陶佳慧，肖 煒，楊 偉，董峻廷，陳小偉，劉發(fā)林

（中南林業(yè)科技大學(xué) 林學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410004）

松材線蟲病又稱松樹萎蔫病，是由松材線蟲Bursaphelenchus xylophilus引起的一種毀滅性的松樹病害，可危害50 多種松屬樹種和少數(shù)非松屬樹種，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失[1-5]。松墨天牛Monochamus alternatus是傳播松材線蟲病的主要媒介昆蟲，線蟲通過(guò)松墨天牛成蟲取食和雌蟲產(chǎn)卵造成的傷口入侵健康松樹，使得松樹在短期內(nèi)大量染病死亡[6-8]，因而控制松材線蟲病的傳播媒介（松墨天牛）的擴(kuò)散對(duì)于防治松材線蟲病至關(guān)重要。

目前，多采用物理、化學(xué)、生物等技術(shù)控制天牛種群密度，如應(yīng)用誘捕器、黑光燈、誘木誘殺等方法進(jìn)行物理防治[9-10]；采用人工與飛機(jī)噴藥或樹干注射藥劑進(jìn)行化學(xué)防治，一般采用具有觸殺、胃毒和內(nèi)吸作用、滲透性強(qiáng)的藥劑（如倍硫磷、噻蟲啉、甲維鹽、氯胺磷乳等）[11]；而生物防治常以釋放球孢白僵菌Beauveria bassiana、金龜子綠僵菌Metarhizium anisopliae等病原微生物粉劑和花絨寄甲Dastarcus helophoroides及腫腿蜂Sclerodermusspp.等天敵昆蟲為主[12-15]。雖然國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)松墨天牛和松材線蟲病的防治進(jìn)行了大量研究并取得了有效進(jìn)展，然而，各種防治理論與技術(shù)都存在一定的局限性。物理防治技術(shù)大面積推廣比較困難；化學(xué)防治成本較高、容易帶來(lái)二次污染；生物防治成效較慢。因此為了預(yù)防和控制松材線蟲病的發(fā)生和蔓延，探索有效防治技術(shù)，本研究嘗試用計(jì)劃燒除來(lái)控制松材線蟲的媒介昆蟲的種群密度。

計(jì)劃燒除是指在人為控制下有計(jì)劃、有目的地在一定生態(tài)條件下用低強(qiáng)度火燒，燒除林下可燃物，為預(yù)防森林火災(zāi)、促進(jìn)天然更新、改善野生動(dòng)物飼料源和減少森林病蟲害等一個(gè)或幾個(gè)目標(biāo)而獲得一定的預(yù)期效果的技術(shù)。計(jì)劃燒除是利用林火的有益作用，減少可燃物及枯枝落葉中的病源、蟲源，是人工林健康經(jīng)營(yíng)的重要措施。國(guó)內(nèi)外研究表明，計(jì)劃燒除可以減少蟲害的大規(guī)模暴發(fā)，如今已被作為一種策略用于防止蛀干害蟲的發(fā)生[16]。王瑞君[17]研究發(fā)現(xiàn)秋季比春季更適合用低強(qiáng)度計(jì)劃火燒防治落葉松毛蟲Dendrolimus superans和分月扇舟蛾Clostera anastomosis，火燒樣地比對(duì)照樣地的落葉松毛蟲蟲口密度下降了1.793 倍，分月扇舟蛾的感蟲株率下降了78.56%。孫麗娟等[18-19]做過(guò)計(jì)劃燒除防治落葉松落葉病的研究，結(jié)果表明燒除地表的染病落葉，能達(dá)到減少和控制病害的目的，防治效果明顯。黑龍江大慶迎春林業(yè)局采用計(jì)劃燒除技術(shù)對(duì)灰斑病林、楊葉銹病林和楊爛皮病林進(jìn)行防治，平均防效分別為76.9%、83.7%和79.02%，效果顯著[20]。王瑞君[17]等在大興安嶺地區(qū)、伊春地區(qū)、黑河地區(qū)和牡丹江地區(qū)用計(jì)劃燒除防治森林病蟲害，試驗(yàn)結(jié)果表明，一定強(qiáng)度的計(jì)劃燒除對(duì)在枯枝落葉層越冬的蟲害和葉部病害防效良好。計(jì)劃燒除對(duì)森林病蟲害的影響研究越來(lái)越受到重視。本研究在試驗(yàn)林分內(nèi)設(shè)置低強(qiáng)度計(jì)劃燒除處理，研究火干擾對(duì)松墨天牛種群密度的影響以及對(duì)松材線蟲病的防治效果，由此找到一種有效的防治松材線蟲病的新技術(shù)，在松材線蟲病防治的理論與技術(shù)上具有創(chuàng)新意義。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地設(shè)在湖南省長(zhǎng)沙市寧鄉(xiāng)市道林鎮(zhèn)，位于112°39′～112°47′E，27°55′～28°06′N，丘 陵地貌，地勢(shì)西北與東南較高，中部為沖積平原。道林鎮(zhèn)屬于中亞熱帶向北亞熱帶過(guò)渡的大陸性季風(fēng)氣候，受季風(fēng)影響比較強(qiáng)烈，冷暖空氣的交替比較明顯，四季分明，水熱充足，年平均氣溫16.6℃，年平均降水量1 384.2 mm。主要植被類型為馬尾松Pinus massoniana、杉木Cunninghamia lanceolata、楠竹Phyllostachys heterocycla純林、其他闊葉混交林以及柑桔Citrus reticulata Blanco、油茶Camellia oleifera、油桐Vernicia fordii、烏桕Sapium sebiferum等經(jīng)濟(jì)林，森林覆蓋率達(dá)42%。

2 材料與方法

2.1 材料與儀器

誘捕器、APF-Ⅰ型引誘劑均由福建辰康農(nóng)林科技有限公司生產(chǎn)；另外試驗(yàn)過(guò)程中還需用到解剖工具、紗布、蒸餾水、離心機(jī)、膠頭滴管、載玻片、蓋玻片、顯微鏡等各種材料與儀器。

2.2 試驗(yàn)方法

2.2.1 樣地設(shè)置

2019年4月11日在試驗(yàn)區(qū)選擇健康林分（Ⅰ：林分內(nèi)暫時(shí)沒(méi)有發(fā)生松材線蟲?。?、感病未防治林分（Ⅱ：林分發(fā)生松材線蟲病但病木未清除）以及感病已防治林分（Ⅲ：林分內(nèi)發(fā)生松材線蟲病且病木已被砍伐、遷地?zé)龤?、伐蔸施藥），每種試驗(yàn)林分分別設(shè)對(duì)照樣地-1 和計(jì)劃燒除試驗(yàn)處理樣地-2，且重復(fù)3 次，其編號(hào)如圖1所示。每組樣地的間距至少50 m，而3 種類型樣地的間距1 000 m 以上。

圖1 樣地設(shè)置情況Fig.1 Sample settings

2.2.2 樣地普查

先用林間癥狀診斷法（整個(gè)樹冠針葉變成紅褐色，倒掛枝上不脫落，遠(yuǎn)觀似火燒狀，病樹樹干上通常能夠觀察到天牛產(chǎn)卵刻槽、蛀屑，嫩枝上可見松褐天牛補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)的取食痕跡。）對(duì)外觀表現(xiàn)出癥狀的樹種編號(hào)記錄篩選出疑似病株，以五級(jí)流脂法作為判斷標(biāo)準(zhǔn)，即4～5月用打孔器在樹干胸高1.3～1.5 m 處打一直徑為10～15 mm深至木質(zhì)部的圓孔，觀察樹脂分泌情況，以三級(jí)流脂（樹脂沉積在孔口下緣）作為感病標(biāo)準(zhǔn)，馬尾松表現(xiàn)三級(jí)流脂及以上時(shí)被視為染病體，并用紅油漆在染病體上標(biāo)記編號(hào)。

18 個(gè)試驗(yàn)樣地大小均為30 m×30 m，林分為馬尾松人工林被破壞后形成的殘次林，林下更新層及灌木層較少，林窗中散生少量其他闊葉樹種。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類樣地位于中坡，樣地內(nèi)分別平均有馬尾松57.1、54.7、56.4 株，平均高、胸徑、年齡約分別為8.5 m、24.3 cm、28.2年，郁閉度0.8；Ⅱ-1-1、Ⅱ-1-2、Ⅱ-1-3 樣地內(nèi)分別有松材線蟲病死木5、6、5 株，Ⅱ-2-1、Ⅱ-2-2、Ⅱ-2-3 樣地內(nèi)分別有松材線蟲病死木11、14、9 株；Ⅲ-1-1、Ⅲ-1-2、Ⅲ-1-3 樣地內(nèi)分別有患松材線蟲病并被砍伐的樹蔸11、14、13 株，Ⅲ-2-1、Ⅲ-2-2、Ⅲ-2-3 樣地內(nèi)分別有患松材線蟲病并被砍伐的樹蔸12、16、9 株。

統(tǒng)計(jì)Ⅱ、Ⅲ類12 塊樣地內(nèi)的松材線蟲病死木，然后清理Ⅰ-2、Ⅱ-2、Ⅲ-2 計(jì)劃燒除試驗(yàn)處理樣地9 塊，砍除雜草、灌木、打枝（喬木樹干上2.5 m 以下的枝條）并在計(jì)劃燒除樣地四周開設(shè)至少10 m 寬的控制線，以防跑火形成森林火災(zāi)。

2.2.3 誘捕器設(shè)置與成蟲觀測(cè)

2019年5月底開始在林間進(jìn)行誘捕試驗(yàn)。在每個(gè)樣地各懸掛一個(gè)誘捕器，將誘捕器懸掛在各樣地中心位置，保證集蟲桶底端離地面1.5 m，砍除誘捕器四周的雜草、灌木及枝下高低于2 m 的樹枝，保持空氣流通。為避免集蟲桶積水（積水會(huì)使松材線蟲脫離天牛蟲體），在集蟲桶底部鉆8個(gè)直徑約2 mm 的排水孔。

誘捕期間每隔10 d 觀察記錄一次誘捕到的松墨天牛成蟲數(shù)量（包括雌、雄蟲數(shù)量及誘捕總數(shù)）、松材線蟲攜帶數(shù)量（包括雌、雄天牛平均攜帶數(shù)量及線蟲總數(shù)），每隔20 d 更換一次引誘劑。

2.2.4 計(jì)劃燒除試驗(yàn)

松墨天牛的卵、幼蟲及蛹期均生活在樹體的韌皮部及木質(zhì)部?jī)?nèi)，隱蔽性很強(qiáng)，不易被發(fā)現(xiàn)，因此防控效果欠佳，而成蟲期是松墨天牛生活史唯一暴露在樹干外的階段，是松墨天牛防治的重要突破口。松墨天牛成蟲取食期及雌蟲產(chǎn)卵期是傳遞松材線蟲的關(guān)鍵期，且在成蟲取食20 d 左右時(shí)，線蟲傳播量達(dá)到高峰，因而選擇在松墨天牛羽化高峰期進(jìn)行防控，能最大限度地減少松材線蟲的擴(kuò)散傳播，預(yù)防松材線蟲病的暴發(fā)[21]。

選擇松墨天牛羽化盛期，連續(xù)放晴五天，天氣干燥且無(wú)大風(fēng)，火險(xiǎn)等級(jí)3 級(jí)以下、風(fēng)力3 級(jí)以下的時(shí)期在試驗(yàn)樣地進(jìn)行計(jì)劃燒除。本研究于2019年6月28日傍晚實(shí)施計(jì)劃燒除試驗(yàn)。點(diǎn)火前先測(cè)定風(fēng)向和風(fēng)速，然后使用手提滴油式點(diǎn)火器在林內(nèi)每隔5～10 m 逆風(fēng)方向點(diǎn)燒。

2.2.5 松墨天牛雌雄鑒別

根據(jù)松墨天牛的外部絨毛和觸角鑒別雌雄。雄蟲第1、2 節(jié)和第3 節(jié)基部具有稀疏的灰白色絨毛，觸角全長(zhǎng)超過(guò)體長(zhǎng)的1.5 倍；雌蟲除末端2～3節(jié)外，其余各節(jié)均被稀疏的灰白色絨毛，觸角長(zhǎng)約等于體長(zhǎng)或僅超過(guò)體長(zhǎng)的1/3。

2.2.6 松材線蟲的分離和計(jì)數(shù)

自2019年5月23日起到7月18日，每隔10 d收集一次松墨天牛，每次捕獲的松墨天牛均按照上述方法進(jìn)行線蟲的分離和計(jì)數(shù)。

1）線蟲分離步驟：從每期誘捕的天牛中隨機(jī)抽取總數(shù)的1/3 作為試驗(yàn)樣本（避免蟲體干癟死亡的天牛），將其剪碎后用2 層紗布包裹后，放入已加入7 mL 蒸餾水的10 mL 離心管中，使包裹天牛碎片的紗布完全懸浮式浸泡在水中（圖2），靜置24 h 后，用鑷子將包裹天牛的紗布從離心管中取出，然后將離心管置于離心機(jī)中，以3 000 r/min離心3 min，棄上清液[22-23]。

圖2 分離后的松材線蟲的顯微影像Fig.2 Microscopic image of isolated Bursaphelenchus xylophilus

2）線蟲計(jì)數(shù)：充分震蕩棄上清液的離心液，后用膠頭滴管吸取，滴一滴在載玻片上，蓋好蓋玻片，在顯微鏡下觀察松材線蟲并計(jì)數(shù)，重復(fù)操作5次（每次都充分震蕩后滴取再觀察計(jì)數(shù)），最后清點(diǎn)數(shù)量，計(jì)算每頭天牛攜帶線蟲量。其計(jì)算公式如下：每頭成蟲攜帶量=5 次觀察平均數(shù)(條/滴)×總滴數(shù)

2.2.7 數(shù)據(jù)處理

用Excel 2010 軟件和SPSS 23.0 等軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，用One-way ANOVA 軟件進(jìn)行方差分析，用Duncan’s新復(fù)極差法檢驗(yàn)，比較各處理間的差異。

3 結(jié)果與分析

3.1 計(jì)劃燒除對(duì)松墨天牛成蟲的影響

3.1.1 3 種林分類型對(duì)照樣地與計(jì)劃燒除樣地間雌、雄性松墨天牛數(shù)量的比較

計(jì)劃燒除后10 d 內(nèi)誘捕到的雌、雄性松墨天牛數(shù)量與計(jì)劃燒除前比較分析發(fā)現(xiàn)，對(duì)照樣地內(nèi)雌、雄性松墨天牛數(shù)量無(wú)顯著性差異，而計(jì)劃燒除試驗(yàn)樣地內(nèi)雌、雄性松墨天牛數(shù)量火燒前后差異顯著（雌：F=13.058，df=1,7，P=0.009＜0.01；雄：F=11.945，df=1,7，P=0.011），結(jié)果表明火燒后松墨天牛數(shù)量顯著低于火燒前，即計(jì)劃燒除可減少馬尾松林內(nèi)松墨天牛種群數(shù)量（圖3）。

圖3 計(jì)劃燒除前后雌、雄性松墨天牛數(shù)量變化Fig.3 Changes of M.alternatus before and after prescribed burning

3.1.2 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類樣地間松墨天牛成蟲數(shù)量的比較

對(duì)火燒前后Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3 種類型樣地每期誘捕的松墨天牛雌雄成蟲的平均數(shù)分析發(fā)現(xiàn)，樣地Ⅱ-2 和Ⅲ-2 的成蟲數(shù)量在火燒前后有顯著變化（Ⅱ-2：P=0.011；Ⅲ-2：P=0.025），即實(shí)驗(yàn)組Ⅱ、Ⅲ在計(jì)劃燒除處理中的效果明顯優(yōu)于對(duì)照組Ⅰ，且Ⅱ-2 的防治效果要高于Ⅲ-2（圖4）。

圖4 計(jì)劃燒除前后松墨天牛成蟲數(shù)量變化Fig.4 Changes of M.alternatus adults before and after prescribed burning

3.2 計(jì)劃燒除后雌、雄松墨天牛攜帶松材線蟲平均量的差異

2019年5月23日至7月18日期間，對(duì)3 種林分類型對(duì)照樣地的雌、雄松墨天牛成蟲每期攜帶松材線蟲量的平均值進(jìn)行方差分析，松墨天牛雌、雄成蟲攜帶松材線蟲量的平均值差異顯著（F=6.211，df=1,18，P=0.023，P＜0.05），表明雌性松墨天牛平均攜帶的松材線蟲量遠(yuǎn)高于雄性，而松材線蟲主要通過(guò)成蟲取食和雌蟲產(chǎn)卵造成的傷口進(jìn)行傳播，即雌性松墨天牛傳播松材線蟲的量更大（圖5）。

圖5 雌、雄松墨天牛平均攜帶松材線蟲量Fig.5 The average quantity of B.xylophilus carried by M.alternatus

3.3 計(jì)劃燒除對(duì)松墨天牛攜帶線蟲的影響

整個(gè)誘捕期內(nèi)，3 種林分類型對(duì)照樣地雌、雄松墨天牛攜帶松材線蟲平均值無(wú)顯著差異，表明雌、雄松墨天牛攜帶松材線蟲量都不會(huì)因?yàn)樘鞖狻r(shí)間以及松墨天牛處于羽化期（初期、盛期、末期）等自然因素而發(fā)生顯著改變。計(jì)劃燒除試驗(yàn)樣地在火燒后的10 d 內(nèi)，雌、雄性松墨天牛攜帶松材線蟲量無(wú)顯著差異（雌：F=2.484，df=1,4，P=0.190；雄：F=3.499，df=1,4，P=0.135），而火燒后的10～20 d 內(nèi)，線蟲攜帶量都和計(jì)劃燒除前存在顯著差異（雌：F=20.702，df=1,4，P=0.010；雄：F=13.323，df=1,4，P=0.022），雌性天牛攜帶松材線蟲的平均值從1 135 條/頭降低到6 條/頭，雄性天牛平均攜帶量從397 條/頭下降到35 條/頭。即火燒后的10 到20 天內(nèi)，計(jì)劃燒除試驗(yàn)樣地的雌、雄性松墨天牛攜帶松材線蟲量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于火燒前。實(shí)驗(yàn)結(jié)果初步表明，計(jì)劃燒除能夠控制松材線蟲，但防治效果并不一定是在火燒后立即顯現(xiàn)（表1和表2）。

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié) 論

計(jì)劃燒除前后Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類樣地松墨天牛雌成蟲數(shù)量分別減少了88.24%、75.00% 和94.74%，雄成蟲數(shù)量分別減少了77.78%、81.82%和88.89%；計(jì)劃燒除試驗(yàn)樣地雌性天牛攜帶松材線蟲的平均值從1 135 條/頭降低到6 條/頭，雄性天牛平均攜帶量從397 條/頭下降到35 條/頭。計(jì)劃燒除后3 種樣地林分中松墨天牛種群數(shù)量及其攜帶松材線蟲數(shù)量顯著減少，表明計(jì)劃燒除能夠有效降低松墨天牛種群密度，降低松材線蟲攜帶量，從而控制松材線蟲病的擴(kuò)散蔓延。

4.2 討 論

已有研究表明：松墨天牛攜帶的松材線蟲是在天牛羽化后但尚未飛出病樹時(shí)就已經(jīng)移到天牛體表，再通過(guò)天牛腹部氣門進(jìn)入天牛體內(nèi)[24]。本研究計(jì)劃燒除后10 d 內(nèi)，雌、雄松墨天牛攜帶松材線蟲量無(wú)顯著變化，而計(jì)劃燒除后10～20 d，攜帶量顯著下降，這可能是因?yàn)樘幱跇涓缮喜康奶炫３上x并未受到火燒的影響，其攜帶的線蟲自然也未受到火干擾影響，但樹干中下部的天牛成蟲、蛹或線蟲則不可避免的受到火燒干擾。這也就是火燒后松墨天牛數(shù)量劇降而線蟲攜帶量卻延期驟降的關(guān)鍵所在。雌性松墨天牛成蟲攜帶的松材線蟲量顯著高于雄性松墨天牛，與王賓[25]等人發(fā)現(xiàn)雌成蟲攜帶松材線蟲量是雄成蟲的1.29 倍左右的結(jié)果一致。計(jì)劃燒除顯著降低了馬尾松次生林內(nèi)松墨天牛種群密度，但其原因究竟是高溫殺死了馬尾松木質(zhì)部?jī)?nèi)的蛹還是高溫致死了羽化出的天牛成蟲、或是其他作用機(jī)理及多種因素的綜合作用，需要進(jìn)一步的研究探索。Ⅲ-2 樣地計(jì)劃燒除防治效果不如Ⅱ-2 的主要原因：其一，可能是由于在松材線蟲病發(fā)區(qū)，患病樹對(duì)松墨天牛有很強(qiáng)的引誘產(chǎn)卵作用且松材線蟲病枯死樹初期常顯小集團(tuán)分布，使松墨天牛成蟲常呈集中分布。其二，Ⅲ-2 樣地中的患病死樹已被砍伐和就地?zé)龤?、伐蔸施藥埋于土中，使天牛分布較為分散。就地?zé)龤Щ疾∷罉溥^(guò)程的熱量、煙熏使松墨天牛成蟲向周邊擴(kuò)散，因此Ⅲ-2 樣地計(jì)劃燒除效果不如Ⅱ-2[26-27]。

林內(nèi)計(jì)劃燒除防治松材線蟲病為國(guó)內(nèi)外創(chuàng)新研究，防治效果比較明顯，防治成本顯著降低，方法簡(jiǎn)便，容易掌握。不僅可以防治松材線蟲病的爆發(fā)，還能促進(jìn)地表枯落物的轉(zhuǎn)化，降低林分燃燒性，增強(qiáng)土壤肥力。計(jì)劃燒除成本低，見效快，可彌補(bǔ)現(xiàn)存防治技術(shù)的不足，具有較好的應(yīng)用前景。但該方法尚處于初試階段，其防治機(jī)理及大面積推廣應(yīng)用前景還有待進(jìn)一步的探索。