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福建农林大学“林学担当”系列(四)

松材防控二十载  生态屏障筑得牢

2025年07月15日09:31 |
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松材线虫病是由松材线虫引起的具有毁灭性的森林病害。作为我国南方林业科研的重要阵地,福建农林大学深耕松材线虫病防控技术20多年,从基础研究到技术攻关,从单点突破到体系创新,逐步构建起覆盖监测、阻断、治理的全链条防控技术体系,为我国南方森林生态安全交出了一份亮眼的“科技答卷”。

这支由几代学者接力的科研团队,不仅研发出防控松材线虫病的系列新技术,更构建了具有福建特色的综合治理体系,为守护绿水青山提供科技支撑。

致力防控松材线虫病,为守护绿水青山提供科技支撑

致力防控松材线虫病,为守护绿水青山提供科技支撑

技术破题:从病害现象到传播机制的突破

2000年初,面对松材线虫病入侵福建的挑战,福建农林大学林学学科勇挑重担,积极投身于松材线虫病防控技术的研究与创新。森林保护学科负责人陈顺立带领科研团队,针对松材线虫病防控展开了科研攻关,在三大核心领域取得突破:

一是精准解析传播媒介,首次揭示松墨天牛在福建南部地区“两年3代”的独特生活史及其扩散机制,阐明其幼虫在松树上“下段>中段>梢段”的分布规律及受海拔、郁闭度等环境因子的显著影响。

二是创新监测与绿色防控技术,首创基于神经网络模型的预测预报技术实现早期精准预警,筛选出金龟子绿僵菌等高效菌株,并优化诱捕技术,形成“诱捕+绿僵菌”等综合防控体系。

三是深度评估生态影响,量化了病害导致马尾松林生物多样性锐减及松树生理生化的规律性变化。

上述研究成果在厦门、三明、南平、龙岩等疫区成功应用,为福建松材线虫病防控提供了有力支撑。主持完成的“闽西北松竹主要害虫成灾机理及无公害防治关键技术”获2014年福建省科技进步奖三等奖,与福建省林业科学研究院等单位联合完成的“松材线虫病监测及松墨天牛综合控制技术研究”获2006年福建省科技进步奖一等奖。

技术升级:建立了基于信息素的媒介昆虫松墨天牛高效诱捕技术

在业界多年探索实践中,我国逐步建立了包括检疫监管、清理松枯死树、林分改造、防治媒介昆虫等的松材线虫病综合防控技术体系。

2010年以来,针对这一技术体系存在的成本高、效果不均衡等问题,福建农林大学森林保护学科负责人张飞萍带领团队,率先研制出基于信息素技术的媒介昆虫松墨天牛高效诱剂配方,发明出活性化合物持久缓释技术,研建了信息素乙二醇单十一烷基醚低成本规模化人工合成工艺和分离提纯技术,开发出系列高效诱剂诱芯和配套诱捕器,并建立了科学的野外配套应用技术。

该技术对松墨天牛的诱捕效率较传统诱剂显著提高,且主要诱捕尚未繁殖后代、尚未进入松材线虫脱落传播高峰期的松墨天牛成虫,是国内首个既能快速高效控制松墨天牛种群,又能显著抑制松材线虫病扩散蔓延的诱捕技术。

设置松墨天牛的诱捕器

设置松墨天牛诱捕器

2013年—2015年,福建泰宁利用该项技术,结合清理松枯死树,将世界地质公园、世界自然遗产、国家5A级旅游景区内29个林班近4万亩松材线虫病发病松林中的枯死松树由17000多株/年下降至40多株/年,实现了有病不成灾的防控目标。

此后,该项技术在我国21省推广应用了4000多万亩,被国家林草局列为重点推广林业技术成果,获2018年度福建省科技进步奖一等奖,在遏制我国松材线虫病扩散蔓延中发挥了重要作用。

体系构建:突出智慧监测和生物防控的多技术融合织密防护网

依托“农林生物安全全国重点实验室”,森林保护学科持续针对松材线虫病防治中存在的问题,在疫情早期监测预警、新型生防工程菌研发、松天牛小首螨新天敌开发利用、新型杀线剂研制等方面取得了备受关注的突破性进展,形成了松材线虫防控的综合技术体系。其中,比较有代表性的有:

枯死木监测预警:率先开发出无人机大尺度疫情早期监测预警技术。针对松材线虫病潜伏期长,林间存在大量“无症状感染者”的问题,开发出基于特征光谱的无人机感病松树监测预警技术,获得3个感病早期马尾松的特征波段,结合松材线虫病早期诊断指数,能够区分早期无症状感病马尾松、健康马尾松、非马尾松林木和草地等植被等信息,从而识别出林间早期松针还未变色的感病马尾松,识别率高达85%。

微生物工程菌防治:率先研发出媒介昆虫转基因高效生防工程菌。针对媒介昆虫松墨天牛幼虫隐蔽在树干中难以防治的瓶颈,通过分子改造获得高毒力Cry3Aa-T毒素,以松树和天牛肠道优势共生菌沙雷氏菌BRC-CXG2菌株为生物载体,利用基因编辑技术构建出能稳定表达并外分泌Cry3Aa-T毒素的BRC-CXG2-pCHSW菌株。该菌株能够通过航空器大面积接种松林,在松树体内长久定殖和扩散,对天牛成虫的致死率约75%,对天牛幼虫的致死率为100%,具有持久高效、低成本、便于野外作业等特点。

松天牛小首螨的应用:针对媒介昆虫松墨天牛卵期缺乏有效生物防治手段的问题,首次发现并命名松墨天牛卵期新天敌松天牛小首螨,建立了松天牛小首螨规模化人工扩繁技术体系。该螨可通过天牛成虫携带传播,对天牛卵的寄生率高、繁殖周期短、应用成本低,林间松墨天牛成虫携螨率达56%,对携螨天牛卵致死率达80.85%,是迄今为止首个松墨天牛卵期生物防治技术。

抗菌肽的探索与应用:率先发现并人工合成具有高效杀灭松材线虫作用的抗菌肽MaltDef1。抗菌肽MaltDef1在松材线虫病媒介昆虫松墨天牛免疫反应中被发现,通过细胞膜损伤和胞内靶向机制实现对松材线虫的控制作用,使线虫出现体壁破裂、体液外溢、体内出现大液泡等现象。松材线虫在MaltDef1中培养2小时后的死亡率高达99.7%,后者对松材线虫的半致死浓度为20.182mg/L,表现出快速高效和绿色环保等优势。

内吸性杀线剂研发:率先研发出具有内吸作用的松材线虫高效杀线剂新剂型。针对目前化学杀线剂存在无内吸活性、无法通过喷洒方式进入树体预防或杀灭松材线虫的问题,率先筛选并研发出新型高效杀线化合物氟吡菌酰胺的相关飞防剂型。初步测试表明,所研发的粉剂和悬浮剂对松材线虫病的预防效果不低于70%,最高接近90%。

从校园里的科研苗圃到细密的防控网络,福建农林大学林学学科的科研团队正以科技力量守护着我国南方森林生态安全。(文/图 陈伟 福建农林大学)

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(责编:江苇杭、刘卿)

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