兩種不同誘芯對云杉花墨天牛的誘捕效果

陳國發(fā)，張旭東，王 蛟，趙 軍，胡文宇，張歆逢

(1.國家林業(yè)和草原局森林和草原病蟲害防治總站，遼寧 沈陽 110034；2.國有清原滿族自治縣蒼石林場，遼寧 撫順 113300；3.撫順縣自然資源事務(wù)服務(wù)中心，遼寧 撫順 113006)

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，被稱為松樹的“癌癥”。自從1905年在日本長崎首次發(fā)現(xiàn)松材線蟲病以來，除了最北部的兩縣外，已經(jīng)蔓延到日本所有的地方[1]。目前，松材線蟲病已擴(kuò)散到亞洲和歐洲的部分地區(qū)[2-3]。1982年我國在南京中山陵首次發(fā)現(xiàn)松材線蟲病，雖然進(jìn)行了比較全面的綜合治理，但30多年來，因松材線蟲病損失的松樹累計(jì)已達(dá)數(shù)十億株，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。截止2020年2月，我國共計(jì)18個(gè)省(市、區(qū))的666個(gè)縣級行政區(qū)發(fā)生松材線蟲病疫情，2019年發(fā)生面積近111.47萬hm2，病死木1 946.74多萬株，造成了巨大損失，直接威脅我國近6 000萬hm2松林資源的安全。

松材線蟲Bursaphelenchusxylophilus主要依靠媒介昆蟲的攜帶在自然界中擴(kuò)散傳播，媒介昆蟲主要有13種，全部為墨天牛屬M(fèi)onochamus種類[4-5]，我國松材線蟲的媒介昆蟲主要是松墨天牛M.alternatus和云杉花墨天牛M.saltuarius[4,6]。松材線蟲通過天牛取食的傷口(健康的樹)或產(chǎn)卵的傷口(死亡或?yàn)l死的樹)進(jìn)入樹內(nèi)[7]。由于天牛成蟲在整個(gè)生命周期內(nèi)都要進(jìn)行取食和產(chǎn)卵，所以在成蟲生存期內(nèi)都可能發(fā)生線蟲傳播。因?yàn)橹苯涌刂扑刹木€蟲的危害幾乎不可行，而且媒介昆蟲的天牛幼蟲生長于樹干內(nèi)，單純使用殺蟲劑難以達(dá)到有效控制，因此，利用信息素誘捕天牛成蟲，已成為一項(xiàng)重要的防治技術(shù)，不僅能夠監(jiān)測其種群動(dòng)態(tài)，而且通過誘殺防治能夠控制其危害。

松墨天牛也是日本松材線蟲的主要媒介昆蟲[8]。據(jù)日本早期報(bào)道，松墨天牛會(huì)被諸如α-蒎烯、β-蒎烯和乙醇等由受害木分泌出來的揮發(fā)物所吸引，主要用來作為天牛尋找寄主的利它素信號，也促使日本第一個(gè)開發(fā)了松墨天牛植物源引誘劑誘芯[9]，并在市場銷售。Fauziah等和Kim等的研究表明，松墨天牛雄蟲釋放性信息素，并吸引雌蟲交配[10-11]，但直到2010年，Pajares等才鑒定出歐洲松材線蟲的媒介昆蟲加洛墨天牛M.galloprovincialis雄性產(chǎn)生的聚集信息素為2-十一氧烷基-1-乙醇[12]，標(biāo)志著墨天?；瘜W(xué)生態(tài)學(xué)領(lǐng)域的研究取得了顯著進(jìn)展。隨后，在松材線蟲的其他媒介天牛中也證實(shí)了該信息素的存在，如松墨天牛、卡羅來納墨天牛M.carolinensis、南美墨天牛M.titillator、白點(diǎn)墨天牛M.scutellatus以及云杉小墨天牛M.sutor，并開發(fā)出了天牛引誘劑誘芯，應(yīng)用于墨天牛的綜合治理[13-16]。

目前，我國市售的松墨天牛誘芯有多種，并在天牛監(jiān)測和防治中應(yīng)用。研究表明，APF-1松墨天牛高效誘劑誘芯誘捕松墨天牛的數(shù)量明顯高于其他誘芯，而且對云杉花墨天牛具有引誘作用[17-19]。2017年，韓國分離并鑒定出松材線蟲的媒介昆蟲云杉花墨天牛的聚集信息素也是2-十一氧烷基-1-乙醇，并通過林間生測技術(shù)明確了其引誘活性，而且證實(shí)了寄主利它素(-)-α蒎烯和乙醇與信息素結(jié)合具有協(xié)同增效作用，但并未開展進(jìn)一步的研究[19]。2018年，通過室內(nèi)外試驗(yàn)，成功開發(fā)出了對我國松材線蟲媒介昆蟲云杉花墨天牛具有較好引誘效果的ZL-1型墨天牛緩釋袋式誘芯。為了比較ZL-1型墨天牛緩釋袋式誘芯與APF-1松墨天牛高效誘劑誘芯對云杉花墨天牛的誘捕效果，2018年在撫順市國有清原縣蒼石林場開展了比較誘捕試驗(yàn)，并于2019年在該林場開展了利用ZL-1型墨天牛緩釋袋式誘芯對云杉花墨天牛成蟲發(fā)生期進(jìn)行了監(jiān)測試驗(yàn)，為在遼寧省松材線蟲媒介昆蟲乃至我國北方的云杉花墨天牛的綜合治理中大規(guī)模推廣應(yīng)用提供科學(xué)技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

在撫順市國有清原縣蒼石林場進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)地概況見表1。蒼石林場現(xiàn)經(jīng)營總面積2 200 hm2，林業(yè)用地面積2 100多hm2，國家公益林面積600 hm2，商品林面積1 600 hm2，人工林主要樹種為落葉松Larixspp.、紅松Pinuskoraiensis和云杉Piceaspp.。清原縣2017年被確定為松材線蟲病疫區(qū)。

表1 試驗(yàn)樣地概況

1.2 試驗(yàn)材料

ZL-1型墨天牛緩釋袋式誘芯(A)由沈陽中林生物科技有限公司提供，APF-1松墨天牛高效誘劑誘芯(B)和ZM-60型撞板式誘捕器，由遼寧省清原縣森林病蟲害防治檢疫站提供，福建辰康農(nóng)林科技有限公司生產(chǎn)。成蟲發(fā)生期監(jiān)測采用ZL-1型墨天牛緩釋袋式誘芯，誘捕器為北京中捷四方生物科技有限公司生產(chǎn)的交叉式誘捕器。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 不同誘芯對云杉花墨天牛的誘捕效果

在松材線蟲疫區(qū)天牛成蟲期選擇一塊危害較重的林分設(shè)立樣地，距樣地林緣15 m的林分內(nèi)，在兩株樹木之間的2 m高處拉一繩索，將2個(gè)含有不同引誘劑誘芯的誘捕器固定在繩索中間，并為1組，共設(shè)置5組，組內(nèi)間距30 m，兩組間距50 m，并呈一直線。每兩天檢查記錄1次各誘捕器誘到的天牛雌、雄成蟲的數(shù)量，并相互交換組內(nèi)誘捕器的位置，以便減少誘捕器位置對誘捕效果的影響。共檢查和輪換誘捕器位置10次以上。

1.3.2 成蟲發(fā)生期監(jiān)測

在松材線蟲疫區(qū)選擇危害較重的林分設(shè)立樣地，在天牛成蟲羽化前，距樣地林緣15 m的林分內(nèi)，在兩株樹木之間的2 m高處拉一繩索，將含有引誘劑誘芯的交叉式誘捕器固定在繩索中間，間距30 m，共設(shè)置5個(gè)誘捕器，并呈一直線。每2 d檢查記錄1次各誘捕器誘到的天牛數(shù)量，直至成蟲期結(jié)束。每50天左右更換1次誘芯。

1.3.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

利用Excel 13.0和SPSS17.0對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析和圖表制作，平均值間的比較采用單因素方差分析，不同處理間的差異采用LSD法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同誘芯對云杉花墨天牛的誘捕效果

不同誘芯對云杉花墨天牛的誘捕效果明顯不同。在試驗(yàn)期間，含有2種不同誘芯的誘捕器共誘到天牛915頭，其中A誘芯誘到549頭，B誘芯誘到366頭，A和B誘到的天牛雄蟲和雌蟲的性比分別是1.17和1.20，A誘芯誘到天牛的數(shù)量是B誘芯的1.5倍，各占誘捕總量的60%和40%(表2)。進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)分析表明(圖1)，A誘芯和B誘芯平均每個(gè)誘捕器各自誘到的雄蟲之間、雌蟲之間以及雄蟲與雌蟲的總量之間相比差異均顯著(P<0.05)，因此認(rèn)為，A誘芯對云杉花墨天牛雄蟲、雌蟲以及雄蟲與雌蟲的誘捕效果明顯好于B誘芯。由此得出，ZL-1型墨天牛緩釋袋式誘芯對云杉花墨天牛的誘捕效果顯著高于APF-1松墨天牛高效誘劑誘芯。

2.2 成蟲發(fā)生期監(jiān)測

自2019年5月12 日設(shè)置5個(gè)引誘劑誘捕器后，5月14日就誘到了云杉花墨天牛成蟲，平均誘捕量為3頭/器，5月26日誘捕量出現(xiàn)第一個(gè)誘捕高峰，平均誘捕量為18.2頭/器，之后誘捕量開始平穩(wěn)下降，直到7月25日出現(xiàn)第二個(gè)誘捕高峰，平均誘捕量為16.6頭/器，隨后，誘捕量迅速下降，持續(xù)到8月30日結(jié)束(圖2)。因此認(rèn)為，云杉花墨天牛成蟲在蒼石林場揚(yáng)飛開始時(shí)間為5月13日左右，揚(yáng)飛的第一個(gè)高峰為5月26日，第二個(gè)高峰為7月25日，揚(yáng)飛末期為8月27日，成蟲持續(xù)期為110 d。

表2 兩種不同誘芯對云杉花墨天牛誘捕量對比

注：不同字母表示不同誘芯分別對雄蟲和雌蟲、雄蟲以及雌蟲的誘捕量之間在差異顯著(P<0.05)。

3 結(jié)論與討論

本項(xiàng)研究明確了ZL-1型墨天牛緩釋袋式誘芯對云杉花墨天牛誘捕的有效性，而且誘捕效果明顯好于APF-1型松墨天牛高效誘劑誘芯，可在云杉花墨天牛的種群監(jiān)測和大量誘殺防治中進(jìn)行推廣應(yīng)用。前期研究表明，松材線蟲媒介昆蟲的墨天牛屬昆蟲的聚集信息素均為同一化合物——2-十一氧烷基-1-乙醇，而且均受到其寄主揮發(fā)物如α-蒎烯、β-蒎烯和乙醇等利它素的引誘[19]。目前，市售的誘芯均利用其聚集信息素和寄主利它素等開發(fā)。由于不同的信息化學(xué)物質(zhì)具有不同的物理和化學(xué)性質(zhì)，因此，需要不同釋放速率的釋放介質(zhì)。ZL-1型墨天牛緩釋袋式誘芯針對不同的信息化學(xué)物質(zhì)使用3種不同釋放速率的緩釋袋，比1袋式的APF-1型松墨天牛高效誘劑誘芯具有更科學(xué)的釋放速率和釋放量，因此，ZL-1型墨天牛緩釋袋式誘芯比APF-1型松墨天牛高效誘劑誘芯的誘捕效果更好。

圖2 2019年清原縣成蟲發(fā)生期監(jiān)測

利用ZL-1型墨天牛緩釋袋式誘芯對云杉花墨天牛成蟲發(fā)生期進(jìn)行了監(jiān)測，明確了成蟲揚(yáng)飛的開始時(shí)間為5月13日左右，5月26日為首個(gè)揚(yáng)飛高峰，7月25日為第二個(gè)揚(yáng)飛高峰，8月27日揚(yáng)飛結(jié)束，成蟲持續(xù)期為110 d。首次掌握了撫順?biāo)刹木€蟲疫區(qū)媒介昆蟲云杉花墨天牛的發(fā)生期和持續(xù)期，為云杉花墨天牛成蟲的綜合治理提供了科學(xué)的指導(dǎo)。

云杉花墨天牛為遼寧省松材線蟲疫區(qū)的主要媒介昆蟲，而且該蟲廣泛分布于我國的河北、山西、遼寧、吉林、黑龍江、內(nèi)蒙古、甘肅、陜西、新疆等北方地區(qū)，寄主主要有楊Populusspp.、柳Salixspp.、云杉、落葉松、樟子松Pinussylvestrisvar.mongolica、冷杉Abiesspp.、紅松和油松P.tabulaeformis[21]。近年來，已確定的遼寧地區(qū)松材線蟲的主要寄主有紅松、長白落葉松Larix.olgensis、日本落葉松L.kaempferi和華北落葉松L.principis-rupprechtii、樟子松以及陜西地區(qū)的油松[6,22-24]，這些樹種廣泛分布于我國北方地區(qū)，而且是我國的主要用材林和經(jīng)濟(jì)林樹種。另外，據(jù)專家研究分析，我國所有區(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。因此，利用信息素監(jiān)控云杉花墨天牛的發(fā)生與危害情況，對治理松材線蟲，保障我國北方森林資源安全意義重大，其推廣應(yīng)用前景十分廣闊。

云杉大墨天牛M.urussovi和云杉小墨天牛是歐洲松材線蟲的媒介昆蟲[5]，而且這兩種天牛在我國東北和內(nèi)蒙古等地也有分布[21]，是我國北方地區(qū)潛在的松材線蟲媒介昆蟲。云杉小墨天牛的聚集信息素也是2-十一氧烷基-1-乙醇，與云杉花墨天牛的相同[16,19]。因此，ZL-1型墨天牛緩釋袋式誘芯也可應(yīng)用于云杉小墨天牛，甚至是云杉大墨天牛的種群監(jiān)測和誘殺防治，對潛在的松材線蟲媒介昆蟲的綜合治理將會(huì)發(fā)揮十分重要作用。