林间喷洒生防菌剂对松材线虫病的长期防效

姚伍

（福建省三明市林业局，福建三明 365000）

松材线虫病又名松树枯萎病，亦被称为松树的“癌症”或“艾滋病”，其致病因子为松材线虫（Bursaphelenchus xylophilus），是全球森林生态系统中最具危险性、毁灭性的松树病害，可危害多种松树，并引起松树迅速死亡，给国民经济和生态安全造成严重损失[1-2]。该病害在东亚的中国、日本、朝鲜和韩国，北美的美国、加拿大和墨西哥，以及欧洲的葡萄牙和西班牙等国家均有发生[3-6]。截至2020 年初，该病在我国已扩散至18 个省（自治区、直辖市）的672 个疫区（国家林业和草原局2020 年第4 号公告）。在中国松材线虫病适生区范围相当广，尽管我国对松材线虫病已经进行了几十年的研究，但到目前为止还没有发现可以应用于生产，切实有效可行地控制病害发展的防治方法。

美国是松材线虫病的原产地，但很少松林发生大面积松树枯死，在美国，大家普遍认为松材线虫的致病性较弱，病害的流行和发展已趋于缓和[7-8]。南京林业大学森林病理实验室从美国松材线虫体表分离筛选到一株嗜麦芽窄食单胞菌Stenotrophomnas maltophilia（Smal-007），该细菌有致病力弱、定殖和替代能力强、对环境安全无毒等特点，具有防治松材线虫病的潜能[9-10]。使用此菌株制成菌剂后，在安徽安庆、怀宁和当涂等地小面积的林间喷洒防治试验，均显示出满意的防治效果[11-12]。基于此，笔者于2014—2015 年分2 批在福建省三明市的3 个林区进行Smal-007 生防菌剂喷洒防治松材线虫病试验，长期跟踪监测了生防细菌Smal-007 在我国南方林区对松材线虫病的防治效果。

1 材料与方法

1.1 试验地概况和试验区设置

试验地位选取南方林区具三明市的梅列区、三元区和沙县，具有典型代表性。三明地处福建省的西北部，位于 116.22°～118.39° E 和 25.30°～27.07° N 之间；三明年平均气温19.2℃，年平均降雨量1 700 mm。

梅列区试验地103 hm2，为马尾松纯林，郁闭度0.5，共设7 个试验小区，其中防治区4 个小班面积为65.1 hm2，对照区3 个小班面积38.2 hm2。三元区试验地100.0 hm2，多为马尾松阔叶树混交林，马尾松占五成以上，郁闭度0.6，共设11 个试验小区，其中防治区5 个小班面积51.7 hm2，对照区6 个小班面积为48.3 hm2。沙县试验地82.4 hm2，多为马尾松纯林，郁闭度0.5，共设10 个试验小区，其中防治7 个小班面积为56.5 hm2，对照区3 个小班面积为25.9 hm2。

每年对防治区和对照区进行松枯死树的调查统计。一般每个月巡查1 次，发现松枯死树记录下来后立即组织人员进行清理和除害处理。

1.2 Smal-007 菌剂的制备

嗜麦芽窄食单胞菌S. maltophilia Smal-007 菌株由南京林业大学森林病理实验室提供。将Smal-007菌株活化培养再发酵。发酵培养基和发酵主要参数参照刘侃诚[11]进行。发酵好的Smal-007 菌剂，装入灭菌的25 kg 塑料桶中备用。

1.3 菌剂喷洒及结果检查

各试验地分别选取立地和发病条件基本相同的林地作为试验对照区。Smal-007 生防菌剂喷洒采用小松MD6200 喷雾机人工喷洒和海燕650-C 型轻型飞机喷洒2 种方式进行施药。第1 次喷洒时间放在2014 年5 月初进行。在梅列区试验地使用喷雾机人工喷洒，施药为12～15 kg/hm2。林间喷洒尽量均匀，不留死角，无盲区；在三元区和沙县试验地，用轻型飞机喷洒，施药量约为6～7 kg/hm2。喷洒选择无雨天气条件下进行，喷洒后48 h 内无降雨。第2 次喷洒时间放在2015 年5 月初进行，喷洒方式和喷洒量同2014 年。2014—2019 年每年 8—12 月份，每月都对各试验区松枯死树进行一次调查统计，结合对照区松枯死树情况，对Smal-007 林间防治效果进行评估。

2 结果与分析

2.1 喷洒Smal-007 对梅列区马尾松松材线虫病的防治效果

如图1 所示，与对照区相比，喷洒菌剂能显著减少梅列区的松材线虫单位面积病枯死株数（P ＜0.05）。随着时间的推进，对照区马尾松单位面积枯死株数呈逐渐增加趋势，2019 年达到了0.58 hm2，是2013年的 2.2 倍。在喷洒区，早期应用（2015—2016 年）表现出较好的防治效果，喷洒区均无马尾松枯病死。在2017 和2018 年，喷洒区单位面积马尾松枯死株数均较前期有所增加，但显著低于对照区单位面积马尾松枯死株数（P ＜0.05），且2019 年调查中喷洒区马尾松的枯死株数呈下降趋势。

图1 2013—2019 年梅列区马尾松的单位面积枯死株数情况

2.2 喷洒Smal-007 对三元区马尾松松材线虫病的防治效果

由图2 可知，在三元区，马尾松单位面积枯死株数在采用飞机喷洒菌剂的第1 年（2014 年）较未喷洒菌剂（2013 年）减少 2.78 株/hm2，而对照区仅减少0.46 株/hm2，相差 6.11 倍。2015 年第 2 次喷洒之后，马尾松的枯死株数均维持在0.2 株/hm2以下，而对照区马尾松枯死株数均显著高于喷洒区（P ＜0.01），差值最低达到21.14 倍。对照区的马尾松在6 年期间（2014—2019）的平均枯死株数为 3.61 株 /hm2，虽然低于2013 年的枯死株数，但仍显著高于喷洒区5年期间的枯死株数0.10 株/hm2（P ＜0.05）。

图2 2013—2019 年三元区马尾松的单位面积枯死株数情况

2.3 喷洒Smal-007 对沙县马尾松松材线虫病的防治效果

2013—2019 年，对照区马尾松单位面积枯死株数呈逐渐增加趋势。然而，2014—2015 年连续喷洒2次后，马尾松的枯死株数明显降低。虽然未喷洒菌剂的2013 年的喷洒区的枯死株数原本较少，但喷洒菌剂后的4 年（2016—2019 年），喷洒区和对照区的枯死株数差距均大于2013 年的初始差异。特别是在对照区的枯死株数持续上升的4 年期间（2016—2019年），喷洒区的松材病死株数保持不变并维持在较低水平。

图3 2013—2019 年沙县马尾松的单位面积枯死株数情况

3 结论与讨论

该次研究中，采用人工和飞机喷洒Smal-007 生防菌剂在福建三明的3 个典型的马尾松分布区均达能够到一定的防治效果。在喷洒的第1 年（2014 年）就能有效的减少单位面积马尾松的枯死株数，说明当地大量的松褐天牛（Monochamus alternatus）存在，经羽化后在林间活动和补充营养时引入了生防细菌Smal-007，进而迅速在松材线虫体表定殖，完全代替了线虫体表致病细菌的生态位。然而，Smal-007 菌剂的防治效果没有化学药剂快，需要一定的缓冲时间。一方面是因为Smal-007 只能降低松材线虫的致病力，并不能直接杀死线虫。另一方面是由于喷洒到林间的生防细菌，还需要天牛作为媒介才能发挥其作用。尽管于2014—2015 年喷洒菌剂2 次，但后期连续4 年的跟踪调查发现喷洒区马尾松松材线虫病枯死株数明显低于对照，说明菌剂的防效表现出稳定性和滞后性。结合当年喷洒当年防治效果的结果看，若增加喷洒Smal-007 菌剂的频率，将会取得更为显著的防治效果。

总体上，在梅列区采用喷雾机人工喷洒菌剂能有效防治松材线虫病，在喷洒的第1 年就有较好的效果，在实施喷洒菌剂的第2 和3 年效果最好，甚至无枯死的松材。在喷洒菌剂后的2018 和2019 年，松材的单位面积枯死株数较其他的喷洒菌剂的年份更高。这可能是由于同年爆发了大规模的松材线虫病害，从对照的马尾松单位面积枯死株数也验证了这一点。说明即使在松材线虫病害大规模的爆发的情况下，喷洒Smal-007 生防菌剂仍能够有效的控制马尾松的枯死株数，对松材线虫病害的大规模爆发具有预防的作用。在三元区，对照区马尾松枯死株数在不同的年限呈现增加或减少的不规律波动，但喷洒Smal-007 菌剂的喷洒区马尾松枯死率较为稳定且维持在一个较低的范围内。表明通过连续2 年喷洒Smal-007 菌剂后，在至少6 年内均能将松材的枯死率维持在一个较低的范围内。此外，在沙县，采用飞机喷洒菌剂虽然效果较小，但在一定程度上仍能防治松材线虫病。可能的原因一方面是原本感染线虫病的松材株数较少；另一方面可能是喷洒后当天下雨有关。特别是松褐天牛习惯在树冠下部树枝活动或取食，因此很难粘附上Smal-007 菌剂，从而减弱了生防菌剂的防治效果。研究发现喷洒菌剂当年林间仅有30%左右的天牛携带生防菌；连续喷洒2 年后有65%左右的天牛携带生防菌[12]。因此，只有采取连续多次喷洒菌剂才能有效防控马尾松松材线虫病的爆发，或把病害持续压制在低位，降低病害的爆发和传播。

综上，该次研究通过对福建三明南方林区的Smal-007 生防菌喷洒试验（2014—2015 年）进行后续4 年的跟踪观测，证实喷洒Smal-007 能在一定程度降低松材病枯死株数，且防治效果具有较高的稳定性，说明该菌是一种极具推广价值的可用于防治松材线虫病的生防菌剂。