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林业害虫防治工作中现代生物技术的应用总结

2024-06-13田金勇

种子世界 2024年5期
关键词:林业

田金勇

摘 要:随着我国林业建设步伐加快,相关部门在高度重视林业资源面积建设的同时,以提升林业质量为基准提出了虫害防治计划。因此,为科学实施林业害虫防治,则需要引进现代生物技术。本文基于此,对我国林业虫害现状加以分析,并探究在林业害虫防治中现有生物技术的主要应用方向,同时根据某地林业害虫防治的实际情况对其所应用到的生物技术进行总结,以期为林业虫害防治提供科学治理参考。

关键词:林业;现代生物技术;害虫防治

现代科学不断发展,为适应林业害虫防治提出了更加有效且兼具环保效果的现代生物技术。基于生物之间的种群特征产生相互制约的作用,从而将现代生物技术引进到林业害虫防治作业中,则能够打造更具科学性与环保性的治理效果,提升害虫防治效率,并实现环境保护。相较于传统林业害虫防治技术,现代生物技术展现出更加显著的优势,因此在林业害虫防治中对其展开合理应用具有重要意义。

1 林业虫害现状

我国森林资源广泛,在不断建设并保护林业资源的过程中,发现了影响林业建设效益的主要问题,多种不同类型的林业虫害泛滥且分布范围较广,在我国不同地区的森林资源中构成了复杂的群落体系,进而对森林生态环境将会产生严重威胁。基于全球视角而言,国内外的众多林业专家与学者纷纷针对于林业虫害中的天牛以及松毛虫等加以关注并展开研究。

这些害虫在林业资源中将会以不同的侵害方式对多种树木资源产生损害,通过啃食树叶与枝干的方式,对树木的自然生长产生不良影响,严重时将会导致树木逐渐死亡。其中天牛通常情况下寄生在硬质树木中,在幼虫以及成虫阶段均对树木进行啃食,幼虫主要寄生于树木的内部组织中,从内向外逐步进行啃食吞噬,从而造成树木风折或枯死[1]。同时林业资源中同样存在着影响树木根系吸收养分与水分的害虫,其对林业整体的生态发育将会产生不良影响。

对我国当前阶段的林业资源分布状况加以研究分析,发现林业环境中的害虫多受到生态因子影响而呈现出差异性的分布状态,并且对树木产生的危害也有所不同。如在气候、森林结构的影响下,皖东地区的林业资源更容易受到林业有害生物危害,基于潮湿温暖的环境,更易于滋生害虫。在治理虫害的过程中,要求做到科学防治,避免采取不当手段对林业资源产生反作用。通过对多种科学的防治手段加以集成之后,我国逐渐演进出了更加先进的生物防治技术。

2 现代生物技术在林业虫害防治中的应用方向

2.1基因编辑技术

在现代林业害虫防治作业中已经开始广泛应用生物技术,其中基因编辑技术时间发展成熟,并取得了显著的应用成效。进一步对基因编辑技术进行研究,其中的石野序列核酸酶9(CRISPR-Cas9)技术成为了林业害虫防治中的全新应用手段。基于实际应用而言,该技术在林业害虫防治中加以引用,通过对害虫的基因加以定位,并对其基因组中的特定基因进行重改,从而对害虫的生命周期以及其生理性特征等产生影响,改变基因结构,促使其不再是林业资源的危害,进一步降低林业虫害程度。

科学家通过对害虫的生殖基因进行重新编辑,使害虫的繁殖能力受损,或以降低其繁殖周期的方式,促使害虫不再孕育后代或使其后代产生致死等,从源头上对害虫加以控制,形成更加有效的抑制效果。相较于以往在林业害虫防治中所应用的农药技术,现代生物技术中的基因编辑技术在应用过程中不会对非目标生物产生影响,从而有效降低了对生态环境的负面影响。且现代生物技术其治理精准性更高,通过对林业害虫基因加以精准干预的方式,避免虫害产生较强抗药性。

但是与此同时,基因编辑技术应用于林业害虫防治作业是同样存在着一定的争议,基因编辑技术的应用尚不成熟且缺乏有效的参考,并且基因编辑技术属于违背自然生态规律的人为干涉方式,其伦理性问题在当前国内外均存在着较大争议。为妥善应用基因编辑技术治理林业害虫,相关科学家仍旧需要进一步探究如何保障该技术使用安全稳定的问题,避免应用基因编辑技术后的个体对生态系统造成反作用[2]。

除此之外,在林业害虫防治中应用基因编辑技术时,应当对其可操作性以及普及型等加以考虑。为扩大该技术的应用范围,应当展开积极推广宣传,在今后的发展中,科学研究以及相关技术的持续优化会促使基因编辑技术在林业害虫防治领域承担更重要的职责。

2.2开发生物农药

生物农药手段是近年来在广泛开发研究现代生物治理技术过程中所形成的成熟结果,源于自然且具有比较良好的生态安全性,促使生物农药技术在林业害虫防治中崭露头角。

其中最典型的是微生物农药技术,通过采集害虫的病原真菌、细菌以及病毒等,根据微生物结构研发出相对应的抑制性药物,实现对害虫活动的控制,使用微生物农药之后,害虫数量显著降低。另外,当前全球各地在林业害虫防治中已经广泛应用苏云金杆菌成功治理各类害虫。通过生物农药对害虫加以治理的方式,与以往的传统农药有所不同,其在治理过程中对害虫具有较强的针对性,对于非目标的生态环境等不会产生负面影响,并且以极强的基因针对性避免害虫产生抗药性。

但是,生物农药产生作用的速度相对较为缓慢,且经常受到环境因素的制约而影响作用效果。这些问题使得生物农药所受关注程度相对较差。面对生物农药技术在治理中的各种难题,应当对现有生物农药技术加以优化升级,提升微生物农药的药性,对配方比例加以调整,促使生物农药拥有更加广阔的应用范围,实现稳定防治林业害虫的效果。

3 以蛾类害虫为例的生物防治实践

3.1林业虫害案例

为了更好地研究林业害虫治理中现代生物技术的应用效果,本文结合滁州市林业管理部门对害虫防治的实际工作进行研究。经过调查研究,截止到2021年底,滁州市当地已经达到435万亩的林地面积,森林覆盖率高达36.2%以上,森林资源的总储蓄量高达2160万m3。基于这样的数据不难发现滁州市当地在持续践行“绿水青山就是金山银山”的生态理念下获得了显著成就。但是与此同时,在对滁州市当地的林业资源环境进行调查研究的过程中,也发现了其中蕴含着一定的害虫问题亟待治理[3]。如表1所示,近两年对当地林业虫害的调查结果显示,害虫一直是影响当地林业资源发展建设的主要问题。

尽管在当地林业相关部门的积极治理下已经取得了部分治理成效,但是尚未全面解决害虫问题,对当地林业资源的持续健康发展产生了影响。通过对当地的林业害虫进行进一步的调查,发现当地的蛾类虫害问题相对较为严重,因此在新时期的发展中仍旧需要对这一害虫展开高水平治理。当地积极展开了基于现代生物技术的治理作业。

3.2转基因处理

滁州市林业管理部门在聚焦当地全部森林资源保护的基础上,展开了切实可行的现代生物治理作业。当地林业部门对转基因编辑技术加以研究,发现其在国内外的农业领域中已经展开了大范围的应用。根据调查研究显示,转基因处理技术在2018年中应用于美国、加拿大、印度、巴西等地,将其应用于对植物的基因编辑转变,作用范围分别为7500万/hm2、1800万/hm2、1200万/hm2、5000万/hm2,高达90%以上的技术应用率,证明基因编辑技术已经成为当前国内外治理害虫作业中的主要应用技术。

而对于滁州市当地的蛾类害虫较为严重的问题,当地林业管理部门可通过对转基因技术加以引进的方式,通过对现有森林资源中的林木进行全新培育的方式,对转基因技术加以融合,从而研发出对蛾类害虫具有一定抗性的林木种类,对其加以广泛种植,能够对蛾类害虫起到有效的预防作用。

当地通过对苏云金杆菌毒素加以研究,并结合昆虫神经毒素,对林木基因进行融合编辑,在保留林木原始特征的基础上,增加了林木的抗虫性。基于该类基因重组下的林木树种在生长过程中能够自然释放植物因子,从而对蛾类害虫起到一定的抵抗作用。

利用现代生物技术对蛾类害虫加以治理,可对林木内部的蛋白水解酶加以提取,由于水解蛋白酶经过害虫啃食进入到其身体中后会与其体内的蛋白物质之间产生反应,促使害虫的蛋白活性削弱,消化系统功能受损而影响其对树木的啃食[4]。因此,可以通过细胞分裂增殖技术,提升林木的蛋白水解酶含量,当害虫啃食植物纤维后,大量的蛋白水解酶停留在害虫的肠胃中,抑制其生成氨基酸,不仅无法对体内的植物纤维加以消化,最终将会致其死亡,从而完成对害虫的有效治理。

3.3使用生物杀虫剂

相较于以往在林业害虫治理中应用化学杀虫剂的方式,应用生物杀虫剂不仅对害虫起到长期抑制作用,同时基于生物自然特性,有效避免在应用过程中损害周围生态。以滁州市林业害虫治理为例,其广泛应用了多种不同类型的杀虫剂,对蛾类害虫起到有效治理的作用。

秉持着适度应用原则,生物杀虫剂应按照一年1~2次的使用频率加以控制,基于较强的基因针对性,能够达到98%以上的害虫防治效果。

3.3.1苏云金芽孢杆菌杀虫剂(Bacillus Thuringiensis)

作为当前在林业害虫治理中应用范围最广且产量较高的生物杀虫剂,BT杀虫剂备受欢迎。在持续对BT杀虫剂的研究过程中,通过与国产氟铃脲这一生长调节剂相互融合应用的方式,进一步改善了BT杀虫剂的菌种活动,促使其具有更高的杀虫效果。在蛾类害虫初孵以及1~3龄期内,使用BT杀虫剂展开大面积均匀喷洒,在7~10天内可实现80%以上的强力消杀作用,这进一步优化了以往单独应用BT杀虫剂的效果。

3.3.2昆虫病毒

以昆虫为主对其基因进行研究所形成的昆虫病原病毒是现代生物农药中的主要研究对象,基于安全、高效、污染较低的优势,实现了绿色防治要求。其中以有核型多角体病毒(NPV)、颗粒体病毒(GV)以及基因工程棒状病毒为主,对林业害虫能够起到有效的防治作用。

3.3.3真菌防治

通过使用病原微生物的方式对林业害虫加以治理,不同于病毒、细菌等生物农药,作为唯一一种直接穿透害虫体内细胞壁完成入侵的病原体,通过对害虫致病原加以分析,可实现更高水平的治理效果。常用真菌包括青虫菌等,根据本次林业害虫的作业范围,选择土壤处理的方式,在林业种植前期深翻土壤结构,在15~30cm的深度内掺入杀螟松杆菌,确保从土壤源头对蛾类害虫加以治理。结合实际治理效果,本次害虫的杀死率较往年的单一生物农药使用效果提升了12.7%左右。

3.3.4灭幼脲

灭幼脲能够对美国白蛾起到有效防治作用,将25%灭幼脲悬浮剂与清水混合之后形成2000~4000倍液,在林业范围内进行均匀喷洒即可。滁州市展开害虫防治时,选择使用飞机低容量喷洒的方式,按照450~600mL/hm2的用量加以喷洒防治。在每公顷用量的基础上添加450mL脲素,可以起到更加有效的防治作用。

灭幼脲的使用将会在3~5d内出现药效,随后7d左右观察林业害虫,发现其大范围死亡。灭幼脲的最佳使用时间为美国白蛾2龄前的幼龄状态。使用时要均匀摇晃,避免混合应用碱性物质而影响药效。

3.4搭建生物防治网

根据我国近年来的林业资源发展情况,仅在2019年就实现了10%的出口增长量,证明林业资源在我国当前的经济发展中具有重要地位,因此对林业资源展开积极治理,保障其长久可持续发展,是促进经济发展、营造良好生态环境的重要举措[5]。

在滁州市当地林业害虫防治作业中,通过搭建生物防治网的方式,对蛾类害虫展开有效治理。搭建生物防治网,创建关联性的生物防治网络,以蛾类害虫作为核心,通过引进对其具有一定控制作用的生物,实现区域单位内生物多样性的重构,从而满足对蛾类虫害加以控制的目的。

如在本次治理中,基于林业范围内的美国白蛾数量相对较多,则在生物防治过程中选择引进周氏啮小蜂的方式加以治理。周氏啮小蜂是美国白蛾的天敌,对其具有良好的防治作用。在当地林地中,滁州市林业管理部门按照15m为半径设置蜂巢,为周氏啮小蜂的生存提供空间,对蛾类害虫加以克制。为了更好地满足生态防治网的搭建,需要进一步延长周氏啮小蜂的栖息时间,当地林业管理部门通过对森林树木种类关系加以调节的方式,在同一林区中展开了大面积的杂交林种植作业,营造适合周氏啮小蜂生存的环境,从而控制春季高发的蛾类害虫。周氏啮小蜂在林间飞行,寻找在各种隐蔽环境下寄生化蛹的美国白蛾,对其进行寄生产卵,从而对美国白蛾起到良好的遏制作用。

3.5综合防治

我国在林业害虫治理方面不断引进全新应用技术,如基于综合防治手段,在林业生长区域中按照10m的间距悬挂智能传感器,对林木生长范围内的信息加以收集整合,从而分析害虫生长状态,可完成针对性的局部重点治理。同时在智能传感器下方搭配使用诱捕器,以添加昆虫性引诱剂的方式对松墨天牛等加以诱捕,实现全方位的综合性有效防治处理。

注重森林资源保护,对林业害虫展开高水平的有效防治处理。相较于以往传统治理技术对生态环境造成的影响,可通过引进现代生物技术的方式加以治理,不仅具备更加良好的治理成效,同时也能够有效避免对自然生态造成破坏。在实际应用过程中,应当更加注重精准性、环保性等特征,做好综合战略部署,促进林业资源健康发展。

参考文献:

[1]龙玉莲.现代生物技术在林业害虫防治中的应用与前景[J].花木盆景,2023(12):101-103.

[2]张旭.生物技术在森林病虫害防治中的应用[J].林业科技情报,2023,55(04):110-112.

[3]吴熹樵.林业病虫害防治技术及应用方法[J].造纸装备及材料,2023,52(10):154-156.

[4]杨雯雯.林业有害生物防治中物理防治技术的应用分析[J].乡村科技,2023,14(16):137-140.

[5]张巧凤.生物技术在林木病虫害防治中的应用[J].新农业,2020(24):34-35.

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