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        湖北松材線蟲病發(fā)生概況和防治對策

        2021-06-17 11:37:53徐小文許秀環(huán)羅治建周席華蔡明乾王義勛
        湖北林業(yè)科技 2021年2期

        徐小文 許秀環(huán) 羅治建 周席華 蔡明乾 王義勛

        摘 要: 本文概述了近年來湖北省松材線蟲病發(fā)生歷史、發(fā)生現(xiàn)狀、發(fā)生規(guī)律和致病機理;分析了松林組分相對單一、極端不利氣候、物流頻繁和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、技術(shù)支撐不夠等因素對湖北松材線蟲病影響,導(dǎo)致該病害呈跳躍式爆發(fā)趨勢;并提出了強化政府主導(dǎo)責任、加強科技攻關(guān)力度、提高防治隊伍素質(zhì)和推進社會化防治等建設(shè)性意見,以期為有效防控湖北松材線蟲病蔓延提供理論參考。

        關(guān)鍵詞: 松材線蟲病;擴散規(guī)律;防治措施;湖北省

        中圖分類號:S43?? 文獻標識碼:A?? 文章編號:1004-3020(2021)02-0054-06

        Occurrence and Control of Pine Wood Nematode Disease in Hubei

        Xu Xiaowen(1) Xu Xiuhuan(1) Luo Zhijian(2) Zhou Xihua(2) Cai Mingqian(3) Wang Yixun(1)

        (1.Hubei Academy of Forestry Wuhan 430075;2.Hubei Forestry Pest Control and Quarantine Station Wuhan 430079;

        3.Wuhan Forestry Science and Technology Extension Station Wuhan 430024)

        Abstract: the occurrence history,present situation,occurrence law and pathogenic mechanism of pine wood nematode were summarized in this paper in Hubei province in recent years,and analyzes the influence of many factors,such as relatively single composition of pine forest,extremely unfavorable climate,frequent logistics and infrastructure construction,insufficient technical support,etc.,which leads to the jump outbreak trend of pine wood nematode in Hubei Province.Some constructive suggestions were also made in order to provide theoretical reference for the effective prevention and control of the spread of pine wood nematode in Hubei Province,including strengthening the leading responsibility of the government,strengthening scientific and technological efforts to tackle key problems,improving the quality of control team and promoting socialized prevention and control.

        Key words: pine wood nematode disease;diffusion law;control measures;Hubei province

        松材線蟲病是世界上最具危險的毀滅性森林病害之一[1-2]。該病害最早在日本發(fā)生,直至1971年才確認病原為松材線蟲Bursaphelenchus xylophilus。截至目前,該病害已在日本、韓國、中國、葡萄牙、西班牙、美國、加拿大和墨西哥等亞洲、歐洲和北美洲多個國家擴散和蔓延,造成當?shù)厮闪执竺娣e死亡,導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟損失,并對生態(tài)安全造成極大威脅[3-4]。中國松材線蟲病最早于1982年在南京中山陵發(fā)現(xiàn),隨后全國多個省份相繼發(fā)現(xiàn)該病害,截至2019年12月31日,松材線蟲病已擴散蔓延至18個省250個縣666個疫區(qū),受害松林面積超66.67萬hm2,造成直接經(jīng)濟損失和生態(tài)服務(wù)價值損失達上千億元[5-6]。其中,湖北松材線蟲病于1999年在恩施市首次發(fā)現(xiàn),隨后不斷擴散蔓延,發(fā)生面積和疫點個數(shù)呈持續(xù)上升趨勢,截至2019年12月31日,湖北省已有81個縣415個鄉(xiāng)鎮(zhèn)級疫點[7]。面對當前松材線蟲病發(fā)生危害的嚴峻形勢,本文簡要概述了湖北省松材線蟲病的發(fā)生概況及原因分析,并對湖北松材線蟲病防治措施提出了合理化建議,以期為今后該病害科學防控提供參考。

        1 松材線蟲病發(fā)生概況

        1.1 湖北松林面積與分布

        湖北省地處東西、南北氣候過渡地帶,全年平均溫度15~17 ℃。全省林業(yè)用地面積860萬hm2,約占全省國土總面積的46.4%。其中,集體林地791萬hm2,占林地總面積的91.7%[8]。全省的森林覆蓋率超39%[9],其中松樹面積占全省用材林資源量的45.03%[10]。這些松林主要分布在鄂東的大別山山脈、鄂西的秦巴山和武陵山山脈以及鄂南的幕府山山脈。

        1.2 湖北松材線蟲病發(fā)生歷史

        1999年,湖北省首次在恩施市發(fā)現(xiàn)松材線蟲病,發(fā)病面積超600 hm2[11-12]。隨后,武漢市于2002年在洪山區(qū)花山鎮(zhèn)(現(xiàn)東湖高新區(qū)花山街及青山區(qū)八吉府街)發(fā)現(xiàn)松材線蟲病,發(fā)生面積為156.13 hm2。宜昌市于2006年在宜都市報道有該病疫情[13],先后秭歸縣、長陽縣、夷陵區(qū)(含峽口風景區(qū),三峽植物園)、點軍區(qū)、西陵區(qū)、伍家區(qū)、猇亭區(qū)等8個縣(市,區(qū))發(fā)生松材線蟲病,對三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境安全造成較大影響。作為鄂西北地區(qū)重要的生態(tài)屏障的襄陽市于2009年在??悼h發(fā)現(xiàn)松材線蟲病疫情[14],近年來在襄陽市的疫點數(shù)目已增長至35個[7]。黃岡市于2009年在紅安縣首次發(fā)生松材線蟲病,發(fā)生面積66.67 hm2[15],目前已有9個縣市共計40個疫點[7]。咸寧市于2011年在赤壁市首次發(fā)現(xiàn)松材線蟲病[16],于2016年在咸安區(qū)和崇陽縣發(fā)現(xiàn)松材線蟲病。隨州曾都區(qū)、十堰張灣區(qū)、荊門的掇刀區(qū)和黃石的鐵山區(qū)于2017年被國家林業(yè)局確定為松材線蟲病疫區(qū)[17]。荊州市松滋市于2018年被確定為疫區(qū)[18]。鄂州市梁子湖區(qū)和鄂城區(qū)、孝感市孝昌縣、大悟縣和安陸市于2019年被確定為松材線蟲病疫區(qū)[19]。近20年來,湖北松材線蟲病逐漸擴散至全省13個市,發(fā)生面積從254 hm2增加至9.71萬hm2,病死樹數(shù)量在2020年高達121萬株[20]。

        1.3 湖北松材線蟲病發(fā)生現(xiàn)狀

        1.3.1 松材線蟲病呈跳躍式爆發(fā)趨勢

        自1999年首次發(fā)現(xiàn)松材線蟲病以來,經(jīng)過20年的擴散蔓延,湖北省已確定81個縣415個鄉(xiāng)鎮(zhèn)級疫點[7],尤其自2017年以來該病害的疫點數(shù)目從45個驟增至415個,發(fā)生面積從0.51萬hm2迅速擴大至9.71萬hm2,使得全省200多萬hm2的松林生態(tài)安全受到嚴重威脅(表1)。

        近年來,該病害在湖北省境內(nèi)擴散蔓延較快,主要體現(xiàn)在以疫點為中心逐漸向四周擴散,導(dǎo)致外圍疫點數(shù)量逐漸積累增多,爆發(fā)成災(zāi);其次,沿大型輸電工程、新修鐵路和公路等基礎(chǔ)設(shè)施快速蔓延,出現(xiàn)長距離、大跨度、跳躍式擴散,且分布面積廣,防治難度大。

        1.3.2 松材線蟲病感染寄主潛在風險增大

        在自然界感染松材線蟲病的松樹種類較多,在葡萄牙和西班牙多為海岸松[21];在美國多為歐洲赤松和歐洲黑松[22];在中國、日本和韓國等亞洲以黑松、赤松和馬尾松為易感樹種[23]。此外,在一些國家和地區(qū)發(fā)現(xiàn)白云杉、黑云杉等也能夠感染[24]。

        湖北省境內(nèi)馬尾松、日本黑松、濕地松和火炬松等松屬樹種皆有分布,為感染松材線蟲病的潛在寄主[25]。目前,湖北松材線蟲病多發(fā)于馬尾松寄主,但是隨著疫情不斷擴大蔓延,其它寄主感染松材線蟲病的幾率增大,在襄陽市曾報道華山松感染松材線蟲病[14]。此外,湖北省林業(yè)有害生物鑒定中心數(shù)據(jù)顯示,偶爾在濕地松枯死木樣品上檢測到松材線蟲和天牛幼蟲。這表明,湖北松材線蟲病感染寄主潛在風險增大,無疑將增加該病害的防控難度,帶來更大的挑戰(zhàn)。

        1.4 松材線蟲病成災(zāi)原因分析

        1.4.1 松林成分相對單一為病害發(fā)生創(chuàng)造有利條件

        馬尾松由于具有速生豐產(chǎn)、耐瘠薄、用途廣泛等優(yōu)點,成為湖北種植最為廣泛的針葉樹種,占湖北省森林面積37.8%[26]。大面積的馬尾松林為松材線蟲病的發(fā)生和擴散提供了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。

        1.4.2 極端不利氣候加劇松材線蟲病發(fā)生

        湖北省氣象數(shù)據(jù)表明,在2018~2019年,省內(nèi)的年平均降水量較常年分別減少7%和25%,出現(xiàn)了歷史少見的伏秋高溫連旱[27-29]。2018年出現(xiàn)持續(xù)時間長、連續(xù)高溫日數(shù)這種極端事件的次數(shù)更是為1961年來第1位。較長時間的干旱促使松林長勢變差,造成樹勢衰弱,耐病蟲害能力顯著下降,導(dǎo)致松樹死亡數(shù)量激增。同時,馬尾松毛蟲間斷性爆發(fā),大量取食松針,造成樹勢衰弱,利于媒介昆蟲松褐天牛蛀干產(chǎn)卵,增加了松材線蟲感染風險。

        1.4.3 松材線蟲病防治難度大且技術(shù)支撐不夠

        松材線蟲病具有致病性強,傳播速度快,防治難度大的特點,且松樹感病后最快可在40多天即可枯死[30]。松林面積分布范圍寬廣,且呈現(xiàn)多點、多面擴散,一旦松樹感病,往往難以控制。其次,疫情監(jiān)測、疫木監(jiān)管和媒介昆蟲防治等技術(shù)支撐和措施落實也是影響松材線蟲病防制的重要因素。

        1.4.4 物流頻繁和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)加快了病害傳播

        湖北位于中國中部,交通區(qū)位優(yōu)勢顯著,公路通車總里程超27.5萬km;通航河流229條,通航里程8 433 km;擁有7個民用機場和多家航空公司;鐵路營業(yè)里程超5 000 km。水、陸、空等多方位交通運輸,物流業(yè)景氣指數(shù)不斷攀升,但頻繁的交通物流也給松材線蟲疫木及其制品提供了長距離、大范圍傳播的條件。其次,大型輸電工程、新修鐵路和公路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)加快了松材線蟲疫木及其制品長距離、大跨度、跳躍式擴散。

        2 松材線蟲病發(fā)生規(guī)律

        松材線蟲病的發(fā)生過程與多種因素緊密相關(guān),包括致病性的松材線蟲、媒介昆蟲、寄主松樹、與松材線蟲相關(guān)的細菌、真菌和環(huán)境因子等[31]。其中媒介昆蟲的傳播能力對于松材線蟲病的防控具有關(guān)鍵作用。松材線蟲媒介昆蟲種類主要是墨天牛屬的昆蟲,在中國,松墨天牛被認為是能夠有效傳播松材線蟲病的主要媒介昆蟲[32]。

        松材線蟲侵染和傳播的過程可簡述為:松材線蟲在寄主植物體內(nèi)大量吸收營養(yǎng),并快速繁殖后代。當定植的松樹體內(nèi)由于線蟲數(shù)目的大量激增無法滿足其生長時,松材線蟲會逐漸向松墨天牛的蛹室靠近,在天牛羽化成蟲前,穿過天牛的氣孔進入其呼吸器官中。隨后,天牛成蟲取食新的松樹或產(chǎn)卵時,線蟲從天牛氣管中逸出通過其取食造成的傷口侵入新的寄主體內(nèi)[33]。

        松墨天牛在湖北地區(qū)1年發(fā)生1代,以2~4齡幼蟲在樹皮和木質(zhì)部內(nèi)越冬為主,次年春開始化蛹,4月中旬成蟲開始羽化,從羽化孔飛出,至嫩枝嫩梢上補充營養(yǎng),再于樹干部或粗枝條的樹皮上形成刻槽并產(chǎn)卵其中[34-35]。孵化的幼蟲能夠蛀入樹體的韌皮部、木質(zhì)部。全年均有幼蟲,有世代交替現(xiàn)象[34]。

        3 松材線蟲病致病機理

        當前,松材線蟲的致病機制還不明確,但是有學者提出了三種學說受到普遍的認可。①酶學說。該假說認為松材線蟲分泌的細胞壁降解酶類能夠通過降解和破壞松樹薄壁細胞的細胞壁和細胞膜,從而阻礙寄主水分的運輸,最終導(dǎo)致松樹萎蔫[36-37]。②毒素學說。該假說認為松材線蟲病與線蟲產(chǎn)生的、線蟲表明攜帶的細菌產(chǎn)生的或寄主由于代謝紊亂而產(chǎn)生的有毒物質(zhì)有關(guān)[38]。這些有毒物質(zhì)主要有苯甲酸、兒茶酚、8一羥基香芹鞣酮、二氫松柏醇、10一羥基馬鞭烯酮和苯乙酸等[3]。③空洞化學說。該假說認為松材線蟲入侵后,能夠誘導(dǎo)松樹體內(nèi)單萜和倍半萜的含量激增,這類物質(zhì)滲入松樹管胞后,由于其具有強烈地揮發(fā)性和疏水性,進而導(dǎo)致管胞形成空洞和寄主水分運輸受阻[3,39]。上述三種假說從生理生化的層面揭示了松材線蟲病的致病機理,但在分子水平上目前還缺乏系統(tǒng)和統(tǒng)一的結(jié)論,不過致病基因或相關(guān)因子正被越來越多的鑒定和解析。比如編碼松材線蟲纖維素酶和糖基水解酶的基因[40-42]、富含半胱氨酸分泌蛋白家族的類毒液過敏原蛋白[43-44]、解毒作用相關(guān)基因[45-47]和在抗氧化活性中具有重要作用的活性氧代謝相關(guān)基因[48]等。另外,線蟲的伴生細菌在其致病過程中的作用正得到更多的關(guān)注和研究[49-50]。

        4 科學防治措施

        松材線蟲病受到湖北省委省政府、省林業(yè)局及各級地方政府的高度重視,迅速采取系統(tǒng)的防控措施積極應(yīng)對,在一定程度上有效遏制了病情擴散蔓延。

        4.1 以病原松材線蟲為出發(fā)點的防控技術(shù)

        對于輕微發(fā)病的松樹,使用高效內(nèi)吸性殺線蟲藥劑來抑制病原。對于發(fā)病死亡的病樹,采取徹底清理的方式,每年冬季和春季將病死樹一次性皆伐,砍伐后枝條集中到指定地點就地焚燒,樹干則集中到指定地點焚燒或用大型粉碎機粉碎成木屑運送到定點疫木加工企業(yè)加以利用,而伐樁則應(yīng)按照《松材線蟲病防治指南》進行除害處理。

        隨著對松材線蟲病致病機理的深入解析,更多的技術(shù)和方法被成功應(yīng)用,如生防菌劑“Smal-007”在閩北疫區(qū)經(jīng)推廣使用后起到了較好的防治效果[51]。它的作用原理是通過替代松材線蟲體表的產(chǎn)毒細菌來降低其致病力從而實現(xiàn)對病害的防控[52]。

        4.2 以傳播媒介昆蟲為出發(fā)點的防控技術(shù)

        松墨天牛是松材線蟲病自然傳播方式的主要媒介昆蟲。對媒介昆蟲的監(jiān)測和防控是該病害防治的重要內(nèi)容[53]。懸掛誘捕器主要是用于松褐天牛發(fā)生期、發(fā)生量的監(jiān)測預(yù)報,也在成蟲活動期起到一定誘殺效果。

        松墨天?;瘜W防治主要在天牛成蟲補充營養(yǎng)期,采用地面噴灑或飛機噴灑的方式對樹干、冠部施用化學藥劑(噻蟲琳或綠色威雷等),通過觸殺或胃毒作用殺死媒介昆蟲,切斷松材線蟲的傳播途徑。對于古松樹或公園、景區(qū)、寺廟等區(qū)域的松樹,采用在樹干基部打孔注藥的方法,具有擴散快、在樹體存留久以及對環(huán)境風險小等優(yōu)點[54]。

        松墨天牛的生物防治以天敵昆蟲控制和殺蟲微生物利用為主[55]。常用的松墨天牛的天敵有管氏腫腿蜂和花絨寄甲,花絨寄甲宜選擇松墨天牛幼蟲和蛹期釋放;放腫腿蜂應(yīng)掌握在天牛幼蟲1~2齡期,氣溫25~28 ℃,相對濕度60%~70%的晴天放蜂[12]。而松墨天牛的殺蟲微生物有真菌、細菌和線蟲等,其中以白僵菌作為松墨天牛重要病原微生物[56]。

        4.3 檢疫防控技術(shù)手段

        松材線蟲病的遠距離傳播與貿(mào)易往來密切相關(guān)。貨物木質(zhì)包裝材料和疫點的病木都是人為傳播松材線蟲的載體,一旦流向非疫區(qū),則可能導(dǎo)致該地迅速發(fā)生疫情。因此,加強檢疫檢驗力度和執(zhí)法力度成為控制疫情的重要措施。湖北省出臺《湖北省松材線蟲病疫木安全利用管理辦法》和《湖北省林業(yè)有害生物防治條例》等規(guī)章制度中就突出強調(diào)了檢疫工作的重要性和必要性。對松木加工和儲藏地的檢疫檢查,對松木非法運輸和加工的查處,有效降低了松材線蟲病的人為傳播因素。

        5 對策探討

        新時期的松材線蟲病防控工作將以生態(tài)文明思想為指導(dǎo),以推行生態(tài)文明建設(shè)為戰(zhàn)略目標,強化松材線蟲病的科學防控。湖北松材線蟲病防控工作經(jīng)過不斷摸索和實踐,從疫情監(jiān)測、疫木處理、檢疫執(zhí)法和綜合防控等方面都已經(jīng)形成一套系統(tǒng)的防控工作方案。

        5.1 強化政府主導(dǎo)責任,發(fā)揮政府職能作用

        切實落實政府和相關(guān)部門的防控責任,明確省、市、縣、鄉(xiāng)各級政府在松材線蟲病防治中的職責,充分發(fā)揮黨委、政府的領(lǐng)導(dǎo)和主導(dǎo)作用;力促區(qū)域間和部門間的協(xié)作,更大限度的發(fā)揮政府和部門的職能作用,形成防控整體合力。

        5.2 加強科技攻關(guān)力度,推進科學防治指導(dǎo)

        加大對松材線蟲病疫情監(jiān)測、病害防治和疫木處理的科研投入,將先進科學技術(shù)應(yīng)用到該病害的防控工作中來。將傳統(tǒng)的地面監(jiān)測與航空遙感監(jiān)測相結(jié)合,構(gòu)建“天、地、空”一體化的平臺,更加高效全面的做好疫情監(jiān)測工作;研發(fā)更加安全高效的防治措施;篩選對媒介昆蟲或松材線蟲高效低毒的藥劑。大力推進疫木的資源化利用,樹立變害為寶、化害為利的理念,依靠科技的支撐穩(wěn)步實現(xiàn)疫木的資源化利用。通過科技的力量不斷優(yōu)化防控策略,將新技術(shù)、新方法推行到實踐當中,以實現(xiàn)對松材線蟲病的科學防控。

        5.3 加強專業(yè)人才建設(shè),提高防治隊伍素質(zhì)

        專業(yè)人才是做好松材線蟲病防控工作的基礎(chǔ),只有不斷加強人才隊伍的建設(shè)和提升其專業(yè)技能,才能應(yīng)對復(fù)雜的防控形勢。通過制定和學習防治工作基本指南、定期開展培訓班,發(fā)放技術(shù)手冊和實地技術(shù)指導(dǎo)等方式培養(yǎng)出一批高素質(zhì)的專業(yè)人才,為病害的防控工作做好人才保障。

        5.4 因地制宜、分類施策,推進防治社會化

        不同地區(qū)的疫情發(fā)生程度、發(fā)生范圍和發(fā)生特點都各不相同,在這種情況下,要根據(jù)各地實際,制定出適宜的防治方案。另外,積極探索和完善社會化防治也是今后的重點工作,鼓勵和支持優(yōu)秀的企事業(yè)單位參與到防控工作當中,將試點成功的社會化防治措施如績效承包防治形式等推廣開來對于提高防控效率有很好的促進作用。

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        (責任編輯:唐 嵐)

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