新技术与智能技术在现代林业病虫害防治工作中的应用与实践成效

摘 要：文章围绕现代林业病虫害防治，介绍生物、物理、化学及智能防治等新技术，阐述其原理、优势及应用情况，如生物防治中天敌昆虫释放策略，智能防治设备各参数及功能等。同时分析新技术推广面临观念、成本、效果验证、服务等挑战，提出加强培训、资金扶持、宣传引导、完善服务体系等对策，旨在助力林业病虫害防治，推动林业可持续发展。

关键词：现代林业；病虫害防治；新技术

在当前生态文明建设的大背景下，林业作为生态系统的重要组成部分，其健康发展至关重要。然而，病虫害的频发严重威胁着林业的可持续发展。传统防治方法往往依赖化学农药，不仅污染环境，还可能破坏生态平衡。因此，探索现代林业病虫害防治新技术，实现高效、环保的防治目标，已成为林业发展的重要议题。本研究旨在介绍当前林业病虫害防治的新技术，并分析其在推广过程中面临的挑战，进而提出有效的推广策略，以期为林业病虫害防治工作提供新的思路和方法。

1现代林业病虫害防治新技术

1.1生物防治技术

生物防治技术作为现代林业病虫害防治领域中的一股清流，正以其生态友好、环境可持续的特性，逐渐成为行业内的主流趋势。在微生物制剂的应用方面，苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis， Bt）制剂无疑是其中的佼佼者。这种生物农药通过产生特定的毒素，如δ-内毒素，能够精准地针对目标害虫，如松毛虫、杨树舟蛾等，造成其肠道细胞破裂而死亡，而对非目标生物，如哺乳动物、鸟类及大部分昆虫天敌，则基本无害。据国际生物农药应用组织（IBMA）数据显示，Bt制剂在全球林业害虫防治中的应用面积已超过1亿公顷，且其选择性和安全性得到了广泛认可。植物源农药的开发是生物防治技术中的另一大创新点。这类农药源自植物提取物，含有对害虫具有威慑、拒食或生长调节作用的天然化合物，如除虫菊素。除虫菊素是从除虫菊植物中提取的一种高效杀虫剂，其快速降解性使得它在环境中的残留极低，对环境的影响微乎其微。根据美国环保署（EPA）的研究报告，除虫菊素在土壤中的半衰期仅为数天至数周，远低于许多传统化学农药。此外，植物源农药的多样性也为害虫防治提供了更多选择，如苦楝素对蚜虫的拒食作用，印楝素对多种害虫的生长调节作用等，均展现了良好的防治效果。天敌昆虫的释放策略，在生物防治技术中也占据着重要地位。通过精确监测害虫种群动态，结合害虫生活史和天敌昆虫的生物学特性，科学家们能够确定最佳的天敌释放时机和比例，以实现对害虫种群的有效控制。近年来，基因编辑技术如CRISPR-Cas9的兴起，更为天敌昆虫的改良提供了可能[1]。通过基因编辑，可以增强天敌昆虫的抗逆性、捕食效率和对特定害虫的专一性，从而提高生物防治的效率和稳定性。例如，通过基因编辑提高寄生蜂对害虫的寄生率，可使害虫种群密度显著降低，这一技术在实验室阶段已取得显著成果，未来有望应用于实际生产中。

1.2物理防治技术

物理防治技术，以其直接、快速且对环境影响小的特点，在现代林业病虫害防治中发挥着不可替代的作用。高温处理技术，如太阳能加热或蒸汽处理，通过对木材和土壤进行高温消毒，可以有效消灭隐藏的害虫及病原体。研究表明，将木材加热至55～60℃并保持2～4小时，或采用蒸汽处理至木材中心温度达到60℃并保持1小时，可以杀死木材中99%以上的害虫和病原菌，同时保持木材的物理性质和机械强度不受损害。声波和光波的应用是物理防治领域中的另一项创新。特定频率的声波，如20～50kHz的超声波，能够干扰害虫的交配行为，减少害虫繁殖率。而特定波长的光，如紫外线-C（UVC，波长为200～280nm）和红外线，能够破坏害虫的生理机能，如影响其视觉系统、干扰迁徙和产卵行为。随着LED技术的进步，光波防治的应用变得更加节能和高效。LED灯能够精确控制光的波长和强度，通过调节光的参数，可以实现对害虫的精准控制，同时避免对非目标生物的影响。种子和苗木的辐射处理技术是物理防治中的一个重要分支。通过低剂量辐射，如γ射线或电子束，可以灭活种子和苗木中的病原体和虫卵，而不会损害植物本身的生理活性[2]。辐射剂量的精确控制是这一技术的关键，通常控制在0.1～0.5kGy，既能达到防治效果，又能避免对植物造成潜在伤害。根据国际原子能机构（IAEA）的数据，全球已有超过50个国家在使用辐射处理技术进行种子和苗木的处理，有效提高了种子的健康度和出苗率。

1.3化学防治技术新进展

化学防治技术新进展体现在多个方面。新型化学农药，像基于天然产物的仿生合成农药，以从植物源提取的活性成分作为先导化合物，运用有机合成化学手段，通过修饰其官能团、构建新的化学结构来优化性能。例如，吡蚜酮（C10H11N5O）、噻虫嗪（C8H10ClN5O3S）这类仿生合成农药，对同翅目害虫的半数致死浓度（LC50）可低至每升几毫克水平，展现出高效选择性毒性。它们的化学结构使其具备良好的环境友好性，在土壤中，其水解半衰期大多为10～30天，在水体里光解半衰期为7～20天，相较于传统农药，能更快地通过微生物作用、水解等途径降解，避免在生态系统中大量累积，进而降低对环境的不良影响，推动化学防治朝着更科学环保的方向发展。静电喷雾技术作为创新的化学防治技术，有着独特的作用原理与优势。其核心在于利用高压静电发生器产生强度为30～50kV/cm的静电场，使农药雾滴带上电荷，常见雾滴粒径可控制在100～300μm。基于库仑定律，带电荷的雾滴通过静电吸附作用，能以更优的附着角度和力度，均匀地附着在植物叶片表面。经专业的田间药效试验研究发现，运用该技术后，农药的沉积量相比传统喷雾方式可提高30%～40%。同时因雾滴受电场力作用，其飘散范围大幅缩小，在距离喷头2m左右的区域外，农药漂移量能降低约60%，显著减轻了对周边环境的污染。而且在山地、坡地等复杂地形的林地中，即便存在地形起伏、植被遮挡等情况，它也能精准喷雾，为病虫害防治给出有效应对之策。

2林业病虫害防治智能技术

2.1物联网监测技术

物联网监测技术在现代林业病虫害防治中有着独特且关键的应用。在传感器部署方面，会依据林地面积、地形地貌及主要病虫害种类等因素，进行合理布局。例如，对于面积达1000hm2且地势较为平坦、以松毛虫为主要防治对象的针叶林，通常每10hm2会设置一个温湿度传感器，其精度能达到±0.5℃和±3%RH，精准监测林间环境温湿度，因为松毛虫的生长繁殖与温湿度密切相关。同时，每20公顷设置一个害虫诱捕传感器，这类传感器可利用特定波长的光波（如波长为365nm的紫外光诱捕灯）吸引害虫，其诱捕范围可达半径5m左右，通过对诱捕到的害虫数量及种类进行实时统计分析，判断害虫的种群动态。数据传输方面，多采用低功耗广域网（LPWAN）技术，像LoRaWAN通信协议，其传输距离可达数千米，能保证传感器采集的数据稳定、高效地传输到基站。传输频率可设置为每15分钟一次，确保数据的及时性与连贯性。在数据处理环节，接收端的物联网平台具备强大的数据解析能力，可将不同传感器传来的原始数据转化为直观的可视化图表，比如将温湿度数据绘制成实时变化曲线，将害虫数量数据以柱状图按日、周、月等周期展示[3]。平台还能依据预设的病虫害发生阈值进行智能预警，比如当某区域连续3天每平方米面积所诱捕到的松毛虫数量超过5只这一阈值时，便立即向管理人员发送预警信息，提示可能出现松毛虫暴发的情况，以便及时采取相应防治措施。另外，物联网监测技术还支持远程控制功能，管理人员能通过手机端或电脑端远程操控部分传感器，如调整诱捕灯的开关时间、光波波长等参数，使其更好地适应不同阶段病虫害监测的需求，从而实现对林业病虫害的精准、实时监测，为后续防治工作提供有力的数据支撑。

2.2大数据与人工智能预测

大数据与人工智能预测在数据收集方面，会整合多维度的数据来源。从气象数据来看，会涵盖过去至少5年、以林地所在区域为单位、精度达到0.1℃的日平均气温、降水量、风速等信息，因为这些气象因素对病虫害的滋生、传播影响显著。同时，还会收集林地内不同监测点详细的植被生长数据，包括树木的胸径变化精确到毫米级、叶片叶绿素含量精确到毫克每克等，这些能反映树木健康状态的数据是分析病虫害发生风险的重要依据。另外，关于病虫害历史发生情况的数据也极为关键，会记录诸如每种害虫历年的首次发现时间、暴发规模精确到每百株树木的害虫数量等。对于人工智能预测模型构建，常采用深度学习算法中的卷积神经网络（CNN），其卷积核大小设置为3×3或5×5，步长设为1或2等不同参数组合，以更好地提取数据特征。在训练阶段，会使用海量且经过严格标注的数据进行训练，训练轮次一般设定为100～500次，通过不断调整模型的权重参数，使其达到最优的预测性能[4]。在预测应用中，模型能够提前1～3个月对林业病虫害的发生概率做出预测，预测准确率在80%以上。比如针对松材线虫病这种危害较大的病害，模型能依据输入的当季气象数据、周边林地已有的发病情况及目标林地的植被生长数据等，输出具体的发病风险概率，精确到小数点后两位。一旦预测到发病概率超过设定阈值（如30%），便会触发预警机制，提示管理人员提前安排相应的防治措施，像调整生物防治中天敌昆虫的投放计划，或者准备化学防治所需的药剂等，从而实现精准、提前防控林业病虫害，保障林业健康发展。

2.3智能防治设备

以智能喷雾机器人为例，它的行走系统机动性十分出色，采用四轮驱动模式来保障运行。其单个轮子的承载能力高达500kg，这赋予它强大的适应能力，像林地中坡度在30°以内的坡面，或是那些坑洼不平且布满树根凸起的复杂地面，它都能顺利通行，为林业病虫害防治作业提供了可靠的移动保障。机器人的行驶速度可在0.5～2m/s这一范围灵活调节，以此确保在林间稳定且高效地移动作业。其配备的喷雾系统有着精确的流量控制功能，喷液流量可精准调控在每分钟1～10L/min，通过高精度的喷头，雾滴粒径能控制在50～200μm，如此既能保证农药均匀覆盖在植物表面，又能最大限度地减少农药浪费。而且喷雾机器人内置的传感器可实时监测周围环境湿度，精度达±3%RH，当湿度超出预设的适宜喷洒范围（如相对湿度大于85%或小于40%）时，会自动暂停作业，避免不良环境影响防治效果。智能诱虫灯也是常用的智能防治设备，其光源采用特制的LED芯片，发出的光波波长集中在365～400nm，这一范围的波长对多数害虫有着极强的吸引作用。诱虫灯的功率为15～30W，在保障诱虫效果的同时兼顾节能。灯体周围设有电网，电网电压可稳定维持在2000～3000V，害虫被灯光吸引，靠近后就能瞬间被击杀，有效减少害虫数量。诱虫灯带有计数功能，能精确统计每小时诱捕到的害虫数量，误差控制在5%以内，通过数据传输模块将信息实时传至管理终端，便于管理人员依据害虫数量变化趋势来评估防治成效，调整后续防治策略[5]。还有智能无人机撒药装置，其药箱容量可达10～20L，通过精准的飞控系统，飞行高度可在1～10m按需调整，飞行精度控制在水平方向±0.5m、垂直方向±0.3m内，确保农药能精准撒布到目标区域，全方位助力林业病虫害的高效防治。

3新技术推广面临的挑战与对策

在挑战方面，技术普及难源于林农传统观念根深蒂固，习惯使用熟悉的化学防治手段，对新的生物、智能等防治技术缺乏了解，且部分新技术操作相对复杂，需要一定专业知识，这让林农望而却步。成本高是一大阻碍，像智能防治设备购置费用不菲，且后续维护、升级成本也持续存在，对于资金有限的林业经营主体而言难以承受。接受度低还体现在新技术的效果验证周期长，比如生物防治中的天敌昆虫在释放后，需要较长时间观察其对害虫种群的控制成效，林农短时间内看不到明显效果便不愿采用。服务不完善表现为技术培训和售后维修等服务未能跟上，林农在使用新技术遇到问题时难以得到及时指导与帮助。针对这些挑战，加强技术培训是关键，组织专业人员深入林区，以实际案例和现场演示让林农直观了解新技术的操作和优势。资金扶持方面，政府可设立专项补贴，降低林农购置新技术设备成本，同时引导金融机构提供低息贷款。宣传引导要多样化，利用线上线下渠道展示新技术成效对比，增强说服力。完善服务体系需搭建技术咨询平台，及时解答疑问，并且建立维修服务网络，保障设备正常运行，从而推动新技术有效推广。

本研究通过深入探讨现代林业病虫害防治新技术及其推广策略，不仅丰富了林业病虫害防治的理论体系，更为实践提供了可行的指导方案。新技术的推广与应用，将有效提升林业病虫害防治的效率和环保性，降低防治成本，促进林业的可持续发展。以后的工作中应进一步加强技术研发与创新，完善技术推广服务体系，提高林农对新技术的接受度和应用能力，共同推动林业病虫害防治工作迈向新的高度。同时政府和社会各界也应给予更多关注和支持，共同守护我们的绿色家园。

参考文献：

[1]张俊林.现代林业病虫害防治新技术及其推广策略[J].河南农业，2024（8）∶41-43.

[2]刘玉艳.现代林业病虫害防治新技术及其推广策略[J].农业灾害研究，2022，12（3）∶194-196.

[3]梁海森.现代林业病虫害防治新技术及其推广策略探讨[J].农家科技，2024（7）∶109-111.

[4]刘芳.现代林业病虫害防治新技术及其推广策略[J].今日农业，2023（10）∶B21.

[5]李玉祥.现代林业病虫害防治新技术及其推广策略[J].文渊（小学版），2020（2）∶317-318.