每年我國林業(yè)因生物入侵造成的直接損失高達660億元。江蘇江陰檢驗檢疫局“外來重要林木害蟲檢測方法和防控體系的研究”課題組研制成功的多功能林木害蟲誘捕器被譽為“最實用的林木害蟲誘捕器”,獲得國家知識產(chǎn)權(quán)局實用新型和外觀兩項專利,它正在筑起國門生物安全防線。
一個悶熱不堪的夏日,刺眼的陽光透過樹木枝葉間的縫隙射向地面,騰起陣陣熱浪,一只小蟲循著熟悉的寄主植物所散發(fā)的氣味,徑直向一個形似馬燈的嫩黃色筒狀物飛去,飛臨物體上方后,它一頭撞在了風(fēng)葉上,跌入漏斗形裝置里,并沿著漏斗內(nèi)側(cè)滑進了底部的收集器,它用盡全部力量也無法逃脫這個看似簡單的裝置,慢慢地便餓死在收集器里。
江蘇江陰檢驗檢疫局研發(fā)的這種誘捕器,通過誘芯散發(fā)植物寄主揮發(fā)物或使用黑光燈吸引害蟲,使其撞上支撐擋板組件,落入下方的收集器中“被捕”。在收集器的背后,是外來林木害蟲頻頻入侵的嚴(yán)峻形勢,更是檢驗檢疫人迎難而上、筑起國門生物安全防線的實際行動。
警報外來生物頻頻入侵
美國白蛾,原產(chǎn)于北美洲的美國、加拿大等地,是舉世矚目的世界性檢疫害蟲,可危害200多種林木、果樹、農(nóng)作物和野生植物,主要危害多種闊葉樹。此蟲寄生范圍很廣,一旦侵入新的區(qū)域,極易找到適宜的寄主;加之新區(qū)往往缺少天敵,導(dǎo)致該蟲迅速蔓延,造成巨大損失。美國白蛾的幼蟲具有較強的耐饑力,對幼蟲隨運載工具作遠(yuǎn)距離傳播很有利。1979年在遼寧省首次發(fā)現(xiàn)該蟲,隨后在陜西、河北、山東等省大量發(fā)生并迅速擴展其危害面積,造成的森林經(jīng)濟損失達千億元。
松材線蟲病,原產(chǎn)北美洲,是松樹的一種毀滅性災(zāi)害,具有致病能力強、傳播速度快、除治難度大、堵截?zé)o從下手等特點,松樹顯現(xiàn)癥狀后1個月左右即全部枯死,又被稱為松樹“癌癥”。1982年,林業(yè)部門在南京市所轄的一處風(fēng)景區(qū)首次發(fā)現(xiàn)該病,當(dāng)時病死松樹256株。此后20年,松材線蟲病已傳播蔓延至14個省市區(qū),發(fā)生面積達500萬畝,累計致死松樹5億多株,造成經(jīng)濟損失上千億元。在疫情嚴(yán)重區(qū)域,部分林地已因松材線蟲病連續(xù)危害而退化為荒山。
近年來,國家林業(yè)部門耗資645億元實施松材線蟲病治理工程,累計治理面積100多萬公頃,清理的染疫松木多達5000余萬株,連續(xù)多年實現(xiàn)了發(fā)生面積和病死樹數(shù)量的“雙下降”。
“目前,我國生態(tài)安全形勢嚴(yán)峻,外來林木害蟲通過各種方式頻頻入侵,造成大片林木死亡或病變,并帶來巨額經(jīng)濟損失。據(jù)統(tǒng)計,每年我國林業(yè)因生物入侵造成的直接損失高達660億元。然而,目前國內(nèi)對于外來林木害蟲的疫情監(jiān)測、風(fēng)險性分析、防治控制等方面還基本處于空白。”談及日益嚴(yán)峻的外來林木害蟲入侵形勢,課題主持人、江陰檢驗檢疫局動植檢科副科長殷玉生憂心忡忡。
攻關(guān)項目團隊艱難探索
時不我待。從2007年初被確定為國家質(zhì)檢總局立項的科研項目,到2012年最終通過鑒定,4年里,“外來重要林木害蟲檢測方法和防控體系的研究”課題組集聚動植檢專家、教授、青年骨干的集體智慧,在江南小城江陰,悄然打響了一場堵截外來重要林木害蟲的攻堅戰(zhàn)。
“外來重要林木害蟲檢測方法和防控體系的研究課題的重中之重是"多功能林木害蟲誘捕器"的研制,難點在于怎么讓蟲子飛過來、掉進去、跑不掉。”殷玉生說。
千里之行,始于足下。課題組總結(jié)其他誘捕器的優(yōu)缺點,經(jīng)過大量實驗,確定以撞板型為主要結(jié)構(gòu),采用燈光和引誘劑兩種手段結(jié)合的復(fù)合型誘捕裝置,做到既可以在白天使用化學(xué)方式捕殺,又可以在夜間通過物理方式誘捕,真正實現(xiàn)了一器多用、簡單高效。
2009年7月,課題組奔赴美國白蛾疫情嚴(yán)重的某林場,開始了為期2個月的誘集實驗。課題組使用自行研制的引誘劑和現(xiàn)有的美國白蛾引誘劑進行誘集效果比較,經(jīng)過27天的實驗,課題組研制的引誘劑共誘集美國白蛾138頭,是其他引誘劑引誘效果的3倍,同時對天牛、小蠹、鱗翅目昆蟲等也具有良好的誘集作用。通過此次實驗,課題組最終確定把單萜類物質(zhì)和厭氧性代謝物質(zhì)作為引誘劑的主要成分。
隨著氣溫的轉(zhuǎn)暖,科研人員發(fā)現(xiàn)引誘劑在高溫下?lián)]發(fā)速度加快,需要每隔5~7天添加一次引誘劑,在實際應(yīng)用中非常不便。“誘芯對植物揮發(fā)性代謝產(chǎn)物引誘劑的釋放量不同,引誘效果也有所不同。”殷玉生解釋說,“因此,如何控制緩釋速度,成為亟需解決的問題。”
科學(xué)的生命在于創(chuàng)新。針對這種情況,科研人員創(chuàng)新使用塑料試管配套不同直徑大小的,具有控釋、緩釋作用的硅膠塞制成誘芯,緩釋誘芯的裝置可以通過改變硅膠塞的大小和是否加入砂芯來調(diào)節(jié)引誘劑的釋放速度,從而控制引誘劑的揮發(fā)量,滿足不同的應(yīng)用需求。
2009年7月,一場突如其來的暴風(fēng)雨過后,科研人員迅速上山查看誘捕器的情況,到了放置地點,大家全都傻了眼,試驗現(xiàn)場一片狼藉,所有誘捕器的底部都充滿了積水。經(jīng)過分析,科研人員發(fā)現(xiàn)原先“多功能誘捕器”與其他誘捕器一樣,由于頂部有遮雨擋板,底部收集器在設(shè)計時就沒有考慮排水問題,都是一個封閉的盒子。這樣做的好處是防止蟲子逃跑,但無法在大風(fēng)大雨的情況下排清積水。為解決這個問題,經(jīng)過反復(fù)試驗,科研人員在底部收集器設(shè)置了密集而小的排水口,既排清了積水,又不放走害蟲,還省去了遮雨擋板。
奮進科研人員忘我工作
“這個課題的完成是建立在無數(shù)次的野外試驗和數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)上的。”殷玉生說。為了掌握第一手資料,從2007年開始,課題組兵分多路、北上南下,奔赴哈爾濱、山西、青島、南京、連云港、揚州、太倉、泰州、常熟,足跡遍布外來林木害蟲疫區(qū)、重點進口木材堆場,累計行程2萬多公里,獲得了6000多個實驗數(shù)據(jù)。
2008年8月,山東青島某林區(qū),碧空如洗。年近六旬的課題組成員、江陰檢驗檢疫局副局長朱明道大口喘著粗氣,步履艱難地奔走在山上。連續(xù)多日的超負(fù)荷工作,使他吃不下飯、睡不著覺,頭疼欲裂。人們早就勸他這次實驗不要來,好好休息一下,他就是不同意。引誘劑一般使用萜烯類化學(xué)物質(zhì),刺激性強,有濃烈的味道,朱明道強忍著不適,和年輕人一樣,戴著口罩現(xiàn)場配置引誘劑。
2009年7月,正值最炎熱的關(guān)口,殷玉生帶領(lǐng)著課題組入駐林區(qū)開展實驗。據(jù)他回憶,當(dāng)時樹林里密不透風(fēng)、悶熱難當(dāng),有三個“最”:最煩的是蚊子,繞著人飛,趕都趕不走;最怕的是蛇,林子的草叢一簇一簇,有半米多高,走的時候都要先用棍子掃一掃,以便把蛇嚇跑;最難的是沒有現(xiàn)成的路,全靠自己腳踩手拽趟出一條路。樹林里滿地荊棘,為防止腿被荊棘刮傷,無論天多熱都得穿上長褲,即便這樣,走完一趟,雙腿上都是一道道紅印子。實驗期間,殷玉生的兒子剛上幼兒園,愛人也在外地工作。他狠了狠心,把孩子托付給同學(xué)的媽媽照顧,自己一頭扎進茫茫林海,一待就是幾十天,直到圓滿完成實驗任務(wù)。
目前,在“外來重要林木害蟲檢測方法和防控體系的研究”課題成果的基礎(chǔ)上,殷玉生所帶領(lǐng)的團隊轉(zhuǎn)戰(zhàn)科技部質(zhì)檢公益行業(yè)科研項目,繼續(xù)在各大進境口岸、木材堆場奔波,探索在全國范圍內(nèi)建立外來林木害蟲監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),全力堵截外來林木害蟲的入侵。對他們來說,構(gòu)筑國門生物安全防線的戰(zhàn)役才剛剛開始……