J2020紫光誘捕松褐天牛技術的應用研究

邵建英，邱慧敏，邱家生#，劉小莉

1.贛州市金電電子設備有限公司，江西興國 342400；2.景德鎮學院，江西景德鎮333400

1 J2020紫光誘捕松褐天牛技術背景

松材線蟲病是全球森林生態系統中最具危險性、毀滅性的病害之一[1]。在我國，松材線蟲病于1982年首次在南京發現，雖然得到全力防治，但近40年來，全國因松材線蟲病損失的松樹累計已達數10億株，造成的直接經濟損失和生態服務價值損失上千億元。截至2021年，我國20個省級行政區發生過該病害，呈現向西、向北快速擴散態勢，最西端達四川省涼山州，最北端已在遼寧北部多個縣區，并已入侵多個國家級風景名勝區和重點生態區。同時，疫情發生區域突破了傳統理論提出的年均氣溫10℃以上的適生界線，危害對象由過去的馬尾松、黑松擴大到紅松、落葉松等松樹種類，疫情直接威脅我國近600 000 km2松林資源安全。經研究分析，我國所有區域都是松材線蟲病的適生區，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。

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

從2015年開始，本研究從光的波長、能量、功率、種類等方面進行研究，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），開發了防松褐天牛二次逃逸裝置和相關配套的監測預警信息管理系統、巡護管理手機App。該技術具有以下創新：

一是技術方法創新。由于松褐天牛的弱趨光性特點，一般的光難以對其產生趨光效應[2]。筆者通過大量的試驗，確定同時滿足波長為380～420 nm、功率100～200 W、能量大于0.16 W/m2的熱光源，可對松褐天牛產生明顯的趨光反應；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，為該光源的規模生產得到了保證（摘自本發明專利公布文件）。

二是設備創新。為了防止誘捕到的松褐天牛從誘捕器中跑出來，研究出可防止松褐天牛二次逃逸的誘捕裝置（授權專利號：ZL202120133703.7），即將誘捕器中的集蟲器設計為漏斗形狀，同時將集蟲器底部設計內部延伸的漏斗形狀的延伸部，延伸部向防逃逸結構內部延伸40～60 mm，由于增加了延伸部，松褐天牛掉入防逃逸結構后不易逃逸出來。

三是松褐天?；\養對比研究。通過對一套J2020紫光誘捕裝置防控面積中疫木收集進行松褐天?；\養，較好地解決了同等自然林地中松褐天牛在林間的數量、自然羽化的時間、自然羽化過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、捕獲松褐天牛的時間和松褐天牛自然羽化的時間一致性等因為林間松褐天牛蟲口基數未知而難以解決的大部分的技術難題。

2 應用點概況

根據《江西省林業局關于印發〈江西省松材線蟲病防控“三年攻堅戰”行動方案〉的通知》贛林防發〔2019〕12號的“江西省2019年松材線蟲病疫情發生程度分級情況”，于2020年5月至2021年12月，選擇了被分別認定為疫情發生輕度的全南縣、資溪縣、崇義縣、浮梁縣；疫情發生中度灣里區、新建區、貴溪市、德興市；疫情發生重度的南康區、興國縣、萬安縣共11個縣（市、區）作為應用點，進行了J2020紫光誘捕松褐天牛的應用，并按照《J2020紫光松褐天牛技術的林間作業標準》的作業規程進行數據的采集、上報、統計、分析。

3 應用研究基本情況

3.1 裝置的選擇

本應用研究選取贛州市金電電子有限公司自主研發的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，通過太陽能供電系統外連該公司研發的專用J2020紫光燈。

3.2 安裝方法

在林間定點選好安裝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能供電系統，然后懸掛J2020紫光松褐天牛誘捕器。懸掛時，用直徑5 mm粗鋼絲繩的一端綁上約200 g的螺母，對準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粗枝，使繩索壓在粗枝上作為懸掛誘捕器的支點。螺母落地后解除繩索端的螺母，同時綁上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，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 數據記錄方法

對各誘捕裝置進行收集誘蟲時，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、雄成蟲數量，并清理集蟲瓶內雜物。結束后，將誘捕器拉回以前高度。

3.4 J2020紫光誘捕與引誘劑對松褐天牛最早誘捕時間的比較方法

在應用點林間，同步穿插部分引誘劑誘捕器，統計和比較2種類型的誘捕器最早誘捕到松褐天牛的時間[3]。

3.5 性成熟雌蟲數量比較方法

當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行人工解剖，觀察雌蟲是否性成熟。解剖時，使用醫用手術剪沿腹面從腹末向胸部方向剪開，觀察腹腔中有無卵。若有卵則認為性成熟，反之為未性成熟雌蟲。統計和比較不同時期中未性成熟的松褐天牛雌蟲數量。

3.6 健康松樹保存率的比較方法

2021年10月底在應用點中采取每木調查法分別調查觀察樣地中的規定面積內的死樹數量，統計有蟲株率。若樣地中的馬尾松針葉出現明顯枯黃甚至呈紅色，且樹皮出現松動并有木屑溢出則認為已死亡，比較2種類型誘捕器在誘捕實施后對當地健康松樹保存率的影響。同時，在2個試驗樣點中均選擇未安裝誘捕器的生境一致的馬尾松純林作為對照。

3.7 數據統計方法

所有數據采用SPSS 19.0軟件分析，2種誘捕器的最早誘捕時間和性成熟雌蟲數量的比較采用獨立樣本t檢驗，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照。所有數據采用平均值±標準誤表示，分析結果采用Origin Pro 2018軟件作圖。

4 典型應用點

4.1 全南縣應用點情況

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，屬于項目在江西的最南部地區選點代表。由于地理位置的原因，在全南縣普遍一年發生2代松褐天牛，加上每年天氣氣溫回暖的時間在江西屬于最早的，因此選擇全南縣作為應用點意義重大。同時全南縣較早安裝了松褐天牛信息素誘捕器，現場工作人員監測防治作業工作規范、技術沉淀深厚，工作基礎較好。2021年3月初，為了進一步提升松材線蟲病的監測和防治技術能力，在全南縣林業局的大力支持下，筆者在大吉山鎮、南逕鎮、城廂鎮、金龍鎮等地開展掛設J2020紫光松褐天牛智能光誘裝置進行防治松褐天牛綜合防控和疫情監測。為了與自然界松褐天牛羽化情況進行對照，在大吉山選擇了一部分自然疫木用8目鐵絲網進行包裹，還搭建了松褐天牛羽化棚進行籠養的對照。

通過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間與籠養羽化的時間基本吻合，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；捕獲松褐天牛數量的效果持續、穩定。

4.2 興國縣應用點情況

興國縣隸屬江西省贛州市，位于江西省中南部，全縣地勢呈北高南低走向，北部山區林地土壤屬黃壤土，腐殖層較厚，植被較多，適宜林木生長，是興國縣木材主要生產地。南部丘陵山區林地屬紅壤土，土壤呈酸性，基本沒有腐殖質層，大部分為馬尾松純林，林木生長緩慢。由于戰亂、大煉鋼鐵、支援國家經濟建設等歷史原因，興國的森林生態系統曾遭受極其嚴重的破壞，森林資源銳減。面對嚴峻的現實，20世紀80年代開始，興國人民開始了滅荒造林、改善生態征程，通過飛播營造了大面積的馬尾松純林，生態環境得到了明顯改善。據2009年二類森林資源調查結果顯示，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%。由于松材線蟲優先危害的樹種為馬尾松，使得興國的松材線蟲病防控形勢極其嚴峻。

在當地政府的高度重視下，2021年3月5日起在興國縣社富鄉鷺溪村、高興鎮水口村、高興鎮黃群村、高興鎮啟光村、崇賢鄉上沔村、崇賢鄉北勝村、崇賢鄉龍譚村的馬尾松林地安裝了由贛州市金電電子設備有限公司研發生產的J2020紫光松褐天牛誘捕裝置，為了對比使用效果，穿插安裝了信息素誘捕器。

試驗結果表明：贛州金電研發的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；捕獲松褐天牛數量的效果持續、穩定。經每木調查法表明，使用了贛州金電研發的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的林地10%以上。

通過興國的實踐還表明：（1）沿山腰布設誘捕裝置捕獲松褐天牛的量顯著多于沿山脊布設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，按照規范定期清理集蟲器中的松褐天牛成蟲，未見發生局部蟲災的情況。在以往的松材線蟲病防治中，由于原來使用的引誘誘劑誘捕技術時基本上采用粗放式的管理，未及時按照標準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，在誘捕器周邊產生局部蟲災，所以造成局部蟲災只是由于未按照規范及時清理誘捕到的松褐天牛，是管理的問題而不是技術問題，任何誘捕技術本身是不會產生病蟲害的。

5 應用點情況分析

全南、興國、資溪和浮梁4個典型應用點布設松褐天牛極紫光誘捕設備后，經調查在誘捕時間、誘捕蟲量、未性成熟雌蟲量、松樹存活率等方面均顯著提高，產品性能明顯優于引誘劑誘捕器，詳情見表1。

表1 應用點松褐天牛光誘性能評價

通過應用研究表明：

（1）單套2020紫光松褐天牛誘捕裝置可實現有效防控半徑達160 m、面積達80 000 m2以上，可實現對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量占總捕獲量中的雌性松褐天牛的數量占比達到90%以上。

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

（3）使用贛州金電研發的J2020紫光誘捕裝置通過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 應用效果總結

經上述縣（市、區）的應用效果表明：

（1）該技術對松材線蟲病防治效果好。J2020紫光誘捕松褐天牛技術克服了松褐天牛弱趨光性無法使用物理光誘技術誘捕的難題，而且對松褐天牛的誘捕率高、捕獲效果持續穩定，技術可以大幅度減少松褐天牛的蟲口基數，有效降低松材線蟲危害，提高松林活樹保存率，保護現有松林。

（2）防控成本低。該技術裝備由光源裝置、光伏板及電池供電系統、防止二次逃逸裝置組成，技術裝備成熟，功能強大。一套J2020紫光誘捕裝置可以有效防控松林面積達80 000 m2，有效使用時間4～5年。除疫木除治費用外，采用該技術一次性平攤到費用僅203元/667 m2，其中誘捕裝置費用125元/667 m2、數據采集與效果評估費用18元/667 m2、J2020監測預警信息系統（含App）費用60元。目前砍伐疫木按1 m3/667 m2，政府貼補500元/m3計算，使用J2020紫光誘捕松褐天牛技術每667 m2可以節約政府投資297元。且設備可使用5年，5年后只需更換蓄電池和光源燈泡，即可繼續使用，達到長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）生態效益顯著。按照國家林業和草原局《松材線蟲病防治技術方案（2021年版）》技術要求，疫木砍伐清理時間一般在11月至翌年4月，嚴格禁止在媒介昆蟲羽化期內大規模采伐。疫木除治機械上山會造成林地地表破壞，尤其是對砂巖地區疫木砍伐后，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，減少死樹發生率。

（4）管護比較簡單。該誘捕裝置安裝后，無需戶外日常保養和加注任何藥物，安裝了特別設計的防逃裝置，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，贛州市金電電子設備有限公司還自主研發了與誘捕技術裝備配套使用的管理軟件系統“金電智松褐天牛智能光誘技術與監測預警信息系統”，具有強大的后臺管理功能，每臺J2020紫光誘捕裝置都可納入后臺管理系統，實現對所有誘捕裝置的統一高效管理。在后臺系統的支持下，監測預警信息系統可實現對誘捕的松褐天牛數量自動統計、對蟲情進行科學及時地測報分析和監控，為松材線蟲病的聯防聯治、指揮決策提供強大的數據支持。

7 結束語

通過對江西10多個縣（市、區）開展了較廣泛的J2020紫光誘捕松褐天牛技術與監測預警信息系統林間應用研究表明：該技術可對松褐天牛尤其是性成熟前的松褐天牛的實現高效誘捕，對保護現有的健康松林效果明顯。經贛州市科技局、江西省林學會組織的專家組鑒定認為該技術水平國內領先，具有較高的推廣應用價值。