生物技术在林业病虫害防治中的应用

林业生态系统的发展与人类生存及社会经济、文化有着不可割裂的关系。然而人类在进入工业化时代后，大肆伐木垦荒，加剧了对林业生态系统的破坏，导致林业生态系统抵御自然灾害的能力不断降低。在林木资源遭到破坏的同时，野生动物栖息环境也发生了变化，造成生物多样性减少，林业生态系统利用自然生物能力预防和抵抗病虫害的作用也在减弱。不合理用药导致病虫害抗药性增加，长期以往形成恶性循环。病虫害年年防治、年年复发，投入资金越来越多，效果却越来越弱。生物防治技术作为一种基于自然生态环境保护理念的病虫害防治技术，在国内林业病虫害防治需求日益上升和环境保护的双重背景下，研究生物技术在林业病虫害防治中的应用对提升中国林业病虫害防治水平有着重要的意义。

1生物技术概论

生物技术指人们以现代生命科学为基础，结合其他基础科学原理，采用先进的科学技术手段，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品或达到某种目的。目前，生物技术的研究方向主要以大自然发展规律、生物链及生态环境关系等为依据，研究相关的生物保护及病虫害防治措施。以林业病虫害为例，利用虫害天敌关系来控制虫害数量，使林木间生物达到相对和谐、平衡的状态，从而起到防治林业病虫害和保护林业资源的作用。

2中国林业病虫害发展现状

现阶段，中国林业面临着相对严峻的病虫害防治形势。林业病虫害整体表现出以下特征：（1）受灾面大，且有明显的逐年扩大趋势。（2）病虫害类型多，病虫害持续时间长。（3）新型生物入侵，在中国本土缺乏天敌，导致害虫对林业资源破坏严重，造成严重的经济损失。如松材线虫、白蛾、苹果蠢蛾等。（4）新型病害传播扩散。（5）病虫害造成的直接、间接经济损失严重。（6）病虫害体现地域性特征，部分地区本土病虫害常年泛滥，且病虫害类型多，一般可达百种。如陕、甘、宁等地区的光肩星天牛虫害等。（7）森林资源基础受灾严重，病虫害集中爆发，快速传播。传播速度大于营林造林的速度，发生率超过50%。（8）突发性病虫害灾害处理不及时，导致上升为高等级危害，或防治不彻底，反复多次发生，诱发次生灾害等问题。

3中国林业病虫害防治需求

根据当前中国林业病虫害发生现状，显示出林业病虫害全面、综合防治的迫切需求。目前，全国本土病虫害类型已经超过400多种，而境外新生有害物种还在不断传入中国。在病虫害防治上，生物防治难度最大。一方面是入侵生物在中国缺乏天敌，另一方面对于入侵生物病虫害防治技术还不了解。化学农药防治新入侵的病虫害，由于缺少实践经验，面临的抗药性风险较高。因而，生物防治技术在入侵病虫害防治方面的需求较高。因此，本土病虫害虽然积累了一定的实践经验，但长期使用化学农药难免会产生依赖性，形成抗药性，不利于林业病虫害的防治。化学农药使用不当还会产生药物残留，对其他生物造成一定影响，不利于维持林间生态系统的健康与平衡。一旦林间生态系统的平衡被打破，可能引发其他次生灾害。

近些年，无论是经济林还是原始森林，病虫害问题均十分严重。中国林业病虫害发生范围正逐步地从西部地区向中部地区发展，甚至向东部地区迁移扩大。虽然控制了大部分外来病虫害的传播，但并不能完全防止外来病虫害传入本土。整体而言，中国林业病虫害防治工作任重而道远，以自然规律和生态环保为基础的多样化生物防治技术需求日益上升。

4生物技术在林业病虫害防治中的应用

4.1生物农药

生物农药相对于化学农药而言，药物成分为生物活体及代谢产物，是一种安全性相对更高的农药，长期使用不会产生抗药性，对于水、土壤、大气等环境造成的污染几乎可以忽略不计，更不会对人和动物产生危害。采用生物农药对病虫害进行消杀，安全性高、经济性好、无残留、污染小。根据成分提取物可以将生物农药分为以下几类：（1）昆虫病原细菌。（2）昆蟲病原真菌病毒。（3）天然生物农药。（4）昆虫病原病毒。目前，已研究上市且实践结果验证应用效果较好、生产技术成熟的生物农药有松毛虫质型多角体病毒。生物农药的环保性特点决定了其良好的应用前景。生物农药取材非常广泛，科学研究不断增多。目前，市场上应用相对广泛的生物农药主要包括以下几种：

4.1.1细菌杀虫剂

其机理是利用胃毒作用，昆虫摄入制剂后，通过肠细胞吸收，进入体腔和血液，使之感染败血症导致全身中毒死亡。目前使用最广泛的是苏云金芽孢杆菌杀虫剂，它被应用于防治林业害虫，在植物保护方面发挥着巨大作用，鳞翅目枯草杆菌、洋葱球茎病假单胞菌、放射性土壤杆菌、丁香假单胞菌、灰绿链霉菌、荧光假单胞菌等都有较好的防治效果。

4.1.2真菌杀虫剂

它以分生孢子附着于昆虫的皮肤，分生孢子吸水后萌发而长出芽管或形成附着孢，侵入昆虫体内，菌丝体在虫体内不断繁殖，造成病理变化和物理损害，最后导致昆虫死亡。真菌杀虫剂种类繁多，例如白僵菌属、绿僵菌属、被毛孢属、蟪霉属、轮枝拟青霉属、棒孢霉属等。

4.1.3昆虫病毒杀虫剂

它是以昆虫作为宿主并在宿主种群中流行传播的一类病毒，主要成分是核酸和蛋白质，且没有细胞结构，病毒侵入昆虫后，核酸在宿主细胞内进行病毒颗粒复制，产生大量的病毒粒子，促使宿主细胞破裂，导致昆虫死亡。目前应用最多的是NPV（核形多角体病毒）、CPV（质形多角体病毒）、GV（颗粒体病毒），其中NPV主要用于林业等害虫的防治，GV主要用于防治菜青虫、小菜蛾及黄地老虎等。

4.2生物天敌

生物天敌指利用生物间天敌关系，引入病虫害天敌，构建和谐平衡的林间生态链系统，从而通过生物种群间的竞争关系来打破林间有害生物和有益生物失衡的状态，维持林间生态系统的平衡和健康。生物天敌技术在控制有害生物数量的同时，还维持了林间生态系统的生物多样性，实现了病虫害防治和生物保护的双重作用。目前，林业病虫害防治中最常采用的方法包括以虫治虫、以鸟治虫技术。最常引入的益虫包括蟑螂、异色瓢虫、赤眼蜂等。最常引入的鸟类包括啄木鸟、杜鹃、大山雀等。引入生物天敌具有经济性状好、环保性强、防治效果周期长的特点。在引入生物天敌防治虫害时，务必要做好对有害生物发生发展规律监测和动态追踪工作，根据实际情况设计天敌数量，保证天敌与益虫、益鸟之间的生态平衡，提高防治效果。

综上所述，生物技术在林业病虫害防治中的应用有效地改善了传统化学农药对林业生态系统造成的二次破坏问题，在生态保护的基础上实现了病虫害防治目的。它充分应用了现代生物技术，从生态学角度出发，运用多种方法调控有害生物数量，使其达到相对平衡的状态，从而维持一定区域面积内林间生物生态平衡及各类生物间的和谐共生。

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