◆撰文//陳勝偉
松樹治“癌”有新招
——新型引誘劑成功研發(fā)
◆撰文//陳勝偉
近年來(lái),被稱為“松樹癌癥”的松材線蟲病頻頻在我國(guó)江蘇、安徽、浙江、廣東等地爆發(fā),對(duì)浙江乃至全國(guó)林業(yè)生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成嚴(yán)重威脅,具有危害嚴(yán)重、防治困難等特點(diǎn)。松墨天牛又稱松褐天牛,是我國(guó)松樹的主要蛀干害蟲,也是松材線蟲病的主要媒介昆蟲,對(duì)松材線蟲病的傳播起著“助紂為虐”的作用。如何用科學(xué)、環(huán)保的方法捕殺松墨天牛,成了專家們研究的主要方向。
2013年3月,從浙江農(nóng)林大學(xué)傳出好消息,該校王義平教授及其團(tuán)隊(duì)成員經(jīng)過(guò)5年的努力,成功將從美國(guó)和法國(guó)引進(jìn)的先進(jìn)引誘劑及其應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)“本土化”,研發(fā)出APV牌松墨天牛成蟲引誘劑。和同類產(chǎn)品相比,該引誘劑具有用量少(最少只需80毫升)、效果好(相同用量時(shí)引誘的個(gè)體數(shù)是同類其他引誘劑的5—8倍)、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)(2—3月不需更換)等優(yōu)點(diǎn),對(duì)于誘殺松墨天牛、防控松材線蟲病有著十分明顯的效果。目前,該引誘劑正在省內(nèi)外進(jìn)行大面積推廣應(yīng)用。
長(zhǎng)期以來(lái),人們習(xí)慣使用化學(xué)農(nóng)藥防治病蟲害。每年,全球要耗費(fèi)200多萬(wàn)噸的農(nóng)藥(主要為化學(xué)農(nóng)藥)用于防治病蟲害,耗資高達(dá)160億美元,而化學(xué)殺蟲劑的廣泛使用所帶來(lái)的“三R”問(wèn)題(殘留量Residue、抗藥性Resistance、再增猖獗Resurgence)也越來(lái)越突出。隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和對(duì)環(huán)境質(zhì)量要求的提高,一種安全、低成本、與環(huán)境相容性好且害蟲不易產(chǎn)生抗性的森林保護(hù)技術(shù)——生物防治技術(shù)越來(lái)越受到推崇。
松墨天牛成蟲羽化出孔后攜帶大量松材線蟲,在成蟲吸取營(yíng)養(yǎng)期間,松材線蟲經(jīng)取食傷口侵入松樹體內(nèi)。受侵染的松樹在樹脂分泌量和蒸騰流發(fā)生明顯變化之前,沒有明顯的外部癥狀和可靠的生理診斷指標(biāo)。當(dāng)松樹泌脂量和蒸騰流受到明顯影響時(shí),治療藥物已經(jīng)難以到達(dá)靶標(biāo)組織,無(wú)法起作用了。因此,各國(guó)均將清除松墨天牛作為疫區(qū)治理的主要措施。在蟲口密度較大的地區(qū),雖然仍有航空噴灑化學(xué)藥劑殺滅成蟲的做法,但松墨天牛成蟲羽化出孔的時(shí)間、位置等極不整齊,整個(gè)成蟲期需多次施藥,成蟲主要在樹冠下部吸取營(yíng)養(yǎng),難以受藥,且松墨天牛的成蟲期正值沿海和長(zhǎng)江流域以南地區(qū)的雨季,嚴(yán)重影響誘殺效果,現(xiàn)在一般不采用此種方法殺滅成蟲。各疫區(qū)較多采用的是清除病死木、熏蒸滅蟲等措施。不過(guò),由于林區(qū)交通不便,病死木殘樁、枝梢均可形成新的侵染源,無(wú)法達(dá)到徹底殺滅松墨天牛的目的。
國(guó)內(nèi)外對(duì)松墨天牛成蟲引誘技術(shù)都進(jìn)行了較多的研究,有些引誘劑已經(jīng)商品化。但這些引誘劑是根據(jù)松墨天牛成蟲選擇產(chǎn)卵寄主的化學(xué)生態(tài)學(xué)原理研制的,基本上只對(duì)產(chǎn)卵期成蟲表現(xiàn)出引誘活性,誘殺的成蟲都已經(jīng)吸取過(guò)營(yíng)養(yǎng),誘殺的雌蟲中有98%的個(gè)體卵巢已發(fā)育成熟。根據(jù)松墨天牛卵巢發(fā)育的特點(diǎn),這些成蟲羽化出孔后,至少已在林間活動(dòng)兩周以上。目前,日本和我國(guó)研制出的松墨天牛成蟲引誘劑效果基本相同,對(duì)羽化出孔2—3周內(nèi)的成蟲不產(chǎn)生引誘效果,而這一階段恰恰是成蟲移動(dòng)分散、吸取營(yíng)養(yǎng)的盛期,也是成蟲大量傳播松材線蟲的關(guān)鍵時(shí)期。應(yīng)用這類引誘劑,即使成功誘殺成蟲,降低松墨天牛種群數(shù)量,也不能切斷松材線蟲病的傳播。根據(jù)松墨天牛成蟲選擇寄主、補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)的化學(xué)生態(tài)學(xué)原理,針對(duì)成蟲補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)階段研制成蟲取食引誘劑(誘食劑),調(diào)控成蟲補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)的行為,最有可能切斷松材線蟲的侵染循環(huán),達(dá)到通過(guò)防治松墨天牛從而阻止松材線蟲為害的目的。
昆蟲信息素是指由同種昆蟲的一些個(gè)體所產(chǎn)生的,用以與同種其他個(gè)體進(jìn)行聯(lián)系的化合物,其中性激素被利用得最多。性激素活性高,因具有高度專一性,無(wú)毒,對(duì)人畜和非靶標(biāo)生物安全,對(duì)害蟲防治高效、廣譜,不易使害蟲產(chǎn)生抗性,不傷害益蟲,對(duì)植物無(wú)公害,不污染環(huán)境,不需要注冊(cè)登記就可使用等特點(diǎn)而備受矚目,成為世界上應(yīng)用最廣泛、最成功的生物殺蟲劑,在蟲情測(cè)報(bào)、蟲情防治和新型殺蟲劑研制方面貢獻(xiàn)巨大。在我國(guó),利用昆蟲信息素制成的生物農(nóng)藥只占化學(xué)農(nóng)藥的2%,而國(guó)際公認(rèn)的生物農(nóng)藥所占比例應(yīng)在50%左右,這樣才能使生態(tài)環(huán)境趨于正常。由此可見,昆蟲信息素在我國(guó)研究潛力巨大,并且已經(jīng)在對(duì)鱗翅目類和膜翅目類食葉害蟲的控制中起到了重要作用。美國(guó)和加拿大已合成了65種森林害蟲的信息素用于防治蟲害,現(xiàn)在,法國(guó)、美國(guó)、德國(guó)等許多國(guó)家利用根據(jù)昆蟲信息素研制的多漏斗型小蠹蟲誘捕器誘殺林間和貯木場(chǎng)的小蠹蟲,大大降低了小蠹蟲的種群數(shù)量。加拿大利用小蠹蟲信息素使黑山大小蠹的為害率降低了74%。因此,以昆蟲信息引誘劑技術(shù)防控松墨天牛是業(yè)內(nèi)新的研究方向。
雖然我國(guó)對(duì)松墨天牛信息引誘劑的研究和應(yīng)用取得了重要進(jìn)展,但國(guó)內(nèi)研發(fā)的引誘劑引誘效果尚不理想,僅對(duì)產(chǎn)卵期成蟲具有引誘效果,而對(duì)能夠大量傳播松材線蟲的取食期成蟲的引誘效果很差。另外,在分析、鑒定和生物測(cè)定等應(yīng)用技術(shù)上,國(guó)內(nèi)的研究也不如國(guó)外成熟,更多的是靠經(jīng)驗(yàn)和野外試驗(yàn)來(lái)摸索,具有一定的局限性。
對(duì)兩種誘捕器的比較研究
要想研發(fā)一種新型引誘劑,不僅要投入大量的資金,而且消耗的時(shí)間長(zhǎng),技術(shù)難度大,因此,引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的引誘劑及其應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)是必要且劃算的。美國(guó)和法國(guó)已經(jīng)將部分引誘劑商業(yè)化并進(jìn)行大批量生產(chǎn),使用效果很好。但由于兩國(guó)不公開引誘劑的活性成分、具體增效活性組份及具體的測(cè)定技術(shù),因此,分別從美國(guó)和法國(guó)引進(jìn)一系列處于傳播松材線蟲關(guān)鍵時(shí)期的松墨天牛成蟲信息引誘劑及緩釋、監(jiān)測(cè)技術(shù),同時(shí)引進(jìn)配套的信息化合物分析、鑒定、監(jiān)測(cè)和誘捕技術(shù),對(duì)改善我國(guó)目前引誘劑存在的巨大缺陷,以及加速我國(guó)對(duì)松墨天牛新的信息引誘劑的研發(fā)具有重大意義。
在國(guó)家林業(yè)局“948”項(xiàng)目的資助下,王義平教授和同事專程前往法國(guó)農(nóng)科院引進(jìn)相關(guān)技術(shù)。該研究院的Brigitte Frérot教授是國(guó)際著名的化學(xué)生態(tài)學(xué)專家,他帶領(lǐng)的研究小組長(zhǎng)期從事昆蟲信息素及其應(yīng)用技術(shù)研究,掌握了先進(jìn)的信息素分析、測(cè)定和應(yīng)用技術(shù)。王義平率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成員不僅從法國(guó)引進(jìn)了一系列昆蟲信息引誘劑,還邀請(qǐng)法國(guó)專家到國(guó)內(nèi)就信息引誘劑相關(guān)技術(shù)進(jìn)行授課,與自己的團(tuán)隊(duì)共同開展取食期成蟲引誘劑和增效劑的研發(fā),共同探索誘捕器在林間的設(shè)置方式對(duì)引誘效果的影響,共同研究利用松墨天牛復(fù)合引誘劑進(jìn)行監(jiān)測(cè)和防控松墨天牛的技術(shù)。
項(xiàng)目組成員先后在富陽(yáng)和長(zhǎng)興等地的山林間,對(duì)多種小蠹類引誘劑和松墨天牛引誘劑進(jìn)行組合聯(lián)用,并對(duì)比這些引誘劑對(duì)松墨天牛成蟲及其他蛀干害蟲的誘捕效果。從國(guó)外引進(jìn)的一系列昆蟲信息引誘劑活性強(qiáng)、穩(wěn)定性高,在國(guó)內(nèi)松墨天牛發(fā)生區(qū)進(jìn)行試驗(yàn),均取得了良好的效果。目前,專家們篩選出多種對(duì)松墨天牛有極佳引誘效果的引誘劑,并在浙江省林業(yè)有害生物防治檢疫局的試驗(yàn)示范林內(nèi)進(jìn)行了試驗(yàn),隨后,在富陽(yáng)和長(zhǎng)興進(jìn)行了推廣。
通過(guò)林間反復(fù)試驗(yàn),項(xiàng)目組終于研發(fā)出了“本土化”的APV牌松墨天牛成蟲引誘劑。該引誘劑是將α-蒎烯、無(wú)水乙醇、乙醛等物質(zhì)按一定比例配制而成,對(duì)松墨天牛成蟲的引誘效果非常理想,與目前浙江生產(chǎn)的M-99引誘劑效果相當(dāng),但生產(chǎn)工藝更簡(jiǎn)單,操作更方便,用量更少,成本更低廉。此外,該松墨天牛成蟲引誘劑對(duì)松墨天牛雌雄兩性成蟲均有明顯的引誘效果,能夠有效控制松墨天牛林間蟲口密度,遏制松材線蟲病的擴(kuò)散蔓延。具體的用法是將80—200毫升的引誘劑加入到一種特制的塑料緩釋瓶中,與誘捕器一起組合使用;誘捕器選用的是安徽宣城市宣州區(qū)生產(chǎn)的撞板式漏斗型誘捕器。
專家們還利用引進(jìn)的松墨天牛引誘劑林間應(yīng)用技術(shù),研究誘捕器在林間的最佳設(shè)置方式,并利用寄主植物源與昆蟲聚集激素復(fù)合的信息引誘劑,對(duì)松墨天牛的監(jiān)測(cè)和防控技術(shù)進(jìn)行更深入的研究,探索更加有效、簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)的松墨天牛和松材線蟲病監(jiān)測(cè)、防治技術(shù)。利用聚集信息素與植物源引誘劑協(xié)同增效作用原理開發(fā)出的APV牌引誘劑還在不斷推廣應(yīng)用中。隨著越來(lái)越多更有效的新產(chǎn)品被研發(fā)出來(lái),我國(guó)松樹患“癌”的概率將會(huì)不斷降低。