生物防治技术在陕西省森林病虫害防治中的应用

时间：2024-07-28

张麦琴

（陕西太白山国家级自然保护区管理局，陕西杨凌 712100）

森林作为地球上最重要的生态系统之一，不仅承载着众多生物系统和生态功能，同时也面临着病虫害的威胁。传统的化学农药虽然能够快速控制病虫害，但对生态环境和非目标生物造成的负面影响日益显著。为了解决这一问题，生物防治技术应运而生，并逐渐成为森林病虫害防治的重要手段。通过合理应用生物农药、发挥鸟类防治作用等，可以实现对害虫种群的有效控制，保护森林生态环境，实现森林病虫害防治的可持续发展。

1 生物防治技术及病虫害防治现状

1.1 生物防治技术

生物防治技术是一种利用其他生物对目标病虫害进行防治的方法，主要内容包括以下4 个方面。1）天敌引入和增殖。自然界中的一些食草动物、寄生性昆虫或病原体，能以害虫为食或寄生在害虫体内，从而控制害虫种群的数量，这类生物对于害虫来说即为天敌。生物防治中，人为引入适当的天敌，或促进现有的天敌种群增殖，以增加害虫应对天敌的压力，从而达到控制害虫的目的。2）病原体防治。病原体是指能够侵染害虫或病害源的微生物，如病毒、细菌、真菌等。利用病原体侵染害虫或病害源，使害虫患病或死亡，从而实现对害虫的生物防治。3）植物抗性培育。选择和培育对害虫抵抗力较强的植物品种，提高森林整体的抗虫害能力，这种方法依赖于植物的遗传学特性，需要通过选择或基因转化等手段，培育出对特定害虫具有较强抗性的植物品种[1]。4）生物诱捕。利用特定的生物诱捕器，吸引并捕杀害虫，达到控制害虫种群数量的目的。生物诱捕器通常会释放出特定的化学物质或放射出特定的光线，吸引害虫，一旦害虫进入诱捕器，就会被控制或捕杀，对非目标生物不造成影响。

1.2 病虫害防治现状

森林病虫害防治是维护森林生态平衡和保障森林资源可持续利用的重要工作。陕西省森林资源丰富，现有森林面积约0.1 亿hm2，位居全国第10 位，森林覆盖率超过45%，位列全国第13 位。然而，森林病虫害是威胁森林健康的重要因素之一。以陕西省的安康市为例，2022 年，该市发生了严重的林业生物灾害，主要受害面积为21.53 万hm2，其中病害8.67 万hm2，虫害6.67 万hm2，鼠（兔）害6.20 万hm2。主要的害虫包括华山松大小蠹、松毛虫、杨树天牛、美国白蛾、松针蚧、草履蚧、沙柳木蠹蛾及春尺蠖等。陕西省地域辽阔、气候复杂、森林面积广，森林病虫害防治是环境保护的一大难点。不同地区的森林类型、气候条件和病虫害种类都会对防治措施产生影响。1）陕西省地域辽阔，森林类型极为丰富，包括暖温带落叶阔叶林、针阔混交林、针叶林、暗针叶林、落叶松林及高山灌丛林。不同类型的森林受到的病虫害威胁各不相同，因此需要制定针对性的防治策略。2）陕西省气候多样，南部温暖湿润、北部干旱寒冷，这些气候条件影响着病虫害的季节分布和种类，应根据气候特点制订季节性防治计划。3）陕西省有着丰富的森林资源，其中包括一些重要的经济林木种类，这些经济林木更易受到特定病虫害的侵害，因此需要重点关注和防治。

松材线虫病是对陕西省林业危害极重的森林病害之一，该病害由松墨天牛传播，造成松树针叶发黄、枯萎，并最终导致树木枯死，主要为害陕西省秦岭以南的油松林、马尾松林、华山松林，对当地松林资源造成严重威胁。一些地区会突发叶部害虫，如杨小舟蛾、国槐尺蠖和柳毒蛾等，这些食叶害虫大量繁殖，严重侵害森林树木，导致树叶被食尽，影响森林生态平衡。栗腐病是陕西省一种常见的栗树病害，主要在一些栗园和林区发生，该病害由真菌引起，造成栗树叶片出现斑点、枯黄，严重时会导致栗果腐烂。

2 生物防治技术的应用价值

2.1 提高防治效果

生物防治技术在陕西省森林病虫害防治中的应用价值体现在许多方面，其中最显著的就是能够提高防治效果。通过引入或增殖适当的天敌，如捕食性昆虫、寄生性昆虫等，可以有效地控制害虫种群的数量。这些天敌专门以害虫为食，能够快速地找到并消灭害虫，从而降低害虫对森林的危害。与化学农药相比，生物防治技术的效果更具持久性，引入或增殖的天敌能够建立相对稳定的天敌-害虫平衡系统，长期对害虫进行有效控制，避免出现化学农药过量施用导致害虫产生抗药性的情况。生物防治技术往往具有广谱性，一种天敌可能对多种害虫都具有一定的防治作用，这使得生物防治技术可以同时应对多种害虫的入侵，从而提高防治效果[2]。尽管生物防治技术在病虫害防治方面有许多优点，但也需要考虑一些限制因素，如引入的天敌可能会对当地生态系统造成影响、天敌适应性不足等问题。

2.2 降低防治成本

陕西省虽不是林业大省，但森林病虫害防治仍然是林业工作的重点。森林病虫害防治花费巨大，生物防治技术的应用可以减少对化学农药的依赖，显著降低防治成本。化学农药在防治病虫害时虽然能够迅速杀灭目标害虫，但成本较高且对环境有潜在的危害。相比之下，生物防治技术利用自然界中的生物对害虫进行控制，不仅对环境更为友好，而且成本更低。同时，生物防治的效果是可持续的，引入的天敌或病原体能够自然繁殖和扩散，实现长期地控制害虫种群数量，避免了多次施药。相对于其他防治方法，生物防治技术通常不需要大规模建设和使用辅助设施，如喷洒设备、喷雾器等，减少了额外的设施费用和人工成本。

2.3 深化安全保障

近年来，陕西省深入贯彻落实环境友好型战略，采用生物防治技术，减少农药对土壤、水体和空气的污染，维护森林生态环境的安全。化学农药不仅对非目标生物有一定的毒害作用，还会对生态系统造成不良影响，而生物防治技术主要通过引入天敌等自然控制因素来防治害虫，减轻了对非目标生物的威胁，有助于保护生态系统的多样性和稳定性。在使用化学农药的过程中，农药可能会在农产品和环境中残留，成为危害人体健康和生态系统的潜在风险。生物防治技术建立了一种相对稳定的防治系统，依赖自然界中的调节机制，使得防治措施更加安全，避免给生态系统带来过度的干扰和不稳定性。

生物防治技术的应用在森林病虫害防治中深化了安全保障，通过环境友好、保护非目标生物、减少残留和抗药性、提高食品安全及可持续性等方面的优势，森林病虫害防治更加安全可靠。

3 生物防治技术的应用策略

3.1 合理应用生物农药

生物农药通常具有低毒性，对非目标生物和环境的影响较小，在陕西省森林生态系统中，合理应用生物农药不仅可以减少对其他生物的伤害，同时还能降低对土壤、水体和空气的污染，有利于维护森林生态平衡和生态安全。生物农药是利用天然来源的微生物、植物提取物或代谢产物对病虫害进行防治的农药，对目标害虫具有较高的特异性，而对其他有益生物的危害较小，在森林病虫害防治中，可以通过精确地选择和应用生物农药，在避免伤害非目标生物的同时提高防治效果[3]。生物农药有多种类型，涵盖了微生物农药、植物提取物和昆虫激素等，在防治不同的病虫害时，可以根据害虫的特性和生态习性选择不同的生物农药，以实现针对性防治。比如商洛市林业局森防站在洛南县石门镇张湾村、刘家村组织开展无人机喷洒药物防治核桃病虫害作业。主要使用高效氯氟氰菊酯、辛菌胺醋酸盐合剂、磷酸二氢钾、金牌钾钙硼等药物及肥料，每架无人机悬挂10～20 kg 药品，每天覆盖喷洒53.33 hm2以上。在采用生物农药之前，需要对目标害虫种群进行充分的监测和评估，确保选择合适的生物农药。生物农药的防治效果通常受到环境条件的影响，选择适宜的时机施用生物农药，有利于提高防治效果。

3.2 发挥鸟类防治作用

陕西省在森林害虫防治方面使用了大斑啄木鸟。具体来说，大斑啄木鸟主要捕食树皮下的天牛幼虫、小蠹虫等害虫，能够有效地控制这些害虫的数量和危害。此外，啄木鸟还能帮助树木传播花粉和种子，对森林的生态平衡具有重要作用。鸟类在森林病虫害防治中具有重要价值。通过保护鸟类资源，为鸟类提供适宜的生存环境，合理利用鸟类的掠食习性，可以有效地控制害虫，保护生态环境，维护森林健康与生态平衡。陕西省鸟类资源丰富，包括候鸟和留鸟，因此不同季节和地域都有不同的鸟类活动，使鸟类防治具有更强的适应性和针对性，以应对不同季节和地区的害虫问题。

发挥鸟类防治作用有助于维护森林生态系统的平衡。通过增加捕食害虫的鸟类，有助于控制害虫的数量，减轻害虫对森林的破坏，同时避免过度使用化学农药对生态系统造成影响。另外，陕西省有一些珍稀濒危鸟类，发挥鸟类防治作用有助于保护这些濒危鸟类的栖息地，促进它们的繁殖[4]。

3.3 利用生物酶的抑制作用

资料显示，陕西省在森林害虫防治中运用了一种生物酶——蛋白酶抑制剂。蛋白酶抑制剂是一种天然存在的生物酶，能够抑制昆虫和植物致病真菌中的蛋白酶活性，干扰其正常的生理代谢，从而达到防治病虫害的目的。在陕西省的森林害虫防治中，蛋白酶抑制剂主要用于防治多种鳞翅目害虫，如松尺蠖、春尺蠖等。使用方法一般是将蛋白酶抑制剂喷洒在叶片上，或者与肥料混合后施入土壤。通过干扰消化系统，害虫的生长受到抑制，从而减少其对树木的危害。生物酶是一类能够催化生物化学反应的蛋白质分子，在害虫体内有着关键的生理功能。通过影响害虫体内生物酶正常功能的发挥，达到防治害虫的目的。相较于化学农药，生物酶抑制剂通常无毒性。同时，生物酶抑制剂可以影响害虫的生长和发育过程，如抑制幼虫发育和蛹化等，从而阻止害虫种群的繁殖和扩散。

在森林病虫害防治中利用生物酶抑制剂有以下要点。1）了解目标害虫的生理特性，确定其体内的关键生物酶。生物酶通常与害虫的生长、发育、食物消化等关键生理过程相关，可通过观察害虫这几个方面的生理特性确定其关键生物酶，以实现“对症下药”。2）寻找能抑制目标酶活性的生物酶抑制剂。既可以是天然产物，如植物提取物或微生物代谢产物，也可以是经过改良的生物酶抑制剂。3）将抑制剂制成防治产品，如生物酶抑制剂农药，这些产品可以直接喷洒在植物上，或者加入害虫的食物中，实现有效防治的目标。4）在防治过程中，需要对防治效果进行监测和评估，根据防治效果调整防治策略，确保生物酶抑制作用的有效性。

3.4 积极引进天敌昆虫

陕西省引进了天敌昆虫异色瓢虫。异色瓢虫是一种食肉昆虫，以捕食多种鳞翅目害虫为主，如松尺蠖、春尺蠖等。使用方法一般是将异色瓢虫释放到森林中，让其自然寻找和捕食害虫。同时，异色瓢虫还能够分泌化学物质，进一步抑制害虫的繁殖。天敌昆虫在森林生态系统中发挥着天然的生物控制作用，引进适当的天敌昆虫，既可以有效地控制害虫种群，减少害虫对森林的危害，又不会对生态环境造成显著影响。不同类型的天敌昆虫作用于不同的害虫种类，因此应根据具体的害虫，引进适宜的天敌昆虫。引进的天敌昆虫要能持续控制害虫种群，并保证有效性[5]。

在引进天敌昆虫时要注意。1）确定目标害虫，了解其生态特性、生活习性和危害程度，并以此为依据选择与目标害虫具有天敌-害虫关系的天敌昆虫。2）从适宜的地区采集天敌昆虫，然后在实验室或特定场地进行繁育，确保天敌昆虫数量足够，注意保持其活力。3）将繁育好的天敌昆虫释放到受害虫影响较大的林区，随后，对天敌昆虫的活动和害虫种群的变化进行监测，根据监测结果及时进行调整和管理。需要注意的是，天敌昆虫的引进需要科学合理，避免对当地生态系统产生负面影响。