云南省林业厅科技成果登记公示.docx
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云南省林业厅科技成果登记公示
云南省林业厅科技成果登记公示
根据《云南省科技厅关于印发<云南省科技成果登记和信息发布实施办法>的通知》(云科奖发﹝2015﹞2号)要求,现将由云南省林业科学院申报的“林地薇甘菊监测预警与绿色防控技术”成果登记信息公示如下:
一、成果概况
(一)成果名称:
林地薇甘菊监测预警与绿色防控技术
(二)成果类别:
应用技术
(三)第一完成单位:
云南省林业科学院
(四)主要完成人:
泽桑梓、季梅、杨斌、周平阳、朱家颖、户连荣、赵宁、刘凌、张知晓
二、成果简介
(一)课题来源与背景
1、课题来源
(1)国家自然科学基金委员会,地区项目“薇甘菊颈盲蝽化学通讯及其嗅觉相关基因克隆、功能分析”,项目编号31360154,起止时间2014年1月至2017年12月。
(2)国家林业局,林业公益性行业科研专项项目“林地薇甘菊生态控制关键技术研究”,项目编号201204518,起止时间2012年1月至2016年12月。
(3)云南省科技厅,社会发展科技计划项目“林业重大检疫性有害植物--薇甘菊区域减灾与持续治理技术试验示范”,项目编号2012CH001,起止时间2012年10月至2015年12月。
(4)云南省科技厅,应用基础研究计划面上项目“薇甘菊颈盲蝽对薇甘菊的控制机理研究”,项目编号2010CD131,起止时间2010年12月至2013年12月。
2、背景
薇甘菊(MikaniamicranthaH.B.K.)是目前我国唯一的全国林业检疫性有害植物,2009年薇甘菊在云南省德宏、保山、临沧、怒江、西双版纳和普洱6个州(市)16个县(区)发生,发生面积45.12万亩。
其中,林地上发生面积为21.55万亩、农地15.91万亩、其它生境7.66万亩,造成了数亿元的直接和生态经济损失,已对国土生态安全构成严重威胁。
国内外虽然在薇甘菊的化学防除、生物防治、物理防除、生态控制等方面取得了一定进展,多针对农地、农田的薇甘菊防控;但对于地形复杂、类型多样的林地薇甘菊,其监测预警、防治减灾、持续治理、资源化利用等技术研发相对滞后。
从2010年开始,在国家自然科学基金委员会、国家林业局、云南省科技厅等多个部门的支持下,产学研紧密协同,开展林地薇甘菊监测预警与绿色防控关键技术研究。
其目的就在于为林地薇甘菊应急减灾和持续治理提供充分的科学依据和技术保障,降低、消除薇甘菊的危害,对确保森林资源生态安全、保障林产业健康发展、减少国际贸易壁垒风险具有极为重要的现实意义。
(二)主要论点与论据
本项目针对林地薇甘菊的发生及危害特点,通过理论研究与技术开发,形成了以“监测预警与绿色防控”为核心的林地薇甘菊综合治理成套新技术,主要内容如下。
1形成林地薇甘菊分区治理、分类施策的理论技术体系
1.1系统阐明林地薇甘菊的分布、危害和扩散特征
加强林地薇甘菊分布危害特征、扩散蔓延规律的认识,对防控林地薇甘菊具有非常重要的意义。
基于此,本成果以云南省德宏州史迪威公路沿线林地薇甘菊为对象,深入研究了薇甘菊在林地的分布危害特征和扩散蔓延规律。
结果表明,林地薇甘菊分布、危害和扩散蔓延有别于农地或其他生境的薇甘菊,这些特征一方面说明林地薇甘菊的防控更加困难,另一方面也显示林地已成为薇甘菊的扩散源和庇护所,重视和加强林地薇甘菊的防控对于遏制薇甘菊的扩散蔓延、减少对经济和环境影响有至关重要的作用。
1.2形成薇甘菊危害林地的分类体系,构建分类施策的技术体系
由于薇甘菊危害林地类型的复杂性、林地生物多样性、林地薇甘菊不连续点状分布等特点,难以采取统一的防控技术方法开展防治。
对不同类型林地、不同面积的薇甘菊、不同保护植物和控制区,应采取不同防控策略。
为此,需要根据林地的特征、保护植物的特征,薇甘菊的分布危害特征对薇甘菊危害林地进行分类。
基于此,本成果在广泛系统调查基础上,结合薇甘菊危害、林地和保护植物的特征,将薇甘菊危害林地分为12种类型,形成薇甘菊危害林地的分类体系。
在不同林地类型,薇甘菊危害特征差异显著,防控要求不一样,为此构建了分类施策的技术体系。
1.3建立林地薇甘菊分区治理技术规范
薇甘菊危害林地分类体系和分类施策技术体系的构建,解决了薇甘菊发生林地的治理问题。
但是,除了发生区外,发生区周边还存在易入侵的危险区,对这些区域过去研究和考虑较少,本项目另一创新是根据薇甘菊扩散蔓延特征、入侵环境特征等将薇甘菊发生区和周边林地协同考虑,建立薇甘菊发生区(治理区)、缓冲保护区、监控区,提出分区防控理念并构建分区治理技术规范。
2构建了林地薇甘菊预警‐监测‐控制‐修复为一体的绿色防控技术体系
2.1林地薇甘菊预警技术研发
为了能更有效的采取防治措施,对薇甘菊潜在分布的研究成为监测部门的关注重点。
为此,使用MaxEnt生态位模型预测薇甘菊在云南省的潜在空间分布区域;并且根据预测研究的流程,开发了一个基于ArcGISEngine的可用于网络环境全过程的薇甘菊潜在空间分布预测信息系统。
本研究共收集了薇甘菊世界分布点资料1172个,其中亚洲233个点,中国188个点,台湾90个点,云南、广东等地89个点。
利用全球1172个薇甘菊发生点和27个环境变量,采用MaxEnt生态位模型对薇甘菊适生区进行预测,然后对云南省的薇甘菊潜在分布进行提取和分析。
2.2监测网络建立
依据“基于GIS的云南省林地薇甘菊预警信息系统”预警结果,结合薇甘菊分区防控技术规范、薇甘菊危害林地分类体系等成果,在云南省德宏、保山、临沧、普洱、西双版纳、文山等薇甘菊分布和潜在分布区建立监测点230个,监测点覆盖12种薇甘菊危害林地类型,主要监测环境因子、薇甘菊入侵情况、植被覆盖情况等,形成省、州、县三级监测网络。
2.3首次发现和应用薇甘菊颈盲蝽控制技术
本项目通过野外详细调查,发现一种取食薇甘菊的昆虫,经鉴定为一新种并定名为薇甘菊颈盲蝽(PachypeltismicranthusMuetLiu)。
项目组深入研究了该天敌昆虫的生物习性、控制作用、控制机制、生物安全性等,同时研究开发出薇甘菊颈盲蝽的性信息素、寄主源信息素等并获发明专利授权。
2.4开发出减量增效化学防控技术
现有的薇甘菊防除药剂存在用量偏高的问题,为减少农药用量,减轻环境压力,本项目重点开展了不同农药和农药组合对薇甘菊的防除,以期减少农药用量。
以低于常用药剂浓度、降低薇甘菊盖度、抑制薇甘菊种子萌发、灭杀薇甘菊无性繁殖体茎作为高效、减量薇甘菊防除药剂评判标准,选取薇甘菊防除常用的27种农药或农药组合,按照5种浓度梯度进行稀释,然后用稀释后的药剂浸泡处理薇甘菊种子,培养7d、14d,观察记录薇甘菊种子萌发情况;按照6种浓度梯度稀释药剂,用量1000mL/m2,均匀喷施薇甘菊,调查、记录薇甘菊盖度变化情况、茎死亡率情况。
结果表明,供试药剂中森草净+2,4-D钠盐、2,4-D钠盐+敌草快是两种能以极低浓度(10000、100000倍液)彻底抑制薇甘菊种子萌发,完全降低薇甘菊盖度,并灭杀薇甘菊无性繁殖体茎的复合药剂。
2.5研发了植物替代生态修复技术
为了使薇甘菊得到有效、持续的控制,需要选用有较强更新和扩散能力的植物进行群落改造,营建郁闭的生境,使薇甘菊不能正常生长而逐渐退出群落。
因此在群落改造的早期阶段,树种的冠幅和植物的竞争生长就很重要。
冠幅越大、树叶密度越大,群落的郁闭度就越大;植物长得越快,就与薇甘菊形成竞争,争夺光照、水和营养物质。
为此,从适合热区生长的植物中筛选出对薇甘菊入侵有良好抑制作用的植物8种,即旱冬瓜、千果榄仁、桃花心木、重阳木、降香黄檀、合果木、柱花草、东非狼尾草;提出了7种生态修复模式,千果榄仁+旱冬瓜、重阳木+旱冬瓜、合果木+旱冬瓜、重阳木+合果木、降香黄檀+桃花心木、千果榄仁+重阳木、千果榄仁+合果木,对薇甘菊的综合防治效果达到95%。
3创新薇甘菊资源化利用的新模式
薇甘菊在云南发生面积大,资源量大,如能有效加以利用则对薇甘菊防控有积极意义。
为此,本项目针对林区实际情况,开展了薇甘菊发酵产沼气和利用薇甘菊种植食用菌的研究。
结果显示,薇甘菊作为原料生产沼气与其他常见的植物秸秆相比有较大产气优势,在温度30℃下进行批量发酵,产气潜力达到511mL/gTS。
按照配方一薇甘菊5Kg:
粗木屑2.5Kg:
麦麸1Kg:
石灰0.3Kg:
石膏粉0.2Kg:
普钙0.2Kg:
尿素0.01Kg的比例作为生产平菇的袋料,出菇量超过102g/袋,比普通平菇袋料产量高;平菇品质检测显示与普通袋料生产的平菇没有显著差异。
4系统研究了中国不同群体薇甘菊的遗传多样性
据相关文献报道,薇甘菊约在1919年作为杂草在中国香港出现,1984年在深圳发现;而迄今为止,中国大陆馆藏的第一份薇甘菊标本于1983年采自云南省德宏州盈江县铜壁关自然保护区,那云南发生的薇甘菊是通过什么途径传来的呢?
为此,本项目对中国薇甘菊发生区云南、广东、广西和海南4个省份采集513个群体进行了遗传变异分析,发现芒市与云南其它分布区的遗传距离较高,云南、广东、广西、海南之间的遗传距离也较明显。
通过聚类分析,云南的芒市被单独划为第一组,云南的其它地区(盈江、瑞丽、陇川)被划为第二组,广东、广西、海南划入第三组,显示出组间和群体间的个体存在着较多的交叉混合,表明群体内存在较多的遗传变异,揭示入侵云南的薇甘菊与入侵广东、海南和广西的薇甘菊没有相互传播危害,云南薇甘菊来自于缅甸。
(三)创见与创新(或技术的成熟程度、适用范围和安全性)
该技术成熟、先进且绿色环保,适用于国内外林地薇甘菊的防控及资源化利用,主要创新点如下。
1、构建了天地一体化林地薇甘菊测报体系。
2、创建了林地薇甘菊综合治理技术体系。
3、薇甘菊资源化利用研究取得新突破。
4、明确了中国不同群体薇甘菊的遗传多样性,制定了中国薇甘菊的区域治理策略。
(四)社会经济效益、存在的问题
本项目对提高林业外来入侵生物的监测能力、预测预报能力、阻击能力和控制能力,改变被动防范外来入侵生物的局面,对粮食生产安全和生态安全具有重要的现实意义和深远的历史意义。
我国热带、亚热带地区为薇甘菊入侵、扩散与发生的高危地区,该地区又是边疆少数民族集中居住区域,防范意识相对较低,科技水平落后,项目实施对巩固边疆民族团结、帮助农民脱贫致富、提高科技和文化素质具有积极的推动作用。
同时,项目的实施为我国边疆有害生物防范阻截带建设奠定了基础,对东南亚国家和地区控制薇甘菊等外来入侵生物具有重要的指导和借鉴作用。
在监测技术方面,今后将构建薇甘菊发生危害大数据平台,实现监控的全覆盖;发展薇甘菊颈盲蝽人工饲养技术,促进林地薇甘菊天敌控制技术的完善。
(五)成果简介
本项目属林业科学技术领域,原项目名称为“林地薇甘菊绿色防控关键技术创新与应用”,2018年2月2日进行成果评价,专家建议改为“林地薇甘菊监测预警与绿色防控技术”。
薇甘菊(MikaniamicranthaH.B.K.)是目前我国唯一的全国林业检疫性有害植物,已对国土生态安全构成严重威胁。
本项目针对受薇甘菊危害的森林生态系统,开展了薇甘菊监测预警与绿色防控关键技术研究,取得多项成果在生产上广为应用,对有效提高林分质量、促进森林生态系统恢复、保护生物多样性、改善生态环境和促进生态文明建设具有重要作用和意义,显著推动了我国林地薇甘菊防控技术进步。
1、查清林地薇甘菊分布、危害及扩散特征,明确薇甘菊可危害130科472属744种植物;划分出薇甘菊危害林地类型12种,对每种林地类型的危害特征进行分析并建立了对应的综合防控技术措施;建立了薇甘菊分区治理、分类施策的技术规范,构建了预警-监测-治理-修复的防控技术体系。
2、研建了云南省林地薇甘菊监测预警技术体系,研发出“基于GIS的云南省林地薇甘菊监测预警信息系统”,建立了云南省林地薇甘菊测报点230个,形成覆盖云南省的省、州、县三级林地薇甘菊监测预警体系。
3、首次发现本土天敌昆虫薇甘菊颈盲蝽(PachypeltismicranthusMuetLiu),阐明了其生物生态学特性,确定了其安全性、控制机理和控制能力,揭示了薇甘菊颈盲蝽对薇甘菊的化学识别机制,研究并提出了薇甘菊颈盲蝽的林间保护利用技术,应用后对薇甘菊的控制率达70%,降低薇甘菊结实量75%。
4、研制出复配药剂2种,提出了防治薇甘菊的农药减量增效使用技术,降低化学药剂单位用量20%;优选出8种替代控制植物,提出了7种生态调控模式,对薇甘菊的控制效果达95%。
5、提出了薇甘菊作为沼气发酵原料的新技术,明确了薇甘菊在不同温度下厌氧发酵的产气潜力;利用薇甘菊作为培养基料进行平菇栽培试验,形成薇甘菊生产平菇技术;创新了薇甘菊资源化循环利用的途径。
6、系统研究了中国不同群体薇甘菊的遗传多样性。
对中国薇甘菊主要发生区云南、广东、广西和海南4个省份513个群体进行了遗传变异分析,首次揭示我国薇甘菊地理种群有3个,入侵云南的薇甘菊与入侵广东、海南和广西的薇甘菊属于不同种群,证实云南薇甘菊源自缅甸。
发表论文22篇,出版专著1部,获授权发明专利4项、实用新型专利1项,制订云南省地方标准1项。
该成果在云南、广东等地广泛应用,较好地防控林地薇甘菊178万亩,薇甘菊控制效果达95%,减少除草剂用量20%以上,减少直接经济损失2.52亿元,减少生态经济损失量显著;建立了林地薇甘菊绿色防控示范基地74个,举办林地薇甘菊绿色防控技术培训班311期,培训技术人员21720人次。
评价意见认为,该成果在林地薇甘菊绿色防控关键技术和系统集成上有重大创新,总体达国际先进水平。
三、成果完成人员及其贡献情况
序号
姓名
性别
出生
年月
技术职称
文化
程度
是否留学归国
工作单位
对成果创造性贡献
1
泽桑梓
男
1978.07
副高
硕士
研究生
否
云南省林业有害
生物防治检疫局
任务来源的省基金及国家基金项目负责人,薇甘菊颈盲蝽的发现者,负责云南省林地薇甘菊监测预警体系构建及项目成果推广应用。
2
季梅
女
1975.01
正高
本科
否
云南省林业科学院
任务来源的行业专项及省科技计划项目负责人,制定方案,组织实施,负责生态修复技术研究。
3
杨斌
男
1971.09
正高
博士
研究生
否
西南林业大学
负责薇甘菊监测预警技术研究。
4
周平阳
男
1966.06
副高
硕士
研究生
否
德宏州林业有害
生物防治检疫局
负责林地薇甘菊绿色防控示范基地建设。
5
朱家颖
男
1984.10
正高
博士
研究生
否
西南林业大学
薇甘菊颈盲蝽化学通讯分子机制研究。
6
户连荣
女
1981.11
中级
硕士
研究生
否
云南省林业科学院
薇甘菊生态修复技术研究。
7
赵宁
男
1979.10
副高
硕士
研究生
否
西南林业大学
薇甘菊农药减量增效使用技术研究。
8
刘凌
女
1981.09
副高
博士
研究生
否
云南省林业科学院
薇甘菊颈盲蝽林间保护利用技术研究。
9
张知晓
女
1988.04
中级
硕士
研究生
否
云南省林业科学院
薇甘菊资源化利用研究。
10
王大伟
男
1982.12
中级
硕士
研究生
否
西南林业大学
薇甘菊与颈盲蝽互作关系研究。
11
李宗波
男
1979.09
副高
博士
研究生
否
西南林业大学
薇甘菊天敌昆虫资源调查。
12
王可勇
男
1974.04
中级
本科
否
瑞丽市林业局
参与林地薇甘菊绿色防控示范基地建设。
13
周晓
女
1981.05
中级
硕士
研究生
否
云南省林业科学院
参与薇甘菊监测预警技术研究。
14
马云强
男
1984.10
中级
硕士
研究生
否
西南林业大学
参与薇甘菊监测预警技术研究。
15
刘乃勇
男
1988.08
中级
博士
研究生
否
西南林业大学
参与薇甘菊颈盲蝽化学通讯分子机制研究。
16
赵见明
男
1968.03
正高
本科
否
瑞丽市林业局
参与林地薇甘菊绿色防控示范基地建设。
17
张传光
男
1985.12
中级
硕士
研究生
否
云南省林业科学院
参与薇甘菊颈盲蝽化学通讯分子机制研究。
18
冯小飞
男
1986.01
中级
硕士
研究生
否
西南林业大学
参与薇甘菊农药减量增效使用技术研究。
19
李浩然
男
1973.04
中级
本科
否
云南省林业科学院
参与薇甘菊农药减量增效使用技术研究。
20
张群
女
1966.12
副高
本科
否
云南省林业科学院
参与薇甘菊资源化利用研究。
21
杨建华
男
1980.08
中级
硕士
研究生
否
云南省林业科学院
参与薇甘菊颈盲蝽林间保护利用技术研究。
22
李淑芳
女
1981.02
中级
硕士
研究生
否
云南省林业科学院
参与薇甘菊资源化利用研究。
23
杨倩
女
1985.09
中级
硕士
研究生
否
云南省林业科学院
参与薇甘菊生态修复技术研究。
24
李云琴
女
1986.02
中级
硕士
研究生
否
云南省林业科学院
参与薇甘菊生态修复技术研究。
四、成果合作完成单位及其贡献情况
序号
单位名称
贡献情况
1
云南省林业科学院
项目主持单位,全面负责本项目的研究和开发工作。
主持并完成云南省科技厅应用基础研究计划面上项目“薇甘菊颈盲蝽对薇甘菊的控制机理研究”(2010CD131)、云南省科技厅社会发展科技计划项目“林业重大检疫性有害植物——薇甘菊区域减灾与持续治理技术试验示范”(2012CH001)、国家林业局林业公益性行业科研专项项目“林地薇甘菊生态控制关键技术研究”(201204518)、国家自然科学基金委员会地区项目“薇甘菊颈盲蝽化学通讯及其嗅觉相关基因克隆、功能分析”(31360154)。
发表论文22篇,其中SCI论文2篇;出版专著1部;获授权发明专利4项、实用新型专利1项;制订云南省地方标准1项。
2
西南林业大学
重点承担薇甘菊监测预警技术研究,参与创建林地薇甘菊综合治理技术体系及相关研究工作。
在项目实施过程中,给予了人力、物力的支持,为项目的顺利完成提供了必备的仪器设备、实验条件及研究人员的工作时间。
在主要技术创新第一点中,关于“构建云南省林地薇甘菊监测预警技术体系”,研发出“基于GIS的云南省林地薇甘菊监测预警信息系统”,对云南省林地薇甘菊进行风险评估与分析,获计算机软件著作权1项(软著登字第1096197号);协助云南省林业科学院共同完成创新点二,共同获授权发明专利4项(ZL201210178516.6;ZL201310120983.8;ZL201410313527.X;ZL201410434658.3)、实用新型专利1项(ZL201420520441.X)、发表论文14篇、出版专著1部。
3
云南省林业有害生物防治检疫局
重点承担云南省林地薇甘菊监测预警体系构建及项目成果的推广应用工作。
在项目实施过程中,给予了人力、物力、财力的支持,为项目的顺利完成提供了必备的实验条件、部分资金及研究人员的工作时间。
在主要技术创新第一点中,关于“建立了云南省林地薇甘菊测报点230个,形成了覆盖云南省的省、州、县三级的云南省林地薇甘菊监测预警体系(应用证明)”;协助云南省林业科学院共同完成创新点二,共同发表论文5篇、出版专著1部、制定地方标准DB53/T532-2013。
将项目成果在林业系统内广东、云南等地广泛应用,较好地防控林地薇甘菊178万亩;建立了林地薇甘菊绿色防控示范基地74个,举办林地薇甘菊绿色防控技术培训班311期,培训技术人员21720人次。
4
德宏州林业有害生物防治检疫局
重点承担德宏州林地薇甘菊测报体系及绿色防控示范基地建设工作。
在项目实施过程中,给予了人力、物力、财力的支持,为项目的顺利完成提供了必备的仪器设备、实验条件、部分资金及研究人员的工作时间。
在主要技术创新第一点中,关于“建立云南省林地薇甘菊测报点,形成了覆盖云南省的省、州、县三级的云南省林地薇甘菊监测预警体系”方面,在德宏州建立防控监测点100个,绿色防控示范基地10个;协助云南省林业科学院共同完成创新点二,共同获授权发明专利1项(ZL201410434658.3)、参与发表论文4篇、参与制定地方标准DB53/T532-2013。
5
瑞丽市林业局
参与承担德宏州林地薇甘菊测报体系及绿色防控示范基地建设工作。
在项目实施过程中,给予了人力、物力的支持,为项目的顺利完成提供了必备的实验场地及技术人员的工作时间。
在主要技术创新点一中,关于“建立云南省林地薇甘菊测报点,形成了覆盖云南省的省、州、县三级的云南省林地薇甘菊监测预警体系”方面,参与在德宏州建立防控监测点100个,绿色防控示范基地10个;协助云南省林业科学院共同完成创新点二,参与发表论文4篇;在主要技术创新点三中,关于“提出了薇甘菊作为沼气发酵原料的新技术”,承担了薇甘菊户用沼气发酵的试验及推广工作。
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