林業(yè)病蟲害防治

時(shí)間:2022-03-29 04:35:00

導(dǎo)語:林業(yè)病蟲害防治一文來源于網(wǎng)友上傳,不代表本站觀點(diǎn),若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師,歡迎參考。

林業(yè)病蟲害防治

森林病蟲害素有“不冒煙火災(zāi)”之稱,可見其危害程度的嚴(yán)重性。

近半個(gè)世紀(jì)來,森林病蟲害的防治取得了長足的進(jìn)步,但也面臨著許多新問題。化學(xué)防治以產(chǎn)生目標(biāo)生物的抗藥性、誤殺天敵生物以及污染環(huán)境等問題備受批評。生物防治以能克服上述缺點(diǎn)而被寄予厚望,也取得了一些成績,不過仍有許多缺陷,如缺少人工釋放的天敵生物種群持續(xù)存在的生態(tài)學(xué)動(dòng)態(tài)證據(jù),生物防治的研究者考慮更多的是食物鏈而不是食物網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系等等,在森林病蟲害的生物防治方面,沒有實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展,也沒有成功的事例表明在人工的或人工干預(yù)的森林生態(tài)系統(tǒng)中,建立了對森林病蟲害控制持續(xù)有效的天敵生物種群。

由于生物防治的步履維艱,加上相關(guān)學(xué)科發(fā)展的推動(dòng),抗病抗蟲選種、育種的研究形成了熱點(diǎn)。特別是隨著生物工程技術(shù)的進(jìn)步,DNA(基因)重組技術(shù)突破了遠(yuǎn)緣雜交不親和性的困難,為抗性育種開辟了新的途徑。多年來的抗性育種研究結(jié)果,使各國對主要的威脅性森林病蟲害基本都提出了可用于發(fā)展的抗病、抗蟲樹種。但基因工程育種也不是萬能的,有一個(gè)新的問題可能會(huì)產(chǎn)生:寄主抗性的喪失速度或者說有害生物對寄主的適應(yīng)速度似乎遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于我們的育種速度。加之關(guān)于有害生物對這些抗性樹種的適應(yīng)性分化的研究十分貧乏,而缺少對這些抗性樹種的抗性持續(xù)性的把握。這對于森林病蟲害的防治又構(gòu)成了潛在的威脅。

面對病蟲災(zāi)害造成的巨大損失,認(rèn)清上述問題的嚴(yán)重性后,在全球可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的背景下,森林資源保護(hù)學(xué)者提出了“有害生物持續(xù)治理(SustainablePestManagement)”、“森林保健(ForestHealthProtection)”等思想。意義在于著重強(qiáng)調(diào)提高森林自身的調(diào)控能力和抵抗力。提出有害生物的綜合治理(IntegratedPest·Man·agement,IPM)應(yīng)逐漸向有害生物的生態(tài)治理(EcologicalPestMan·agement,EPM)發(fā)展,這是一個(gè)策略轉(zhuǎn)移的根本方向。

對于現(xiàn)有的、具有一定生態(tài)系統(tǒng)性的人工林,采取改造提高其自我調(diào)控病蟲災(zāi)害的能力,運(yùn)用對環(huán)境和其它有益物種的生存和發(fā)展影響較小的各種措施,將有害生物控制在生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益可接受(或允許)的低密度,并在時(shí)空上達(dá)到持續(xù)控制的效果。對于現(xiàn)有的、不具有生態(tài)系統(tǒng)性的人工林,采取以基因工程為主的技術(shù)措施,培育適應(yīng)立地生態(tài)環(huán)境的抗性樹種,逐漸取代現(xiàn)有弱抗性或抗性衰退、喪失的樹種。對于將有的人工林,采取生態(tài)控制的策略,從造林開始就將病蟲災(zāi)害的自我控制作為和高質(zhì)高產(chǎn)同等重要的目標(biāo),以期得到自組織的人工林生態(tài)系統(tǒng),將有害生物控制在生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益町接受(或允許)的低密度,并在時(shí)空上達(dá)到持續(xù)控制的效果。對于將有的樹木個(gè)體簡單集合的人工林,采取以基因工程為主的技術(shù)措施,創(chuàng)造抗性樹種,并根據(jù)其抗性衰退、喪失的速度,或有害生物對抗性樹種適應(yīng)性進(jìn)化的速度和周期,持續(xù)地培育適應(yīng)立地生態(tài)環(huán)境的抗性樹種。

因此,森林及樹木病蟲災(zāi)害的生態(tài)控制技術(shù)和遺傳(基因)控制技術(shù)是實(shí)現(xiàn)我國森林保護(hù)策略轉(zhuǎn)移和扭轉(zhuǎn)被動(dòng)局面的關(guān)鍵技術(shù)。

傳統(tǒng)觀念中,森林保護(hù)是林木遺傳育種學(xué)者培育出良種、造林學(xué)者進(jìn)行造林之后才提到日程上的工作,林木育種學(xué)者并沒有把持續(xù)抗性作為和產(chǎn)量、質(zhì)量同等重要的目標(biāo)進(jìn)行育種,造林學(xué)者也沒有把病蟲災(zāi)害的自我調(diào)控作為和產(chǎn)量、質(zhì)量同等重要的目標(biāo)進(jìn)行造林。可以說,現(xiàn)在進(jìn)行保護(hù)的森林幾乎沒有任何抵抗病蟲害的機(jī)制存在,一旦病蟲災(zāi)害大發(fā)生、大流行,森防工作者使出渾身解數(shù)也難以使樹木死里逃生。因此,在未來,森林保護(hù)學(xué)應(yīng)是林木遺傳育種學(xué)和造林學(xué)的指導(dǎo)學(xué)科。只有這樣,才能真正將病蟲災(zāi)害的生態(tài)防御策略和基因防御策略貫徹到生產(chǎn)實(shí)踐當(dāng)中,從根本上防治病蟲害。

生態(tài)控制的原理在于系統(tǒng)生態(tài)學(xué)。一個(gè)平稀的生態(tài)系統(tǒng)內(nèi),物種之間協(xié)同進(jìn)化,不同種的有機(jī)體或亞系統(tǒng)協(xié)調(diào)共生、互惠互利,和諧高效利用系統(tǒng)的能量,系統(tǒng)中的所有生物都占領(lǐng)著一切可利用的生態(tài)位、攝取一切可利用的能量,從而形成最佳的物流與能流利用狀態(tài),使整個(gè)系統(tǒng)表現(xiàn)出高效和諧的持續(xù)發(fā)展。在這種協(xié)同進(jìn)化過程中,物種常表現(xiàn)出抗逆性和變異性,這些抗逆性和變異性的基礎(chǔ)來源于物種基因的調(diào)控表達(dá)和變異。因此,自然森林生態(tài)系統(tǒng)中各種組分形成的各級結(jié)構(gòu)具有自我協(xié)調(diào)、自我組織、自我維持的穩(wěn)生機(jī)制,這種機(jī)制構(gòu)造了系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)功能,從而起到對病蟲災(zāi)害的可持續(xù)控制。

遺傳控制得以實(shí)施的基礎(chǔ)是以基因工程為主導(dǎo)的現(xiàn)代育種技術(shù)。從林木或其它動(dòng)植物體內(nèi)定位到抗病、抗蟲基因,并將其克隆、轉(zhuǎn)入到林木體內(nèi),表達(dá)出對特定或大多數(shù)病蟲害的持續(xù)高抗性。目前,涉及遺傳轉(zhuǎn)化的樹種已達(dá)9科19屬近30種。一些重要的樹種如楊樹、歐洲落葉松等已獲得了轉(zhuǎn)基因植株。在報(bào)導(dǎo)的林木基因工程的目的基因中,抗性基因的種類最為豐富,包括了抗蟲基因、抗病基因、抗鹽基因、抗寒基因以及抗除草劑基因。

對林木病害的遺傳控制應(yīng)該考慮兩個(gè)方面,這是由于具有兩種不同的林木病害類型。對于病原主導(dǎo)性病害,寄主一般體現(xiàn)為寡(或單)基因控制的垂直抗性,相應(yīng)的病原致病基因也是寡(或單)基因,這樣便于克隆抗性基因以抑制致病基因的表達(dá);對于寄主主導(dǎo)性病害,寄主則往往體現(xiàn)為多基因控制的水平抗性,病原的致病性也往往是多個(gè)基因的表達(dá),因此不利于克隆特定的抗病基因以表達(dá)抗性。寄主主導(dǎo)性的病害是由不良環(huán)境因素(逆境)造成樹木生長勢下降而誘發(fā)產(chǎn)生的,因此,這類病害又稱作生態(tài)性病害。例如楊樹潰瘍病、爛皮病,它們一般是在環(huán)境脅迫引致樹皮膨脹度低于80%時(shí)才能夠發(fā)生。因此,如何提高樹木生長勢,增加抵抗逆境脅迫能力是防治樹木生態(tài)性病害的根本。在抵抗這類病害的基因工程中,應(yīng)轉(zhuǎn)入能夠提高樹勢、強(qiáng)固細(xì)胞壁的抗?jié)B透脅迫基因。

生態(tài)性病害的病原主要是一些具腐生性弱寄生性病原真菌,廣泛地存在于自然界中及潛伏侵染于樹木體內(nèi)。生態(tài)逆境是這類病害的主要誘因,當(dāng)逆境生態(tài)因子導(dǎo)致樹木生長勢下降至某一個(gè)閾值時(shí),病原一寄主復(fù)合體開始病理過程,使寄主細(xì)胞、組織發(fā)生病變,表現(xiàn)出枯梢、枝干潰瘍或腐爛等癥狀,影響樹木的生長,嚴(yán)重時(shí)造成樹木的死亡。生態(tài)性病害由于病原菌具有潛伏侵染的特性、可長期潛伏在樹木體內(nèi),因此具有隱蔽性;由于氣候生態(tài)逆境是其主要誘引,因此具有突發(fā)性。

這類病害在北美、歐洲以及東北亞分布廣泛,各國在經(jīng)歷了化學(xué)防治的失敗后,目前的研究都集中在抗性育種和集約栽培上,試圖通過提高抗逆性和抗病性以及提高樹勢來最終達(dá)到控制病害的目的。

生態(tài)性病害由于具有隱蔽性和突發(fā)性,因此,控制的根本途徑是生態(tài)控制技術(shù)。對于客觀上具有或可能出現(xiàn)一定演替過程、形成一定自組織性而具有一定程度自我調(diào)控病蟲災(zāi)害的功能的人工林生態(tài)系統(tǒng),其病蟲災(zāi)害生態(tài)控制的研究趨勢是:從喬、灌、草及農(nóng)作物多植物種合理配置人手,提高系統(tǒng)內(nèi)的生物多樣性,改造現(xiàn)有林和營造混交林,為系統(tǒng)的演替過程構(gòu)建初始可啟動(dòng)狀態(tài),使其伴隨演替過程逐步最大程度地實(shí)現(xiàn)自組織性,從而形成一定程度的抗逆補(bǔ)償功能和自我調(diào)控病蟲災(zāi)害功能。同時(shí)輔助以環(huán)境允許的人為措施,將病蟲災(zāi)害控制在允許水平。對于城市綠化樹木和干旱及半干旱地域的造林樹木,客觀上很難或不可能形成一定自組織性的人工林生態(tài)系統(tǒng),其生態(tài)性病害生態(tài)控制的研究趨勢是:通過樹木根系和根際土壤生態(tài)環(huán)境的改造,使其形成及促進(jìn)根系的發(fā)育和發(fā)達(dá)、水分和養(yǎng)分的持續(xù)有效利用、病菌侵染預(yù)防和侵入后的抑制功能等,從而保健樹木、提高樹勢、增強(qiáng)樹木的抗逆性和抗病性,達(dá)到持續(xù)、有效控制病害的目的。