辽宁省松材线虫病发生及综合防治措施
2021-12-23房春果
房春果
(新宾满族自治县自然资源发展中心,辽宁 新宾 113213)
松材线虫病(Pine wilt disease)是一种由松材线虫Bursaphelenchusxylophilus引起的重大检疫性森林病害,具有致死率高,传播力强等特点。松树感染该病后最快40 d左右即可死亡,如不采取防治措施,3~5年即可毁灭整片松林[1]。自1982年首次在南京中山陵的黑松林发现松材线虫以来[2],病害发展迅速,目前已扩散至18个省667个县(区),造成大面积松树死亡,造成直接或间接经济损失达上千亿元,严重威胁我国林业生产发展和森林生态建设[3]。辽宁省在2016年首次发现松材线虫病,之后病害在全省范围内迅速扩散,2018年辽宁省被国家林业和草原局正式列为松材线虫病新发生区,截至2020年辽宁疫区涉及7市21县[4],疫情发生面积3400 hm2,由松材线虫造成的经济损失和生态损失难以估量,疫情防控形势极为严峻。因此,本文对辽宁地区松材线虫病的发生原因进行分析,提出当前松材线虫综合防治措施,并提出辽宁地区松材线虫防治存在的问题与建议,为辽宁省松材线虫病防治提供理论基础。
1 松材线虫病危害特征
松材线虫属于线形动物门,线虫纲,滑刃目,滑刃科,伞滑刃属[5],是目前我国危害最严重的入侵物种之一。松材线虫病是由松材线虫寄生所致,松墨天牛Monochamusalternatus或云杉花墨天牛M.saltuarius是松材线虫的携带者,松材线虫通过天牛取食树皮时的伤口进入松树木质部,松材线虫能够取食寄主植物的上皮细胞或树脂道,并且大量繁殖逐渐扩散至全株[6]。染病后的松树逐渐丧失水分运输和分泌树脂能力,其通常会经历4个明显变化时期:感染初期,松树外表无明显变化,但松树树脂分泌明显减少,出现轻微萎蔫现象;感染中期,树体上有明显天牛的产卵刻槽,针叶逐渐变为淡黄色;感染中后期,染病松树树干上能看到明显的虫孔,针叶由黄色变为浅褐色,并逐渐萎蔫;感染后期,针叶完全变为红褐色,整株松树萎蔫干枯死亡。
2 辽宁省松材线虫病发生原因分析
2.1 具有松材线虫病寄主树种
松材线虫病是典型的病原主导型病害,即病害流行程度不会因寄主本身的生长情况而发生明显改变。这就说明只要松材线虫能够传播到该地区感染松树,那么无论该地区松树是否健康,都会导致发病死亡。目前,我国已报道的松材线虫病可自然感染的松树种类有17种[7],包括日本赤松Pinusdensiflora、日本黑松P.hunbergii、琉球松P.luchuensis、马尾松P.massoniana、白皮松P.bungeana、黄山松P.taiwanensis、思茅松P.kesiya、湿地松P.elliottii、云南松P.yunnanensis、油松P.tabulaeformis、火炬松P.taeda、华山松P.armandii、红松P.koraiensis、长白落叶松Larixolgensis、日本落叶松L.kaempferi、华北落叶松L.principis-rupprechtii、樟子松P.sylvestrisvar.mongolica。其中,辽宁地区松材线虫病的寄主树种有红松、油松、樟子松、华山松、日本黑松、长白落叶松、华北落叶松和日本落叶松。红松、樟子松及3种落叶松为辽宁疫区特有的寄主树种[8-9]。辽宁地区松林面积大且分布广,为松材线虫病传播提供了入侵空间。
2.2 松材线虫媒介昆虫
松材线虫在自然界中需要通过媒介昆虫进行传播扩散,媒介昆虫能够通过取食松树造成的伤口传播松材线虫,也可通过在衰弱木上产卵造成的伤口进行传播[10]。在我国,松材线虫病的媒介昆虫主要有2种,分别是松墨天牛和云杉花墨天牛[11]。我国南方疫区主要媒介昆虫为松墨天牛,也是我国分布最广的松材线虫媒介昆虫,而辽宁省松材线虫病主要的媒介昆虫为云杉花墨天牛,其广泛分布于山西、河北、辽宁、吉林、黑龙江等北方地区,主要寄主植物有云杉、落叶松、红松、樟子松和油松[12]。辽宁云杉花墨天牛的广泛分布,成为松材线虫扩散蔓延的生物学基础。
2.3 松材线虫传播气候条件
松材线虫起源于欧亚大陆东部,纵跨等温线-20 ℃~20 ℃的国家和地区[13]。我国松材线虫病最早出现在江苏南京,随后在浙江[14]、山东[15]等地被发现,之后松材线虫病大面积爆发,疫情逐渐蔓延至湖北、江西、陕西等地[3],2018年向北扩散至辽宁[9],从松材线虫病扩散轨迹来看,松材线虫病从亚热带地区逐渐向暖温带、中温带地区扩散。有研究表明,松材线虫具有很高的耐热性和耐寒性。松材线虫能够在45 ℃高温下存活210 min,说明其可以很好地适应高温环境[16]。低温胁迫下能够促进松材线虫Bx-SCD基因表达,进而促进松材线虫脂肪积累,这有助于松材线虫在低温环境下存活[17]。由此可见,松材线虫具有较强的环境适应性和极端气候耐受性,而辽宁地区地处暖温带和中温带,年均气温3~15 ℃,符合松材线虫传播的气候条件。
2.4 人为长距离运输传播
人类的经济和物流等活动是松材线虫远距离扩散的重要因素。松材线虫病传播方式主要有2种,一种是自然传播,即媒介昆虫将松材线虫从病死木传播到健康树木上,引起健康树木感病,由于媒介昆虫飞行距离短,自然传播的范围大多在几公里范围内;另一种是人为传播,即人为携带疫木从疫区到无病区,然后疫木内的媒介昆虫将松材线虫传播到其他健康的松树上,人为传播的范围较大,我国松材线虫疫区75%以上是由人为传播引起。辽宁地区森林资源丰富,林产经济发达,具有大型林业产业基地和木材集散地,交通网络发达,因此具有远距离运输传播风险。自2016年大连出现疫情,辽宁疫情发生区向北推移超400 km[18],疫情迅速扩散流行,因此推断除自然传播外,更主要的原因是木材及其制品材料的远距离物流运输传播。
3 综合防治措施
3.1 病害监测与检疫
病害检疫能够有效防止人为因素传播松材线虫病。当疫木或疫木制品被长距离人为运输传播而又未被检疫发现,就会导致病害在未发生区域扩散。因此,松材线虫病防治的首要环节就是监测与检疫。建立完善的监测预报机制,能够准确把握松材线虫病发生发展动态,一旦发现传染源应立即采取措施,并预测可能扩散的区域,提前预防,制定有效的预防疫情蔓延方案,防止疫情扩散。加强检验检疫,对外来松木制品严格执行检验检疫制度,防止松材线虫病的外来疫源入侵,严禁疫区内的疫木及制品外运和输入无病区,加强疫木源头管理,坚决打击违法运输,防止疫情向外扩散。
随着病害的不断发展,监测与检疫的技术也逐渐成熟。2006年以前,松材线虫的监测鉴定只能依靠病害危害症状和松材线虫形态特征观察,这导致许多基层林业部门难以开展监测与检疫。随着松材线虫分子检测技术的研发和推广普及,再结合形态学观察,我国松材线虫病监测与检疫过程中的鉴定难题得以有效解决。
3.2 及时清理疫木
疫情发生后,对疫木的处理十分关键。只有彻底清除疫木中的媒介昆虫和松材线虫,病害才能得到有效防治,疫木清理彻底的程度能够决定病害第2年的再发生程度。对已感染松材线虫病的枯死植株,应立即进行伐除清理,砍伐疫木时,伐桩高度不高于5cm,伐桩去皮后喷洒药剂,用塑料薄膜或铁纱网罩包裹疫木,使疫木内的天牛羽化后不能飞出。伐倒的疫木须就地烧毁,如无法达到烧毁的作业要求,则应对采伐的疫木和枝桠进行切片或粉碎,不得采取其他方式处理疫木后再利用[19]。
3.3 媒介昆虫防治
消灭媒介昆虫是防治松材线虫病的重要环节。松材线虫依靠媒介昆虫进行传播,天牛羽化后离开病死树,到健康树木上补充营养,此时其体表附着的松材线虫就能够传播到健康松树上。
物理防治在防治实践中应用广泛,在松墨天牛或云杉花墨天牛羽化前1~5 d放置诱捕器,在诱捕器下方放置诱芯瓶,瓶内放入引诱剂,诱芯瓶距地面1~1.5 m,每隔一周更换引诱剂[20]。诱捕器防治具有2个作用,一是杀灭媒介昆虫,降低林间天牛的种群数量;二是监测林间天牛的虫口密度和松材线虫的携带情况,对捕获的天牛进行分离鉴定,检测是否携带松材线虫,若发现携带松材线虫的天牛个体,应立即采取措施,对感病松林进行砍伐,以防疫情继续扩散。
化学防治是常用的防治手段,在天牛成虫羽化期和交配产卵期,采用地面化学喷雾和飞机防治可有效杀灭天牛成虫。但受天牛羽化时间的影响,化学喷雾方法保持药效时间短,需反复多次施药,不适于大面积防治。飞机防治覆盖范围广,但容易消灭天敌资源且费用昂贵。在小面积生态区和古树保护中,也常采用树干注射,目前效果比较好的保护药剂是甲维盐或阿维菌素,保护作用效果明显。
利用天敌对媒介昆虫进行防治,是一种理想的防治手段。有研究发现,管氏肿腿蜂和花绒寄甲可有效防治媒介昆虫。来燕学等[21]研究结果表明,管氏肿腿蜂可稳定寄生松褐天牛幼虫,以起到防治作用。温小遂等[22]报道花绒寄甲对越冬代松褐天牛防治效果可达87.39%。
3.4 微生物防治松材线虫
生物防治具有低成本、低残留和持续发挥作用等特点,因而受到广泛关注。松材线虫的生防微生物主要包括捕食性真菌、内寄生真菌、产毒真菌等[23]。
捕食松材线虫真菌主要有节丛孢属真菌Arthrobotrys、小指孢霉属真菌Dactylarialeptospora和指状节丛孢真菌A.dactyloide等[24-25]。捕食性真菌通过可收缩的环状捕捉器或三维菌网困住松材线虫,吸收线虫营养并在线虫体内繁殖,收缩或缠绕杀死线虫。
已报道的松材线虫内寄生真菌有Harposporiumcrassum和Esteyavermicola。这两种真菌的孢子可以黏附在松材线虫体表,孢子萌发时侵入线虫体内快速繁殖并杀死线虫[26]。
一些生防菌株对松材线虫具有毒杀活性,如硫磺菌属Leatiporus、侧耳属Pleurotus、木霉属Trichoderma、轮枝菌属Verticillium、鸟巢菌属Cyathus等。有研究表明,松材线虫在青霉、曲霉、轮枝霉等菌落上无法繁殖[27]。糙皮侧耳粗毒素对松材线虫具有极强的毒杀作用[28]。土壤真菌总状共头霉对松材线虫表现出极强的拮抗作用,该菌与松材线虫共同培养48 h后,松材线虫全部死亡[29]。
4 存在问题与建议
辽宁省由于其独特的地理位置,在寄主树种和媒介昆虫等方面与其他地区存在一定差异,因此在松材线虫病防治研究中还存在一些亟待解决的问题。(1)对媒介昆虫云杉花墨天牛的防治方法有待进一步研究,目前辽宁疫区对云杉花墨天牛防治大多借鉴松墨天牛防治方法,但二者存在差异,辽宁疫区使用的天牛诱捕器与其他疫区相同,其诱芯多由天牛信息素和寄主植物挥发物制成,专一性诱捕云杉花墨天牛的诱芯有待进一步研发。(2)杀线虫剂需进一步优化,松材线虫独特的生活方式导致药剂施用困难,针对松材线虫的药剂有效成分、施药方法和施药时期有待进一步改进。(3)进一步发掘利用天牛天敌资源,天牛幼虫进入木质部后,通过排粪堵塞孔道,这也就导致自然条件下天敌寄生率不高,难以达到有效防治的目的。大规模人工繁育天敌并有效释放,有待在防治实践中继续完善。(4)加强辽北地区对松材线虫的监测和检疫,以降低松材线虫继续向北扩散危害的风险。
松材线虫凭借其独特的生活史和传播方式,在我国林业地区大肆传播,松材线虫病防治目前仍是我国林业病虫害防治中的一项重点难点工作。辽宁疫区作为近年来的松材线虫新发生区,具有独特的气候环境,新型的寄主植物红松、落叶松和樟子松以及特有的媒介昆虫云杉花墨天牛。因此建议加强关于辽宁松材线虫与媒介昆虫的发生规律及松材线虫的致死机制等基础科学的研究,明确辽宁云杉花墨天牛携带松材线虫的传播规律,同时需结合辽宁地区特有的寄主植物和媒介昆虫,对松材线虫病潜在的扩散区域进行分析预测和早期预警,防止松材线虫病继续扩散。