黎敏芝 李小祺 杨秀好 吴耀军
(1苍梧县国有白南林场,广西苍梧 543116;2苍梧县六堡镇林业工作站,广西苍梧 543113;3广西壮族自治区林业科学研究院,广西南宁 530002)
松材线虫病是国际公认的具有高度传染性、毁 灭性的重大检疫性森林病害,北美洲被认为是松材线虫病疫情的原发地,亚洲是松材线虫病流行危害最严重的地区,中国是目前遭受松材线虫病疫情威胁最严重的国家[1]。松材线虫病又称松树萎蔫病或松树枯萎病,是由松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)引起的松树疫病,其致病力强、传播蔓延速度快,被称为“松树的癌症”,已有40多个国家将其列为检疫性有害生物[2]。松树一旦染病,40 d后即可死亡,3~5年成片松林将被摧毁。该病于1905年在日本长崎暴发,目前疫情分布区域包括美国、加拿大、墨西哥、日本、中国、韩国、朝鲜、法国、尼日利亚、葡萄牙等国[1]。我国1982年首次在南京中山陵发现该病,截至2020年,全国共有18个省(自治区、直辖市)726个县级行政区5 479个乡镇发生松材线虫病,累计发生面积180.92万hm2,已造成巨大的林业经济损失和森林生态危害,影响疫区经济社会发展,严重破坏自然景观并严重威胁著名风景区的生态安全[3]。广西于2001年在桂林市灵川县首次发现疫情,截至2020年底,松材线虫病疫情已传播蔓延至广西13个地级市39个县(市、区),发生面积 2.89万 hm2,致死松树16.79万株,严重威胁全区逾200万hm2松林资源安全[3]。苍梧县于2006年首次发生松材线虫病疫情,是广西疫情持续时间最长的县级疫区,在10多年的疫情防控实践中,探索出了一系列防控技术措施,取得了一定成效。现将松材线虫病疫情相关知识和该县疫情防控主要技术措施总结如下,以期为各疫区科学防控松材线虫病疫情提供参考。
松材线虫病的病原是松材线虫,该虫属于滑刃目滑刃科伞滑刃属,体长不到1 mm,是一种菌食性线虫,以松树木质部的薄壁细胞和树脂道细胞为食[2]。松材线虫的生活史包含繁殖期和扩散期2个周期[4],其中:繁殖期是松材线虫感染健康松树,从成功定殖、增殖、种群扩大至松树枯死的过程;扩散期是在病程后期,松树枯死后松木变质逐步失去了松材线虫所需营养和生存环境,不再适合松材线虫继续增殖,种群数量逐渐减少,开始出现并不断增加扩散型3龄幼虫以度过不良环境,借助松褐天牛进行扩散,在松褐天牛化蛹期向蛹室聚集,并在天牛羽化前进入天牛体内,随天牛羽化、补充营养而扩散到健康树的过程。用长满灰葡萄孢菌丝的PDA培养基培养松材线虫,在25℃下4~5 d完成1代,幼虫孵化后第4天即可产卵,在28 d的产卵期内,每虫平均产卵79粒。雌虫平均寿命为15 d,最长32 d。松材线虫在树体内主要垂直分布于树干、树枝,根部较少,松针、松芽和当年生球果内尚未分离到松材线虫[5]。
松材线虫病的寄主以松属植物为主。松材线虫可寄生70种针叶树,其中松属(Pinus)植物有57种,非松属针叶植物有13种。目前,我国可自然感染松材线虫病的松树种类共有17种,其中14种为松科(Pinaceae)松属,3 种为松科落叶松属(Larix)。 除白皮松(Pinus bungeana)、火炬松(P.taeda)和湿地松(P.elliottii)外,其他树种均为我国大面积分布的主要乡土树种[1]。在江苏、安徽、湖南、湖北和浙江等疫区,马尾松(P.massoniana)是自然条件下受松材线虫病危害最严重的树种,自然感染死亡的松树中马尾松占50%以上,在南京和镇江的松材线虫病染疫林地中马尾松死亡率高达77.3%[6]。
松材线虫体形细小,自身不具有离开病树迁移扩散的能力,必须借助媒介昆虫取食等活动进行传播侵染健康松树[5]。携带松材线虫昆虫种类主要有鞘翅目天牛科(Cerambycidae)、象甲科(Curculionidae)、吉丁科(Buprestidae)、叩甲科(Elateridae)、小蠹科(Scolytidae)和双翅目白蚁科(Termitidae)。 目前,我国发现能携带和传播松材线虫病疫情的主要媒介昆虫种类为松褐天牛(Monochamus alternatus)和云杉花墨天牛(M.saltuarius)[7]。以松褐天牛传播松材线虫的效率最高,携带松材线虫的数量也最多,松褐天牛成虫平均携带松材线虫的数量达1.8万条/头,最多可达28万条/头;云杉花墨天牛携带松材线虫的平均数量只有9 284条/头[2]。媒介昆虫的活动,尤其是补充营养和产卵行为,成为松材线虫自然传播的基础途径[6]。苍梧县仅发现松褐天牛传播松材线虫病疫情,松褐天牛在苍梧县及广西东部1年发生2~3代,没有明显的越冬期,几乎全年可见成虫活动,以2月底至11月成虫活动明显,其中3—5月和9—10月出现2个相对活动高峰期[8]。松褐天牛在广西桂林从卵发育到成虫最短历时75 d,其中卵期为7~11 d,幼虫期为 60~325 d,蛹期为 8~25 d,成虫期为 28~92 d[9],说明松褐天牛在我国南方世代不明显,世代重叠、各虫态历期重叠,表现出连续活动的规律。
松材线虫病的疫源松材线虫和松褐天牛通过相互配合完成种群迁移扩散和传播侵染过程。松材线虫的扩散型幼虫通过附着在松褐天牛蛹或初羽化的成虫体上完成迁移,当成虫羽化取食健康松树嫩枝补充营养时,松材线虫从天牛体内爬到松树枝上,从天牛成虫啃食松树的伤口处侵入健康树体,然后开始定殖、快速繁殖,约40 d后部分被害松树显示出受害症状[10],表现为针叶失水褪绿、松脂分泌减少,继而针叶枯黄、整株枯死。新枯死松树树冠呈现鲜黄褐色且松针较长时间不脱落,这是松材线虫病致死区别于其他灾害致死松树的典型特征[11]。健康松树松脂分泌能力强,松褐天牛一般不会在健康松树上产卵,即使产卵也会被松脂黏附,导致虫卵不能孵化或孵化的幼虫无法蛀入树干存活,松材线虫侵染导致松树濒死或完全枯死,为松褐天牛产卵和幼虫发育提供了有利条件,而松材线虫种群在松树枯死后逐渐衰败,最后借助松褐天牛成虫羽化迁移扩散至健康松树,完成松材线虫种群的转移,如此相互配合形成了完整的侵染循环[2]。松材线虫病疫情的传播依赖传播媒介,其传播方式有2种:一种是人为传播,即人为将带疫松木及其制品从疫情发生区运输到未发生区,然后其中的媒介昆虫羽化,将松材线虫带出来传播到其他健康松树上,引起新的松树染病。人为传播可以在很大范围内跨区域传播,是松材线虫病疫情传播的主要方式。另一种是自然传播,即松褐天牛媒介昆虫在疫情发生地将病死疫木中的松材线虫传播到周围健康松树上,引起新的健康松树染病。由于媒介昆虫飞行距离有限,自然传播一般都在几公里范围以内[1]。
苍梧县位于广西壮族自治区东部的梧州市,东毗广东省封开县,西邻藤县、昭平县,南接万秀区、长洲区和龙圩区,北交贺州市八步区,地理坐标为东经110°51′~111°40′、北纬 22°58′~24°10′。 地形以丘陵、低山、中山为主,属亚热带季风气候,夏热冬暖,雨热同季,年平均降雨量为1 506.9 mm,>0℃总积温为7 738℃,适宜亚热带及部分热带的生物生长繁衍。植被为南亚热带季风常绿阔叶林,现存植被以人工林为主,天然植被主要有荷木、锥类等阔叶树,人工林树种主要有马尾松、湿地松、速生桉、杉木、大叶栎、竹子、八角、肉桂等。
苍梧县林业用地面积231 299 hm2,占全县国土总面积的83.12%,其中森林面积199 692 hm2(松树面积87 131 hm2,占全县森林面积的43.63%)。松树树种组成有马尾松和湿地松2种,以马尾松为主,马尾松面积占全部松林面积的95.13%。松树分布于全县9个乡镇和天洪岭林场、白南林场、共青林场3个县属林场,其中沙头镇、岭脚镇、狮寨镇和京南镇等4个乡镇松林面积均超过1万hm2(表1)。苍梧县的松树林分以松阔、松杂混交林为主,松树纯林为辅,自然生态质量较好。
表1 苍梧县松材线虫病寄主树种及其分布情况 单位:hm2
苍梧县于2006年9月首次发现松材线虫病疫情,发生地点位于与广东省封开县(该县先于苍梧县发生松材线虫病疫情)相邻的木双镇双贤村,疫情分布于1个乡镇、10个村,发生面积213 hm2。2006—2017年,该县疫情处于扩散蔓延状态,截至2017年,疫情扩散至沙头镇、石桥镇、六堡镇、木双镇、梨埠镇、旺甫镇等6个乡镇45个行政村,疫情发生面积为6 334 hm2。2017年以后,防控措施比较科学到位,疫情扩散蔓延态势得以扭转,疫情仍分布在已有的6个乡镇,但疫情村和疫情发生面积均有所减少。截至2020年底,该县疫情分布于6个乡镇29个行政村共计600个林业小班,疫情发生面积5 761 hm2,占该县松林面积的6.61%(表2)。目前,松材线虫在苍梧县只发现危害马尾松,尚未发现湿地松受害。
表2 2020年苍梧县松材线虫病疫情监测与疫情发生统计
松材线虫病疫情防控技术被认为是尚未攻克的世界级难题,目前尚无立竿见影的好办法,采取的措施主要包括疫源控制、媒介昆虫防治和健康松树保护等。苍梧县松材线虫病疫情持续时间较长,在疫情防控实践中总结了一些经验,特别是2017年以后调整疫情防控思路,采取“疫情监测、疫源控制为主,媒介昆虫防治为辅”的综合治理措施,封锁隔离疫点,从疫点外围向内逐步压缩疫情发生面积,有效控制了疫情扩散,取得了一定的成效。
疫情监测是整个疫情防控工作的基础,准确监测疫情、明确疫情范围则是科学防控疫情的关键。苍梧县是国家级林业有害生物中心测报点,建立了较为完善的县、乡、村3级测报网络,疫情监测以日常监测与春、秋季专项普查相结合。日常监测由乡村测报员和护林员负责,春、秋季普查由苍梧县林业部门委托有资质的专业公司负责。春季普查于每年5—6月开展,秋季普查于每年9—10月开展,地面人工调查和空中无人机巡查相结合,监测覆盖全部松林区域。监测发现不明原因枯死松树后及时取样鉴定,确认疫情发生范围、枯死树数量和位置等信息,为有效封锁隔离疫点和控制疫源打好基础。由表2可知,2020年苍梧县共计抽检了1 327株枯死松树,其中只有414株枯死树检出疫源松材线虫,松材线虫检出率仅31.20%,松材线虫检出率较低,加大了疫情监测的难度。
3.2.1 枯死疫木清理。及时全面彻底清理枯死疫木,可杀灭松材线虫并阻止媒介昆虫松褐天牛从染疫松树中羽化传播疫情,是控制疫源、防控松材线虫病疫情传播最有效的途径,也是疫情防控的核心技术措施。按国家林业和草原局、广西壮族自治区林业局有关要求,结合苍梧县松褐天牛发生规律和染疫松树枯死情况,秋、冬季是染疫松树枯死高峰期,应于当年11月至次年2月底前集中清理完成;春、夏季松树死亡数量较少,应进行连续补充清理。疫木清理范围在疫点小班及其周边2 km范围内,枯死松树、濒死松树、风折或其他原因死亡的松树都属疫木,一律全部清理干净;树干及直径1 cm以上的树枝全部集中进行除害处理,除害处理以就地焚烧为主,伐桩高度不超过5 cm,并进行剥皮埋药覆膜覆土处理。枯死疫木应确保在蛀入的松褐天牛羽化前清理完成,确保疫木树干、树枝和伐桩中的松褐天牛不能羽化,才能有效防控疫情。2017—2020年苍梧县共清理枯死疫木105 676株,平均每年清理26 419株(表3),说明松材线虫病疫情已给该县松树资源造成了较大的破坏,每年导致数万株松树枯死,造成的经济损失和生态影响很大。由表3可知,经过2017—2018年连续清理后,2019—2020年枯死疫木数量呈现逐年下降的趋势,2017年以后的防控措施效果好。
表3 苍梧县2017—2020年松材线虫病疫情致死松树清理数量
3.2.2 封锁隔离与检疫监管。①封锁隔离,防止疫情自然传播。在明确疫情发生小班的基础上,以疫点小班为中心,从外围2 km范围向内及时清理枯死松树,阻止疫点带疫松褐天牛羽化自然传播疫情和向外围扩展疫点范围,确保完成对疫点的封锁隔离,切断疫源,保证疫情不扩散。②加强检疫监管,严防疫情人为传播。由苍梧县林业局定期组织检疫人员到疫点乡镇开展检疫检查,重点检查疫点周边的居民点和木材加工厂,严查私自偷砍、运输以及非法加工利用或留存枯死疫木,严防枯死疫木被人为偷运出封锁隔离区,确保封锁隔离措施到位,控制人为因素向外扩散疫情。在严密封锁隔离与严格检疫监管的基础上,逐步消灭疫源、清除小班疫情、拔除乡镇疫点。
苍梧县采用诱捕防治和药物防治2种措施防治松材线虫的媒介昆虫松褐天牛,降低松褐天牛虫口密度,减轻松材线虫病疫情程度和传播风险。媒介昆虫防治是疫情防治的辅助措施。
3.3.1 诱捕防治。诱捕防治是利用松褐天牛专用信息素诱芯及其配套的诱捕器诱捕成虫并集中杀灭的防治方法,主要应用APF-1型专用诱捕器和诱芯。诱捕防治于每年3—11月松褐天牛羽化(活动)期进行,按照《松褐天牛引诱剂使用技术规程》(LY/T 1867—2009)的要求设置诱捕器,每套诱捕器控制面积2 hm2左右,根据普通型和持久型诱芯有效期每15 d或30 d更换1次诱芯,更换诱芯的同时,检查每个诱捕器诱捕虫量并将活虫杀死,严禁在封锁隔离区外围与保护区交界地开展诱捕,以免携带松材线虫的松褐天牛受信息引诱向外围扩散疫情。2017—2020年,苍梧县共挂设诱捕器1 375套,诱捕松褐天牛成虫11.11万头,平均每套诱捕器诱捕80.8头,各年度每套诱捕器平均诱捕虫量分别为116.25头、98.71头、64.72头和62.80头,说明经过连续疫木清理和诱捕,林间松褐天牛虫口密度呈现逐年下降的趋势。
3.3.2 药物防治。一般在松褐天牛成虫羽化高峰期,采用飞机或地面人工喷洒药物防治松褐天牛成虫。苍梧县从2010年疫情扩散初期开始,在上级有关部门统一部署下,持续多年组织开展直升机喷洒噻虫啉防治松褐天牛成虫,于每年4—6月进行1次防治作业,除2020年未开展喷药防治外,10年累计喷洒药物防治面积达28 981 hm2,平均每年药物防治面积2 898.1 hm2,疫情发生区域及周边松树集中连片区域都进行防治。防治效果评估结果表明,当次(月)防治效果在31.6%~51.6%之间,防治效果较低。松褐天牛成虫在苍梧县1年羽化、活动(存活)时间长达10个月以上,1年只进行1次防治作业的药效持续时间十分有限,不能有效降低松林内全年的松褐天牛虫口密度,喷药防治疫情效果不明显。1年多次连续喷药可提高防治效果,但防治成本和药物污染环境风险较高。
松材线虫病在亚洲的松树上呈现出典型的病原主导型病害特征,即病害的流行程度不取决于松树的生长状态,而是决定于松材线虫能否传播到这个区域感染松树。松树只要感染了松材线虫,无论松树健康与否,结果都有可能发病死亡,而且在一片松林中往往首先被感染的是生长最健康的优势松树。因此,这种病原主导型病害对松林的威胁非常大[1]。苍梧县松树以混交林为主,自然生态质量较高,但这对于防控松材线虫病疫情并不具备任何优势。目前,苍梧县松材线虫病疫情发生面积仅占全县松林面积的6.61%,加强监测防控工作、保护其余健康松林仍然十分必要。
据调查,我国松材线虫病疫情发生区75%以上是人为传播造成的,主要载体是松树疫木、包装箱、电缆盘和光缆盘等。当疫木或疫木制品被长距离人为调运而又没有被检疫发现时,就会导致病害在一个新的区域发生。因此,对于尚未发生疫情的区域,最重要的任务就是防止疫木从其他区域传入[1]。建议加强松树疫木及其制品的检疫检验,及时发现并确诊疫情,防止疫木从疫区被人为传播到其他尚未发生病害的地区,一旦检疫漏网让病原传入新的地区,要及时监测、及时发现,才能封锁隔离疫点,控制疫情。
目前,苍梧县能做的相关工作仅限于疫情监测和检疫执法,防止疫情侵染健康松树。我国1982年首次发现松材线虫病疫情的南京中山陵,目前仍有部分马尾松存活,在松树与松材线虫长期互作过程中,产生耐害能力强的抗性树种是可能的。因此,建议开展松树抗性育种,培育抗松材线虫能力强的抗性树种,降低松材线虫病疫情风险。另外,针对重要生态区和古树名木,国内外已研发出了多种树干注射保护剂[12]。对于小范围的古松树或公园、景区、寺庙等区域的松树,可采用在树干基部打孔注药的方法进行保护。
飞防等树冠喷雾防治松褐天牛成虫的效果主要受制于2个因素:一是天牛羽化高峰期一般正值雨季,一次喷雾药效保持的时间有限;二是松褐天牛羽化时间不一致,例如在南京地区化学喷雾若要取得较好的效果,1年至少要施药4~6次,故大面积防治采取飞防方法不可行[1]。松褐天牛在苍梧县羽化或存活时间长,一般从2月底至11月均有成虫活动,每年仅飞防1次,疫情防控效果较差。在苍梧县要取得较好的疫情防控效果,1年应喷药8~10次,但多次连续喷药提升防虫效果的同时,也提高了防治成本,并且污染环境。建议在重点生态区或古树名木保护中采用多次连续喷雾方法进行防治[13]。