林間噴灑生防菌劑對松材線蟲病的長期防效

姚伍

（福建省三明市林業(yè)局，福建三明 365000）

松材線蟲病又名松樹枯萎病，亦被稱為松樹的“癌癥”或“艾滋病”，其致病因子為松材線蟲（Bursaphelenchus xylophilus），是全球森林生態(tài)系統(tǒng)中最具危險性、毀滅性的松樹病害，可危害多種松樹，并引起松樹迅速死亡，給國民經(jīng)濟和生態(tài)安全造成嚴(yán)重?fù)p失[1-2]。該病害在東亞的中國、日本、朝鮮和韓國，北美的美國、加拿大和墨西哥，以及歐洲的葡萄牙和西班牙等國家均有發(fā)生[3-6]。截至2020 年初，該病在我國已擴散至18 個?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）的672 個疫區(qū)（國家林業(yè)和草原局2020 年第4 號公告）。在中國松材線蟲病適生區(qū)范圍相當(dāng)廣，盡管我國對松材線蟲病已經(jīng)進行了幾十年的研究，但到目前為止還沒有發(fā)現(xiàn)可以應(yīng)用于生產(chǎn)，切實有效可行地控制病害發(fā)展的防治方法。

美國是松材線蟲病的原產(chǎn)地，但很少松林發(fā)生大面積松樹枯死，在美國，大家普遍認(rèn)為松材線蟲的致病性較弱，病害的流行和發(fā)展已趨于緩和[7-8]。南京林業(yè)大學(xué)森林病理實驗室從美國松材線蟲體表分離篩選到一株嗜麥芽窄食單胞菌Stenotrophomnas maltophilia（Smal-007），該細(xì)菌有致病力弱、定殖和替代能力強、對環(huán)境安全無毒等特點，具有防治松材線蟲病的潛能[9-10]。使用此菌株制成菌劑后，在安徽安慶、懷寧和當(dāng)涂等地小面積的林間噴灑防治試驗，均顯示出滿意的防治效果[11-12]?；诖?，筆者于2014—2015 年分2 批在福建省三明市的3 個林區(qū)進行Smal-007 生防菌劑噴灑防治松材線蟲病試驗，長期跟蹤監(jiān)測了生防細(xì)菌Smal-007 在我國南方林區(qū)對松材線蟲病的防治效果。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況和試驗區(qū)設(shè)置

試驗地位選取南方林區(qū)具三明市的梅列區(qū)、三元區(qū)和沙縣，具有典型代表性。三明地處福建省的西北部，位于 116.22°～118.39° E 和 25.30°～27.07° N 之間；三明年平均氣溫19.2℃，年平均降雨量1 700 mm。

梅列區(qū)試驗地103 hm2，為馬尾松純林，郁閉度0.5，共設(shè)7 個試驗小區(qū)，其中防治區(qū)4 個小班面積為65.1 hm2，對照區(qū)3 個小班面積38.2 hm2。三元區(qū)試驗地100.0 hm2，多為馬尾松闊葉樹混交林，馬尾松占五成以上，郁閉度0.6，共設(shè)11 個試驗小區(qū)，其中防治區(qū)5 個小班面積51.7 hm2，對照區(qū)6 個小班面積為48.3 hm2。沙縣試驗地82.4 hm2，多為馬尾松純林，郁閉度0.5，共設(shè)10 個試驗小區(qū)，其中防治7 個小班面積為56.5 hm2，對照區(qū)3 個小班面積為25.9 hm2。

每年對防治區(qū)和對照區(qū)進行松枯死樹的調(diào)查統(tǒng)計。一般每個月巡查1 次，發(fā)現(xiàn)松枯死樹記錄下來后立即組織人員進行清理和除害處理。

1.2 Smal-007 菌劑的制備

嗜麥芽窄食單胞菌S. maltophilia Smal-007 菌株由南京林業(yè)大學(xué)森林病理實驗室提供。將Smal-007菌株活化培養(yǎng)再發(fā)酵。發(fā)酵培養(yǎng)基和發(fā)酵主要參數(shù)參照劉侃誠[11]進行。發(fā)酵好的Smal-007 菌劑，裝入滅菌的25 kg 塑料桶中備用。

1.3 菌劑噴灑及結(jié)果檢查

各試驗地分別選取立地和發(fā)病條件基本相同的林地作為試驗對照區(qū)。Smal-007 生防菌劑噴灑采用小松MD6200 噴霧機人工噴灑和海燕650-C 型輕型飛機噴灑2 種方式進行施藥。第1 次噴灑時間放在2014 年5 月初進行。在梅列區(qū)試驗地使用噴霧機人工噴灑，施藥為12～15 kg/hm2。林間噴灑盡量均勻，不留死角，無盲區(qū)；在三元區(qū)和沙縣試驗地，用輕型飛機噴灑，施藥量約為6～7 kg/hm2。噴灑選擇無雨天氣條件下進行，噴灑后48 h 內(nèi)無降雨。第2 次噴灑時間放在2015 年5 月初進行，噴灑方式和噴灑量同2014 年。2014—2019 年每年 8—12 月份，每月都對各試驗區(qū)松枯死樹進行一次調(diào)查統(tǒng)計，結(jié)合對照區(qū)松枯死樹情況，對Smal-007 林間防治效果進行評估。

2 結(jié)果與分析

2.1 噴灑Smal-007 對梅列區(qū)馬尾松松材線蟲病的防治效果

如圖1 所示，與對照區(qū)相比，噴灑菌劑能顯著減少梅列區(qū)的松材線蟲單位面積病枯死株數(shù)（P ＜0.05）。隨著時間的推進，對照區(qū)馬尾松單位面積枯死株數(shù)呈逐漸增加趨勢，2019 年達到了0.58 hm2，是2013年的 2.2 倍。在噴灑區(qū)，早期應(yīng)用（2015—2016 年）表現(xiàn)出較好的防治效果，噴灑區(qū)均無馬尾松枯病死。在2017 和2018 年，噴灑區(qū)單位面積馬尾松枯死株數(shù)均較前期有所增加，但顯著低于對照區(qū)單位面積馬尾松枯死株數(shù)（P ＜0.05），且2019 年調(diào)查中噴灑區(qū)馬尾松的枯死株數(shù)呈下降趨勢。

圖1 2013—2019 年梅列區(qū)馬尾松的單位面積枯死株數(shù)情況

2.2 噴灑Smal-007 對三元區(qū)馬尾松松材線蟲病的防治效果

由圖2 可知，在三元區(qū)，馬尾松單位面積枯死株數(shù)在采用飛機噴灑菌劑的第1 年（2014 年）較未噴灑菌劑（2013 年）減少 2.78 株/hm2，而對照區(qū)僅減少0.46 株/hm2，相差 6.11 倍。2015 年第 2 次噴灑之后，馬尾松的枯死株數(shù)均維持在0.2 株/hm2以下，而對照區(qū)馬尾松枯死株數(shù)均顯著高于噴灑區(qū)（P ＜0.01），差值最低達到21.14 倍。對照區(qū)的馬尾松在6 年期間（2014—2019）的平均枯死株數(shù)為 3.61 株 /hm2，雖然低于2013 年的枯死株數(shù)，但仍顯著高于噴灑區(qū)5年期間的枯死株數(shù)0.10 株/hm2（P ＜0.05）。

圖2 2013—2019 年三元區(qū)馬尾松的單位面積枯死株數(shù)情況

2.3 噴灑Smal-007 對沙縣馬尾松松材線蟲病的防治效果

2013—2019 年，對照區(qū)馬尾松單位面積枯死株數(shù)呈逐漸增加趨勢。然而，2014—2015 年連續(xù)噴灑2次后，馬尾松的枯死株數(shù)明顯降低。雖然未噴灑菌劑的2013 年的噴灑區(qū)的枯死株數(shù)原本較少，但噴灑菌劑后的4 年（2016—2019 年），噴灑區(qū)和對照區(qū)的枯死株數(shù)差距均大于2013 年的初始差異。特別是在對照區(qū)的枯死株數(shù)持續(xù)上升的4 年期間（2016—2019年），噴灑區(qū)的松材病死株數(shù)保持不變并維持在較低水平。

圖3 2013—2019 年沙縣馬尾松的單位面積枯死株數(shù)情況

3 結(jié)論與討論

該次研究中，采用人工和飛機噴灑Smal-007 生防菌劑在福建三明的3 個典型的馬尾松分布區(qū)均達能夠到一定的防治效果。在噴灑的第1 年（2014 年）就能有效的減少單位面積馬尾松的枯死株數(shù)，說明當(dāng)?shù)卮罅康乃珊痔炫＃∕onochamus alternatus）存在，經(jīng)羽化后在林間活動和補充營養(yǎng)時引入了生防細(xì)菌Smal-007，進而迅速在松材線蟲體表定殖，完全代替了線蟲體表致病細(xì)菌的生態(tài)位。然而，Smal-007 菌劑的防治效果沒有化學(xué)藥劑快，需要一定的緩沖時間。一方面是因為Smal-007 只能降低松材線蟲的致病力，并不能直接殺死線蟲。另一方面是由于噴灑到林間的生防細(xì)菌，還需要天牛作為媒介才能發(fā)揮其作用。盡管于2014—2015 年噴灑菌劑2 次，但后期連續(xù)4 年的跟蹤調(diào)查發(fā)現(xiàn)噴灑區(qū)馬尾松松材線蟲病枯死株數(shù)明顯低于對照，說明菌劑的防效表現(xiàn)出穩(wěn)定性和滯后性。結(jié)合當(dāng)年噴灑當(dāng)年防治效果的結(jié)果看，若增加噴灑Smal-007 菌劑的頻率，將會取得更為顯著的防治效果。

總體上，在梅列區(qū)采用噴霧機人工噴灑菌劑能有效防治松材線蟲病，在噴灑的第1 年就有較好的效果，在實施噴灑菌劑的第2 和3 年效果最好，甚至無枯死的松材。在噴灑菌劑后的2018 和2019 年，松材的單位面積枯死株數(shù)較其他的噴灑菌劑的年份更高。這可能是由于同年爆發(fā)了大規(guī)模的松材線蟲病害，從對照的馬尾松單位面積枯死株數(shù)也驗證了這一點。說明即使在松材線蟲病害大規(guī)模的爆發(fā)的情況下，噴灑Smal-007 生防菌劑仍能夠有效的控制馬尾松的枯死株數(shù)，對松材線蟲病害的大規(guī)模爆發(fā)具有預(yù)防的作用。在三元區(qū)，對照區(qū)馬尾松枯死株數(shù)在不同的年限呈現(xiàn)增加或減少的不規(guī)律波動，但噴灑Smal-007 菌劑的噴灑區(qū)馬尾松枯死率較為穩(wěn)定且維持在一個較低的范圍內(nèi)。表明通過連續(xù)2 年噴灑Smal-007 菌劑后，在至少6 年內(nèi)均能將松材的枯死率維持在一個較低的范圍內(nèi)。此外，在沙縣，采用飛機噴灑菌劑雖然效果較小，但在一定程度上仍能防治松材線蟲病。可能的原因一方面是原本感染線蟲病的松材株數(shù)較少；另一方面可能是噴灑后當(dāng)天下雨有關(guān)。特別是松褐天牛習(xí)慣在樹冠下部樹枝活動或取食，因此很難粘附上Smal-007 菌劑，從而減弱了生防菌劑的防治效果。研究發(fā)現(xiàn)噴灑菌劑當(dāng)年林間僅有30%左右的天牛攜帶生防菌；連續(xù)噴灑2 年后有65%左右的天牛攜帶生防菌[12]。因此，只有采取連續(xù)多次噴灑菌劑才能有效防控馬尾松松材線蟲病的爆發(fā)，或把病害持續(xù)壓制在低位，降低病害的爆發(fā)和傳播。

綜上，該次研究通過對福建三明南方林區(qū)的Smal-007 生防菌噴灑試驗（2014—2015 年）進行后續(xù)4 年的跟蹤觀測，證實噴灑Smal-007 能在一定程度降低松材病枯死株數(shù)，且防治效果具有較高的穩(wěn)定性，說明該菌是一種極具推廣價值的可用于防治松材線蟲病的生防菌劑。