林业森林病虫害防控的生物技术研究

陈忠

摘要 介绍了森林病虫害的种类及其危害，以及防治现状，详细阐述了生物技术防治在森林病虫害防控中的应用，分析了国内外生物技术防治研究现状，通过生物防治剂和转基因技术在森林病虫害防控中的应用案例分析，说明了生物技术在该领域的潜力和局限性，并分析了生物技术在森林病虫害防控中的发展趋势，探讨了生物技术防治在我国林业发展中的应用前景。

关键词 林业；森林病虫害防控；生物技术

中图分类号：S763 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2023）09–0052-03

森林病虫害是影响森林健康生长的主要因素之一，极大地影响了森林资源保护和经济发展。传统的化学防治方法不仅会带来环境污染问题，还会对生态环境产生负面影响。而作为一种新型、安全、环保的防治手段，生物技术受到了广泛关注，旨在系统介绍生物技术在森林病虫害防控中的应用和发展趋势。

1 森林病虫害及其防治现状

1.1 森林病虫害

森林病虫害是指对森林生长和健康产生危害的各种生物，包括病原菌、病毒、真菌、细菌、寄生虫等[1-2]。这些病虫害通过感染或破坏森林植物的各个部位，直接或间接地对森林生长、环境和经济产生危害。其危害表现为树木生长发育异常、枯萎或死亡，种群结构和生态系统失衡，甚至危及整个森林的生态功能及其可持续利用。

森林病虫害的种类繁多，不同寄主植物的不同症状。其中，森林病害主要包括树干腐烂病、根腐病、叶枯病等，寄主植物包括松树、柏树、桉树等。森林虫害主要包括松毛虫、松材线虫、毛虫、蛾类等，寄主植物与森林病害的寄主相似。这些病虫害会给森林生态系统的稳定性和功能性造成严重影响，甚至会威胁人类生存环境的安全。

因此，对于森林病虫害的认识、防治和控制是保护森林生态环境和促使其可持续利用的重要措施。

1.2 防治现状

森林病虫害防治是林业生产中的重要环节。现有的防治手段主要集中在化学防治和生物防治2个方面，其中化学防治的使用频率较高，但可能对环境和人类健康造成潜在危害，同时还可能导致虫害和病害的抗药性增强。生物防治虽然在一定程度上可以降低对环境的损害，但其防治效果受到天气、土壤、病虫害密度等因素的影响，难以保证效果[3]。例如，我国某地区发生松毛虫病害，当地政府采用了大规模的化学防治措施，但效果并不理想。同时，由于未及时采取措施，病害蔓延至周边地区，导致林木损失严重。

此外，由于森林面积广阔、森林病虫害种类繁多，预防监测工作难度大，加之监测技术不够成熟，难以及时发现和防治病虫害。因此，对于森林病虫害的防治现状，林业部门需要采取科学、有效的措施增强防治效果，通过建立健全的防治体系加强预防监测，推广先进的防治技术，加强宣传教育，增强公众的环保意识等。同时，也需要加强对新技术、新方法的研究和应用，从而不断提高病虫害的防治水平[4]。

2 生物技术防治的优势及其应用

2.1 生物技术防治的概述及其优势

生物技术防治是指利用天然生物体（如昆虫、真菌、细菌、病毒、寄生植物等）或其代表性产物（生物控制剂）来控制农林病虫害的一种防治方法，具有针对性、对环境友好、持久控制、不会产生抗药性和可以与化学防治相结合等优点，具体如下：

第一，相较于传统化学防治方式，生物技术防治对环境友好、无污染，不会对森林生态环境造成危害，可以保护生态系统的完整性。

第二，生物技术防治针对性强、治愈率高，能够精确地定位病虫害的位置，针对目标害虫或病原体选择生物控制剂进行防治，防治效果更加显著，降低对非目标生物的影响。例如，近年来南方地区广泛推广的生物制剂“黑巧克力”，可以对森林病虫害进行有效防治，且不会对土壤微生物和其他生态系统组成成分产生影响。

第三，生物控制剂的作用持久，不仅可以长期控制害虫或病原体的数量，减少施药的次数；还可以与化学防治方法相结合，达到更好的防治效果，减少化学农药的使用[5]。

第四，生物控制劑不会产生抗药性问题，不会导致害虫或病原体对药物产生耐药性，避免滥用药物问题的出现。

2.2 生物技术防治在森林病虫害防控中的应用

在森林病虫害防控中，生物技术防治也得到了广泛应用。例如，对于松毛虫等森林毁灭性害虫，可以采用天敌控制的方法。在北美引入了松毛虫的天敌——绿松果蜂，通过人工繁殖、增殖和释放，形成了较为稳定的生态系统，使松毛虫数量得到了有效控制。

在防治森林病害方面，微生物防治也发挥了重要作用。例如，森林常见的白粉菌病，可以通过喷洒拮抗性真菌的孢子，使其侵入白粉菌孢子内部，从而达到控制病害的目的[6]。另外，利用生物肥料、有机肥等增加土壤肥力，提高森林树木的抗病能力，也是生物防治的一种手段。

2.3 生物技术防治存在的问题

在实际应用中，生物技术防治也存在一些问题，如控制效果不稳定、操作复杂、成本高等。首先，生物控制剂的选择和繁育过程比较复杂，需要一定的专业知识和技术支持，防治成本较高。其次，由于生物防治剂的特异性，使用过程中需要考虑其对非目标生物的影响，以及病虫害对其产生的抗性，需要综合考虑多种因素，防治难度较大[7]。最后，生物控制剂在防治过程中可能受到环境条件等因素的影响，对防治效果也可能产生影响。因此，生物防治在森林病虫害防控中，需要与其他防治方法相结合，综合利用各种手段，不断优化和完善技术手段，加强研究和推广，提高防治效率和质量，为森林病虫害防控提供更好的技术支持。

3 国内外生物技术防治研究现状

国内外对于生物技术防治研究涉及的领域较为广泛，从基础研究到应用研究都有所涉及。国内研究主要集中在生物防治剂的筛选和应用、基因编辑技术的应用等方面，如我国科学家应用基因编辑技术研究病虫害抗性相关基因的功能，进一步研发抗病虫害新品种。国外研究主要涉及生物防治剂的研发、基因编辑技术的应用以及转基因技术的应用等方面，如美国利用转基因技术研发出抗病虫害的作物品种，被成功应用于农业生产[8]。总体而言，国内外在生物技术防治研究方面都取得了一定的进展，但仍面临一些挑战，需要进一步加强研究。

4 生物技术在森林病虫害防控中的应用案例分析

4.1 生物防治剂的应用案例分析

生物防治剂是指利用生物活体或其代谢产物对有害生物进行防治的一类农药制剂。以林木害虫为例，生物防治剂“绿僵菌”在防治松毛虫、棉铃虫、松墨天牛等害虫方面具有显著效果。绿僵菌是一种真菌，具有高效的致死作用和广泛的寄主适应性。在实际应用中，将绿僵菌制成菌剂喷洒于林木，能够有效地控制害虫数量，降低害虫对森林的危害。此外，生物防治剂在森林病害防治方面也得到应用，如炭疽病的防治，生物防治剂“链格孢菌”能够有效地控制炭疽病的发生和蔓延[9]。

然而，生物防治剂在应用过程中也存在一些问题：（1）生物防治剂的生产和应用成本较高，导致其应用范围受到限制；（2）生物防治剂的使用需要注意剂量、施用时期等具体操作细节，否则可能会影响防治效果；（3）生物防治剂的防治效果可能受到气候、土壤等环境因素的影响，需要针对具体情况进行调整[10-12]。因此，相关人员需要加强对生物防治剂的技术研究和实践探索，不断完善防治体系，增强防治效果。

4.2 转基因技术在森林病虫害防控中的应用案例分析

转基因技术在森林病虫害防控中的应用还处于起步阶段，目前的应用案例相对较少。但已经有研究表明，转基因技术在森林病虫害防控中具有潜在的应用前景。

例如，某些转基因树种通过基因编辑技术，可以使其具有抗虫或抗病的能力。近年来，研究人员成功地将Bt毒素基因导入了杨树、云杉等树种，使得这些树种具有抗虫能力。这些转基因树种不仅可以减少化学农药的使用，减少对环境的污染，还可以增强森林病虫害的防控效果。

然而，转基因技术在森林病虫害防控中的应用也存在一些问题。例如，转基因树种的安全性问题一直备受关注。由于转基因树种可能会影响生态系统的稳定性，因此需要对其进行严格的生态风险评估，以确保其安全性。加之转基因技术的研究和应用成本较高，需要更多的资金和技术支持[13-14]。因此，相关人员需要进一步加强相关研究，探索更加安全、可行的转基因技术在森林病虫害防控中的应用。

5 生物技术在森林病虫害防控中的发展趋势和应用前景

5.1 生物技术在森林病虫害防控中的发展趋势

生物技术在森林病虫害防控中具有广阔的应用前景，未来的发展趋势主要集中在以下4个方面。

首先，基因编辑技术已经在研究和应用中取得了突破性进展。CRISPR-Cas9等工具使科学家能够精确地编辑生物体的基因，实现对疾病传播者的遗传信息的改变，从而能够有针对性地研发抗病虫害的新品种，或者通过修改害虫的基因减少其对农作物的危害。合成生物学致力于构建新的生物系统，包括合成新的基因组和代谢途径，可以设计出效果更好且符合当前标准的生物杀虫剂、抗病毒剂或其他生物防治措施，以更有效地控制病虫害的传播[15]。

其次，微生物和植物基因资源的开发和应用也将在生物技术防治领域得到进一步的强化。微生物具有丰富的天然防治能力，可以用于病原体和害虫，而植物的抗病性和耐逆性也可以通过遗传改良得到提升。通过利用微生物的益生菌特性和植物的抗性基因，可以制定出更环保、安全和可持续的防治方法，减少对化学农药的依赖，维护生态平衡和保护非目标生物。

再次，以信息技术为基础的数字化生态系统管理系统将逐步普及。这些系统利用传感器和数据采集设备实时监测土壤、气象、植物状态等参数，对数据进行处理和分析，以便提前发现病虫害的迹象并进行预警。这种精确的监测系统可以帮助农民和生态管理者优化防治措施，只在必要时施用农药或采取其他措施，从而提高管理效率，减少资源浪费，减轻环境负担。

最后，国际合作将成为生物技术防治的重要趋势。各国之间的技术交流和合作可以促进资源共享和技术创新，加速生物技术防治方法的发展和推广应用。通过国际合作，不仅可以提高研究和开发的效率，还可以共同应对全球性的生态和农业问题，促进森林健康和可持续发展。

5.2 生物技术防治在我国林业发展中的应用前景

生物技术防治作为一种新兴的、环保的防治手段，在中国的林业发展中具有巨大的潜力和广阔的应用前景。随着社会对生态环境保护和可持续发展的要求不断提高，传统的化学农药防治因会污染环境导致生态系统不稳定性而逐渐受到限制。与此相比，生物技术防治因其绿色环保、高效、安全等优点而备受关注和应用。目前，我国已经建立一套完善的生物防治技术体系，包括利用天敌昆虫控制害虫、生物杀菌剂抑制病害、基因改良的作物抗病虫害等领域。这些技术在实践中得到了广泛应用，不仅有效减少了农林业生产中的化学农药使用量，还减轻了农药对生态环境的负面影响。政府在生物技术防治领域的支持和投入也逐渐增加，并出台了财政资金支持、技术研发资助、税收优惠政策等一系列政策和措施，以鼓励和推动生物技术在林业生产中的应用，为相关产业提供了强有力的支持。

隨着生物技术的不断发展和成熟，

生物技术防治在我国的林业生产中将发挥越来越重要的作用，为森林健康和可持续发展提供强大支持。首先，生物技术防治将继续加强对微生物和昆虫等天敌的筛选和培育。通过深入研究和创新，科学家们可以挖掘更多的有益生物资源，如具有高度专一性的天敌或对特定害虫具有强大杀虫效果的微生物，增强生物技术防治的可行性和效力。其次，研发新的生物防治剂是未来的重要方向。不断研发新的生物农药或生物防治剂，在环保性、效率和安全性方面不断创新，更好地应对新出现的害虫或病害，减少对化学农药的依赖。再次，生物技术防治体系将不断完善。开展更多的研究，了解生物防治与其他防治手段的相互作用，形成更全面的综合防治策略。综合应用生物技术、化学技术、物理技术，构建多层次、多种类的综合防治体系，增强防治效果，降低害虫抗性的风险。最后，现代信息技术将进一步推动生物技术防治的应用。人工智能、大数据、云计算等技术可以被用于实时监测和预测病虫害的传播，精确施用生物农药，优化防治措施，提高防治效率和精度，促使生物技术防治实现智能化和可持续性，保护生态系统和提高林业产量。

6 结束语

生物技术在森林病虫害防控中的应用具有广阔的前景和发展空间。在未来的研究中，相关人员需要充分发挥生物技术的优势，通过不断创新和突破，增强生物防治剂的防治效果，同时加强对生物安全的保护，避免对生态系统和人类健康造成不良影响。我国的林业事业正处在高质量发展的阶段，生物技术防治将成为我国林业病虫害防治的主要手段，生物技术防治的应用将为我国的林业发展提供新的动力和支撑，为保障国家森林资源的可持续发展作出重要贡献。

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Biotechnology Research on Forest Pest Control in Forestry

Chen Zhong （Xintai State-owned Taiping Mountain Forest Farm， Xintai， Shandong 271200）

Abstract The types and hazards of forest pests and diseases， as well as the current status of prevention and control， were introduced in detail， and the application of biotechnology in the prevention and control of forest pests and diseases was explained in detail， and the status of research on biotechnology control at home and abroad was analyzed. The potential and limitations of biotechnology in this field were explained through the analysis of application cases of biological control agents and transgenic technology in the prevention and control of forest pests and diseases. The development trend of biotechnology in the prevention and control of forest pests and diseases was analyzed， and the application prospect of biotechnology in the development of forestry in China was discussed.

Key words Forestry; Forest pest prevention and control; Biotechnology