cè)預(yù)警+專業(yè)施藥+天敵利用+撫育管理”綜合防控模式，使赤松毛蟲防治效果明顯提升，林分受害率從防治前的30%降至5%以下，有力保障了赤松林健康生長。目前這一模式已在遼寧、吉林、內(nèi)蒙古等赤松毛蟲多發(fā)區(qū)推廣，為加強(qiáng)重大林業(yè)有害生物綜合治理、促進(jìn)林業(yè)生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)提供了有益借鑒。

4 結(jié)語

隨著人類對(duì)生態(tài)環(huán)境認(rèn)識(shí)的深化，發(fā)展綠色生態(tài)防控、嚴(yán)控化學(xué)農(nóng)藥污染已成為共識(shí)。生物防治技術(shù)以其安全、環(huán)保、高效的特點(diǎn)，在林木病蟲害防控中的地位日益凸顯，應(yīng)用前景廣闊。發(fā)展生物防治，要加強(qiáng)科技創(chuàng)新，依托現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展生物農(nóng)藥、生防制劑；利用基因工程、分子標(biāo)記等先進(jìn)育種技術(shù)加快抗蟲品種選育，培育綠色發(fā)展新動(dòng)能；要建立完善政策扶持、人才培養(yǎng)、科技推廣等保障體系創(chuàng)新運(yùn)行機(jī)制，以優(yōu)化發(fā)展環(huán)境推動(dòng)生物防治在林業(yè)高質(zhì)量發(fā)展中發(fā)揮更大作用。

在新時(shí)代推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的征程中，廣大科技工作者要勇?lián)姑瑥?qiáng)化科技創(chuàng)新，加快成果轉(zhuǎn)化，用現(xiàn)代生物技術(shù)為林木病蟲害防控插上騰飛的翅膀，以“智慧防控、綠色防控”護(hù)航林業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展，為建設(shè)美麗中國、維護(hù)全球生態(tài)安全貢獻(xiàn)智慧和力量！

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