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林业有害生物防治新对策浅析

2020-06-01 07:47:32 《南方农业·下旬》 2020年1期

王凯铄

摘 要 林业有害生物对我国林业的生产产量和安全性有非常大的影响,过去的防治措施在一定程度上已无法满足需求,核酸农药、数字化监控等多种新型防治措施为有害生物防治提供了新的方案。基于此,对林业有害生物防治新技术进行探讨。

关键词 林业;有害生物防治;核酸农药

林业有害生物通常是指为害森林、林木和林木种子正常生长并造成经济损失的病、虫、杂草等有害生物[1]。林业有害生物的出现主要有自然物种形成和物种迁移造成两种情况。林业有害生物可通过多种方式从林木器官、组织中吸取营养,导致林业减产,严重者致使林木死亡,对林业发展和生态保护都有不利的影响。我国常见的林业有害生物有美国白蛾、红棕象甲、松材线虫、松疱銹病菌等。以美国白蛾为例,其寄主十分广泛,果树、山楂树、柳树等都可作为食物,繁殖量大,抗逆性强,清除后易复发。因此,建立完善的林业有害生物的有效防治和高效清除方法十分重要。

1 林业有害生物防治清除的固有方法

1.1 化学农药

化学农药即为应用在农业领域,主要用于治理病虫害、草害以及帮助植物正常生长的化学药剂。我国从20世纪以来,就将其广泛应用于林业有害生物的防治工作中,在一定时期为我国带来经济效益。但如今农作物的抗药性持续增强,使得种植业中使用化学农药的效果不甚理想,且存在农药残留严重以及食品安全隐患等一系列问题[2],进而导致多种农药已被禁用或限制使用。

1.2 生物防治

生物防治是指利用微生物、寄生性天敌或捕食性天敌来防治有害生物的另一种对策。其典型案例是利用苏云金芽孢杆菌防治落叶松叶蜂、舞毒蛾、云杉芽卷叶蛾等;原理是苏云金芽孢杆菌能产生内毒素(伴孢晶体)和外毒素两类毒素,虫体食用菌后,会被中肠内的碱性消化液分解并释放出蛋白质原毒素亚基,进而使得碱性内含物以及菌体、芽孢都进入血腔,很快使昆虫患败血症而死亡。目前,此方法已经在防治多种鳞翅目害虫的幼虫中起到重要作用。

1.3 行为干扰

行为干扰是指利用信息素或化学引诱剂的干扰物,降低林业有害生物对寄主入侵为害的成功率。以性信息素为例,极其微量的雌性信息素就可以吸引亿万只雄虫,通过将性激素或雌虫提取物装入诱捕器,即可大量诱杀雄虫。目前性信息素及其类似化合物已被研究用于有害生物特别是害虫的防治上[3]。

这些固有方法在一定时间地点为林业有害生物防治起到重要的作用,但是较强地域局限性以及其他操作和人力物力的缺陷已经难以满足我国现有的防治需求。随着我国科技的发展和林业转型,新型有害生物防治方法需要被研究和推广。

2 林业有害生物防治新技术

2.1 核酸农药

核酸农药是一类可以特异性结合靶标有害生物中特定基因转录的信使RNA的多核苷酸,通过靶标生物体内天然存在的RNA干扰系统沉默相应基因的表达,且部分病虫害与植物相同,均拥有健全的RNA干扰(RNAi)系统,RNAi在部分生物群体中介导的基因沉默信号会出现放大,从而干扰靶标生物的正常生长。

2.1.1 核酸农药的优势

与传统化学农药相比,核酸农药在病虫害防治上具有的独特优势主要体现在RNA依赖的RNA聚合酶(RdRP酶)介导的沉默信号级联扩大效应有助于实现靶标生物上不同程度的个体系统性RNA干扰活性(systemic RNAi)与环境性RNA干扰活性(Environmental RNAi)。又因这种全身性RNAi通路常见于真菌、低等动物与高等植物中,不存在于人、哺乳动物以及一些低等动物体内,而RdRP酶与SID-1/SID2通道蛋白具有严格的种属特异性与器官分布特异性,因此这种基于RNAi调控的核酸农药具有一定的种群选择性和对高等动物安全性的特点。

2.1.2 核酸农药的施放

对于那些对双链核糖核酸(dsRNA)吸收传递效率高的生物体,可通过浸泡、喂食、注射或喷洒等方式实现对靶标生物的防控。而面对dsRNA吸收传递效率低的靶标生物,如鳞翅目类害虫,新近发展的纳米递送系统是首选方案,这将有助于解决dsRNA体外施用的不稳定性及系统性递送差的问题。

核酸农药的使用剂量相对较低,药性活性相对较高,且具有可持续性药效,能够实现生态可控性。具体使用方法为将核算农药直接应用于植物表面,对病虫害或病原菌的发育与侵染的基因造成干扰,进而使得有害生物的适合度与侵染性能下降,从而缓解病虫害对植物造成的损害。相对于传统农药而言,核酸农药具有特异性较强、开发成本较低、安全绿色等优点[4]。

2.2 遥感技术

在林业有害生物的治理过程中,遥感技术的具体应用为利用卫星来对指定区域中的有害生物进行处理,并结合林业地区具体情况来进行病虫害防治。遥感技术能够对林业病虫害进行检测管理,对害虫的迁移行为、为害症状和生存环境进行监测,如对害虫迁移行为进行监测是制定害虫防治策略的关键。遥感技术中的雷达技术能够直接用于观察昆虫长距离迁移;航空遥感技术可以利用多光谱摄影机来对植物遭受病虫害侵袭的情况进行拍摄。当植物被病虫害侵袭时,植物处于不同波段上的波普值会出现变化。如航天遥感技术能够对地球进行宏观、动态的观察,并将目标物的辐射分成不同光谱段,使用探测器进行成像。这种技术能够对害虫生存环境因子进行长期、动态的全面监测。

2.3 数字化技术

在互联网成熟发展的背景下,数字化技术是应用在林业有害生物治理过程中的新型技术。在林业有害生物防治中,数字化技术可以实现信息监测以及信息预估。数字化技术相对于传统的人工监测管理技术更加准确、高效。特别是在林业面积较为广袤的环境下,数字化技术、遥感技术与地理信息技术的融合,可以利用计算机技术来实现对数据、信息的采集以及数据处理,从而对林业病害信息进行分析和处理,进一步提升信息的利用率,提高林业有害生物防治质量与效率[5]。

2.4 转基因技术

伴随我国科学技术水平的成熟,基因工程已经逐渐被应用至林业有害生物的防治中。基因工程能够转变生物原有的基因特点,使得生物拥有新的性状。转基因技术能够促进转基因树木生长。转基因树木中含有大量抗虫基因,能够抵御各类病虫害。同时,含有信息素的转基因生物农药也能够防治病虫害。将转基因农药喷洒在树木上后能够进行害虫诱捕。转基因生物农药与传统农药不同,传统农药会导致虫害产生抗药性,而转基因生物农药不会使得害虫形成抗药性,且较为绿色环保,不会对生态环境产生负担。

3 结语

随着研究的不断深入,越来越多的林业有害生物防治方法将被开放并应用。各级政府在制定相关的防控措施时,一定要询问科研人员,不可盲目治理,破坏生态多样性。作为农民,要采取科学、安全的方法治理果园。作为学生和科研工作者,一定要正确认识到林业有害生物对森林资源以及生态环境造成的严重影响,不可孤立物种对生态的系统性作用,争取发现更多林业有害生物生态控制的方法。有害生物泛滥成灾后再进行治理是十分被动的,因此对于生态治理问题一定要走在前面,防范于未然。

参考文献:

[1] 蔡邦华.中国小蠹和钻蛀性害虫及其分布特性[J].陕西林业科技,1980(1):1-3.

[2] 李文星,袁黄辉,袁李好.我国农药使用监管现状及对策研究[J].农药科学与管理,2015,36(8):1-5.

[3] 张含,曾志将,颜伟玉,等.幼虫信息素中三种酯类对中华蜜蜂工蜂发育和采集行为的影响[J].昆虫学报,2010,53(1):55-60.

[4] 王治文,高翔,马德君,等.核酸农药——极具潜力的新型植物保护产品[J].农药学学报,2019,21(Z1):681-691.

[5] 李强.营林技术在林业有害生物防控中的应用[J].现代农业科技,2019(5):142-143.

(责任编辑:刘昀)