林业生物灾害防治施药新技术研究进展

摘要 林业生物灾害防治理念从普遍防治发展到精确管理，施药技术也围绕这一理念的转变，不断创新。地面施药新技术主要有精准施药、TIT法、注射、虫道注射、缓释药包、风送式静电喷雾。对于传统的航空施药，则在选择、研发适合植保作业的航空器之外，还可以对施药器具进行改进，选用风送式静电喷雾技术，提高施药效率，减少对生态系统的扰动。

关键词 林业；生物灾害；防治；施药；新技术

中图分类号 S767 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2012）22-0161-02

随着全球气候变暖，林业生物灾害的发生呈逐年加重趋势，面对林业生物灾害对森林生态系统造成的破坏，林业生物灾害防治专业人员积极应对，防治理念从普遍防治发展到精确管理，施药技术也围绕这一理念的转变不断创新。

1 防治新理念——精确管理

生物灾害精确管理（precision management）理论，源于生物灾害“双精”管理（张国庆，2007）理论。“双精”管理（2P），就是精密监测（precision monitor）与精确管理（precision mana-gement），精密监测就是对生态系统进行紧密的监测与准确的预测，精确管理就是对生态系统进行精确的管理，促进并维护生态系统健康。

生物灾害的精确管理，不仅是要克服被动防治和单种防治带来的弊端，更重要的是主动维护生态系统的健康。对生物灾害的防治，采取“防在关键点，治在要害处”策略，尽量减少防治给生态系统带来的扰动，把生物灾害造成的损失控制在允许的域之内[1-9]。

2 地面施药新技术

2.1 精准施药

精准施药技术就是利用现代农林生产工艺和先进技术，设计在自然环境中基于实时视觉传感或基于地图的农药精确使用方法，该方法涵盖施药过程中的目标信息采集、目标识别、施药决策、可变量喷雾执行等农药精确使用的主要技术要点，节约农药、提高农药使用效率和减小环境污染，实现有害生物防治的智能化、精确化和自动化，促进生态环境保护和林业生产的可持续发展。概言之，精准施药技术就是要实现定时、定量和定点施药。

采用可变量技术的农药喷雾技术，可以准确地根据有害生物危害状况和林分性质进行精确处理，林间喷雾是不均匀的，是随各点危害程度及其环境性状不同适当调整农药施用量，避免农药的浪费和环境的污染，使林业有害生物防治更加高效、优质。

2.2 TIT法

有害生物的TIT防治方法，是根据TTR法改进而来。TTR法使用化学药剂进行被动防治，防治效果难以保证，而且对环境有一定的扰动。为此，张国庆（2012）将TTR法进行改进，发展为TIT法。

TIT法就是对有害生物实施诱捕（trap）、接菌（inoculated-pathogen）、传染（transmission）的防治方法。首先使用引诱剂诱捕有害生物，然后使有害生物身体沾上微生物农药，让有害生物携带微生物农药进入其群体生活空间，互相传染，从而达到防治的目的。对于有些有害生物（如苍蝇、蚊子等），还可以不经过诱集，直接对其群体生活空间（污水池、粪坑、池塘、稻田、水沟等）投放微生物农药接菌，让其感染死亡。

此外，还可以将TIT法中的微生物农药替换成其他药剂（如兴奋剂），让害鼠害兔食用后烦躁不安，在窝内群扭，造成害鼠害兔伤亡。或者将微生物农药替换成性兴奋剂+不育剂，使目标有害生物疯狂寻找异性滥交，阻止目标有害生物的正常，使目标有害生物密度降低至安全水平。

因此，TIT法适合于个体间接触较为频繁的有害生物防治，其具有以下明显优点：①目标准确。TIT法引诱剂是针对目标有害生物设计的，不会对非靶标生物造成伤害。②对环境安全。将TTR法中的化学农药改为微生物农药，使得有害生物防治对环境扰动小，没有污染，对人畜安全。③持续控制。由于使用了生物农药，可以实现多次传染，达到持续控制的目的。④防治成本低。操作简单，方便快捷，用药量小，防治用工量少，又能持续控制，大大降低了防治成本。⑤高效。对有些顽固性有害生物，如苍蝇、蟑螂等，由于其持续控制作用，可以实现3~5年无危害。

就白僵菌TIT法防治白蚁、蟑螂、苍蝇、蚊子等顽固性有害生物来说是非常有效的，防治方法简单，成本低，并能实现可持续控制，对环境无污染，对人畜安全。对蚊子来说，为了达到更好的防治效果，建议间隔2～3年在孑孓活动场所投放2~3次白僵菌[10-11]。

2.3 注射

注射法即是将药物注入被害处，或者使用注射器械将药液注入树干，以防治有害生物。注射法用药集中，相对浓度高，对环境污染少，对天敌安全，适合于高大林木有害生物防治。

（1）竹腔注射。防治竹蝗时，在跳蝻孵化出土时，对产卵地每竹基部节间作竹腔注射吡虫啉或乐果等内吸性药剂20 mL原药，防治竹蝗的药效期长达40～60 d，可彻底杀灭产卵地上整个出土期出土的跳蝻。

（2）虫道填塞。在虫道内填塞缓释剂或熏蒸剂，或者昆虫线虫制剂。

（3）被害处注射。对于皮下害虫，用具有熏蒸作用的柴油5～10倍液注入被害处。

（4）打孔注药机注射。使用专业设备，将高压药液注入植株体内。

（5）专用注射液注射。此法目前在林业上主要用于松材线虫病预防，或者用于树体补充营养。

（6）输液滴注。将配置好的注射液倒入输液瓶中，按照“专用注射液注射”方法在树上打孔，将输液器针头插入其中，连接好输液瓶，并将输液瓶挂在针头上方0.5～1.0 m合适位置处，调整输液量至注射孔药液不外流。

2.4 虫道注射

由于注射施药方法对植株有一定的伤害，而且设备复杂。张国庆（2012）根据注射施药原理，将其改进为虫道注射技术。虫道注射，就是向有害生物生活的通道内注射药物，达到防治有害生物的目的。例如，对于蛀干害虫天牛，可以使用普通注射器向天牛蛀孔内注射防治药物；对于板栗透翅蛾（Aegeria molybdoceps Hampson），可以向虫斑内注射防治药物；对于白蚁，可以向蚁路注射药物进行防治。虫道注射是一种精准施药方式，施药量小，对环境扰动小，不伤害非靶标生物。与打孔注药方式相比，虫道注射对寄主不会造成二次伤害，而且不需要专门的打孔注药设备。

使用普通医用注射器工效虽然比打孔注药机高，但还可以对其进行改进。此外，虫道注射方法还可以进行拓展，应用在其他有害生物防治上。

（1）针头改进。普通医用注射器针孔太小，使用中容易堵塞，而且药液容易外溢。此外，普通医用注射器太小，频繁吸药，影响作业工效。为了克服上述缺陷，适应不同的虫道注射要求，将针头内孔直径设计成1.5、2.0、2.5 mm 3种规格；为防止注射时药液外溢，缩短针头长度至20 mm左右，或者在针头基部套上一个软橡胶塞，在向虫道注射药液时，针头插入虫道并使橡胶塞堵住虫孔；为提高防治作业效率，将改进的针头基部的接口改为能与普通农用喷雾器喷杆相连接的螺旋接口，这样配药1次可以进行多次作业，免除了普通医用注射器频繁吸药的麻烦，从而大大提高了作业功效。

（2）注雾。为了减少用药量，同时提高防治效果，可以将注射药液改为注射药雾甚至是气溶胶，但这需要专门的注雾设备。注雾设备由雾化装置、高压气泵和针头组成。注雾时，雾化装置将药液雾化成药雾或气溶胶，高压气泵将药雾送至针头，再注入虫道内。注雾设备的结构如图1所示。

（3）灌注。使用灌浆机将药液沿蚁道注入蚁巢，适用于土栖白蚁防治。

（4）鼠道注烟。使用喷烟机或喷雾机，将烟雾、药雾或气溶胶灌入鼠道，可以使用普通喷烟机或弥雾喷粉机作业。但为了减少作业时药雾外泄污染环境，可以使用专业的设备。

鼠道注雾（或气溶胶）专业设备，在注雾时将针头换成较粗的喷管，喷管前端套上软橡胶头，使得与鼠道密切接触，保持药雾不外泄，再将药量和高压气体量调大至适合鼠道即可。

对于注烟，为了提高作业效率，也可以将高压气体与烟雾混合后注入鼠道[12]。注烟设备的结构如图2所示。

2.5 缓释药包

将控释药包挂置在植株上，让药包内药剂随雨水缓慢释放防治有害生物。药剂为必须具有内吸性（向上传导）、吸湿性、溶于水的固体，其中用于生产食品的植株防治的药剂必须符合国家农药管理规范。为了提高药剂防治效果，药剂中可以添加适量的分散剂、湿润剂、展着剂、乳化剂、抗光解剂、抗氧化剂和吸附剂。

2.6 风送式静电喷雾

风送式静电喷雾技术（air-assisted electrostatic spraying），首先把药液通过压力雾化或旋转雾化方式形成雾滴，经过充电电极使雾滴带电，并在气流的作用下二次雾化，由静电力和气流将雾滴送到植株上。风送式静电喷雾技术具有如下明显优点：①利用气流的推动作用，改善了静电喷雾雾滴穿透性弱的不足，有利于对茂盛、高大林木的病虫害的防治。②合理控制静电喷雾时的气流，喷雾飘移损失将会很明显减少，环境污染小。③带上静电后的雾滴，其表面张力会降低，减少雾化阻力，提高雾化程度，雾滴在植株上不易朝着最小表面积凝聚，有利于植株对雾滴的吸附。同时，气流更易于使雾滴在叶片及虫体上铺展，将会明显地提高杀虫效果。

3 航空施药

航空施药，是利用飞机作为载药与施药工具，对有害生物进行施药防治。航空施药快捷高效，效果明显，适用大面积林业有害生物防治。针对目前航空防治作业的诸多缺陷，根据2010年潜山县马尾松毛虫（Dendrolimus punctatus Walker）飞机防治经验总结，张国庆（2010）对航空防治的航空器和施药器具提出了改进建议。

3.1 航空器具的改进

我国目前现有的农用航空机型中，对飞行作业条件要求苛刻，作业效率低。为了克服这些作业缺陷，首先，在目前国产飞机中选择最适合农业航空作业的机型，进行技术改造，形成系列机型，以适应不同的农业航空作业需求。其次，引进先进国家的农用飞机，尤其是美国的“空中拖拉机”AT-401B、AT-402A、AT-402B、AT-502A、AT-502B、AT-602、AT-802A、AT-802F等农用飞机，吸收其中先进技术，还可以与发达国家合作，共同开发农用型飞机，学习其中先进技术，由仿制到自主开发。再次，组织科研力量，研发价廉、耐用、低维护成本甚至免维护的农用飞机，以降低飞机购置和维护成本，尤其是亟需研发普通燃油航空发动机，以及稳定性好、适合于超低空飞行的碟形飞行器。

3.2 施药器具的研发

目前的航空施药，还是常规施药技术，不仅用药量大，污染环境严重，而且作业效果还受作业时天气情况的影响。因此，植保航空施药技术，是植保航空作业的关键技术之一。

目前，地面风送式静电喷头技术（图3）比较成熟，但在航空上作业上还只有静电喷雾装置，还没有风送式静电喷雾系统。航空风送式静电喷雾系统的研发，可以综合地面风送式喷雾系统和静电喷雾系统，借鉴地面风送式静电喷雾系统思路和技术，进行设计和试验[13-16]。

4 参考文献

[1] 张国庆.灾害管理理论研究[J].现代农业科技，2012（10）：22-23.

[2] 张国庆.生物灾害管理理论研究与生物灾害精确管理[J].现代农业科技，2011（3）：20-23.

[3] 张国庆.生态健康概论[EB/OL].（2012-04-10）[2012-10-01]..

[12] 张国庆.有害生物虫道注射防治方法研究[EB/OL].（2012-05-10）[2012-10-01]..

[13] 张国庆.我国农用航空发展瓶颈与对策[J].中国民用航空，2011（4）：31-33.

[14] 张国庆.潜山县2010年第二代马尾松毛虫飞机防治作业设计[EB/OL].（2010-11-03）[2012-10-01].http：///blog/user_content.aspx?id=380057.

[15] 张国庆.农业航空技术研究[EB/OL].（2010-11-13）[2012-10-01].http：///blog/user_content.aspx?id=383397.

[16] 张国庆.农业航空技术研究述评与农业航空新技术研究[J].江西林业科技，2011，205（1）：25-31.