1. 引言
林业有害生物不是单纯的“病害”或“虫害”,而是兼具自然属性与社会属性的动态存在[1]。其“有害性”并非绝对,而是取决于是否威胁人类所依赖的林木资源,可见,林业有害生物是影响森林健康、制约林业发展的重要因素。据统计,我国每年因林业有害生物造成的经济损失高达数百亿元。树干涂白是一种成本较低、操作简便且对环境友好的防治方法,在林业有害生物防治中发挥着十分重要的作用。本文旨在系统探究树干涂白防治林业有害生物的机理与应用,为林业防治提供可靠科学依据。
2. 树干涂白的原理与作用机制
2.1. 物理防护作用
树干涂白最显著的作用是物理防护。白色涂层能够反射40%~70%的阳光,大大降低树干表面温度。在冬季、早春,树干向阳面白天受阳光照射温度上升,夜间温度下降,这种昼夜温差会导致树皮细胞组织反复冻融,造成局部组织死亡,形成树干“冻裂”。涂白后,树干温度变化相对平稳,有效减少了冻害的发生。研究表明,涂白后的树干昼夜温差可控制在5℃以内,显著降低了冻裂风险[2]。
例如,长春市绿化管理中心监测显示,涂白后树干基部温度波动幅度降低62%,冻害发生率下降71%。
2.2. 化学防治作用
涂白剂中的生石灰(CaO)遇水生成氢氧化钙,呈现强碱性环境(pH值可达12~13),可有效杀灭树皮裂缝中的病菌。经实验表明,涂白剂对多种真菌和细菌有显著抑制作用,可减少腐烂病、溃疡病等病害的发生,沈阳市法库县把树干涂白应用在杨树造林防治杨树溃疡病上,效果十分显著。
涂白剂中的硫磺或石硫合剂硫化物,具有渗透和侵蚀害虫体壁的能力,能直接杀死树皮表层内的越冬害虫和虫卵,沈阳市法库县防治大青叶蝉卵及杨干象卵,效果显著。另外,涂白剂的碱性环境对害虫体壁也有腐蚀作用,能破坏其保护层,导致害虫死亡[3]。
2.3. 生物防治作用
大多数害虫对白色、干净的环境有回避行为,树干涂白后,害虫不敢沿树干往复爬行,有效阻断了害虫的迁移路径。另外,涂白剂中的石灰和硫磺成分能改变树皮表层的化学性质,使害虫难以在表层产卵。
例如,沈阳市法库县在防治果树天牛、窄吉丁虫等蛀干害虫时,在树干上涂白,可以发现,在白色树干上产卵量有显著减少[4]。
2.4. 生理调节作用
树干涂白后,树干温度积累相对较慢,可以有效延迟树木的萌芽及开花期。在春季气温波动较大的地区,这种延迟作用可避免“倒春寒”对树木的伤害。例如,沈阳地区,桃树涂白后可推迟花期5~7天,有效避开霜害[5]。
树干涂白后,白色涂层能减少树干水分蒸发,在冬季和早春干旱季节尤为重要。实验数据显示,涂白后的树木水分蒸发量可减少30%~40% [5]。
3. 树干涂白的操作要点
3.1. 涂白剂配制及注意事项
传统配方:传统配方简单易行,即生石灰10份、硫磺粉1份、食盐0.2份、动物油0.2份、清水30份(50:5:1:1:150)。配制时需先将生石灰充分化开,细致滤去残渣,再小心加入其他原料搅拌均匀。
改良配方:为增强涂白剂的粘着性和持久性,可在传统配方中加入少量聚乙烯醇或羧甲基纤维素[6]。研究表明,添加0.1%~0.3%的粘着剂可使涂白剂在树干上的保持时间延长2~3倍。
注意事项:涂白剂应随配随用,不宜存放过久,否则,防治效果降低。配制过程中需注意安全防护,避免石灰烧伤皮肤,特别是避免溅到眼睛里。
3.2. 涂白时间
在东北,树干涂白的最佳时期是秋末冬初(11~12月)。此时树木进入休眠期,病虫害活动减弱,涂白效果最佳。
为避免发生倒春寒,在早春(2~3月)可进行补涂,以增强防治效果。特别是在病虫害发生严重的地区,补涂可显著降低虫口密度。
3.3. 涂白高度
目前,树干涂白高度不一,一般在主干及主枝下部1~1.3米为宜。对于病虫害发生严重的树木,可适当提高涂白高度至2米。对病虫危害部位较高的树干,要针对性涂抹[7]。
3.4. 涂刷方法
树干涂白前,要对树干上的老翘皮、苔藓及其他杂物进行清理,对名贵树种或古树可以用钢丝刷清理树皮裂缝中的杂物及附属物。
树干涂白可以使用板刷涂刷或喷枪均匀喷涂,确保树皮缝隙、孔洞、树丫处等部位都涂刷或喷涂到位[8]。涂刷(喷涂)时应由上而下,避免涂白剂浪费流失。
涂刷质量至关重要,涂刷(喷涂)后应立即检查,确保涂层均匀、无遗漏。
4. 树干涂白的实际应用效果
4.1. 防治效果
病害防治:树干涂白对腐烂病、溃疡病等枝干病害的防治效果显著,特别是杨树溃疡病、苹果树腐烂病更加有效[9]。研究表明,树干涂白后的树干病害发生率可降低50%~70%。
虫害防治:树干涂白对天牛、吉丁虫、大青叶蝉等害虫的防治效果尤为突出。实验数据显示,涂白后的树干害虫发生率可降低80%以上[9]。
综合效果:在综合防治体系中,树干涂白可减少化学农药使用量30%~50%,显著降低防治成本,减少药物残留。
4.2. 经济效益
成本分析:树干涂白的材料成本较低,每亩人工费约120元,材料费约20元,每亩林地涂白成本约140元,相对低于化学防治成本(化学防治需要3~4次,每次50元约150~200元) [10]。
收益分析:通过减少病虫害损失,涂白可提高木材产量和质量。研究表明,涂白后的树木生长量可提高15%~20%,木材价格可提高10%~15%。
树干涂白带来的经济效益是多方面的,包括减少病虫害防治成本、提高果实品质、保护树木免受冻害、提升城市环境美观度以及增加夜间通行安全性等。具体经济效益的大小会因地区、树种、涂白剂的质量和涂白技术等多种因素而有所不同[11]。
4.3. 生态效益
树干涂白不污染环境,对非靶标生物影响小,符合生态林业发展要求。减少农药使用量40%,这表现友好型防治。
涂白不伤害天敌昆虫,维系天敌昆虫多样性,有利保持森林生态平衡。研究表明,涂白后的林地天敌昆虫数量比化学防治区高30%~40%。根据相关材料报道,涂白剂对土壤的碱性有影响,特别是碱性土壤严重的地区,涂白剂使用要注意[12]。
4.4. 社会效益
提升城市绿化美观度,反光效果增强夜间交通安全。目前,有的城市为了美化,统一高度(普遍控制在0.8~1.2米)、平整涂层、环保材料的应用,使涂白树木形成规整视觉序列,强化街道整洁度与冬日景观秩序感也增强了交通安全。
树干涂白已超越单一农林防治技术,已经成为承载基层防治、生态教育、城市审美与绿色转型的微型社会工程。
5. 树干涂白剂的改进措施
树干涂白也有它的局限性,针对其局限性,提出以下改进措施:
一是要优化配方:由于涂白剂的持效期一般为3~6个月,需定期补涂,对一年几代的害虫防治还有待探讨与提高。所以要研究开发持效期更长、防治谱更广的涂白剂。例如,添加缓释剂可延长持效期至8-12个月。现以表格的形式编制涂白剂优化配方对比表(见表1)。
Table 1. Comparison table of optimized formulations for whitening agents
表1. 涂白剂优化配方对比表
涂白剂优化配方对比表(单位:kg) |
配方类型 |
生石灰 |
石硫合剂原液 |
食盐 |
动物油 |
水 |
特点与适用场景 |
沈阳法库县标准配比 |
10 |
1 |
0.1 |
0.1 |
18 |
环保型,强调生态友好,用于城区公共绿地 |
湖北石首推荐配比 |
5 |
0.5 |
0.1 |
0.1 |
20 |
成本低、操作稳,适合林农大面积应用 |
苹果专用配比 |
15 |
1 |
0.1 |
0.5 |
8 |
高粘附性,兼顾防冻与腐烂病防控 |
工业产品改良型 |
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含粘着剂/防冻剂,耐雨水冲刷4~8个月,喷涂更便捷 |
注:目前,我国尚未发布专门针对“工业白涂剂”的国家标准(GB);实际应用中多指农林用树干涂白剂,其配制依据为地方农技规范、行业经验及林业部门指导文件。
二是要倡导综合防治:虽然树干涂白中的碱性环境破坏病菌细胞壁及害虫体壁,导致细胞死亡,对大部分病菌、害虫卵的灭杀率达85%以上,但对蚜虫、螨类等小型害虫的防治效果相对较差。故要将树干涂白与其他防治方法结合使用,如与性信息素诱捕、释放天敌等生物防治方法结合,形成综合防治体系。
三是要提高机械化应用:树干涂白对于小面积或少量的贵重树种及古树操作还是可以的,但大面积林地涂白需要较多工时,目前人工成本相对较高,从经济层面上,还是有缺陷。所以要开发树干涂白机械,提高涂白作业效率。目前已有自动涂白机问世,可提高效率5~8倍。
6. 树干涂白与其他防治方法的协同应用
6.1. 与化学防治的协同
通过树干涂白减少病虫害发生基数,可降低化学农药使用量30%~50%。在病虫害发生高峰期,可结合使用低毒化学农药,提高防治效果。
6.2. 与生物防治的协同
树干涂白不伤害天敌昆虫,为生物防治创造条件。通过涂白减少害虫数量,可提高释放天敌的防治效果。
6.3. 与物理防治的协同
在涂白树干附近设置性诱捕器、杀虫灯,可大大提升防治效果。
6.4. 技术集成方案
一是物理防治集成
涂白 + 绑草把诱杀(针对美国白蛾、尺蠖)。沈阳市法库县防治美国白蛾用此技术。
树干基部铺设稻草(厚度8~10 cm),阻隔土壤害虫。如:沈阳市经济林实践,涂白后苹果树腐烂病发病率下降68%,天牛蛀干量减少52%。
结合深翻(20厘米)与刮皮,综合防治效果提升40%。如:法库县丁家房镇大蛇山子村葡萄防治红蜘蛛及各种病害效果明显。
二是生物防治集成
释放天敌昆虫(如肿腿蜂防治天牛)。沈阳地区用此技术效果较好。
施用苦参碱等植物源药剂,减少化学污染。辽宁省森防站在此项防治技术上有很好的经验,并在省内各县区进行对比实验,效果显著。
三是化学防治集成
休眠期喷施波美5度石硫合剂(晶体石硫合剂30倍液),防治介壳虫、红蜘蛛效果更加。此项技术,东北地区的林农使用较广泛,且效果明显。
7. 挑战与对策
技术推广方面:部分林农对涂白重要性认识还不足,果树、园林病虫害防治应用尚可,林业涂白防治应用还不到位,需加强宣传、培训与示范[13]。
材料成本方面:环保型涂白剂价格相对较高,建议当地政府给予补贴或合作社集采,降低涂白成本,便于推广树干涂白技术。
提高效率方面:机器喷涂效率比人工刷涂效率高5~10倍,涂层更均匀,适合在大面积果园、行道树、片林的涂白防治中积极推广和应用。
适应性提高方面:东北地区冬季气温低,极端低温(−30℃以下)可能导致涂层开裂,需研发耐寒型配方[14]。目前,我国已有几家专门研究机构进行研究,已经收到显著成效。
8. 结论与展望
树干涂白作为一种传统的林业有害生物防治方法,具有成本低、操作简便、对环境友好等优点,在现代林业有害生物防治中仍发挥着重要作用。通过优化涂白剂配方、改进涂刷方法、与其他防治方法协同应用,可进一步提高防治效果。未来研究应重点开发持效期长、防治谱广、气候条件变化适应性稳定、对生态系统不会造成影响的新型涂白剂,为林业有害生物综合治理提供更科学的技术支持。