J2020紫光誘捕松褐天牛技術(shù)的應(yīng)用研究

邵建英，邱慧敏，邱家生#，劉小莉

1.贛州市金電電子設(shè)備有限公司，江西興國(guó) 342400；2.景德鎮(zhèn)學(xué)院，江西景德鎮(zhèn)333400

1 J2020紫光誘捕松褐天牛技術(shù)背景

松材線蟲病是全球森林生態(tài)系統(tǒng)中最具危險(xiǎn)性、毀滅性的病害之一[1]。在我國(guó)，松材線蟲病于1982年首次在南京發(fā)現(xiàn)，雖然得到全力防治，但近40年來(lái)，全國(guó)因松材線蟲病損失的松樹累計(jì)已達(dá)數(shù)10億株，造成的直接經(jīng)濟(jì)損失和生態(tài)服務(wù)價(jià)值損失上千億元。截至2021年，我國(guó)20個(gè)省級(jí)行政區(qū)發(fā)生過(guò)該病害，呈現(xiàn)向西、向北快速擴(kuò)散態(tài)勢(shì)，最西端達(dá)四川省涼山州，最北端已在遼寧北部多個(gè)縣區(qū)，并已入侵多個(gè)國(guó)家級(jí)風(fēng)景名勝區(qū)和重點(diǎn)生態(tài)區(qū)。同時(shí)，疫情發(fā)生區(qū)域突破了傳統(tǒng)理論提出的年均氣溫10℃以上的適生界線，危害對(duì)象由過(guò)去的馬尾松、黑松擴(kuò)大到紅松、落葉松等松樹種類，疫情直接威脅我國(guó)近600 000 km2松林資源安全。經(jīng)研究分析，我國(guó)所有區(qū)域都是松材線蟲病的適生區(qū)，所有松樹種類都有可能感染松材線蟲病，如不采取有效措施，森林資源損失將不可估量。

在以往的技術(shù)防控措施中，對(duì)松材線蟲病傳播的主要媒介昆蟲松褐天牛的防控是當(dāng)前防治松材線蟲病最主要、也最有效的技術(shù)手段之一。

從2015年開始，本研究從光的波長(zhǎng)、能量、功率、種類等方面進(jìn)行研究，找到一種松褐天牛最敏感的光源和該種光源的制備方法（命名為：J2020紫光燈），開發(fā)了防松褐天牛二次逃逸裝置和相關(guān)配套的監(jiān)測(cè)預(yù)警信息管理系統(tǒng)、巡護(hù)管理手機(jī)App。該技術(shù)具有以下創(chuàng)新：

一是技術(shù)方法創(chuàng)新。由于松褐天牛的弱趨光性特點(diǎn)，一般的光難以對(duì)其產(chǎn)生趨光效應(yīng)[2]。筆者通過(guò)大量的試驗(yàn)，確定同時(shí)滿足波長(zhǎng)為380～420 nm、功率100～200 W、能量大于0.16 W/m2的熱光源，可對(duì)松褐天牛產(chǎn)生明顯的趨光反應(yīng)；確定了在石英管中充入含量為87.3%汞和13.7%鹵化亞鐵，從而獲得具備該光源特性的方法，為該光源的規(guī)模生產(chǎn)得到了保證（摘自本發(fā)明專利公布文件）。

二是設(shè)備創(chuàng)新。為了防止誘捕到的松褐天牛從誘捕器中跑出來(lái)，研究出可防止松褐天牛二次逃逸的誘捕裝置（授權(quán)專利號(hào)：ZL202120133703.7），即將誘捕器中的集蟲器設(shè)計(jì)為漏斗形狀，同時(shí)將集蟲器底部設(shè)計(jì)內(nèi)部延伸的漏斗形狀的延伸部，延伸部向防逃逸結(jié)構(gòu)內(nèi)部延伸40～60 mm，由于增加了延伸部，松褐天牛掉入防逃逸結(jié)構(gòu)后不易逃逸出來(lái)。

三是松褐天?；\養(yǎng)對(duì)比研究。通過(guò)對(duì)一套J2020紫光誘捕裝置防控面積中疫木收集進(jìn)行松褐天?；\養(yǎng)，較好地解決了同等自然林地中松褐天牛在林間的數(shù)量、自然羽化的時(shí)間、自然羽化過(guò)程中松褐天牛性成熟與否的變化，以及J2020紫光誘捕裝置林間的有效防控面積的再核定、捕獲效率核定、捕獲松褐天牛的時(shí)間和松褐天牛自然羽化的時(shí)間一致性等因?yàn)榱珠g松褐天牛蟲口基數(shù)未知而難以解決的大部分的技術(shù)難題。

2 應(yīng)用點(diǎn)概況

根據(jù)《江西省林業(yè)局關(guān)于印發(fā)〈江西省松材線蟲病防控“三年攻堅(jiān)戰(zhàn)”行動(dòng)方案〉的通知》贛林防發(fā)〔2019〕12號(hào)的“江西省2019年松材線蟲病疫情發(fā)生程度分級(jí)情況”，于2020年5月至2021年12月，選擇了被分別認(rèn)定為疫情發(fā)生輕度的全南縣、資溪縣、崇義縣、浮梁縣；疫情發(fā)生中度灣里區(qū)、新建區(qū)、貴溪市、德興市；疫情發(fā)生重度的南康區(qū)、興國(guó)縣、萬(wàn)安縣共11個(gè)縣（市、區(qū)）作為應(yīng)用點(diǎn)，進(jìn)行了J2020紫光誘捕松褐天牛的應(yīng)用，并按照《J2020紫光松褐天牛技術(shù)的林間作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》的作業(yè)規(guī)程進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、上報(bào)、統(tǒng)計(jì)、分析。

3 應(yīng)用研究基本情況

3.1 裝置的選擇

本應(yīng)用研究選取贛州市金電電子有限公司自主研發(fā)的J2020紫光松褐天牛誘捕裝置，該裝置的誘捕器為黑色十字形塑料材料，通過(guò)太陽(yáng)能供電系統(tǒng)外連該公司研發(fā)的專用J2020紫光燈。

3.2 安裝方法

在林間定點(diǎn)選好安裝J2020紫光松褐天牛誘捕裝置的位置后，就近選擇具有林窗的空地安裝太陽(yáng)能供電系統(tǒng)，然后懸掛J2020紫光松褐天牛誘捕器。懸掛時(shí)，用直徑5 mm粗鋼絲繩的一端綁上約200 g的螺母，對(duì)準(zhǔn)馬尾松上部高度合適的橫向伸出的粗枝，將帶繩索的螺母拋過(guò)粗枝，使繩索壓在粗枝上作為懸掛誘捕器的支點(diǎn)。螺母落地后解除繩索端的螺母，同時(shí)綁上J2020紫光光誘捕器。剪斷未綁誘捕器的繩索另一端并牽引拉動(dòng)，從而使綁在繩索端的誘捕器升高到合適的高度，最后將牽引繩索端綁緊在樹干胸徑處。

3.3 數(shù)據(jù)記錄方法

對(duì)各誘捕裝置進(jìn)行收集誘蟲時(shí)，松綁樹干胸徑處的繩索，極紫光誘捕器將隨重力下落，放松繩索控制極紫光光誘捕器下落到記錄者可以接觸到集蟲瓶的高度，取下集蟲瓶，收集和記錄誘捕的松褐天牛雌、雄成蟲數(shù)量，并清理集蟲瓶?jī)?nèi)雜物。結(jié)束后，將誘捕器拉回以前高度。

3.4 J2020紫光誘捕與引誘劑對(duì)松褐天牛最早誘捕時(shí)間的比較方法

在應(yīng)用點(diǎn)林間，同步穿插部分引誘劑誘捕器，統(tǒng)計(jì)和比較2種類型的誘捕器最早誘捕到松褐天牛的時(shí)間[3]。

3.5 性成熟雌蟲數(shù)量比較方法

當(dāng)J2020紫光誘捕與引誘劑2種類型誘捕器均誘捕到松褐天牛成蟲后，分別取2種類型誘捕器中誘捕到的雌蟲進(jìn)行人工解剖，觀察雌蟲是否性成熟。解剖時(shí)，使用醫(yī)用手術(shù)剪沿腹面從腹末向胸部方向剪開，觀察腹腔中有無(wú)卵。若有卵則認(rèn)為性成熟，反之為未性成熟雌蟲。統(tǒng)計(jì)和比較不同時(shí)期中未性成熟的松褐天牛雌蟲數(shù)量。

3.6 健康松樹保存率的比較方法

2021年10月底在應(yīng)用點(diǎn)中采取每木調(diào)查法分別調(diào)查觀察樣地中的規(guī)定面積內(nèi)的死樹數(shù)量，統(tǒng)計(jì)有蟲株率。若樣地中的馬尾松針葉出現(xiàn)明顯枯黃甚至呈紅色，且樹皮出現(xiàn)松動(dòng)并有木屑溢出則認(rèn)為已死亡，比較2種類型誘捕器在誘捕實(shí)施后對(duì)當(dāng)?shù)亟】邓蓸浔４媛实挠绊?。同時(shí)，在2個(gè)試驗(yàn)樣點(diǎn)中均選擇未安裝誘捕器的生境一致的馬尾松純林作為對(duì)照。

3.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法

所有數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0軟件分析，2種誘捕器的最早誘捕時(shí)間和性成熟雌蟲數(shù)量的比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，采用單因素方差（One-Way ANOVA）和Tukey多重比較法分析、比較健康松樹保存率，以未安裝誘捕器的林地作為對(duì)照。所有數(shù)據(jù)采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示，分析結(jié)果采用Origin Pro 2018軟件作圖。

4 典型應(yīng)用點(diǎn)

4.1 全南縣應(yīng)用點(diǎn)情況

全南縣是江西省贛州市轄縣，地處江西省最南端，素有“江西南大門”之稱，屬于項(xiàng)目在江西的最南部地區(qū)選點(diǎn)代表。由于地理位置的原因，在全南縣普遍一年發(fā)生2代松褐天牛，加上每年天氣氣溫回暖的時(shí)間在江西屬于最早的，因此選擇全南縣作為應(yīng)用點(diǎn)意義重大。同時(shí)全南縣較早安裝了松褐天牛信息素誘捕器，現(xiàn)場(chǎng)工作人員監(jiān)測(cè)防治作業(yè)工作規(guī)范、技術(shù)沉淀深厚，工作基礎(chǔ)較好。2021年3月初，為了進(jìn)一步提升松材線蟲病的監(jiān)測(cè)和防治技術(shù)能力，在全南縣林業(yè)局的大力支持下，筆者在大吉山鎮(zhèn)、南逕鎮(zhèn)、城廂鎮(zhèn)、金龍鎮(zhèn)等地開展掛設(shè)J2020紫光松褐天牛智能光誘裝置進(jìn)行防治松褐天牛綜合防控和疫情監(jiān)測(cè)。為了與自然界松褐天牛羽化情況進(jìn)行對(duì)照，在大吉山選擇了一部分自然疫木用8目鐵絲網(wǎng)進(jìn)行包裹，還搭建了松褐天牛羽化棚進(jìn)行籠養(yǎng)的對(duì)照。

通過(guò)使用表明與信息素誘捕方式比較，J2020紫光松褐天牛誘捕裝置捕獲松褐天牛的時(shí)間比信息素誘捕方式早15 d左右，J2020紫光誘捕獲松褐天牛的時(shí)間與籠養(yǎng)羽化的時(shí)間基本吻合，而且早期捕獲的性未成熟的雌性松褐天牛占比大于90%以上；捕獲松褐天牛數(shù)量的效果持續(xù)、穩(wěn)定。

4.2 興國(guó)縣應(yīng)用點(diǎn)情況

興國(guó)縣隸屬江西省贛州市，位于江西省中南部，全縣地勢(shì)呈北高南低走向，北部山區(qū)林地土壤屬黃壤土，腐殖層較厚，植被較多，適宜林木生長(zhǎng)，是興國(guó)縣木材主要生產(chǎn)地。南部丘陵山區(qū)林地屬紅壤土，土壤呈酸性，基本沒有腐殖質(zhì)層，大部分為馬尾松純林，林木生長(zhǎng)緩慢。由于戰(zhàn)亂、大煉鋼鐵、支援國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)等歷史原因，興國(guó)的森林生態(tài)系統(tǒng)曾遭受極其嚴(yán)重的破壞，森林資源銳減。面對(duì)嚴(yán)峻的現(xiàn)實(shí)，20世紀(jì)80年代開始，興國(guó)人民開始了滅荒造林、改善生態(tài)征程，通過(guò)飛播營(yíng)造了大面積的馬尾松純林，生態(tài)環(huán)境得到了明顯改善。據(jù)2009年二類森林資源調(diào)查結(jié)果顯示，全縣林地面積2 426.8 km2，森林覆蓋率為74.3%；全縣馬尾松面積1 375.3 km2，占全縣林地面積的56.7%。由于松材線蟲優(yōu)先危害的樹種為馬尾松，使得興國(guó)的松材線蟲病防控形勢(shì)極其嚴(yán)峻。

在當(dāng)?shù)卣母叨戎匾曄拢?021年3月5日起在興國(guó)縣社富鄉(xiāng)鷺溪村、高興鎮(zhèn)水口村、高興鎮(zhèn)黃群村、高興鎮(zhèn)啟光村、崇賢鄉(xiāng)上沔村、崇賢鄉(xiāng)北勝村、崇賢鄉(xiāng)龍譚村的馬尾松林地安裝了由贛州市金電電子設(shè)備有限公司研發(fā)生產(chǎn)的J2020紫光松褐天牛誘捕裝置，為了對(duì)比使用效果，穿插安裝了信息素誘捕器。

試驗(yàn)結(jié)果表明：贛州金電研發(fā)的J2020紫光誘捕裝置與信息素誘捕方式比較，J2020紫光誘捕裝置捕獲松褐天牛的時(shí)間比信息素誘捕方式提早15 d左右，而且早期捕獲的性未成熟的雌性松褐天牛占比大于90%以上；捕獲松褐天牛數(shù)量的效果持續(xù)、穩(wěn)定。經(jīng)每木調(diào)查法表明，使用了贛州金電研發(fā)的J2020紫光誘捕裝置的林地活樹保存率高于未使用任何防控技術(shù)的林地10%以上。

通過(guò)興國(guó)的實(shí)踐還表明：（1）沿山腰布設(shè)誘捕裝置捕獲松褐天牛的量顯著多于沿山脊布設(shè)誘捕裝置捕獲松褐天牛的量；（2）采用J2020紫光誘捕裝置誘捕松褐天牛，按照規(guī)范定期清理集蟲器中的松褐天牛成蟲，未見發(fā)生局部蟲災(zāi)的情況。在以往的松材線蟲病防治中，由于原來(lái)使用的引誘誘劑誘捕技術(shù)時(shí)基本上采用粗放式的管理，未及時(shí)按照標(biāo)準(zhǔn)定期清理誘捕到的松褐天牛，使松褐天牛又從誘捕器中爬出，在誘捕器周邊產(chǎn)生局部蟲災(zāi)，所以造成局部蟲災(zāi)只是由于未按照規(guī)范及時(shí)清理誘捕到的松褐天牛，是管理的問(wèn)題而不是技術(shù)問(wèn)題，任何誘捕技術(shù)本身是不會(huì)產(chǎn)生病蟲害的。

5 應(yīng)用點(diǎn)情況分析

全南、興國(guó)、資溪和浮梁4個(gè)典型應(yīng)用點(diǎn)布設(shè)松褐天牛極紫光誘捕設(shè)備后，經(jīng)調(diào)查在誘捕時(shí)間、誘捕蟲量、未性成熟雌蟲量、松樹存活率等方面均顯著提高，產(chǎn)品性能明顯優(yōu)于引誘劑誘捕器，詳情見表1。

表1 應(yīng)用點(diǎn)松褐天牛光誘性能評(píng)價(jià)

通過(guò)應(yīng)用研究表明：

（1）單套2020紫光松褐天牛誘捕裝置可實(shí)現(xiàn)有效防控半徑達(dá)160 m、面積達(dá)80 000 m2以上，可實(shí)現(xiàn)對(duì)松褐天牛全生命周期的有效誘捕。尤其是可誘捕到剛羽化的松褐天牛，比引誘劑誘捕到松褐天牛的時(shí)間可提前15 d左右；而且前期誘捕到的雌性松褐天牛中未性成熟的數(shù)量占總捕獲量中的雌性松褐天牛的數(shù)量占比達(dá)到90%以上。

（2）經(jīng)每木調(diào)查法表明：使用了贛州金電研發(fā)的J2020紫光誘捕裝置的林地活樹保存率高達(dá)90%以上。

（3）使用贛州金電研發(fā)的J2020紫光誘捕裝置通過(guò)有效誘捕林間的松褐天牛，尤其是誘捕掉剛羽化的松褐天牛，有效阻止了松材線蟲病的傳播途徑，從而可有效遏制了松材線蟲病在林間的蔓延。

6 應(yīng)用效果總結(jié)

經(jīng)上述縣（市、區(qū)）的應(yīng)用效果表明：

（1）該技術(shù)對(duì)松材線蟲病防治效果好。J2020紫光誘捕松褐天牛技術(shù)克服了松褐天牛弱趨光性無(wú)法使用物理光誘技術(shù)誘捕的難題，而且對(duì)松褐天牛的誘捕率高、捕獲效果持續(xù)穩(wěn)定，技術(shù)可以大幅度減少松褐天牛的蟲口基數(shù)，有效降低松材線蟲危害，提高松林活樹保存率，保護(hù)現(xiàn)有松林。

（2）防控成本低。該技術(shù)裝備由光源裝置、光伏板及電池供電系統(tǒng)、防止二次逃逸裝置組成，技術(shù)裝備成熟，功能強(qiáng)大。一套J2020紫光誘捕裝置可以有效防控松林面積達(dá)80 000 m2，有效使用時(shí)間4～5年。除疫木除治費(fèi)用外，采用該技術(shù)一次性平攤到費(fèi)用僅203元/667 m2，其中誘捕裝置費(fèi)用125元/667 m2、數(shù)據(jù)采集與效果評(píng)估費(fèi)用18元/667 m2、J2020監(jiān)測(cè)預(yù)警信息系統(tǒng)（含App）費(fèi)用60元。目前砍伐疫木按1 m3/667 m2，政府貼補(bǔ)500元/m3計(jì)算，使用J2020紫光誘捕松褐天牛技術(shù)每667 m2可以節(jié)約政府投資297元。且設(shè)備可使用5年，5年后只需更換蓄電池和光源燈泡，即可繼續(xù)使用，達(dá)到長(zhǎng)期防控松材線蟲病的目的，大幅減少政府每年砍伐疫木的巨額投入。

（3）生態(tài)效益顯著。按照國(guó)家林業(yè)和草原局《松材線蟲病防治技術(shù)方案（2021年版）》技術(shù)要求，疫木砍伐清理時(shí)間一般在11月至翌年4月，嚴(yán)格禁止在媒介昆蟲羽化期內(nèi)大規(guī)模采伐。疫木除治機(jī)械上山會(huì)造成林地地表破壞，尤其是對(duì)砂巖地區(qū)疫木砍伐后，極易造成新一輪的水土流失。而使用J2020紫光松褐天牛光誘裝置的林地，不僅可以大幅度減少人員和機(jī)械上山砍伐疫木造成的林地地表破壞，還可以顯著提高林地的活樹保存率，減少死樹發(fā)生率。

（4）管護(hù)比較簡(jiǎn)單。該誘捕裝置安裝后，無(wú)需戶外日常保養(yǎng)和加注任何藥物，安裝了特別設(shè)計(jì)的防逃裝置，有防止松褐天牛二次逃逸功能，能夠有效避免松褐天牛逃逸造成的局部蟲害。同時(shí)，贛州市金電電子設(shè)備有限公司還自主研發(fā)了與誘捕技術(shù)裝備配套使用的管理軟件系統(tǒng)“金電智松褐天牛智能光誘技術(shù)與監(jiān)測(cè)預(yù)警信息系統(tǒng)”，具有強(qiáng)大的后臺(tái)管理功能，每臺(tái)J2020紫光誘捕裝置都可納入后臺(tái)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)所有誘捕裝置的統(tǒng)一高效管理。在后臺(tái)系統(tǒng)的支持下，監(jiān)測(cè)預(yù)警信息系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)誘捕的松褐天牛數(shù)量自動(dòng)統(tǒng)計(jì)、對(duì)蟲情進(jìn)行科學(xué)及時(shí)地測(cè)報(bào)分析和監(jiān)控，為松材線蟲病的聯(lián)防聯(lián)治、指揮決策提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支持。

7 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)江西10多個(gè)縣（市、區(qū)）開展了較廣泛的J2020紫光誘捕松褐天牛技術(shù)與監(jiān)測(cè)預(yù)警信息系統(tǒng)林間應(yīng)用研究表明：該技術(shù)可對(duì)松褐天牛尤其是性成熟前的松褐天牛的實(shí)現(xiàn)高效誘捕，對(duì)保護(hù)現(xiàn)有的健康松林效果明顯。經(jīng)贛州市科技局、江西省林學(xué)會(huì)組織的專家組鑒定認(rèn)為該技術(shù)水平國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，具有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。