林场林业有害生物防治技术研究进展
摘要
关键词
正文
一、引言
林业有害生物是制约森林质量提升的核心因子。丰满区国有林总场位于长白山西麓,天然次生林与人工红松、落叶松混交,气候冷凉湿润,极易暴发小蠹、落叶松毛虫、松梢螟、栗山天牛等害虫,兼之枯梢病、立木腐朽等病害,传统以“应急化学喷雾”为主的手段已难满足“精准、高效、低扰”的现代营林要求。近五年,总场围绕“监测预警—源头管控—靶向干预—生态恢复”主线,系统整合声光诱集、嗜性引诱、无人机+AI、植物免疫诱抗、生防菌扩繁等关键技术,形成一套适用于东北国有林场的轻简化、模块化的防治技术体系,实现了有虫不成灾、有病不扩散的阶段性目标。
二、监测预警技术
1、声光复合诱集
林缘、林窗、伐倒木带是蠹虫初入林分的“桥头堡”。在此布设声光一体化诱捕器,以420 nm蓝光与200 Hz低频微振同步刺激,精准触发小蠹科成虫定向趋性。设备太阳能供电,昼充夜放,单台可覆盖半径90 m扇形区域,较传统漏斗诱捕提前一周捕获首批成虫,为后续无人机靶向喷药赢得关键时间窗。捕获虫体自动落入75%酒精井,防止逃逸与二次污染,现场无需人工值守,仅需每7日回收虫杯即可,真正实现“零打扰”早期监测。
2、嗜性引诱+AI识别
落叶松毛虫与松梢螟发生同期、高层交错,单一诱剂难以兼顾。将松毛虫雌蛾性信息素顺-11-十六碳烯醛与松梢螟植物源引诱剂按7:3装入缓释胶囊,悬挂于无人机吊舱,以3 m/s航速、离冠层5 m高度拉出100 m引诱走廊;舱下1200万像素工业相机同步拍摄,YOLOv5-tiny边缘计算模型在30 ms内完成成虫检测与计数,夜间识别率稳定在92%以上。数据经4G模块秒级回传,值班员手机端即可查看虫口热力图,实现“诱—拍—算—回传”闭环,现场无需布设一台地面相机,大幅降低山地布线难度。
3、林间轻量级气象—虫态耦合模型
幼虫防治窗口仅3–5 d,错过即需高剂量补防。每10 hm²布设1套LoRa温湿度节点,林冠下1.5 m处实时采集温度、湿度,每15 min上传一次;后台以有效积温公式K=Σ(T-C)推算落叶松毛虫幼虫发育进度,模型误差控制在±1.2 d。当预测50%幼虫进入3龄时,系统自动推送48 h施药预警,并给出无人机最佳起飞时段,避免高温蒸发与傍晚飘移,实现农药减量与防效双赢。
三、源头管控技术
1、检疫性卫生伐
风倒、雪折及衰弱立木是小蠹与天牛的天然繁殖“温床”。丰满区推行“即倒即清”制度,倒木出现至完成采伐不超过15天,杜绝初侵染源向健康木扩散。作业要求伐根高度≤5厘米,杜绝高桩留养;枝桠就地粉碎至≤3厘米碎屑,破坏幼虫隐蔽空间,粉碎物均匀摊铺可加速分解并提升土壤有机质。清理后林分透光率提高18-22%,林内温度日较差缩小,相对湿度下降,使越冬虫口密度降低60%以上。为减少二次集材伤树,采用轮式小型劈木机与履带集运机协同作业,单台班可完成0.8公顷卫生伐,油耗降低25%,实现环保与高效并重。
2、免疫诱抗育苗
红松、云杉1-0苗木上山前易受枯梢病菌侵染,传统保护措施持效短、抗逆诱导弱。丰满区在移栽前7天灌根3%β-氨基丁酸(BABA)与0.5%壳寡糖混合液,每株20毫升,可系统诱导针叶PAL、POD防御酶活性分别提升1.8倍和1.6倍,木质素与酚类物质迅速累积,形成物理化学双重屏障。处理苗木枯梢病发病率由18%降至4%以下,药效持续45天,足以度过移栽缓苗期。BABA与壳寡糖均为低风险化合物,对根际微生物无负面效应,可与常规水肥同步使用,实现“带药上山、无药补防”,从源头降低成林后化防压力。
3、林间天敌库建立
单一依赖化学喷雾易致天敌流失、害虫再猖獗。丰满区在林缘空地营建“林—花—蜂”生态阻截带,选用东北土当归、辽东楤木等本地蜜源植物,带状种植,每带宽3米、长50米,间隔150米,6-8月盛花期连续提供花蜜与花粉。带状生境使寄生蜂、食蚜蝇等天敌丰富度指数提高2.4倍,落叶松毛虫卵寄生率由12%升至38%,有效压低下一代虫口基数。蜜源植物根系发达,兼具固坡保土功能;冬季枯枝落叶为蜘蛛、隐翅甲等提供越冬场所,延长食物链,增强林分自我调控能力。一次建带可稳定发挥效益5年以上,管护仅需年度刈割,成本不足化防的15%,实现持续控害与生物多样性双赢。
四、靶向干预技术
1、无人机超低量喷雾
六旋翼电动无人机贴冠飞行,旋翼下洗气流掀开针叶,80微米级药滴随气流穿透冠层,直达松毛虫集中叶幕。20%氯虫苯甲酰胺干悬浮剂配合有机硅展着剂,雾滴在蜡质针叶表面迅速铺展,幼虫取食后迅速停止咀嚼,3龄前施药即可封杀整代虫口。相较背负喷雾,无需拉管、无需兑大量水,山坡进退自如,药剂不带流失,林间几乎看不到药液滴落,保护林下苔藓与溪流。单架次起落即可完成一条山脊,操作员远离喷洒区,作业安全且劳动强度大幅降低,成为林场昼间快速干预的首选方式。
2、生防菌定向注入
栗山天牛、云杉大墨天牛的幼虫藏于韧皮部深处,喷雾难以触及。选用本地分离的白僵菌GYSF-1菌株,在树干基部钻一对斜孔,菌液沿形成层毛细缝隙上行,孢子遇湿萌发、穿透虫体节间膜,使幼虫在蛀道内僵死。注孔孔径细小,钻孔深度不足树皮两倍,对树体生长几无影响;注后孔口自然愈合,两年即被新生组织覆盖。林间观察显示,处理木段不再出现新蛀屑,天敌昆虫与土壤真菌群落数量与对照区无异,真正实现“菌治虫、不伤林”。
3、树干微囊缓释
松梢螟与小蠹成虫羽化期长,多次人工涂药费工且易遗漏。将吡虫啉包埋进可降解的PLGA微囊棒,插入树干后随水分缓慢释放,活性成分在韧皮部维持稳定浓度,成虫取食或停靠即被触杀。一次插棒即可覆盖整个羽化高峰,无需再爬梯刷干,也避免了雨水冲刷造成药剂流失。微囊材料在林内温湿度条件下逐月崩解,最终分解为乳酸与羟基乙酸,被树体吸收代谢,林间无残留、无塑屑,兼顾长效防控与环境保护。
结论
五年实践表明,丰满区国有林总场以“监测—源头—靶向—恢复”四环闭环,用声光诱集、AI预警、卫生伐、免疫育苗、无人机微喷、生防菌注入、微囊缓释、天敌花带等轻简模块,替代“大药、大水、大工”旧模式,实现主害虫不成灾、枯梢病不扩散、化学农药年递减、林分蓄积稳增,森林生态系统自我调控力显著回升。全程技术产品化、设备小型化、操作标准化,普通护林员经一周培训即可独立作业,为东北国有林场提供了可复制、可推广的精准防治样板。
下一步将搭建“林场数字孪生”平台,把声光、气象、遥感、虫情数据流实时融合,实现虫灾三维模拟与资源调度一张图;建设移动式生防菌固态发酵舱,就地扩繁白僵菌、绿僵菌,降低菌剂成本;同时将免疫诱抗、卫生伐、补植更新写入营林作业设计,推动防治端口前移,形成“健康森林”长效治理机制,为长白山系国有林区高质量经营提供持续动能。
参考文献:
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