摘 要 松材线虫病是由松材线虫引起的具有毁灭性的森林病害。为实现松材线虫病精准防控、油松林可持续经营,以安徽省徽县为例,分析了油松松材线虫病防治存在的问题,提出强化病原鉴定与快速检测技术研发、深入传播机制研究与媒介昆虫防控、构建多元化综合防控技术体系、建立防治效果评估与监测预警平台等对策。
关键词 松材线虫病;油松;媒介昆虫;综合防控;甘肃省徽县
中图分类号:S763.18 文献标志码:C DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.22.060
松材线虫病是一种由松材线虫引起的森林病害,严重威胁着油松的健康生长。徽县是甘肃省油松资源大县,近年来松材线虫病在该地区频发,给林业生产带来一定影响。笔者深入调查松材线虫病在徽县的发生现状,分析现有防控措施的不足,并探讨优化对策,以期为徽县油松产业的可持续发展提供科学依据。
1 徽县油松松材线虫病概况
徽县地处大陆腹地中纬度地带,属北亚热带湿润气候区向暖温带过渡带,为典型的大陆性季风气候。油松在该地分布广泛,是当地重要的用材树种和生态公益林树种[1]。油松林在徽县的林业生产和生态建设中占有举足轻重的地位。然而,近年来,松材线虫病在徽县油松林中时有发生,对油松生长和木材品质造成严重影响。松材线虫是一种植物寄生线虫,主要侵染油松木质部,导致树木出现针叶褐变、脱落,以及树脂流失、树干下部坏死等症状,严重时可导致油松死亡。松材线虫主要通过松墨天牛等媒介昆虫在林间传播。松材线虫在侵染油松后,会分泌一种胞外多糖,导致树木导管阻塞,干扰水分运输,最终引起树木死亡。油松感染松材线虫病后,木材品质下降,韧性变差,加工利用价值大大降低,给林业生产造成经济损失。近年来,徽县虽未出现大面积松材线虫病疫情,但局部地区林分受害较为严重,尤其是在天然林和人工密植林中更易发生,给林业生产和生态效益带来一定影响。
2 松材线虫病防治存在的问题
2.1 病原鉴定与检测技术有待提升
松材线虫病的准确诊断是实施有效防控措施的基础。目前,徽县在松材线虫病的病原鉴定与检测方面还存在一定技术短板,传统的形态学鉴定方法需要较高的线虫分类学专业知识,且耗时较长,不利于疫情的早期发现和快速响应。尽管聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)技术已在松材线虫检测中得到应用,但针对徽县油松林区的特异性引物设计和反应体系优化工作尚不充分,导致检测的灵敏度和特异性有待提高[2]。此外,现有的采样方法多侧重于症状明显的病树,对无症状感染树的检测力度不够,易造成疫情监测的盲区。
2.2 传播途径与媒介昆虫研究不足
松材线虫主要借助媒介昆虫在林间传播,媒介昆虫的种类、活动规律、传播能力等直接影响着疫情的暴发与蔓延。松墨天牛是徽县油松林中松材线虫的主要媒介昆虫,但目前对松墨天牛的生物学特性、季节消长动态、扩散规律等缺乏系统深入的研究,难以准确预测其传播风险[3]。松墨天牛取食油松树皮和韧皮部组织,在多个取食位点间频繁移动,加剧了病原在树间的传播风险,但针对该传播方式的研究还不够深入。此外,气象因子如温度、湿度等对媒介昆虫活动有重要影响,但相关研究在徽县油松林区开展较少,气象因子与媒介昆虫活动、松材线虫传播间的关系有待进一步阐明,媒介昆虫的化学通讯在松材线虫传播中的作用机制也有待深入探讨。
2.3 综合防控体系构建有待优化
松材线虫病的有效控制需要构建监测预警、检疫封锁、药剂防治、林分改造等多措并举的综合防控体系,但目前徽县的松材线虫病综合防控体系在部分环节的衔接协调性方面还有待优化。例如,林区的疫木清理和药剂防治措施未能与病原监测预警信息紧密结合,导致防控时机不够精准。在药剂防治方面,虽然已采用了阿维菌素、噻唑膦等药剂,但缺乏针对徽县油松林区药剂防治效果影响因素的系统研究,难以制订最优施药方案[4]。此外,现有的检疫封锁措施主要集中在苗木调运环节,而对林区内部疫情扩散的阻断作用有限。油松抗线虫品种选育和更新改造虽已开展,但抗性种源规模化应用尚未完全实现。
2.4 防治效果评估与监测预警机制亟待建立
目前,徽县油松林区在松材线虫病防治效果评估和监测预警机制建设方面还存在明显短板。在防治效果评估方面,徽县尚未建立起一套科学规范的评估指标体系和评估方法,对防治措施的针对性和有效性缺乏量化分析,难以为动态优化防控方案提供可靠依据。例如,对药剂防治的评估往往局限于短期内病死木数量的统计,缺乏对药剂在树体内残留动态、病原种群恢复能力等方面的考察,易低估防治效果的持久性。在疫情监测预警方面,现有的监测网络布局不够合理,数据采集传输机制不够顺畅,难以实现疫情信息的实时共享和早期预警[5]。例如,在疫情高发区与非疫区的监测点设置缺乏差异化考量,忽视了地形、林分结构等环境因子的影响。而监测数据的分析模型也相对简单,缺乏对温湿度等关键因子与疫情发生风险关系的量化表达,预警的时空精度不高。
3 对策
3.1 强化病原鉴定与快速检测技术研发
针对油松林区松材线虫病原鉴定与快速检测技术短板,徽县急需开展一系列强化研发工作。首要任务是加强适合徽县油松林区的松材线虫特异性引物和探针的设计筛选。可通过收集徽县不同地区、不同发病阶段的油松疫木样本,提取松材线虫基因组,采用生物信息学方法分析其特异性序列,并进行引物和探针的设计、优化和验证,以提高检测的灵敏度和特异性。在此基础上,建立基于环介导等温扩增技术(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)的松材线虫快速检测方法,实现病原的快速、便捷、高效检测。LAMP技术的应用无须复杂的仪器设备,反应条件要求低,特异性强,非常适合基层一线的快速检测需求。可开发成便携式检测试剂盒,配备简易的样品处理装置和恒温装置,形成现场快检技术方案,大大提升疫情早期发现能力。针对外表无症状的隐症感染树检测难题,可借鉴植物病理学和昆虫学研究中的最新进展,探索基于病原与寄主互作的检测新策略。例如,通过分析松材线虫感染引起的油松体内小分子代谢产物变化,发现特异性代谢物标记物,建立基于高分辨质谱等代谢组学技术的早期检测方法;也可通过分析松材线虫感染对油松挥发性信息素释放的影响,利用电子鼻等技术实现油松感染早期无损检测。
3.2 深入传播机制研究与媒介昆虫防控
为应对松材线虫病在油松林中的传播问题,徽县需要深化对传播机制的理解,并采取创新性媒介昆虫防控策略。1)建立媒介昆虫——松墨天牛的行为生态学档案,通过长期观察,详细记录其生活史、交配习性、飞行范围等,利用现代生物追踪技术,如全球定位系统(Global Positioning System,GPS)标记与无线电遥测,来精确捕捉其扩散路径,这不仅有助于识别关键的扩散节点,还能为设置物理或化学屏障提供科学依据。2)推动生物控制策略的创新应用,如利用天敌昆虫如寄生蜂控制松墨天牛的数量。通过人工繁殖并释放特定的寄生蜂,如管氏肿腿蜂。这些天敌能够精准寄生于松墨天牛幼虫,有效降低其存活率。从而打断松材线虫的自然传播链。3)研发新型生物信息素诱捕技术,利用松墨天牛的性信息素合成人工诱芯,结合智能监测站,实现对成虫的精准诱集与监测,减少对化学农药的依赖,同时提高防控的精准度和环保性。
针对松墨天牛的季节性活动,设计分阶段防控计划。春季,松墨天牛开始活跃前,进行林区卫生清理,集中处理病死木和感染木,减少病原基数。夏季,则重点监测并控制媒介昆虫的繁殖,利用上述生物控制和信息素诱捕技术。秋季则加强巡逻,及时发现并处理新发病株,避免病菌、害虫越冬。通过建立这种基于生态智慧的防控体系,结合现代科技手段,不仅能有效遏制松材线虫病的蔓延,还能促进徽县油松林的生态平衡,确保林业资源的可持续管理。此策略强调了从基础研究到实践应用的无缝对接,体现了科学防控与生态保护的和谐统一。
3.3 构建多元化综合防控技术体系
为弥补徽县松材线虫病综合防控体系的不足,构建一套立体化的防治网络至关重要。1)强化前端预防,通过基因编辑技术筛选抗性油松品种,培育具有天然抵抗性的苗木,逐步替换易感病的林分,从根本上增强森林系统的免疫力,这涉及建立专门的育种基地,利用分子标记辅助选择,加速抗性基因的定位与利用。2)优化监测体系,利用物联网技术安装智能传感器网络,实时监控林区湿度、温度等关键环境参数,结合无人机搭载的高光谱成像,定期进行病害热区扫描,实现早期预警的智能化。一旦发现疑似疫情,立即启动快速反应小组,进行地面核实与采样。在药剂防治方面,探索纳米载体技术,将生物农药如绿僵菌封装在纳米粒子中,提高药效的同时减少对环境的影响。具体操作上,利用地理信息系统(Geographic Information System,GIS)精准喷施,确保药物直达病灶,减少浪费。3)调整生态林分结构,通过带状或块状混交种植,增加生物多样性,减少单一树种密度,降低病害扩散速度。这一过程需要详细的林分规划,包括选择适宜树种和确定合理的配置方式,以保持生态平衡。4)加强公众参与和教育,通过社区林业项目,培训志愿者进行林区巡查和基本的病害识别,形成全民参与的防控氛围。利用社交媒体和地方林业公众号发布防控知识,提高社会关注度和参与度。采取这一系列综合措施,不仅可以提高防控效率,还能促进科技创新与传统林业管理的融合,为徽县油松林的健康可持续发展提供坚实的基础。
3.4 建立防治效果评估与监测预警平台
建立松材线虫病防治效果评估与监测预警平台是优化徽县防控策略的关键一步。1)制订一套多维度、量化、动态的评估指标体系,将林区环境因子、病原动态、媒介昆虫活动等纳入考量。例如,利用高光谱遥感技术,通过光谱指数变化来评估林木健康状况;在林间布设电子捕虫器,实时统计媒介昆虫密度变化。在此基础上开发一套集成化的数据分析模型,利用机器学习算法,如支持向量机或随机森林,建立起“环境-病原-媒介”三者间的定量关联,形成风险预测预警模型。该模型可纳入气象预报数据,提前预判疫情暴发的时空分布概率,实现精准预警。同时,积极推动“天-空-地”一体化监测网络建设。“天”即卫星遥感监测,可利用高分辨率卫星图像,实现对林区病害分布的宏观监控;“空”即无人机航测,搭载多源传感器,对疑似疫区进行近景观测,获取林冠层的高精度影像;“地”则是地面综合监测站,集成气象传感器、昆虫诱捕器、树液流测定仪等,多参数实时采集林下微环境动态。通过构建上述技术集成的立体化监测网络,多尺度多源数据可汇集至云平台,经智能分析处理后,形成可视化的评估预警图,直观呈现防治效果与疫情风险等级,为防控决策提供精准依据。
4 结语
针对徽县油松林松材线虫病的防控,笔者提出了一系列优化对策,其核心是通过先进技术手段的集成应用,建立覆盖病原检测、媒介昆虫监测、综合防控、效果评估等环节的精准防控体系。这一体系的构建,可显著提高松材线虫病防控效率,实现由被动应对向主动预防的策略转变,保障油松林健康经营。未来,徽县仍需在抗线虫油松品种选育、新型生物防治制剂研发、智慧林业平台构建等方面持续发力,进一步完善松材线虫病的可持续治理体系,促进林业生态经济效益的协同提升。
参考文献:
[1] 蒋晓霞.徽县油松虫害中华松针蚧防治策略[J].新农业,2023(24):29-31.
[2] 李金亮.现代林业育苗栽培管理技术:以徽县为例[J].乡村科技,2020,11(30):67-68.
[3] 姚晓红,许彦平,袁佰顺,等.甘肃小陇山林业病虫灾害气象评估技术研究[J].西北农林科技大学学报(自然科学版),2012,40(10):64-68.
[4] 王建国,王建军,马静怡,等.松材线虫侵染对油松的生理生化影响[J/OL].中国森林病虫:1-8[2024-09-16].https://doi.org/10.19688/j.cnki.issn1671-0886.20240010.
[5] 陈兴邦.油松松材线虫病的发生及防治分析[J].农家参谋,2021(3):140-141.
(责任编辑:张春雨)
作者简介:朱智忠(1980—),大专,工程师,主要从事林业病虫害防治、森林资源管护等。E-mail:1839817021@qq.com。