金明霞,謝谷艾,喻愛林,劉曉華,嚴(yán)員英,涂業(yè)茍
(江西省林業(yè)科學(xué)院,江西 南昌 330013)
【研究意義】 松材線蟲病是“松樹癌癥”,自 1982年我國在南京市中山陵首次發(fā)現(xiàn)松材線蟲病,之后,不斷在其他地區(qū)發(fā)現(xiàn)。至 2019年底全國共有 18個(gè)省(市)的 666個(gè)縣級行政區(qū)、4333個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)級行政區(qū)發(fā)生松材線蟲病,發(fā)生總面積達(dá) 111.46 萬 hm 2 ,造成病枯死松樹 1946.74 萬株;與 2018年相比新增縣級疫區(qū) 85個(gè),新增鄉(xiāng)鎮(zhèn)疫點(diǎn) 1074個(gè),發(fā)生面積和病枯死松樹數(shù)量同比增長 71.67%和 82.56%。江西省現(xiàn)有 10個(gè)設(shè)區(qū)市的 84個(gè)縣(市、區(qū))的 495個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)發(fā)現(xiàn)疫情,清理?。?、瀕)死松樹 468.23 萬株,清理面積 13.65 萬 hm 2 ,與 2018年相比,新增疫區(qū) 17個(gè),疫情占比 84.00%,呈現(xiàn)全省域流行趨勢,疫情非常嚴(yán)峻,廬山、井岡山、龍虎山等風(fēng)景名勝區(qū)也已然感病。
注干藥劑預(yù)防松材線蟲病發(fā)生是一項(xiàng)重要的防治措施,特別是在風(fēng)景名勝區(qū)進(jìn)行優(yōu)勢木的保護(hù),但目前江西省常用的且效果較好的注干藥劑主要是甲維鹽,成本較高,因此開發(fā)新型的、成本較低的注干藥劑具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
【前人研究進(jìn)展】多年來,我國學(xué)者對松材線蟲藥劑毒力測定做了大量的研究工作[1-7],但實(shí)踐中應(yīng)用于林間防治的藥劑不多,且成本較高。α-三噻吩最初是從萬壽菊中分離出的一種活性化學(xué)物質(zhì)[8]。其在太陽光下或 300~400 nm紫外光下,具有明顯的殺蟲活性[9]。趙博光等[10]曾在山東長島利用 α-三噻吩加惡喹酸注射潛伏樹以預(yù)防松材線蟲病,取得了良好的效果,且成本較低?!颈狙芯壳腥朦c(diǎn)及擬解決的關(guān)鍵問題】為開發(fā)利用 α-三噻吩應(yīng)用于江西省馬尾松林進(jìn)行注干預(yù)防松萎蔫病的發(fā)生,筆者測定了 α-三噻吩對江西省地理種源松材線蟲的室內(nèi)抑制作用及在松樹體內(nèi)的傳導(dǎo)特性,擬為江西省馬尾松林進(jìn)行藥劑注干防治松材線蟲病提供理論依據(jù)。
江西省萬安縣沙坪鎮(zhèn),地理坐標(biāo)為 114°48′E,26°17′N,平均海拔 300 m,面積為 115.8 hm 2 ,群落類型為馬尾松(Pinus massonianaLamb.)+烏飯子(Vaccinium bracteatumThumb)+芒萁(Dicranopteris dichotomaBernh),主要林下植被有石斑木(Rhaphiolepis indicaLindl)、黃梔子(Gardenia jasminoidesEllis)、輪葉蒲桃(Syzygium grijsiiMerr. et Perry)等。馬尾松林齡 15~30 a,松林為 840~1200 株/hm 2 ,林分郁閉度 0.3~0.6,樹高 2.5~13 m,胸徑 5~20 cm。為松材線蟲病疫情山場,松褐天牛發(fā)生嚴(yán)重。
2017年11月項(xiàng)目組從江西省萬安縣疫區(qū)收集枯死木,用貝曼漏斗法分離分離線蟲,經(jīng)鑒定收集分離后的線蟲為松材線蟲后,將線蟲接種到長滿了灰葡萄孢菌(Botryis cinerea)的平板上,置于恒溫箱中28 ℃培養(yǎng),一周后,將培養(yǎng)好的松材線蟲用雙層紙巾包好,置于漏斗中,加適量水,分離 12 h,接取分離液下端 10 mL 線蟲液,在顯微鏡下計(jì)數(shù)線蟲液中松材線蟲的密度,稀釋至一定濃度備用。
α-三噻吩,南京林業(yè)大學(xué)自主研制的藥劑;二甲基亞砜(DMSO),市售。
Molecular Devices 酶標(biāo)儀,充電式電鉆,TG328B 型分析天平,HG101-3 型電熱鼓風(fēng)干燥箱,真空抽濾泵等。
1.5.1 抑制試驗(yàn)在配制的馬鈴薯蔗糖瓊脂培養(yǎng)基中分別加入不同量的 α-三噻吩溶液,使培養(yǎng)基中的α-T 的含量分別達(dá)到 0.1,1,10,100 μg/L,以不加入 α-三噻吩溶液作為對照組。在長滿灰葡萄孢的平板上接種 50 條松材線蟲,轉(zhuǎn)入 9 cm培養(yǎng)皿中,并用濕潤濾紙保濕,封口膜封口。放入培養(yǎng)箱中培養(yǎng),設(shè)置為黑暗條件,28 ℃。5 d 后分離木屑中的松材線蟲數(shù)量并計(jì)算其抑制率。
記 CK 線蟲平均數(shù)為R0,處理線蟲平均數(shù)為R,則此處理對線蟲繁殖的抑制率Rx為:
試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)均采用 DPS 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
1.5.2 α-三噻吩在樹體內(nèi)傳導(dǎo)測定選用江西省林業(yè)科學(xué)院內(nèi)栽植的 6~7 a 黑松 6 株,注藥前測量黑松胸徑和樹高。準(zhǔn)確配制 2×10-3g/mL 的 α-三噻吩丙酮溶液。使用充電式電鉆,在黑松苗試驗(yàn)株基部斜向下打孔,向孔中注入 α-三噻吩溶液,分別使 α-三噻吩與松苗的質(zhì)量比達(dá)到 1 μg/g、3 μg/g,每處理注 3株。注藥后傷口用 Parafilm“M”膜封口,并用鋁箔紙包裹避光。對照株注射等量丙酮。
稱取 0.01 g 的 α-三噻吩晶體,用分析純丙酮配制出 α-三噻吩含量分別為 0.1、0.2、0.4、0.6、0.8 和1.0 μg/mL 的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液,另設(shè)空白對照。 設(shè)置酶標(biāo)儀參數(shù)為激發(fā)光波長 352 nm、發(fā)射光波長 428 nm,增益 8 檔下,測定每一濃度溶液的熒光值。以 α-三噻吩溶液濃度為 X 軸,熒光值為 Y 軸建立標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。
在黑松注藥 7 d 后,剪取其松苗 1 a 枝條,去除樹皮,稱取新鮮木質(zhì)部質(zhì)量,置于干燥箱 40 ℃烘干24 h,稱量干木質(zhì)部,計(jì)算相對含水量。每株黑色均采集 3 根枝條,干燥后將木質(zhì)部剪碎,每枝稱取 0.5 g,置于 100 mL三角瓶中,每份加入 10 mL 丙酮,在室溫下浸提 3 h,真空抽濾,濾液避光保存,濾渣則轉(zhuǎn)入三角瓶,繼續(xù)加入 10 mL 丙酮,繼續(xù)浸提 3 h,共浸提抽濾 3次,合并濾液。將對照松苗干燥木質(zhì)部浸提液設(shè)置為零值,測定各濃度濾液的熒光值,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線方程和 RWC 計(jì)算新鮮木質(zhì)部中 α-三噻吩的含量。
經(jīng)對松材線蟲抑制率研究表明:培養(yǎng)基中 α-三噻吩的含量分別為 0.1,1,10,100 μg/L 濃度下對松材線蟲繁殖能力的影響呈顯著差異(P<0.05),隨著培養(yǎng)基中藥劑含量的不斷升高,其對線蟲的抑制率不斷上升,當(dāng)培養(yǎng)基中藥劑含量達(dá) 100 μg/L 時(shí),其對線蟲的抑制率為 85.94%(表 1)。
表1 不同濃度 α-三噻吩對松材線蟲的抑制作用
表2 黑松一年生枝條含水量測定
圖1 α-三噻吩溶液標(biāo)準(zhǔn)工作曲線
經(jīng)對注藥后一周枝條含水量測定,注藥量為1 μg/g 和 3 μg/g,一周后其平均含水量為 53.33%和 54.47%;檢測新鮮枝條中 α-三噻吩的含量分別為 1.04 μg/g 和 3.07 μg/g,和注藥量 1 μg/g 和3 μg/g 相符,可見黑松注藥一周后藥劑能順利疏導(dǎo)到各方向枝條中,且均勻分布,藥劑的藥效可以很好的在樹干枝條中起作用,黑松注藥后各部位的藥效一致(表 2、表 3)。在特定激發(fā)光波長和發(fā)射光波長條件下,利用 Molecular Devices 酶標(biāo)儀作出 α-三噻吩標(biāo)準(zhǔn)溶液的工作曲線 (圖1)。 在 0.1~1.0 μg/mL 內(nèi),α-三噻吩質(zhì)量濃度與熒光強(qiáng)度呈良好的線性關(guān)系(R2=0.9996)。
表3 注射 α-三噻吩后黑松枝條內(nèi)藥劑含量
試驗(yàn)表明 α-三噻吩對松材線蟲具有良好的抑制作用,當(dāng)培養(yǎng)基中藥劑含量達(dá) 100 μg/L 時(shí),其抑制率為85.94%。 經(jīng)對注藥后一周枝條含水量測定,注藥量為1 μg/g和3 μg/g,一周后其平均含水量分別為53.33%和 54.47%;并檢測到新鮮枝條中 α-三噻吩的含量分別為 1.04 μg/g和 3.07 μg/g,這和前期的注藥量 1 μg/g和 3 μg/g濃度相符,表明注藥一周后藥劑能順利疏導(dǎo)到各方向枝條中,且均勻分布,藥劑在樹干和枝條的藥效具有同等效力,故從藥劑對松材線蟲的抑制作用和在松樹內(nèi)傳導(dǎo)特性來看,α-三噻吩非常適用于林間防治松材線蟲病。