树干注药防治松材线虫病研究进展

王勇军，唐光辉，陈祖海，陈安良

(1. 浙江农林大学林业与生物技术学院，生物农药高效制备技术国家地方联合工程实验室，浙江 杭州 311300；2. 西北农林科技大学林学院，陕西 杨凌 712100；3. 景宁畲族自治县自然资源和规划局，浙江 景宁 323500)

松材线虫病是全球森林生态系统中最具危险性、毁灭性的病害，是我国目前最为严重的自然灾害之一。 我国1982 年发现松材线虫病，之后该病害在热带和亚热带地区迅速蔓延造成严重危害，引起松树大面积死亡，造成严重的经济和生态损失[1]。 松材线虫Bursaphelenchus xylophilus自然传播主要依靠松褐天牛Monochamus alternatus携带传播，其生活史主要在松树和松褐天牛体内进行，而松褐天牛的幼虫主要在松树体内活动[2]。 因此，传统的喷粉、喷雾等药剂防治方法，药剂无法接触到靶标生物，从而导致防治效果不佳。

注干施药技术是将有效成分注入树体，依靠树木蒸腾作用使药剂传导分布而发挥药效，具有施药精准、防治效率高等优点，适合对我国松材线虫病的主动预防[3]。 日本在注干施药技术防治松材线虫病方面的研发起步较早，开发出的产品较多[4]。 在欧洲，向20 a 生海岸松Pinus pinaster树体内注射甲维盐，能有效阻止松材线虫病发生，在注射药剂后的26 个月内，海岸松没有死亡，而未注射药剂的海岸松死亡率为33%[5]。 笔者综述国内外树干注药防治松材线虫病的发展历史及现有进展，重点探讨树干注药方法、注干药剂的种类、药剂传导规律、注干技术以及当前注干防治松材线虫病等方面的发展现状以及面临的挑战，指出今后可能的研究方向，以期为松材线虫病绿色高效防控提供参考。

1 树干注药防治松材线虫病的主要方法

注干施药技术能准确控制进入树体内的药剂量，药剂有效成分随植物液流分布于树木体内并达到靶向部位，对于防治高大林木钻蛀性害虫、食叶性害虫、线虫及维管束病害等有害生物具有较好的效果，已成为国内外林木、果树等有害生物防治的重要手段[6－7]。 根据药液输入方式不同，分为自流式(药液通过树液自然流动缓慢进入树体)和加压式(药液在外界压力作用下迅速进入树体)[8]。

1.1 自流式注入法

自流式注入法主要依靠药剂自身重力或树体自身液流压力，药液自流入树体内，包括点滴法、自流式树干注药法。

点滴法是一种重力式树干注药方法，仿照人体点滴注射的方式，将药液瓶挂在树干上，利用高度差，将药液缓慢注入树体[9]。 该方法打孔数量少，对树体损伤程度低，可根据树体大小灵活设置剂量，但需要输液管、输液袋等附件，运输不便，进药时间长，适合公园、古树名木等少量高大松树的防治。

自流式树干注药法是依据流体力学原理和树木水分蒸腾规律而设计的一种简便树干注药方法[9]。该方法通过在树干上打一小孔，将盛有药液的容器倒插入小孔，利用树体内蒸腾液流形成的静压差，使药液进入树体内，并随树木蒸腾液流分布于树体各部位。 自流式树干注药法是当前我国松树树干注药普遍使用的方法。 根据药液进入树体及在树体内的输送传导规律，注入时间选择在天牛成虫羽化前1 个月，即每年3 月中旬以前，此时松树松脂分泌少，药液易注入树体内。 注药最好选晴天进行。 注孔部位在树干离地面50 cm 以下，依据松树胸径大小和药剂种类确定注药剂量，注药瓶嘴的直径决定注孔大小。 注药时，在松树基部斜向下45°方向，使用电动或机动打孔机打出直径0.4 ～ 0.7 cm、深5.0～8.0 cm 的小孔，孔底部至少深入木质部1.0 cm。注药瓶内药液在2～3 d 可进入树体[8]。

1.2 加压注入法

加压注入法是利用注射器或其他工具，将药液加压注入树体内。 根据加压注射器的类型，分为基于钻孔的加压注入和基于挤压的加压注入[6]。 基于钻孔的加压注入，其加压注射器多为一次性塑料制品，如美国Chemjet 公司开发的加压注射器，使用时，用电钻打孔后，将加压注射器注药嘴塞入树体内，通过人工推注将药剂注入树体；基于挤压的加压注入，其注射器多为可循环利用的金属制品，如美国ArborSystems 公司开发的Wedgle®树干注射器，通过人工推注将药剂注入树体内。

2 注干防治松材线虫病的药剂及作用机制

随着松材线虫病在世界范围的传播扩散，各国都在研发防治松材线虫病的专用注干药剂。 杀线效果突出、传导性能优良、药效持久的药剂，一直是防治松材线虫病注干药剂的研发方向。 20 世纪80 年代初，日本防治松材线虫病的注干剂进入应用阶段，1982 年Nemanon 和Greenguard 两种防治松材线虫病注干剂登记注册，1986 年Century 登记注册，1996年注干剂Megatop 登记注册[7]。 我国对松材线虫病注干药剂的研究经过多年探索，已经取得了阶段性的成果。 目前，登记防治松材线虫病的药剂品种已达25 种(2022 年1 月)[10]，但适应于注干施药的药剂还是有限，本文中，仅针对已完成注干施药防治松材线虫的药剂进行分析和阐述。

2.1 克线磷

克线磷(nemacur)通用名为fenamiphos，是一种高效广谱型有机磷类杀线剂，具有良好的内吸性，可经根基、叶、茎等吸收，向顶和向基双向传导。 克线磷被植物吸收后，在植物体内很快被氧化成亚砜，进而缓慢氧化成砜，亚砜是主要活性物质，对线虫具有触杀效果[11]。 1988 年，室内生测试验发现60 mg/L 克线磷可以完全抑制松材线虫生长繁殖，林间用50%克线磷药液注干后，较对照相比，松树死亡率明显降低[12]。 之后，由于克线磷的高毒性而被禁止施用。

2.2 虫线清

虫线清是呋线威和丙硫磷的混合药剂[13]。 呋线威，又称呋喃硫威，具有触杀、胃毒及内吸作用。丙硫磷是一种有机磷类杀虫剂，具有触杀和胃毒作用，对鳞翅目害虫效果明显。 16%虫线清乳油对松材线虫有显著灭杀活性[14]；16%虫线清乳油在松树体内渗透性和内吸输导性良好，既能有效防治松褐天牛，又能有效毒杀松材线虫[15]。

2.3 氯氟氰虫酰胺

氯氟氰虫酰胺(cyhalodiamide)是一类作用机制独特的邻苯二甲酰胺类新型高效杀虫剂，作用于昆虫鱼尼丁受体，促使昆虫细胞内源钙离子释放，影响肌肉收缩，进而导致昆虫死亡，与传统杀虫剂无交互抗性[16]。 氯氟氰虫酰胺对松材线虫具有很强的毒力[17]，4.8%氯氟氰虫酰胺乳油注干后可以在3 个月内从马尾松Pinus massoniana基部传导至树梢顶部，残留浓度超过对松材线虫的LC50[18]。

2.4 α－三噻吩

α－三噻吩(α－terthiophene)是一类具有显著光活化杀虫活性的植物源化合物，对多种植物病原菌、植物线虫具有光活化毒杀增效作用[19]。α－三噻吩对松材线虫具有较强的毒杀效果[20－22]；以α－三噻吩为有效成分，以恶喹酸为溶剂制备的注干液剂，在山东、江西等地也被应用于松材线虫病的预防[20]。

2.5 苦豆碱

苦豆碱(aloperine)是一类具有杀线活性的植物次生代谢产物[23]。 用苦豆碱林间防治松材线虫病，发现其具有内吸性，能成功地控制松树中松材线虫的繁殖，使感病松树得以康复[24]。

2.6 阿维菌素

阿维菌素(abamectin)是一类大环内酯类广谱杀虫剂，对人、畜安全，作用靶标主要是γ－氨基丁酸(γ－GABA)受体。γ－GABA 受体是一个氯离子通道，其抑制性或兴奋性依赖于细胞膜内外的氯离子浓度。 阿维菌素与γ－GABA 受体结合后，受体被激活，导致氯离子通道开放，氯离子流入神经细胞内，引起细胞膜超极化，抑制神经细胞元激动，从而减少害虫的运动量、紊乱昆虫神经传导，导致昆虫麻痹不能取食而致死[25]。 阿维菌素对松材线虫具有高效的杀灭活性，可诱导松材线虫细胞程序性死亡[26]；阿维菌素微乳剂对松材线虫的毒力高于乳油[27]；松线光(主要成分阿维菌素)注入黑松Pinus thunbergii和马尾松体内防治松材线虫病，持效期可达2 a[28]。 当前，1.8%阿维菌素乳油[29]、1.2%阿维菌素微囊悬浮剂[30]、5%阿维菌素乳油[31]等不同含量及剂型的注干制剂，已被开发并应用于松材线虫病防治。

2.7 甲氨基阿维菌素苯甲酸盐

甲氨基阿维菌素苯甲酸盐(emamectin benzoate，简称甲维盐)，化学名称为4′ － 表－ 甲氨基－4′－脱氧阿维菌素苯甲酸盐，是由阿维菌素衍生合成的一种新型高效杀虫杀螨剂，对鳞翅目害虫小菜蛾等有极高的生物活性，具有高效、低毒、低残留、无公害等特点[32]。 一般认为甲维盐的作用机制与阿维菌素相同。 甲维盐也已被广泛应用于松材线虫病的防治，对松材线虫的毒力高于阿维菌素[33]，对松材线虫的种群繁殖、卵大小以及卵的孵化等均具有明显的抑制作用；作为防治松材线虫病的有效药物[34－35]，通过注干施用，可显著降低松材线虫病的发生率。 2%甲维盐微乳剂注干防治松材线虫病，效果显著，持效期可达3 a 以上[36]；张欣伟 等[37]将甲维盐制成固体颗粒剂型，延长了松材线虫病注干施药的周期。

3 药剂在树体内的传导分布及其影响因素

药剂在树体内的传导分布规律是松材线虫病注干施药防治技术的关键环节，但尚未得到充分明确。α－三噻吩注入黑松苗后，发现α－三噻吩会随水分先向顶部枝条运输，短时间内顶部枝条其含量达到较高浓度，而后向其他部位扩散[21]；测定甲维盐对黑松注干后的存留含量，每株松树注干60 mL 的40 g/L甲维盐水剂，发现甲维盐存留含量先高后低，但3 a 后松树枝条体内甲维盐含量在0.04 ～1.91 μg/g， 仍 高 于 药 剂 对 松 材 线 虫 的 IC95(0.031 μg/g)[38]。 在马尾松及其他松树中也发现相似的结果[36，39]。

药剂在树体内的传导分布受药剂种类、制剂类型、注干方法等各种因素的影响[40]。 通过树干注药方法比较了吡虫啉、呋虫胺、乙酰甲胺磷等药剂在树体内的残留和传导分布，发现不同药剂在植物组织中存留时间也不同[41]；用一个孔注药后，部分枝条上不能检测到甲维盐存留，说明注干施药后，药剂并非均一分布，而是受到植物体内液流方向及树体内各种组织的影响[38]；采用14C 同位示踪法研究不同注药孔方位对药剂残留的影响，发现注药孔与树木第一分支在同一侧面上时，药剂在叶部的残留更高[42]。

药剂的吸收和输导也受注药时天气的影响。 在晴天注药时，药剂吸收和传导效率比在雨天注药时更高[43]。

树木不同生长发育阶段、不同季节等因素也会影响药剂的传导，因为这些植物体内液流方向不同，从而导致注入药剂的传导方向和规律也有区别[44]。甲维盐、吡虫啉、呋虫胺、多杀菌素、氯虫苯甲酰胺、阿维菌素等药剂在不同季节对苹果树Malus pumila进行注干施药，检测药剂在树体的残留动态，发现甲维盐在上一年秋季注干后在第二年秋季检测不到，而春季注干，当年秋季在花蜜及花粉中均可检测到；而吡虫啉在上一年秋季注干后在第二年秋季依然可以检测到[45]，结果说明树木注干施药存在时效性，推测原因可能是不同季节植物液流存在极性传导；采用加压注射法将甲维盐注入七叶树Aesculus chinensis体内，测定甲维盐当年在树体内的残留分布，发现甲维盐在树体呈现双向扩散，在落叶中依然可以检测到残留，但在落叶的水体中未检测到，说明甲维盐注干施药对环境水体非靶标生物的影响较小[46]。 这些研究可能对药剂在松树体内的传导分布有借鉴价值。

4 我国注干施药技术林间应用实践、存在问题及对策建议

注干施药技术经过不断创新和完善，在防治松材线虫病中发挥着重要作用[47]。 20 世纪80 年代，我国开始探索利用克线磷树干注药防治松材线虫病[12]；赵博光 等[48]在江苏溧水县采用苦豆碱注干施药进行林间松材线虫病防治，发现苦豆碱在松树中能有效杀死线虫；林绪平 等[15]在广东惠阳采用注干施用16%虫线清乳油，发现其对松材线虫病的防治效果超过80%；张扬 等[18]在江西省新干县林间将氯氟氰虫酰胺注干施药后，松树死亡率较对照区显著降低；黄俊 等[49]在杭州市萧山区马尾松林用1%阿维菌素微囊悬浮剂对松树注干，注药处理区的枯死松树显著少于对照区，且处理区内枯死松树低于2%；潘伟华 等[36]在浙江省富阳市胥口镇的马尾松林将甲维盐注干施药1 次，可连续3 a 将马尾松的死亡率控制在0.19% ～ 0.58%；张爱良等[50]在浙江富阳胥口松林将甲维盐注干使用可显著降低松林中松褐天牛种群密度。

当前，注干施药防治松材线虫病还存在一定的技术难点，如可施药窗口期短、松材线虫的抗药性等。 在我国华南地区冬天气温偏高，松脂分泌旺盛，注入孔易被松脂堵塞，药剂无法注入树体内，导致可注干施药的时间短。 固体制剂的研发将解决松脂堵塞问题，延长可注干施药的时间周期[37]。 松材线虫Bx－MRP基因在线虫响应阿维菌素和甲维盐中发挥重要的调控作用，可能会成为松材线虫对阿维菌素和甲维盐产生抗药性的位点[51]，新型高效注干药剂的研发也是当前亟需解决的重点[52－53]。

注干施药作为一种精准高效的施药技术，对松材线虫病具有很好的预防效果。 近年来，随着在全国多个重点风景名胜区、国家森林公园开展树干注药防治松材线虫病试验取得的良好防效，该技术已得到了广泛的肯定，已列入我国松材线虫病综合防控技术方案。 随着持效期更长、价格更低的防治松材线虫病的注干剂研发推出，可望在更大的范围应用这项技术，为抑制松材线虫病扩散蔓延提供更为有效的技术保障。