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”,獲得國家知識產權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,它一頭撞在了風葉上,跌入漏斗形裝置里,并沿著漏斗內側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距離傳播很有利。1979年在遼寧省首次發(fā)現該蟲,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,造成的森林經濟損失達千億元。
松材線蟲病,原產北美洲,是松樹的一種毀滅性災害,具有致病能力強、傳播速度快、除治難度大、堵截無從下手等特點,松樹顯現癥狀后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景區(qū)首次發(fā)現該病,當時病死松樹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,造成經濟損失上千億元。在疫情嚴重區(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)多年實現了發(fā)生面積和病死樹數量的“雙下降”。
“目前,我國生態(tài)安全形勢嚴峻,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,并帶來巨額經濟損失。據統(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,目前國內對于外來林木害蟲的疫情監(jiān)測、風險性分析、防治控制等方面還基本處于空白。”談及日益嚴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。
攻關項目團隊艱難探索
時不我待。從2007年初被確定為國家質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。課題組總結其他誘捕器的優(yōu)缺點,經過大量實驗,確定以撞板型為主要結構,采用燈光和引誘劑兩種手段結合的復合型誘捕裝置,做到既可以在白天使用化學方式捕殺,又可以在夜間通過物理方式誘捕,真正實現了一器多用、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有的美國白蛾引誘劑進行誘集效果比較,經過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和厭氧性代謝物質作為引誘劑的主要成分。
隨著氣溫的轉暖,科研人員發(fā)現引誘劑在高溫下揮發(fā)速度加快,需要每隔5~7天添加一次引誘劑,在實際應用中非常不便。“誘芯對植物揮發(fā)性代謝產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,滿足不同的應用需求。
2009年7月,一場突如其來的暴風雨過后,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,試驗現場一片狼藉,所有誘捕器的底部都充滿了積水。經過分析,科研人員發(fā)現原先“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,但無法在大風大雨的情況下排清積水。為解決這個問題,經過反復試驗,科研人員在底部收集器設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次的野外試驗和數據分析基礎上的。”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多個實驗數據。
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物質,刺激性強,有濃烈的味道,朱明道強忍著不適,和年輕人一樣,戴著口罩現場配置引誘劑。
2009年7月,正值最炎熱的關口,殷玉生帶領著課題組入駐林區(qū)開展實驗。據他回憶,當時樹林里密不透風、悶熱難當,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。
目前,在“外來重要林木害蟲檢測方法和防控體系的研究”課題成果的基礎上,殷玉生所帶領的團隊轉戰(zhàn)科技部質檢公益行業(yè)科研項目,繼續(xù)在各大進境口岸、木材堆場奔波,探索在全國范圍內建立外來林木害蟲監(jiān)測網絡,全力堵截外來林木害蟲的入侵。對他們來說,構筑國門生物安全防線的戰(zhàn)役才剛剛開始……