土栖性白蚁的防治技术研究概况
2016-03-28李秋剑钟俊鸿刘炳荣曾文慧胡少芳
李秋剑,钟俊鸿,刘炳荣,曾文慧,胡少芳
(广东省昆虫研究所 广东省农业害虫综合治理重点实验室/广东省野生动物保护与利用公共实验室,广东 广州 510260)
土栖性白蚁的防治技术研究概况
李秋剑,钟俊鸿,刘炳荣,曾文慧,胡少芳*
(广东省昆虫研究所 广东省农业害虫综合治理重点实验室/广东省野生动物保护与利用公共实验室,广东 广州 510260)
摘要:介绍了土栖性白蚁的预防技术、蚁巢探测技术和灭治技术的研究概况,并讨论了其应用前景。
关键词:土栖性白蚁;预防技术;蚁巢探测技术;灭治技术
全世界有白蚁2600多种,分布面积约占全球总面积的50%,主要分布于热带、亚热带地区[1]。白蚁是木质纤维素(例如死亡的树木和植物材料等)最重要和最有效的分解者[2]。它们在木材和植物材料的分解循环、改良土壤的理化性质、提高土壤肥力以及为其他动物提供食物等方面发挥着至关重要的作用[3]。但是,由于白蚁巨大的群体数量、广泛的取食范围、特殊的筑巢行为习性和取食的偏好性等原因,有些白蚁种类危害房屋、建筑材料、植物材料、农林作物以及土质堤坝等。许多高等白蚁(如土白蚁属Odontotermes、大白蚁属Macrotermes、钩白蚁属Ancistrotermes、球白蚁属Globitermes和象白蚁属Nasutitermes)均属于土栖性白蚁,这类白蚁以土营巢,其主巢筑于土壤之中,但其蚁路范围可分布很广,蚁巢群体中的白蚁可以到远离主巢几十米的地方觅食,其既危害土质堤坝,又危害农林作物,对旱地和丘陵地区农林作物的危害尤为严重;有时也危害建筑材料,特别是在农村和郊区。在我国和东南亚地区,土栖性白蚁对土质堤坝和农林作物的危害相当严重,研究人员对这类白蚁的防治技术进行了研究,取得了卓有成效的进展。
1预防技术
1.1化学杀虫剂预防技术
化学防治是害虫综合治理中的重要组成部分。它的优点是方法简单易行,杀虫效果快速、高效且具残效、成本较低等。可应用化学杀虫剂(如毒死蜱、除虫菊酯类杀虫剂、吡虫啉、噻虫嗪和氟虫腈等)形成药物屏障驱避或杀死土栖性白蚁,以保护农林作物免受其危害[4-9]。施药方法包括喷雾、浇灌、浸种(苗木)、树干涂抺和拌土根部施药等。化学杀虫剂通常不具有较长的持效期,其对农林作物的保护期通常为1~3个月,因此有时需重复处理。而且化学杀虫剂对白蚁一般仅起到驱避作用,最终还是不能有效灭杀白蚁,防治效果是治标不治本,没有从根本上消除白蚁的危害。大量使用化学杀虫剂预防白蚁会严重污染环境,在环境保护倍受关注的今天,其弊端日益显现。
1.2食盐预防技术
陈来华等[10]通过对钱塘江河口堤坝白蚁危害的普查和研究,发现土埝中含有盐分的堤坝不受白蚁入侵。在堤坝防渗黏土中加入食盐后进行物理力学指标和白蚁穿越能力的室内试验,试验结果表明,当土样含盐量在2%以下,物理力学指标变化很小;当土样含盐量达到0.6%时,能有效阻止白蚁的穿越。他们结合堤坝的结构类型和白蚁在坝体内的筑巢特征,确定了预防白蚁入侵堤坝的盐土铺垫位置、含盐量及实施工艺。该项技术在浙江省临海市的3座水库堤坝(试验前有大量白蚁活动)中进行应用,经过6年的试验观察,坝坡上未发现有白蚁活动,防治效果显著,为堤坝白蚁的治理提供了新的思路和方法。利用食盐主动预防白蚁入侵堤坝的新技术,具有重要的现实意义和较好的实际应用价值。通过室内试验并结合现场调查、测试和实际工程应用,防渗黏土中含盐量0.8%左右即能达到有效防治效果。利用食盐防治白蚁入侵堤坝,具有不影响饮用水安全、不污染环境、经济实用、实施简便、不需要后续管理等优点。
1.3颗粒屏障预防技术
物理屏障法是一种利用颗粒性物质、金属网或护板等作为物理或机械屏障以阻止白蚁侵入保护目标之内进行危害的白蚁预防方法。物理屏障法预防白蚁的原理是将白蚁与食物隔开,使保护目标免遭白蚁的危害,而不是驱避或杀死接近保护目标的白蚁。颗粒屏障原理是应用颗粒物质在白蚁预防主体周围形成完整的物理隔离屏障,白蚁既搬不动、又穿不透、而且无法侵蚀破坏颗粒性物质,因此起到阻止白蚁入侵从而保护预防主体的作用。李栋等[11]在广东湛江市郊的志满水库主坝(有黑翅土白蚁Odontotermesformosanus、黄翅大白蚁Macrotermesbarneyi和海南土白蚁Odontotermeshainanensis)应用过筛的粗煤渣颗粒为坝体表层覆盖物并碾压结实,覆盖层厚度0.5 m以上,经过8年的试验,土栖性白蚁不能穿越粗煤渣层进入坝体内部营巢危害。物理屏障法预防白蚁效果持久,不污染环境,且经济实惠。在美国和澳大利亚应用物理屏障法预防白蚁已相当成熟,并制定了相关的技术标准。我国应该加强这方面的应用研究,开发相关的产品和技术并进行推广应用。
2蚁巢探测技术
2.1高密度电法
高密度电法探测土栖性白蚁蚁巢的工作原理是利用白蚁巢体与周围介质土壤存在的物理性差异进行探巢定位。武汉春江生物科技有限公司研制生产的BY-Ⅱ型白蚁隐患探测仪能对土壤中巢腔20 cm以上、巢深5 m以内的白蚁蚁巢进行准确探测定位,在浙江省诸暨市、湖北省武汉市、山西省垣曲县的堤坝和林区的应用表明,可较准确地探测土栖性白蚁的巢位[12-13]。
2.2探地雷达技术
探地雷达技术作为一种快速、非破坏性和可重复的地下目标成像探测工具,已在地质、水文、考古、工程、生态、农业、林业以及法学等众多领域广泛应用。该技术是一项非破坏性、收集和记录浅层地下目标影像的地球物理探测技术。它通过地面天线以雷达波的形式向地下发射电磁脉冲,当电磁脉冲遇到电介性能不同的目标界面时,电磁脉冲被反射回地面并由接收天线接收,数字处理器记录返回电磁脉冲强度(振幅)和双程走时,接收到的信号强度经中央控制器处理后以不同的彩色图纹描绘在接收机上,形成地下目标轮廓影像图,影像数据可输入电脑作进一步分析处理和解释[14]。存在于土壤中的蚁巢、蚁道与周围土壤介电常数存在较大的差异,根据电磁波反射原理,在分界面会对地质雷达发射的电磁波产生反射,就是应用探地雷达技术探测土栖性白蚁蚁巢的依据。徐兴新等[15]应用美国地球物理勘探设备公司生产的SIR System-10型地质雷达,选用500 MHz和300 MHz频率天线,分辨率符合堤坝白蚁巢探测的要求,探测深度分别为2.5 m和大于3.1 m;2.5 m深度以内成年蚁巢探出率可达100%,此方法在探测成年巢探出率方面相当理想。美国地球物理勘探设备公司生产的SIR-3000雷达探测系统能够直接生成地下目标影像,具有快速高效、省时省力、不破坏目标和环境以及重复性强的特点。SIR-3000雷达探测系统的400 MHz天线在沙质土壤中有效探测深度可达3.15 m,而在粘土中,有效探测深度只有0.53 m[16]。土栖性白蚁的蚁巢可深达2 m以下,在粘土中已远远超出了雷达遥感探测的有效范围。雷达信号的穿透能力取决于土壤介质的信号衰减特征和雷达天线发射的中心频率,由于较高的粘土含量或土壤含水量会使雷达信息严重衰减,雷达地下遥感探测的理想条件是土壤中粘土和水分含量低,因此雷达技术在探测白蚁中的应用以沙土为好。
探地雷达技术对影像解读人员的技术和经验要求较高。同时,目前的雷达探测技术在粘土中的有效探测深度十分有限,加上设备价格较昂贵等因素,在一定程度上限制了探地雷达技术在白蚁蚁巢探测领域的应用。应用探地雷达探测土壤白蚁巢工作效率高,可精确确定蚁巢的地下空间位置并可确定蚁巢的规模大小,是监测和灭治土栖性白蚁的有效辅助技术。
3灭治技术
3.1毒饵诱杀技术
白蚁毒饵诱杀技术是一种古老而又具有新意的白蚁灭治技术,因为白蚁毒饵诱杀技术是在传统的诱杀箱技术的基础上发展起来的。白蚁毒饵诱杀技术充分利用了白蚁的社会行为特点,即白蚁取食含有慢性杀蚁剂的毒饵之后,其在死亡之前通过交哺、抚慰和触摸行为把有效的药物剂量传递给群体内其他个体(包括蚁后、蚁王、幼蚁、兵蚁和其他工蚁),最终导致整个群体灭亡。此项技术的目标昆虫仅仅是一些经济重要性的白蚁种类,杀蚁剂用量非常小,对环境更为安全,这可以减少环境公害。因此在环境保护日益受到关注和重视的今天,应用诱杀技术灭治白蚁受到世界各国的重视。
暗黄大白蚁Macrotermesgilvus在东南亚是最常见的筑垅白蚁,其粗壮的垅巢可高达2 m。Dhang[17]在菲律宾马尼拉的果树园中应用Exterra Termite Interception and Baiting System(毒饵为含有0.1%氟啶脲的α-纤维素粉)地下型监测站(in-ground Stations,IGS)诱杀暗黄大白蚁。试验进行2周之后,所有IGS内的木片均被白蚁取食;10~12周后,毒饵处理的白蚁垅巢停止取食,消耗取食毒饵2600~3150 g/巢。16周后解剖白蚁垅巢,在毒饵处理的白蚁垅巢内发现大量死亡的工蚁和兵蚁以及死亡的蚁后,有的垅巢内尚有少量活蚁。在香港田间应用Reqiuem白蚁毒饵(含有0.1%氟啶脲的α-纤维素粉)灭治危害树木的黑翅土白蚁,消灭白蚁需要消耗毒饵2400~4300 g/树,耗时31~76周;在马来西亚田间应用Reqiuem白蚁毒饵灭治曲颚乳白蚁Coptotermescurvignathus,每棵树只需消耗毒饵约470 g/树,耗时8周,而诱杀黄球白蚁Globitermessulphureus和哈氏象白蚁Nasutitermeshavilandi却需消耗毒饵500~625 g/树,耗时11~18周;在菲律宾田间应用Requiem白蚁毒饵诱杀菲岛乳白蚁Coptotermesvastator,成功消灭白蚁群体需消耗毒饵400 g/树,耗时8周,而灭治暗黄大白蚁、弯颚锯白蚁Microcerotermeslosbanosensis和吕宋象白蚁Nasutitermesluzonicus需消耗毒饵750~2750 g/树,耗时8~18周;在澳大利亚,澳桉象白蚁Nasutitermesexitiosus可以取食0.1%氟啶脲毒饵超过6个月,而成功灭治矛颚乳白蚁Coptotermesacinaciformis和大唇乳白蚁Coptotermesfrenchi的蚁巢需消耗毒饵400~1700 g/树,耗时不超过16周[18]。而在南京和合肥的林地应用0.5%氟铃脲、0.1%氟啶脲和0.1%杀铃脲毒饵诱杀黑胸散白蚁Reticulitermeschinensis,消灭1个巢群的全部白蚁需消耗的毒饵分别为93.6、107.9和82.5 g,耗时分别为152~305、152~365和244~305 d[19]。苯甲酰脲类昆虫生长调节剂(如氟啶脲和氟铃脲等)灭治低等白蚁(如乳白蚁和散白蚁)特别有效,消耗毒饵较少且费时短;而灭治高低白蚁特别是培菌白蚁如黄球白蚁、暗黄大白蚁和黑翅土白蚁,所消耗毒饵较多且费时亦较长,但仍能达到灭巢的效果。苯甲酰脲类昆虫生长调节剂灭治白蚁所消耗毒饵的多少与所费时间的长短,与白蚁的取食、筑路以及食物在白蚁群体内的传递等行为习性密切相关。
黄球白蚁是东南亚很常见的一种白蚁。这种白蚁通常筑圆顶状的垅巢,其直径可达0.6 m,高度可达0.8 m。Peters等[20]在泰国曼谷的林场内应用Exterra Termite Interception and Baiting System的IGS诱杀黄球白蚁。在4个月内,参与试验的5个黄球白蚁垅巢均被消灭,每个垅巢的白蚁取食毒饵5800~10000 g。Neoh等[21]在马来西亚槟城应用The Xterm termtie bait(毒饵含有1%双三氟虫脲的丸状纤维素)诱杀黄球白蚁。处理约2个月后,发现白蚁有中毒的症状,白蚁体表有螨类出现;4个月后,兵蚁与工蚁之间的比例从4%~6%急剧增加至64%~81%。灭巢至少需要4个月以上的时间,消灭1个蚁巢最少消耗毒饵14.3 g,最多122 g,平均每巢消耗毒饵(84.1±16.4) g,相当于消耗双三氟虫脲(841±164) mg。
自20世纪70年代,我国开始使用含有灭蚁灵的毒饵诱杀土栖性白蚁,获得了极好的防治效果。目前为了全面履行《斯德哥尔摩公约》,灭蚁灵作为持久性有机污染物已被禁用。为了研究开发灭蚁灵的替代产品,科研人员进行了卓有成效的工作,获得了良好的研究成果。毒力测定、毒性传递和驱避作用试验表明,氟虫腈对黑翅土白蚁是较为理想的诱杀药剂[22]。在武汉的田间试验结果显示,只需要消耗3~5 mg氟虫腈就可消灭含有40万~70万只白蚁个体的黑翅土白蚁蚁巢,消灭1个蚁巢所需的时间大约为4个月[23]。应用实心圆柱形白蚁诱杀剂(含有0.004%的氟虫腈)诱杀黑翅土白蚁,地面蚁路法和枯枝内藏法的效果较好,而诱杀坑法、地表暴露法、树干粘贴法的效果较差[24]。在浙江省诸暨市应用伊维菌素和氟虫胺的粉剂或毒饵防治板栗林中的黑翅土白蚁和黄翅大白蚁均获得了良好的防治效果;毒饵中伊维菌素含量在0.05%~0.5%之间时,对白蚁的防治效果较好;同时,随着诱饵中伊维菌素浓度的增加,诱饵条对林内白蚁的防治效果也越好;氟虫胺毒饵则以1%浓度的防治效果最好[25]。钟俊鸿等(未发表数据)应用桉树皮诱杀片或纤维素粉诱杀包(含0.2%的氟铃脲)灭治堤坝和甘蔗土栖性白蚁(黑翅土白蚁、黄翅大白蚁、海南土白蚁和小头钩白蚁Ancistrotermesdimorphus),在广东、广西和福建等省区进行了大面积示范推广试验,均获得了良好的防治效果。
3.2高压毒气灭治技术
在山西省垣曲县土白蚁Odontotermessp.除了危害刺槐和酸枣等林木之外,还蛀食当地居民窑洞内的木质材料,导致部分窑洞倒塌。近年其危害呈快速上升趋势,不仅种群密度增大、受害面积扩大、危害程度加剧,而且扩散速度明显加快。段东红等[26]应用自行研制的动力高压毒气白蚁防治器(由压力泵、压力罐、动力系统、毒气发生器及其他附件组成)灭治土栖性白蚁。将防治器出气口插入土白蚁蚁道内并用土埋实,发火装置点燃后置入防治器内,拧紧压力罐密封盖,打开空气泵电源开关将毒气(苦参烟碱烟雾剂)打入土白蚁巢内,借助毒气杀死蚁巢内的兵蚁、工蚁以及蚁王、蚁后,达到防治土白蚁的目的,而且烟雾剂燃烧产生的高温气体对土栖性白蚁具有一定的辅助防治效果。应用毒气处理蚁巢6~9 min,蚁巢内的兵蚁、工蚁、蚁王和蚁后全部死亡,防治效果可达到100%。利用动力高压毒气防治土栖性白蚁具有经济、操作简便而实用等优点,有一定的应用前景。
4结语
土栖性白蚁的防治包括预防蚁害的措施和蚁害发生后的灭治,有物理性预防措施,但更常用的是化学措施。近几十年来,普遍采用持效性杀虫剂处理保护目标免受地下白蚁的危害。其实,白蚁防治不宜采用单一的技术,而应根据实际情况结合多种技术手段治理白蚁。科研人员应致力于研究高效而安全的白蚁治理措施,研发多种技术和产品用于土栖性白蚁的治理。
物理方法预防土栖性白蚁安全、经济而长效,今后我们应加强白蚁物理预防技术的试验研究和推广应用工作。白蚁蚁巢探测技术实际上对白蚁灭治来说是一项非常实用而高效的技术,特别是对土质堤坝白蚁来说,其对灭蚁和灌浆除险加固均极其实用。但现在实际应用蚁巢探测技术指导灭蚁和灌浆除险加固的情况并不多,主要是因为缺乏实践经验丰富的技术人员以及探测设备价格昂贵。应用昆虫生长调节剂(如氟啶脲)灭治土栖性白蚁尚有毒饵消耗多、费时长、应用成本高以及应用不方便等不足之处,这些在很大程度上阻碍了这项技术的大面积推广应用。所以,在白蚁诱杀技术方面,应进一步研发快速、高效、用药量少以及安全的药剂以及白蚁喜食、经济、来源和应用方便的饵料;应该进一步研究土栖性白蚁的生物学特性以及药剂灭巢的作用机制,为研发更加高效而快速的杀蚁药物和技术奠定坚实的基础。
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(责任编辑:许晶晶)
Review of Researches on Prevention and Eradication Technology for Soil-dwelling Termites
LI Qiu-jian, ZHONG Jun-hong, LIU Bing-rong, ZENG Wen-hui, HU Shao-fang*
(Guangdong Entomological Institute, Guangdong Key Laboratory of Integrated Pest Management in Agriculture/ Guangdong Public Laboratory of Wild Animal Conservation and Utilization, Guangzhou 510260, China)
Abstract:Introduced the research situation of prevention technology, nest detection technology, and eradication technology of soil-dwelling termites, and discussed their application prospects.
Key words:Soil-dwelling termite; Prevention technology; Nest detection technology; Eradication technology
中图分类号:Q929.29
文献标志码:A
文章编号:1001-8581(2016)02-0074-04
作者简介:李秋剑(1973─),副研究员,硕士,主要从事昆虫生态和害虫治理研究工作。*通讯作者:胡少芳。
基金项目:澳门特别行政区政府资助项目。
收稿日期:2015-07-27