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植物界的“新冠”和“流调”

2021-10-21陈斌

科学之友 2021年10期
关键词:松材线虫病晚疫病

陈斌

新冠肺炎疫情至今还在全世界范围内蔓延,在抗击新冠的过程中,我们知道了“新冠病毒”和“流行病学调查”这两个耳熟的词语。“新冠病毒”是引发此次疫情的元凶,“流行病学调查”是疾控部门查清病人发病前后的活动范围,寻找病人感染病毒的来源和过程,从而分析可能感染的范围,进而确定潜在的感染人群范围,使得防疫部门可以采取不同应对措施,更好地控制疫情发展。

类似新冠病毒这种病毒,植物界也普遍存在。

植物界的“新冠”

人类在植物和病毒的战斗中作出了重要贡献,自然也少不了各种经验和教训。

植物生病会饿死人,这话可能很多人不相信,但却是事实。在马铃薯的原产地南美,印第安人会在同一区域种植不同种类的马铃薯来防止病害。大航海时代开启后,马铃薯被引进欧洲,欧洲没有引进不同品种的马铃薯,唯独引进了产量最高的品种。危险就此埋下。背后的真相是,如果只种植一个品种的马铃薯,一旦遭遇病虫害蔓延,马铃薯就会大面积绝收。

17世纪,引进的马铃薯已成为爱尔兰岛上的首选作物。到1841年,爱尔兰人口已达800万,2/3以农业为生,主要作物是马铃薯,当时马铃薯养活了这个国家的绝大多数穷人。1844年,马铃薯晚疫病蔓延到整个欧洲。1845年夏天,它在爱尔兰岛登陆,使整个岛的马铃薯产量大为减少,饥荒持续了7年。空前的饥荒使爱尔兰人口减少了20%~25%。直到1852年饥荒结束,死亡人数达到86万,移民人数超过100万。

这种马铃薯晚疫病是一种毁灭性的真菌病,可导致马铃薯茎叶死亡和块茎腐烂。一旦蔓延,马铃薯的产量将减少10%~30%,有些地块甚至会减少40%以上。晚疫病是马铃薯的一种世界性病害,危害严重,已被列为粮食作物的最大病害。

1950年,中国许多地区爆发晚疫病,华北马铃薯当年减产30%~50%。20世纪60—70年代,由于引进抗病品种,晚疫病才得到控制。从20世纪80年代起,晚疫病的流行频率和流行程度又开始逐步增加,成为马铃薯生产的一个重要障碍。据估计,中国每年因晚疫病损失高达10亿美元(约合64亿元人民币)。

由子囊菌引起的小麦瘟病是一种毁灭性的小麦真菌病害,可使小麦减产10%~100%。在过去,它只在南美洲流行。2016年,该病首次出现在亚洲和孟加拉国,对世界小麦生产构成重大威胁。

馬铃薯晚疫病和小麦瘟病是农业的“新冠”,松材线虫病是林业的“新冠”。松材线虫病是全球森林生态系统中最具危害性和破坏性的病害。它发生在美国、加拿大、墨西哥、韩国等多个国家,在20世纪80年代开始入侵我国香港,几乎摧毁了香港当时广泛分布的马松松林。1982年,在南京中山陵首次发现松材线虫病,随后在安徽、山东、浙江、广东等地形成多个疾病中心,并四处传播,导致大量松树死亡,造成了巨大的生态灾难。

松材线虫病是目前全球森林生态系统中危害最大、破坏性最强的病害,已侵扰我国近40年。根据国家林业和草原局2020年3月发布的《关于2020年松材线虫病疫区的公告》,松材线虫病已蔓延到18个省(区、市)和672个县级行政区,松树累计死亡6亿多棵。黄山、泰山、张家界等风景名胜区出现疫情,迎客松、凤凰松、姊妹松、武陵松等世界名松安全受到挑战,形势严峻。

植物界的“流调”

流调工作在疫情防控中被排在首位,流调人员被称为疫情防控中的“先锋队”“侦察兵”,其重要性可见一斑。在植物界,有一群人在做同样的工作。

与筛选新冠密切接触者一样,植物学家也在调查潜在的感染风险,寻找植物感染的来源和过程,分析可能扩大的区域,确定哪些密切接触者具有潜在的感染风险,以便采取相应措施控制植物流行病的发展。

新冠患者有症状,植物疾病也有症状。与人类疾病相比,植物疾病的外部特征更为显著。当温度不低于10 ℃,相对湿度大于75%时,中心病株的出现是马铃薯晚疫病流行的前兆。在适宜的温湿度条件下,种植容易感病品种,10~14天后可很快传播到这一区域所有马铃薯。

如果在一片大松林中发现几棵松树,它们的针叶会变成黄褐色并逐渐枯萎,树干旁边可以看到松褐天牛(又称松墨天牛)吃下的碎屑,这可能是疫情暴发的前兆。一旦发现,林业部门的工作人员就会像做核酸检测一样进行采样和测试,并提取样本。一旦发现松材线虫,他们将立即报告并划定疫区。根据国家林业和草原局《松材线虫疫区和流行树种管理办法》,地方林业主管部门应当建立健全疫情监测和普查机制,制定疫情监测和普查计划,加强松材线虫病疫情监测和调查,定期对辖区内的松树进行日常监测和专项普查。乡镇林业工作站应组织当地护林员根据现场情况进行监测和普查,及时报告区域内松树死亡、变色等异常情况。疫区内的所有松树产品和松树苗均不能运输到非疫区。

植物界的“医生”

林业部门的植物检疫和预防人员是植物医生和护士,属于森林医生。森林医生都是从事林业安全建设的专业人员。他们可以是植物检疫局的检疫人员、林防站的林防人员、负责林业进出口安全的海关人员、从事林业病虫害防治工作的科研人员。

不同于一般人的想象,防止植物病害不单单是用杀虫剂控制疾病。与人类疾病一样,植物疾病也主要以预防为主,零污染防治、生物多样性和绿色良性循环是森林医生的最高追求。

松材线虫病给安徽、浙江等省造成的经济损失高达5亿~7亿元。由于松材线虫的破坏性危害,松材线虫已成为国内外重要的检疫对象。危害极大的松材线虫体积很小,没有外力的帮助无法离开松树。因此,它找到了同谋——松褐天牛同时寄生在松树上,进入天牛甲虫或附着在天牛甲虫表面。每年4月以后,天牛陆续从寄主松树中钻出,寻找附近的健康松树,吃嫩枝补充自身营养。松材线虫从天牛甲虫给植物造成的伤口进入健康松树的木质部,隨后,它们开始大量繁殖,并逐渐移动和传播到整株植物。

植物医生一旦发现了感染松材线虫病的死亡植物,就必须清理林地,砍伐和焚烧病死树木,清除病残植物,焚烧和熏蒸,否则将成为新的传染源。应设置隔离带,切断松材线虫的传播途径,有效控制天牛的传播。

大片受害松林只能派飞机喷洒杀虫剂。与人工控制相比,飞行控制具有成本低、环境污染轻、运行效率高、控制效果好等优点。

除了利用飞机喷洒杀虫剂来抑制松褐天牛的生长外,还可以利用天牛天敌来对付它。松褐天牛天敌众多,花绒寄甲就是其中之一。在受害松林中释放花绒寄甲,它会自动寻找松褐天牛寄生。食用松褐天牛后,松材线虫就没法转移,松材线虫病也就无法传播,生物防治效果就达到了。

除了花绒寄甲,不同动物也会跨界打击。湖北省一个乡镇在2018年买了500只松鼠,并将它们放在松林中进行控制试验。经过一整年的观测对比,放置的松鼠生长良好,放置地点周围捕获的松褐天牛数量明显少于无松鼠区域,起到了良好的生态控制效果。2019年,该镇再次引入了3 000只松鼠,对松褐天牛下达了终极“追击令”。

鸟类也是松褐天牛天敌的“大敌”。在松树林里采取悬挂鸟巢的措施,吸引和保护大量食虫益鸟入巢栖息繁殖,可以有效控制森林害虫,维护生态平衡。在生态环境好、人少的地方,人工鸟巢的使用率较高。以大山雀为例,人工鸟巢的筑巢率可达70%。大山雀、戴胜、啄木鸟、猫头鹰、麻雀、北红尾知更鸟、灰喜鹊和丝光椋鸟是人工鸟巢最常见的住户。大山雀在巢繁殖和孵化期间,会捕食大量森林害虫。大山雀幼鸟在一天内吃掉的害虫总重量,会大于其自身的重量。戴胜每天的餐盘里,90%都是害虫。啄木鸟吃得更多,活动范围更广,它们主要捕食天牛、飞蛾和其他害虫。据统计,每只啄木鸟每天可以吃掉大约1 500只害虫,是一名真正的森林医生。

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